Maden Sahası/Ocak
88
133 Anık. S., Öğür. A., Vural M. (1996), Termik Kesme Teknolojisi, Gedik Eğitim Vakfı Kaynak Teknolojisi Eğitim Araştırma ve Muayene Enstitüsü
Aksaray OSB sınırları içinde bulunan ENFAŞ Enerji Elektrik Üretim A.Ş’nin işlettiği biyogaz tesisi yıllık ortalama 3.400.000 m3 biyogaz ve buna bağlı olarak yaklaşık 10.400 MWh elektrik enerjisi üretmektedir. Hâlihazırda tesiste H2S oluşumunu minimize etmek için FeCl3 kimyasalı kullanılmakta ve bu kimyasal piyasadan sentetik formda ciddi bir maliyetle sağlanmaktadır.
Dolayısıyla söz konusu biyogaz tesisinde FeCl3 kimyasalı yerine demir oksit türevlerinin kullanılması sonucunda kimyasal maliyetinde ciddi bir tasarruf söz konusu olacaktır. Demir oksit hâlihazırda
“sentetik” olarak endüstriyel ölçekte 2-6 mm boyutlarında üretilerek biyogaz sektöründe desülfürizasyon (H2S uzaklaştırma) amacıyla kullanılmaktadır. Ürünün ton başına maliyeti 200 ABD Doları civarında olmakla beraber ENFAŞ Enerji Elektrik Üretim A.Ş.’nin yıllık biyogaz üretimi dikkate alındığında desülfürizasyon yapılabilmesi için (H2S derişiminin biyogaz içerisinde 4000 ppm seviyesinde olduğu varsayılmaktadır) 20.000-25.000 ABD Doları aralığında sentetik demir oksit gideri olacağı öngörülebilmektedir. Özellikle Almanya (Örneğin: Lanxess AG), Çin Yüksek saflıktaki oksijenin veya havanın plazma
kesmede kullanılması sonucunda demir ve metal oksijenle hızlı bir şekilde oksitlenir ve ısı açığa çıkar. Lazerle kesme işleminde oksijen veya hava kullanılmamaktadır ancak kesme işleminden arta kalan demir parçacıkları nemli ortamda hava ile temas sonucunda oksitlenir.
Plazma ve lazerle kesme sonucunda aşağıda özetlenen reaksiyonlar sonucunda demir oksit oluşur:133
(1) Fe + 1/2 O2 > FeO + ısı (2) 3Fe + 2 O2 > Fe3O4 + ısı (3) 2Fe + 3/2 O2 > Fe2O3 + ısı
Aksaray OSB’de yapılan saha ziyaretleri esnasında bazı firmaların üretim basamakları sonucunda demir oksit çıkışı olduğuna dair tesis yetkililerinden bilgi alınmıştır. Demir oksit materyalinin yoğunluğu 5,242 gr/cm3’tür.
Şekil 5.16 - Metal Şekillendirme Prosesi Esnasında Plazma Kesme İşlemi
Şekil 5.17 - Plaza Kesme Sonucu Oluşan Demir Tozu (demir oksit) Atıklarının Saha Ziyareti Esnasında Kayıtlara Geçirilen Görseli
Ekonomik Açıdan Değerlendirme
134 https://gyfengtai.en.made-in-china.com/product/UshJnuIEOHVC/China-Low-Price-of-Iron-Oxide-Desulfurizer-Ferric-Oxide-Desulfurizer.html
Öncelikle bertarafı problematik olan demir oksit atıklarının çevreye etki etmeden bir başka proseste kullanılması çevresel açıdan önemli bir kazanç olacaktır. Biyogazdan elektrik üretimi esnasında kullanılan gaz motorlarının bakım yağlarının değişme periyotların uzatılması ve buna bağlı olarak söz konusu işlemden kaynaklanan atık yağ miktarının azaltılması sağlanabilir.
H2S gazının biyogazdan ayrıştırılmadığı sistemlerde biyogazın gaz motorlarında yanması sonucunda SO2 ve SO3 gazları oluşmaktadır. Söz konusu gazlar insan sağlığı
ve iklim değişikliğine etkisi açısından emisyon miktarları Uluslararası İklim Değişikliği Paneli (UNFCCC) ve Türkiye gibi panele üye ülkelerin denetiminden sorumlu olduğu gazlardır.
Benzer şekilde biyogaz saflaştırmada kullanılan FeCl3 kimyasalının yerine atık demir oksitlerin tercih edilmesi sonucunda FeCl3’den kaynaklı çevresel riskler düşürülmüş olacaktır.
Ayrıca biyogazdan elektrik üretim veriminin artması ile beraber fosil yakıt kaynaklı elektrik enerjisi üretimine olan ihtiyaç biyogazın saflaştırılması oranında artacak elektrik üretim miktarı oranında azalacaktır.
(Örneğin: Gongyi Fengtai Refractory Abresive Co. Ltd) başta olmak üzere dünyanın birçok bölgesinde biyogaz tesislerinde kullanılmak üzere sentetik demir oksit üretimi endüstriyel ölçekte gerçekleştirilmektedir. Dolayısıyla demir oksit materyalinin biyogaz tesislerine desülfürizasyon amacıyla kullanımı bilinen ve uygulanan bir prosestir. Bu çalışma kapsamında değerlendirilen örnekte ise bir başka ürün üretim prosesi sürecinde metal kesme/işlemi sonucunda atık/yan ürün olarak ortaya çıkan demir oksit ise endüstride doğrudan biyogaz desülfürizasyonu amacıyla üretilen sentetik versiyonuna kıyasla cüzi maliyetler karşılığında elde edilebilir. Demir oksit kullanımı ile biyogaz içerisindeki yüzdesinin düşürülmesi ile beraber (4000 ppm derişiminden 27 ppm derişimlerine düşürülmesi mümkündür) biyogazdan elektrik üretiminde de % 1-2 oranında artış olması öngörülebilir. Ayrıca teknik bölümde
açıklandığı üzere aktif karbon ünitesi ile bu üniteye entegre edilecek demir oksitin biyogaz içerisindeki karbondioksiti tutmasıyla beraber üretim verimi daha da arttırılabilir ancak bu seçenek H2S uzaklaştırmaya kıyasla daha fazla araştırma ve deneme safhalarına ihtiyaç duyacaktır. Bu nedenle bu çalışma kapsamında CO2’in biyogazdan uzaklaştırılması sonucunda kazanılabilecek ekonomik kazanımlar yer almamaktadır.
Şekil 5.18 - Endüstriyel Üretim Sonucu Elde Edilen Demir Oksit (FE2O3)134
Çevresel Açıdan Değerlendirmeler
90
135 http://webdosya.csb.gov.tr/db/ced/icerikler/aksaray_2016_cevre_durum_raporu_enson-20180122082236.pdf
Önceki bölümlerde paylaşılmış olan bilgilere dayanarak Aksaray OSB içerisinde ve çevresinde yer alan ve faaliyetleri sonucunda demir oksit atıkları ortaya çıkan tesislerin bu atıklarının aynı bölgede biyogaz ve devamında elektrik enerjisi üretimi gerçekleştiren tesislerde değerlendirilmesinin mümkün olduğu ifade edilebilir. Aksaray OSB’de yapılan saha çalışmalarında ilgili tesislerin demir oksit atıklarını çimento üretim tesislerine gönderdikleri veya geri dönüşüm firmalarına ücret ödeyerek teslim ettikleri bilgisi alınmıştır. Demir oksit atıkları kalorifik değeri bulunmaması nedeniyle çimento ocaklarında yakılması tercih edilecek bir atık
türü değildir. Geri dönüşüm firmalarının ise söz konusu atıkları depolama tesisleri ya da demir çelik sanayisine tekrar yönlendirmesi söz konusudur. Ancak yıllık atık miktarının azlığı ve atık çıktısının birden fazla sayıda ve bölgedeki tesisten kaynaklandığı düşünüldüğünde paydaşları için faydalı bir bertaraf operasyonunun yürütülmediği düşünülmektedir. Dolayısıyla konuya dair teknik, ekonomik ve mevzuat açısından gerekli koşulların olumlu olmasıyla beraber ilgili sektörlerin bir araya gelerek atacakları adımlar hem bölgedeki demir oksit atığı sorununu çözecek hem de biyogaz tesislerinin enerji üretimine katkı sağlayacaktır.
Tehlikesiz atıkların düzenli depolama faaliyetleri, 26 Mart 2010 tarih ve 27533 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe giren Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik kapsamında yürütülmektedir.
Yönetmeliğin ilgili atık listesi ve tanımlamasına göre demir oksit atıklarının kategorilendirilebileceği “12 01 02” kodlu
“demir metal toz ve parçacıklar” tehlikesiz atık sınıfında bulunmaktadır. İlgili atığın yönetmeliğin Ek-2 kapsamında yapılan analiz sonuçlarına göre atıklar, I. sınıf, II. sınıf ya da III.
sınıf düzenli depolama sahalarında bertarafı sağlanmaktadır. Aksaray 2016 İl Çevre Durum Raporu’na göre il sınırları dâhilinde ortaya çıkan demir oksit atıkları depolama sahalarında bertaraf edilmektedir.135 Diğer yandan 10 Ekim 2015 tarihli ve 29498 sayılı Resmi Gazete Yayını ile yürürlüğe girmiş olan Mekanik Ayırma, Biyokurutma ve Biyometanizasyon Tesisleri İle Fermente Ürün Yönetimi Tebliği Madde 2 ve Tebliğin Ek-1A Atık Listesi’ne göre biyogaz tesislerinin hammadde olarak alabileceği atıklar ifade edilmiştir. Söz konusu listede “12 01 02” kodlu demir oksit materyali bulunmamaktadır.
2 Nisan 2015 tarihli ve 29314 sayılı Resmi Gazete Yayını ile yürürlüğe giren Atık Yönetimi Yönetmeliği, 6. Bölüm, Madde 19’a göre demir oksit materyali insan sağlığına zarar vermeyecek tedbirlerin alındığı bir ortamda yalnızca fiziksel işlemlerden geçirilerek tekrar kullanılabilir ise kapasite raporlarında yan ürün olarak değerlendirilebilmekte ve atık bertaraf beyanı kapsamına alınmasına gerek görülmemektedir. Dolayısıyla metal kesme işlemleri sonucunda oluşan demir oksit benzer işlemler gerçekleştirilen firmalar tarafından atık değil yan ürün olarak değerlendirilmesi mümkün gözükmektedir.
Demir oksit materyalinin atık değil yan ürün olarak değerlendirilmesi biyogaz tesislerinin bu materyali hammadde olarak kullanmasının önündeki engeli kaldırmaktadır. Diğer yandan, konuya ilişkin tebliğlerin gelecek süreçte talepler ve öneriler doğrultusunda güncellenmesi durumunda Tebliğin Ek-1A Atık listesinde yapılacak değişiklikler ile beraber demir oksit materyalinin “12 01 02” koduyla atık olarak beyan edilmesi durumunda dahi biyogaz tesislerinde değerlendirilebilmesinin önü açılabilir.
Mevzuat ve Standartlar Açısından Değerlendirmeler
Sonuçlar/Öneriler ve İleriye Dönük Adımlar
92