YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAĞI OLARAK PELET KULLANIMI

1. GİRİŞ

Bazı yerlerde pellet olarak da belirtilen peletler,  sıkıştırılmış biyokütleden elde edilen küçük, çeşitli şekillerdeki yakıt parçalarıdır. Çeşitli biyokütle kaynaklarından üretilebilen bu yakıt türü, özellikle ahşap talaş ve yongaları, tarımsal atıklar ile gıda endüstrisi yan ürünlerinden elde edilmektedir.

Bu yazı, peletler hakkında genel bilgi verecek, pelet türlerini, pelet kullanım alanlarını, pelet kullanımının, günümüzün önemli sorunlarından olan iklim değişikliği ve çevre korumaya katkısı ile karbon ayak izi üzerindeki etkilerini, peletler hakkında yayınlanan ulusal ve uluslararası yasa, yönetmelik ve standartlardaki özendirici veya zorlayıcı karar veya yayınlara değinecek, peletlerin diğer yakıtlara göre üstünlüklerini veya zayıf noktalarını ele alacaktır. Bu yazının hazırlanmasında, Isparta’da kurulan Isıpellet Orman Ürünleri Şirketinin yayınları kaynak olarak kullanılmıştır [1]. 

2. PELETLER

Topak, yumak, silindir, misket şekillerinde olabilen peletler, her türlü odun, odun artığı, ormansal atık, tarımsal atık veya endüstriyel atıkların kurutulup öğütüldükten sonra yüksek basınçla preslenip sıkıştırılıp, yoğunluğu artırılarak enerji elde edilmesi amacıyla kullanılan, genellikle 6 -10 mm çap ve 10 – 40 mm arasında uzunluğu olan küçük parçalardır.

Hammadde ve üretim teknikleri açısından farklılık göstermekle birlikte, odun ve odun türevi maddelerin pelete dönüştürülmesinde bağlayıcı madde kullanılmaz ama bazı hammaddelerde belli oranlarda yardımcı bağlayıcılar (melas, nişasta, bitkisel parafin, tall yağı, lignin, su gibi) kullanılabilir.

2.1 Pelet Türleri ve Özellikleri

Şekil 1. Bazı Pelet Türleri

–     Ahşap Peletleri: En yaygın pelet türü olup, sert veya yumuşak ağaç talaşları ve yongalarından üretilir. Yüksek enerji yoğunluğu ve temiz yanma özelliği vardır.

–     Tarım Peletleri: Mısır koçanı, buğday sapı ve pirinç kabuğu gibi tarımsal atıklardan üretilir ve genellikle endüstriyel yakıt olarak kullanılır

–     Endüstri Peletleri: Gıda işleme sonucunda ortaya çıkan yan ürünlerden yapılır ve biyogaz üretiminde veya hayvan yemi olarak kullanılır.

–     Kâğıt Peletleri: Kâğıt fabrikalarının atık ürünlerinden yapılır ve genellikle endüstriyel enerji üretiminde kullanılır.

Şekil 2. Pelet Üretim Aşamaları

2.2 Peletlerin Kullanım Alanları

–     Isıtma amaçlı: Ahşap pelet sobaları ve kazanları, evsel ve ticari ısıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Aşağıdaki şekillerde ısıtma amaçlı kullanım için bazı örnekler verilmiştir.

Peletin yanma süresi ve sağladığı enerjinin, aynı miktarda ağaç odununa göre 3 kat daha yüksek olduğu söylenebilir.

Geleneksel doğalgaz, fuel oil ve kömür kazanlarının pelet brülörleriyle çalıştırılabilmesi ve bu kazanların dönüştürülmesi amacıyla ülkemizde de birkaç fabrikada pelet brülörü üretimine başlanmıştır.

Şekil 3. Üretilen Peletlerin Yaygın Görülen Biçimleri

–    Pişirme amaçlı: Doğalgaz yakan fırınlarda, doğal gaz brülör ayarının zaman zaman yapılması gerekmektedir. Bu yapılmazsa, verimsiz yanma nedeniyle hava kirliliğine yol açmasının yanı sıra fırın cehennemliği ve boruları oksitlenir, verim düşer, arızalara yol açılır. Fırının kapasitesi ve büyüklüğüne göre en azından aylık bakım yapılması gerekir.

Tablo 1. Bazı Pelet Türlerinin Kimyasal Değerleri

Fındık yakan fırınlarda ise, fındığın kabuğundaki yağlar, cehennemliğin ve boruların kirlenmesine yol açar, kirlenme sonucu fırın ısınma verimi düşer, baca tıkanabilir, mekanik arızalara ve fırın ömrünün kısalmasına neden olur.

Odun peleti ise, fırın için gerekli ve yeterli olan ısıyı sağlar, aşırı ısınma nedeniyle metalde oluşabilecek yıpranmayı, oksitlenmeyi önler. Kullanılan pelet brülörü, brülör yanma haznesindeki salım değerini otomatik olarak ayarladığından, rahatsız edici oranda duman   ve is oluşmaz, fırının, iç temizliği ve mekanik yapısı ilk günkü gibi korunur. İyi ve doğru bir pelet brülörü, yüksek verimle çalışır, uzun süre bakım gerektirmez, çoğunlukla, fırında baca filtresine bile gerek duyulmaz.

Bu brülörler zaman ayarlı ve otomatik denetimli olduğundan, fırını istenilen saatte istenilen sıcaklığa ulaştırır, fırının ısınmasını bekleme zamanını azalır, işgücü yükü azalır.

Tablo 2. Ahşap Peletin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Tablo 3. Ahşap Peletin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Bu uygulama, yurdumuzdaki tüm ekmek fırını ve pastanelerin pişirme fırınlarında yapılabilmektedir. Aşağıdaki fırın tiplerinde rahatlıkla uygulanabildiğini söyleyebiliriz:

–    Matador Çok Katlı Ekmek Fırınları,

–    Döner Tip Çok Katlı Ekmek Pişirme Fırını,

–    Döner Arabalı Fırın,

–    Borulu Fırın,

–    Pasta ve Börek Fırını,

–    Modüler Fırın,

–    Otomatik Borulu Fırın Sistemleri,

–    Kuru yemiş kurutma fırınları.

–    Enerji Üretiminde: Peletler, büyük ölçekli enerji santrallerinde, kömürle birlikte veya tek başına enerji üretme amaçlı olarak kullanılabilir.

–    Endüstride: Özellikle buhar üretimi ve diğer ısıl işlemler için değişik endüstriyel tesislerde kullanılabilir.

–    Hayvan Yemi Olarak: Gıda endüstrisi yan ürünlerinden yapılan peletler, hayvan yemi olarak da kullanılabilir.

–    Bahçecilikte: Toprak düzenleyici veya gübre olarak kullanılabilir.

Şekil 4. Şöminede Pelet Kullanımı

Şekil 5. Ev Sobaları ve Kat Kaloriferlerinde Pelet Yakılarak Yapılan Isıtma

Şekil 6. Tipik Bir Pelet Sobası

Şekil 7. Apartman ve Sitelerin Kazan Dairelerinde, Kat Kaloriferlerinde Pelet Kullanımı

3. PELETLERİN DİĞER ENERJİ KAYNAKLARINA GÖRE ÜSTÜNLÜKLERİ VE ZAYIF YANLARI

3.1 Üstün Yanları

–    Yüksek Enerji Yoğunluğu: Peletler, düşük nem içerikleri nedeniyle yüksek enerji yoğunluğundadır.

–    Temiz Yanma: Peletlerin yanması sırasında düşük kül oluşması ve düşük salım (emisyon) oranları nedeniyle, istenen ölçüde,  temiz ve tam yanma oluşur. Özellikle kömüre göre çok daha düşük emisyon salımlıdır. Yanma sonucunda oldukça az kül (binde 7 civarında) atık olarak çıkar ve üstelik kül de ayrıca gübre olarak değerlendirilebilir.

–    Depolama ve Taşıma Kolaylığı: Standartlaştırılmış, tek biçim, tek tip ve eşit boyutları olduğundan, depolanması ve taşınması oldukça kolaydır.

–    Yenilenebilir: Biyokütle kaynaklarından üretilen peletler, yenilenebilir enerji kaynaklarıdır.

–    Yerlidir: Türkiye’de üretilen peletler tamamen yerlidir, dışarıya bağımlılık söz konusu değildir.

–    Orman Dostudur: Orman Genel Müdürlüğü’nün 2021 Yılı Gerçekleşme ve 2022 yılı planlama tablosuna göre, yıllık endüstriyel odun ve yakacak odun üretimi ortalama 22 milyon metreküptür. Bu üretim, orman kurma, orman bakımı, orman gençleştirme, ormanın iyileştirilmesi ve ağaçlandırılması sırasında yapılan çalışmalar sonucunda elde edilmektedir. Bu çalışmalar sırasında ve sonrasında arta kalan tepe dalları ve diğer kesme atıkları ise pelet üretiminde kullanılmaktadır. Pelet üretimi, ormanın gelişimine katkıda bulunması, temizliğine yardımcı olmasının yanı sıra, orman yangınlarının önlenmesi açısından da çok önemli bir işlem olduğundan, ormancılara da çok yararlı olan bir görevi yerine getirmektedir.

Şekil 8. Kat Kaloriferinde Pelet Kullanımı Şekil 9. Pelet Brülörü

Şekil 10. Doğalgaz, Kömür, Fuel Oil Kullanan Kazanlara Pelet Yakıcı Brülör Takılması

Şekil 11. Ekmek ve Pasta Fırınlarındaki Kazanlarda Pelet Kullanımı

–    Çevre Dostudur: Yukarıda belirtilen üstünlükleri nedeniyle çevre dostudur. Ayrıca, yanması sonucu çok az kül oluşur ve oluşan kül doğal gübre olarak da kullanılabilir.

–    Dövize Bağımlı Değildir: Türkiye’de üretilen peletler, dövize bağlı olmadığından, daha ekonomiktir,  ileriye dönük maliyet öngörüsü yapılması kolaylaşır.

3.2 Olumsuz Veya Zayıf Yanları

–    Üretim Maliyeti: Pelet üretimi, hammaddenin toplanıp üretim tesisinde işlenmesi ve sıkıştırılması nedeniyle, ilk alım sırasında geleneksel yakıtlara göre daha pahalı bir üründür.

–    Neme Karşı Duyarlıdır: Peletler kurudur ama nemden etkilenebileceğinden, özellikle üretim sonrasındaki depolanma ve taşıma sırasında nemden koruyucu önlemlerin alınması gerekir.

–    Tedarik Zinciri: Henüz arzulanan derecede yaygınlaşmadığından, bazı bölgelerde pelet sağlanması konusunda zorluklar yaşanabilir. Zamanla bu sorunun ortadan kalkacağını beklemek yanlış olmaz.

Şekil 12. Pelet Yakan Bir Ekmek Fırınından Görüntü

4. PELETİN YAKIT OLARAK DİĞER YAKITLARLA KARŞILAŞTIRILMASI

Güncel fiyatlara bakıldığında, pelet en uygun ve ucuz yakıt olarak görülmektedir.

31.03.2024 tarihinde KDV olmadan, Ankara piyasa bedelleri göz önüne alınarak hazırlanan Tablo 4’te, yakıt ucuzluk sıralaması görülebilir.

Tablo 4. Bazı Yakıtların Fiyat Karşılaştırması

5. PELETLERİN KARBON AYAK İZİNE ETKİLERİ

Karbon ayak izi, bir bireyin,  kurumun veya ürünün doğrudan veya dolaylı olarak atmosfere saldığı toplam sera gazını (karbondioksit (CO₂), metan (CH₄), azot oksitler (NO_x) ve florlu gazlar gibi) tanımlar ve genellikle ton cinsinden karbondioksit eşdeğeri (CO₂e) olarak ölçülür.

En yaygın olarak, elektrik   ve ısınmada kullanılan enerjiden, ulaşım araçlarından, yüksek karbon ayak izli gıdaların tüketiminden ve doğru bir atık yönetim sistemi uygulanmamasından kaynaklanır. Karbon ayak izini hesaplama ve yönetme konusunda en yaygın kullanılan uluslararası yönetmelik ve standartlar; sera gazı salımlarını hesaplama ve raporlama standardı olan ISO 14064 , sera gazı dökümü hazırlama standardı olan GHG Protocol ve 2015 yılında imzalanan Paris Anlaşması’dır.  Paris anlaşması, küresel ısınma artışını, 2°C’nin altında tutmayı ve sera gazı salımını azaltma hedeflerini belirlemektedir.

Karbon ayak izi, çevresel sürdürülebilirlik ve iklim değişikliğiyle savaş açısından büyük önem taşıdığından, karbon ayak izini azaltmak, iklim değişikliğinin olumsuz etkilerini yavaşlatmak ve gelecek nesiller için yaşanabilir bir dünya bırakmak için zorunludur. Bireysel, kamusal ve kurumsal düzeyde alınacak önlemlerle karbon ayak izi önemli ölçüde azaltılabilir.

Peletlerin karbon ayak izi, kullanılan hammaddeye ve üretim sürecine bağlı olarak değişmekle birlikte, biyokütle peletleri genellikle karbon nötr olarak kabul edilir. Çünkü yakıldıklarında atmosfere salınan karbon, bitkiler tarafından büyüme amaçlı olarak emilen karbondur. Ancak, pelet üretiminde ve taşınmasında kullanılan fosil yakıtlar ise tam tersine, toplam karbon ayak izini artırabilir. Böyle olsa bile, peletlerin fosil yakıtlara oranla daha düşük karbon salımı yaptıkları söylenebilir. Bilim insanları, hava sıcaklığı 2050 yılına kadar 2^oC düşürülmezse, hava kirliliği ve küresel ısınmanın, dünyamıza geri dönüşü zor zararlar vereceğini belirtmektedir. Bu nedenle, pelet üretimi sırasında oluşan karbon ayak izini azaltmak için, üretimin küresel boyutta onaylanmış kural ve yöntemlerle, sosyal sorumluluk bilinciyle, sürdürülebilir şekilde yapılması gerekir.

Bu amaçla yapılabilecek bazı işlemleri şöyle sıralayabiliriz:

1.   Üretim sırasında doğal kaynak tüketimi en aza indirilmelidir. Özellikle ahşap palet üretiminde, ormanların korunmasına özen gösterilmelidir. 

2.   Üretimde verimli enerji kullanımına özen gösterilmeli, birim üretim başına harcanan enerji düşürülüp, harcanan karbon ayak izi miktarını azaltılmalıdır. Örneğin, fabrika çatısına kurulan güneş panelleri, palet için enerji üretiminde kullanılabilir. Ayrıca talaşın fırınlarda kurutulmasında, fabrikada üretilen peletlerin yakıt olarak kullanımı uygun olacaktır.

3.   Pelet üretiminde kullanılan talaşların, tahta ve kapak atıklarının oranını arttırmak için yöre insanlarıyla ve bölgesel işletmelerle bağlantı kurulmalı, iş birliği yapılmalı, ellerindeki atıkların fabrikaya iletilmesi özendirilerek, çöpe gidecek atıklar değerlendirilmelidir.

4.   Üretilen peletlerin depolama, satış ve pazarlama işlemlerinde kullanılacak depolama paletlerinin üretimi, fabrikadaki peletlerden yapılabilir.

5.   Hem ülkemiz, hem de dünya açısından geleceğin çok önemli bir sorunu olarak görülen su kıtlığını düşünerek, yağmur sularının değerlendirilmesi amacıyla çatıdan gelen yağmur sularının sifonik sistemle toplanıp yeniden kullanılması, değerli bir adım olacaktır.

6. PELETLERLE İLGİLİ STANDART VE YÖNETMELİKLER

–     ISO 17225: Biyoyakıtların ve ahşap peletlerin özelliklerini kapsayan uluslararası standart.

–     ENplus: Ahşap peletlerin niteliklerini belirleyen bir Avrupa standart ve sertifikasyon programı.

–     Yenilenebilir Enerji Yönergesi (RED II – Renewable Energy Directive II): Avrupa Birliği’nin yenilenebilir enerji hedeflerini belirleyen ve biyokütle enerji üretimi için sürdürülebilirlik ölçütlerini içeren yönerge.

–     Emisyon Ticaret Sistemi (ETS – Emission Trading Systems): Avrupa Birliği’nin karbon salımlarını (emisyonlarını) azaltmak için kurduğu bir ticaret sistemi.

–     Yenilenebilir Yakıt Standardı (RFS – Renewable Fuel Standard): ABD’de biyoyakıtların kullanımını artırmak amacıyla uygulanan bir standart.

–     TSE 17225-2 Katı Biyoyakıtlar – Yakıt Özellikleri ve Sınıfları Standardı: Bu standart, uluslararası alanda da kabul görmüş olup, EN ISO 17225-2 olarak birçok ülkede eşdeğerliği bulunan bir standarttır. TSE 17225-2’nin amacı, biyoyakıtların nitelik ölçütlerini belirleyerek güvenli ve verimli bir yakıt kullanımı sağlamaktır. Standardın ikinci bölümü, özellikle sınıflandırılmış ahşap peletlerin endüstriyel ve endüstriyel olmayan kullanımlar için yakıt kalite sınıflarını ve özelliklerini kapsar.

7. SONUÇ

Peletler, yenilenebilir enerji kaynakları arasında önemli bir yer tutar. Üretim maliyeti ve bazı bölgelerdeki bulunabilirlik sorunları gibi zayıf yönlerine karşın, hem çevresel sürdürülebilirliği sağlama gücü, hem de enerji verimliliği açısından kullanımını çok özendirici üstünlükleri vardır.

Zaten uluslararası standart ve yönetmelikler de,  pelet kullanımının özendirilmesi ve sürdürülebilirliğinin sağlanması için önemli ve zorlayıcı kararlar alarak, önemli bir etken olarak rol almaktadır. Peletlerin yaygınlaştırılması, fosil yakıt bağımlılığını azaltarak küresel karbon salımlarının düşürülmesine katkıda bulunabilir.

KAYNAKÇA

     1.        https://pelwod.com/  son erişim tarihi 01.06.2024