Yapılan araştırmalar, Türkiye’nin enerji ihtiyacının en az %12’sinin biyogazdan elde edilebileceğini göstermiştir. Biyogaz üretimi açısından önemli bir potansiyle sahip olan ülkemizde organik atıklardan anaerobik şartlarda biyogaz enerji üretimi (biyometanizasyon) hem çevresel hem de yenilenebilir enerji kazanımı açısından önem arz etmektedir. Hammadde girdilerinin kolay ve ucuz bir şekilde temin edilebilmesi, yenilenebilir enerji üretimi için devlet tarafından verilen teşvik ve destekler dikkate alındığında karlılık açısından bir biyogaz/biyokütle tesisi yatırımı oldukça cazip görünmektedir.
Neden biyogaz yatırımı?
- Ekonomik büyüme sonucu ülkemizin enerji açığı giderek artması,
- Biogaz tesislerinde üretilen enerjinin yenilenebilir enerji olması ve YEKDEM kapsamına devlet tarafından alım garantisi verilmesi,
- Üretim sonucu elde edilen ısının sera, kurutma, süt soğutma veya ahırların iklimlendirmesi gibi farklı alanlarda kullanılabilme imkanı olması,
- Biyogaz tesisinde üretim sonucu elde edilen tarımsal gübreye olan talebin yüksek olması,
- Biyogaz enerjisi üretiminin hava ve iklim şartlarından büyük ölçüde bağımsız olması.
Biyogaz enerji santralinde üretilen ürünler
Bir biyogaz tesisinde üretilen biyogaz bir ara ürün niteliğindedir. Biyogaz tesisinde üretilen nihai ürünler aşağıdaki gibidir:
- Elektrik enerjisi,
- Isı enerjisi,
- Katı ve sıvı organik gübre.
Biyogaz enerji üretiminde girdi ihtiyacı
Biyogaz, biyokütlenin işlenmesi sonucunda elde edilen yanıcı bir gazdır. Biyogaz tesisinde kullanılan ana hammadde (biyokütle) organik atıklardır. Aşağıda belirtilen girdiler biyogaz üretiminde hammadde olarak kullanılabilir:
- Hayvansal atıklar: Büyükbaş ve küçükbaş hayvan dışkısı, tavuk dışkısı ve diğer hayvansal atıklar.
- Bitkisel (zirai) atıklar: Şekerpancarı küspesi, ot silajı, mısır silajı, pirinç sapı, park ve bahçe atıkları vb.
- Evsel ve endüstriyel atıklar: Yemekhane atıkları, sebze ve meyve atıkları, mezbaha atıkları, maya fabrikası atıkları vb.
Yardımcı madde olarak kullanılan en önemli girdi sudur.
Potansiyel müşteriler
Biyogaz enerjisi yenilenebilir bir enerji olduğundan dolayı santralde üretilen elektrik enerjisi YEKDEM kapsamında değerlendirilmek üzere ulusal elektrik ağına aktarılarak satış gerçekleşmiş olur. Bir diğer yöntem ise elektrik enerjisinin ikili anlaşmalar yolu ile doğrudan serbest tüketicilere satışıdır.
Santralde üretilen ısı enerjisinin bir kısmı tesiste (rekatörlerin ısıtılmasında ve gübrenin kurutulmasında) kullanılır, geri kalan kısmı ise serada kullanılabilir. Üretilen katı ve sıvı organik gübre ise piyasada satışa sunulur.
Türkiye’de biyogaz, biyokütle, atık ısı ve pirolitik yağ enerji santrallerinin toplam sayısı 82 ve toplam kurulu gücü 467,37 MW’dır. >> Listeyi görmek için tıklayınız…
Biyogaz tesisi için kapasite seçimi
Yatırımın toplam maliyetini ve karını belirleyen en önemli faktörlerden biri de kurulacak santralin kapasitesidir. Bu nedenle kapasite seçimi, fizibilite sürecinde önemli hususlardan biridir. Kapasite belirlemeden dikkate alınan önemli faktörler ise temin edilecek hammadde miktarı ve türüdür.
Kapasitelerine bağlı olarak biyogaz tesisleri üç grubu ayrılabilir:
- Küçük çaplı biyogaz santralleri (100 kW – 300 kW)
- Orta çaplı biyogaz santralleri (300 kW – 1000 kW)
- Küçük çaplı biyogaz santralleri (1000 kW ve üzeri)
Kapasite seçiminde tüm faktörlerin dikkate alınması ve yatırımın karlılığı açısından en uygun kapasitenin seçilmesi gerekir.
Biyogaz tesisi için kuruluş yeri seçimi
Kuruluş yeri seçiminde dikkate alınan faktörlerden bazıları aşağıdaki gibidir:
- Üretimde ihtiyaç duyulan organik atıkların kolay temin edilebilir olması (bu nedenle organik atıkların yoğun olduğu bölgeler tercih sebebidir. Örneğin büyükbaş, küçükbaş ve kanatlı hayvan çiftliklerinin yoğun olduğu bölgelerde hammadde temini hem kolay hem de düşük maliyetlidir.
- Yerleşim yerlerine uzaklık,
- Elektrik şebekesi bağlantı noktalarına uzaklık
Biyogaz enerji santrali için teknik altyapı gereksinimi
Bir biyogaz tesisinde gerekli teknik altyapı aşağıdaki ana unsurlardan unsurdan oluşur:
- Arsa/arazi: Üretim tesisi, işletme binası, araç parkı ve gerekli diğer açık ve kapalı alanlar toplamı kadar bir arsa/arazi,
- Biyogaz üretim ünitesi: Kantar, konveyör, hammadde kabul tankı, pompa, karıştırma (besleme) tankı, ön asitlendirme tankı, beton veya çelikten inşa edilen reaktör (fermantör), biyogaz depo tankı, speratör, biyogaz temizleme ünitesi, hijyenizasyon ünitesi, Gaz temizleme (arıtma) ünitesi ve diğer ekipmanlar,
- Kojenerasyon birimi: , Gaz kompresörü, gaz türbini, jeneratör, atıl ısı kazanı, buhar türbini, trafo, kontrol ünitesi, AG-YG elektrik tesisat ve diğer ekipmanlar
- Katı-sıvı gübre üretim birimi: Seperatör, lagün, gübre kurutma ünitesi, paketleme ve ürün depolama ünitesi ve diğer ekipmanlar
- Diğer ekipmanlar: Otomasiyon birimi, veri kayıt sistemi ve diğer ekipmanlar
- İşletme binası ve araç parkı
- Atıksu arıtma tesisi
Biyogaz enerji üretim tesisi yatırım maliyeti
Biyogaz yatırımında toplam yatırım tutarı; sabit sermaye yatırımı ve işletme sermayesi toplamından oluşur.
Sabit yatırım tutarını oluşturan ana maliyet kalemleri aşağıdaki gibidir:
- Arsa/arazi edinim maliyeti
- Bina-inşaat maliyeti,
- Makine-ekipman maliyeti
- Proje mühendislik ve danışmanlık hizmeti maliyeti
- Gerekli izin ve onaylar
Tüm bu maliyetler; oluşturulan yatırım senaryosuna, yatırım için seçilen kuruluş yerine ve tesisin kapasitesine bağlı olarak değişmektedir.
Yatırımın geri dönüşü
Biyogaz tesisi için yatırımın geri ödeme süresi, yıllık olarak elde edilen net nakit akımlarının ilk yatırım maliyetini karşıladığı süredir. Bu süre, yıllık olarak elde edilen nakit akımlarına bağlıdır. Nakit akımları ise üretim tesisinin işletme giderlerine ve satışlardan elde edilen gelirlere bağlıdır. Satışlardan elde edilen gelirler; enerji satış fiyatı, gübre satış fiyatı ve diğer ürünlerin satış fiyatlarına bağlı olarak değişmektedir.
Biyogaz üretimi ile ilgili mevzuat
Enerji üretim amaçlı bir biyogaz tesisi; lisanslı ve lisanssız olmak üzere iki şekilde kurulabilir.
- Tarımda Kullanılan Organik, Organomineral Gübreler Ve Toprak Düzenleyiciler İle Mikrobiyal, Enzim İçerikli Ve Organik Kaynaklı Diğer Ürünlerin Üretimi, İthalatı, İhracatı Ve Piyasaya Arzına Dair Yönetmelik
- Mekanik Ayırma, Biyokurutma ve Biyometanizasyon Tesisleri ile Fermente Ürün Yönetimi Tebliği
- Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Belgelendirilmesine ve Desteklenmesine İlişkin Yönetmelik
- 6446 Sayılı Elektrik Piyasası Kanunu
- 5346 Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun
- Elektrik Piyasası Lisans Yönetmeliği
- Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik
- Çevre mevzuatı
Sektörel ilişkin öne çıkan hususlar, tespitler ve trendler
Biyogaz yatırımını ilgilendiren sektör/sektörlere ilişkin gelişmeler ve trendler aşağıdaki gibidir:
- Dünya’da biyokütle kaynaklarına dayalı elektrik üretim tesislerinin kurulu gücü her yıl artmaktadır. Ülkeler bazında analiz edildiğinde en fazla kurulu güce sahip beş ülkenin Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Almanya, Brezilya ve Avusturya olduğu gözlemlenmiştir. Biyokütle potansiyeli ve hükümetin sektöre yönelik strateji ve politikaları dikkate alındığında Türkiye’de gelecek yıllarda önemli oranda biyogaza dayalı yatırımların artacağı tahmin edilmektedir.
- Yenilenebilir enerji kaynağına dayalı üretimlerde en yüksek destek güneş enerjisi ve biyokütle enerjisine verilmektedir. Biyogaz tesislerinde üretilen enerjinin 13,3 Dolar cent/kWh fiyatından YEKDEM kapsamında değerlendirilmektedir.
- Türkiye’de biyogaza yönelik teknoloji yok derecesindedir. Altyapı sağlayan firmaların çoğu yurtdışı menşeli firmalardır. Altyapı sağlayan firma sayısı ve rekabet arttıkça, altyapıda kullanılan makine ve ekipman maliyetleri düşecektir.
BİYOGAZ ÜRETİMİNDE KULLANILAN HAMMADDELER
Hayvansal Atıklar
Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan Atıklar özellikle kırsal kesimler için önerilen biyogaz tesislerinde kullanılmaktadır.
Bitkisel Artıklar
İnce kıyılmış sap, saman, anız ve mısır artıkları, şeker pancarı yaprakları ve çimen artıkları gibi bitkilerin işlenmeyen kısımları ile bitkisel ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan artıklardır.
Bitkisel artıkların kullanıldığı biyogaz tesislerinin işletilmesi sırasında proses kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle kırsal kesimlerde bitkisel artıklardan biyogaz eldesi önerilmemektedir.
Organik İçerikli Şehir ve Endüstriyel Atıklar
Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt sanayi ve gıda sanayi atıkları, çözünmüş organik madde derişimi yüksek endüstriyel ve evsel atık sular biyogaz üretiminde kullanılmaktadır. Bu atıklar Özellikle belediyeler ve büyük sanayi tesisleri tarafından yüksek teknoloji kullanılarak tesis edilen biyogaz üretim
merkezlerinde kullanılan atıklardır.
Çeşitli Kaynaklardan Elde Edilebilecek Biyogaz Verimleri ve Biyogazdaki Metan Miktarları
| Kaynak | Biyogaz verimi (litre/kg) | Metan oranı (Hacim %’si) |
|---|---|---|
| Sığır Gübresi | 90-310 | 65 |
| Kanatlı Gübresi | 310-620 | 60 |
| Buğday samanı | 200-300 | 50-60 |
| Çavdar samanı | 200-300 | 59 |
| Arpa Samanı | 290-310 | 59 |
| Mısır sapları ve artıkları | 380-460 | 59 |
| Keten & Kenevir | 360 | 59 |
| Çimen | 280-550 | 70 |
| Sebze artıkları | 330-360 | Değişken |
| Ziraat atıkları | 310-430 | 60-70 |
| Yerfıstığı kabuğu | 365 | — |
| Dökülmüş ağaç yaprakları | 210-290 | 58 |
| Algler | 420-500 | 63 |
| Atık su çamuru | 310-800 | 65-80 |
Biyogaz ısıl değeri
1 m3 biyogazın sağladığı ısı miktarı 4700-5700 kcal/m3 ‘tür.
Hayvansal kaynaklardan elde edilebilecek ortalama gübre ve biyogaz miktarları
Hayvan Ağırlığı Bazında Üretilebilecek Günlük Ve Yıllık Yaş Gübre Miktarları
- Büyükbaş hayvan canlı ağırlığın % 5-6’sı kg-yaş gübre/gün
- Koyun-Keçi canlı ağırlığının % 4-5’sı kg-yaş gübre/gün
- Tavuk canlı ağırlığının % 3-4’sı kg-yaş gübre/gün
| Hayvan adedi | Hayvan cinsi | Yaş Gübre Miktarı (ton/yıl) |
|---|---|---|
| 1 | Büyük Baş | 3.6 |
| 1 | Küçük Baş | 0.7 |
| 1 | Kümes | 0.022 |
| Gübre cinsi | Gübre miktarı | Elde edilecek biyogaz miktarı (m3/yıl) |
|---|---|---|
| Sığır | 1 ton | 33 |
| Koyun | 1 ton | 58 |
| Kümes hayvanı | 1 ton | 78 |
BİYOGAZ ENERJİ ÜRETİM TESİSİ FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI KONU BAŞLIKLARI
Enerji ve organik gübre elde etmek amacıyla bir biyogaz üretim tesisi kurmak için öncelikle kapsamlı bir fizibilite çalışmasının yapılması gerekmektedir. Fizibilite çalışması ile pazardaki talep miktarı, gerekli teknik altyapı, yatırım için ihtiyaç duyulan toplam sermaye tutarı, yatırımın ticari karlılığı, geri ödeme süresi ve yatırıma ilişkin diğer hususlar detaylı bir şekilde ele alınır ve elde edilen sonuçların değerlendirmesi ile bir yatırım kararı alınır ve yatırım buna göre planlanır.
Yenilenebilir enerji kaynağı olarak biyogaz özellikle son on yılda birçok ülkede ciddi derecede önem kazanmıştır. Dünyada en fazla biyogaz üretimi Çin’de yapılmaktadır. Avrupa’da ise Almanya başı çekmektedir. Almanya’da toplam elektrik gücü 2,8 Gigawatt’ı bulan yaklaşık olarak 7.000 tesis faaliyet göstermektedir. Avusturya ve İsveç, biyogazı basınçlandırarak araçlarda kullanan nadir ülkelerdendir. Avrupa’da 2020 yılında biyogazdan 56,4 TWh elektrik üretimi hedeflenmiştir. Bu hedefe ulaşabilmek için termokimyasal ve biyokimyasal metotlara dayalı üretim teknolojilerinin geliştirilmesi için önemli girişimler başlatılmıştır.
Türkiye’de de biyogaz üretimine dönük büyük ve şimdilik geniş ölçüde kullanılmayan bir potansiyel bulunmaktadır. Farklı kuruluşlar tarafından yapılan araştırmalara göre Türkiye’nin elektrik ihtiyacının azami % 12’si biyogazdan elde edilebilir. Biyogaz potansiyeli içerisinde yaklaşık olarak % 40’lık bir orana sahip olan sığır gübresi (katı ve sıvı faz karışık) ve tavuk gübresi en önemli substratları teşkil etmektedir.
Biyogaz yatırımı için fizibilite çalışması
Biyogaz tesisi için yapılması gereken fizibilite çalışmasının aşağıdaki konu başlıklarını içermesi gerekir:
1. Sektörel değerlendirme
- Türkiye enerji sektörü arz-talep durumu ve genel değerlendirmesi
- Yenilenebilir enerji sektörü genel değerlendirmesi
- Santral için yer seçimi ve değerlendirmesi (hammadde sürekliliği vb. hususlar),
- Tesisten elde edilen elektrik enerjisi, ısı enerjisi ve gübrenin kullanımı, satış olanakları ve satış fiyatları tahmini,
- Projenin gerçekleştirilmesi düşünülen yörede atık miktarı ve tahmini
- Yatırımın, bulunduğu bölge ve ülke ekonomisi açısından değerlendirmesi
2. Hukuki değerlendirme
- İlgili mevzuat ve yükümlülükler,
- Üretim sahasının mülkiyet durumu,
- Biyogaz üretim tesisi için alınması gereken izin ve ruhsatlar,
- Hammadde tedarik sözleşmeleri, enerji satış sözleşmeleri vb.
- Devlet tarafından verilen teşvik ve destekler,
3. Teknik değerlendirme
- Arazi genişliği, üretim kapasitesinin belirlenmesi ve tesis büyüklüğü,
- Biyogaz üretim tesisi için ihtiyaç duyulan hammadde (hayvan gübresi vb.) miktarı,
- İhtiyaç duyulan hammaddenin tedarik edilmesi,
- Üretim yöntetim ve teknoloji seçimi,
- Teknik altyapının ve özelliklerinin belirlenmesi (Fermantör, seperatör, kojenerasyon santrali, depolama tankı, gübre paketleme ünitesi, ,
- Inşaat altyapısı,
- Atıkların toplanması ve işlenmesi
- Teknik ve yönetici personel ihtiyacı,
- Üretilecek biyogaz, ısı ve elektrik miktarı,
- Sistemin verimi,
- İş akış şemaları,
- Kalite ve standartlar,
4. Mali (finansal) değerlendirme
- Proje geliştirme ve tesisi kurulum maliyeti,
- İnşaat maliyeti,
- İhtiyaç duyulan makine-ekipman maliyeti,
- Hammadde maliyetleri,
- Nakliye maliyeti,
- İşletme dönemi giderleri,
- Amortismanlar,
- Biyogaz tesisi sabit yatırım tutarı,
- Biyoga tesisi işletme sermayesi,
- Toplam yatırım tutarı,
- İşletme dönemi gelir tahmini,
- Yıllık nakit akışı,
- Finansal kaynak planlaması,
- Net bugünkü değer,
- İç verimlilik oranı,
- Yatırımın geri ödeme süresi
5. Ekonomik değerlendirme
- Projenin kurulduğu bölgenin ve ülke ekonomisine katkıları,
- Fayda-maliyet analizi
5. Risk değerlendirmesi
- Karlılığı en çok etkileyen değişkenlerin belirlenmesi, bu değerlerde sapmalara neden olabilecek belirsizlikler ve bu belirsizliklerin yol açtığı riskler,
- Risklerin yönetilmesi ve çözüm geliştirilmesi,
- Duyarlılık analizi proje değişkenlerindeki bir değişmenin projenin karlılığı üzerindeki etkisinin hesaplanması,
6. Sonuç ve öneriler
- Fizibilite sonuçlarının yatırım kararı alınması açısından değerlendirilmesi ve fizibilite hazırlayan ekibin önerileri.
Fizibilite çalışması
Her yatırım, detaylı bir fizibilite çalışması gerektirir. Biyokütle/biyogaz yatırımı öncesinde de detaylı bir fizibilite çalışması yapılarak yatırımın çerçevesi, lisanslama hususları, hammadde temin durumları gibi hususların araştırılması, analiz edilmesi ve kesinleştirilmesi gerekir.
Yatırım öncesinde fizibilite çalışması kapsamında pazar araştırması, teknik inceleme ve değerlendirme ve daha sonra finansal analiz yapılır. Fizibilite çalışması ile ihtiyaç duyulan hammadde miktarı ve temin durumu, sabit yatırım tutarı, işletme sermayesi ihtiyacı, üretilecek enerji miktarı, üretilecek organik gübre miktarları, enerji ve gübre satışlardan elde edilecek gelir miktarı, yatırımın karlılığı ve geri ödeme süresi gibi tüm hususlar belirtilir ve elde edilen sonuçlar çerçevesinde bir yatırım kararı alınırarak yatırımın realize edilmesine yönelik planlama buna göre yapılır.