Organik Atıklardan Yenilenebilir Enerji ve Biyobazlı Endüstriyel Kimyasal Madde Eldesi (Production of Renewable Energy and Biobased Industrial Chemical Products from Organic Wastes)

Proje Yürütücüsü:Prof.Dr. Göksel N. Demirer
Destekleyen kuruluş:DPT
Proje No:BAP-03-11-DPT.2003(05)K120540-1, 2005
Proje Çalışanları:Y.Doç.Dr. Sibel-Uludağ Demirer, Dr. Tuba H. Ergüder, Y.Müh. Seçil Türkmenoğlu, Çiğdem Ertorul, Onur Kerimoğlu, Şermin Bozan
ÖZET

Hızlı sanayileşme ve nüfus artışına paralel olarak, Türkiye dahil olmak üzere pekçok gelişmekte olan ülkenin enerji ve endüstriyel hammadde ihtiyacında büyük bir artış gözlenmektedir. Bu hızlı sanayileşme sürecinde ana enerji ve endüstriyel hammadde kaynağı olarak yenilenemeyen (oluşumu binlerce yıl alan) fosil kökenli doğal kaynakların kullanımı, dışa bağımlılık, yüksek maliyet, çevre kirliliği, vb. pekçok önemli soruna yol açmaktadır. Ayrıca enerji ve endüstriyel kimyasal madde eldesi gibi stratejik bir alanda dışa bağımlılığın azaltılması/önlenmesi, yüksek maliyet, vb. yanı sıra biorafinasyona yönelişin önemli bir gerekçeside fosil kökenli kaynakların güç çevrim santrallerinde ve endüstride kullanımları sırasında açığa çıkan SOX, NOX ve CO2 gibi sera gazlarının ilgili emisyon değerlerini aşması, küresel ölçekte hava kirliliğine yol açması ve çevre kirliliği yaratmasıdır. Bu sorunlarla karşı karşıya olan pekçok ülke enerji ve endüstriyel hammadde üretiminde yenilenebilir kaynaklara yönelmiştir. Ayrıca biyorafinasyon, biyoenerji, biyobazlı ürünler, vb. konularında yapılan araştırma/geliştirme faliyetlerine ek olarak, pekçok gelişmiş ülkede yeni araştırma programları, bölüm ve enstitüler oluşturulmakta ve yeni politika ve yol haritaları hazırlanmaktadır.

Ülkemizde önemli miktarlarda üretilen organik atıkların çevreye kontrolsüzce verilmesi sadece küresel ısınma, asidifikasyon, oksijen tüketimi, ötrifikasyon, koku, vb. önemli çevre ve halk sağlığı sorunlarına yol açmaları ile kalmayıp, önemli bir ekonomik kayıp olarak da görülmelidir. Ülkemizde üretilen organik atıkların biyorafinasyon yaklaşımı çerçevesinde değerlendirilerek yenilenebilir enerji ve endüstiyel kimyasallara dönüştürülmesi; enerji ve kimyasal madde eldesi bazında dışa bağımlılığımızı azaltacak, önemli çevresel ve ekonomik kazanımlara yol açacak, kırsal bölge ekonomilerinin yeni perspektif ve yatırımlarla canlanmasını sağlayacak, yeni iş olanakları yaratacak ve çevre kirliliği konusunda imzacısı olduğumuz uluslararası anlaşmalara uyumumuzu kolaylaştıracaktır.

Tüm bu gelişme ve olgular göz önünde bulundurularak, çalışmamızın konusu önemli bir çevre kirliliği kaynağı olan ve ülkemizde yüksek miktarlarda üretilen organik atıkların (organik evsel katı atıklar, hayvansal ve agro-endüstriyel atıklar, vd.) biyosaflaştırma teknik ve metotlarıyla katma-değerli ürünlere (biyogaz, organik asitler ve gübre) dönüştürülmesi olarak belirlenmiştir. Sözü edilen ürünlerden biyogaz temiz/yenilenebilir bir enerji kaynağı, organik asitler boya, kaplama, mobilya, vb. üretiminde, paketleme/ambalaj sanayiinde, tekstil, otomotiv ve ilaç sektöründe kullanılan bir kimyasal madde grubu ve struvit değerli bir gübre olmasıyla farklı kategorilerde üç farklı biyoürünü temsil etmektedir.

ABSTRACT

The demand for energy and industrial raw materials is on a significant rise parallel to the rapid industrialization and population growth in many developing countries including Turkey. The use of nonrenewable fossil-based resources for energy and industrial raw material generation results in several problems such as foreign-dependency, high cost, environmental pollution, etc. Furthermore, one of the other major reasons of the trend towards biorefining beyond diminishing/decreasing the foreign dependency, high cost, etc. is the global environmental problems associated with the use of fossil-based resources in energy production and industry and related air pollutant (such as SOX, NOX ve CO2 , etc.) emissions. Many countries facing these problems adopted renewable resources for the production energy and industrial raw materials. In addition to the recent research and development activities on biorefining, bioenergy, biobased products, etc. in many countries, new research programs, departments, institutes, etc. are being established, and corresponding policies and roadmaps are prepared. Therefore, it is imperative for Turkey to start necessary efforts on building an infrastructure on the subject so that our renewable resources can be used for energy and industrial chemical production as soon as possible.

Taking all these advances and facts into consideration, the aim of this research is set as converting organic wastes (organic fraction of municipal solid wastes, animal and agro-industrial wastes) which are produced at high rates in Turkey, into value-added products (biogas, organic acids, and fertilizer) through biorefining techniques and methods. Biogas, a renewable and clean energy source; organic acids, a chemical group intensely used in dye, coating, furniture, etc. production, and packaging, textile, automotive, and pharmaceutical sectors; and struvite, a valuable fertilizer, represent three different bioproducts in different categories. Furthermore, the fact that Turkey spent 444, 241 and 42 million dolars for crude oil, organic chemicals and fertlizer imports, respectively, only in January 2004 played an important role in the selection of these bioproducts.

The uncontrolled disposal of the organic pollutants, which are produced in high amounts in our country, not only results in signicifant environmental and public health problems such as global warming, acidification, oxygen depletion, eutrophication, odour, etc. but should also be regarded as an economical loss. The conversion of the organic wastes produced in our country into renewable energy and industrial chemicals will reduce our foreign dependecy, lead to important economical and ecological gains, refresh rural economies through new perspectives and investments, create new employment opportunities, and make Turkey comply with international environmental agreements easier.