Çöpten Nasıl Isı, Elektrik ve Yakıt Üretiriz?

Geri dönüştürülemeyen atıklarınızın binalara, seralara ve hatta arabalara güç sağlamak için kullanılan enerjiyi üretmek için kullanılabileceğini biliyor muydunuz? Atıktan enerjiye (WTE), çöpümüzden ısı, elektrik ve yakıt üreterek tam da bunu yapar. WTE, bir enerji kaynağı olarak fosil yakıtları kullanma ihtiyacını azalttığı ve ayrıca düzenli depolama alanları tarafından üretilen güçlü metan sera gazlarını azalttığı için çevreye yardımcı olur.

Dünya kaynaklarının sınırlı olduğu ve ‘kullanılıp atılan kültürümüzün’ zararlı etkilerine ilişkin artan kamuoyu bilinciyle, döngüsel ekonomi olarak bilinen şeye doğru bir hareket mantıklı bir seçenek gibi görünüyor. Kısacası bu, ürünlerin daha uzun süre dayanmasını sağlamak ve tamir edilemediklerinde onlardan malzeme veya diğer faydaları geri kazanmak anlamına gelir.

İster elektrik ister ısı olsun, daha sonra evlerde ve işyerlerinde kullanılabilecek atıklardan enerji üretmek, döngüsel düşünceye doğru bu hareketin mantıklı bir parçasıdır.

Atıktan enerjiye ne kadar yeşil?

Atıktan enerji üretme fikrini uygun bağlamına yerleştirmek önemlidir ve atık hiyerarşisi bunu en iyi şekilde yapar. Atık hiyerarşisi aracı, israfı azaltmaya ve yönetmeye yönelik eylemler için bir tercih sırasını gösterir.

Enerji üretimini (geri kazanımı) atıkları azaltmanın, yeniden kullanımın, geri dönüşüm ve kompostlaştırmanın altına yerleştirir, yani atıkları yönetirken ilk olarak düşünülmesi gereken bu seçeneklerdir; ancak atık bertarafının üstündedir, yani atıktan enerjiye depolama sahasına tercih edilir.

Atıktan enerjinin ne kadar gerçek anlamda ‘yeşil’ olduğu, tesisin atığı enerjiye dönüştürme verimliliğine ve biyolojik olarak parçalanabilen atık oranına bağlıdır. Bu, yaklaşımın atıkların ‘geri kazanımı’ veya basitçe ‘bertaraf edilmesi’ olarak değerlendirilip değerlendirilmediğini etkiler.

Atıklardan enerji üretmenin birçok yolu vardır. Bunlar yakma, gazlaştırma, piroliz, anaerobik çürütme ve çöp gazı geri kazanımını içerir.

Yanma: Geride kalanları yakmak

İlk önce, yanma. Bu, atıkların yakılmasıyla üretilen ısının ısı ürettiği ve elektrik üretmek için bir türbini çalıştırdığı yerdir. Üretime yönelik bu dolaylı yaklaşım, pek çok iyileştirme potansiyeline rağmen şu anda yaklaşık %15-27’lik bir verimliliğe sahiptir. Atıktan enerji üretmeye yönelik herhangi bir yaklaşımın sürdürülebilir olarak kabul edilip edilemeyeceği, sürece giren atığın ‘net kalorifik değerine’ bağlıdır. Atıkların yakılması söz konusu olduğunda, bu rakam 7 MJ/kg olmalıdır, yani kağıt, plastik ve tekstiller atıklardan enerji üretmeye yönelik yakma yöntemine en uygun olanlardır.

Elbette yanma, emisyonlar üretir – 250-600 kg CO2/ton işlenen atık – ancak bu, fosil yakıtların yakılması gerekmediği gerçeğiyle dengelenir. Bununla birlikte, baca gazı şeklinde yanmadan yayılan başka kirleticiler de vardır.

Gazlaştırma: Atık bir gazdır

Gazlaştırma, doğrudan türbinleri çalıştırma işi olmaktan çok, atıklardan gaz üretimi ile ilgilidir. Ürün ambalajları, çim kupürleri, mobilyalar, giysiler, şişeler, ev aletleri vb. içeren günlük çöplerimiz, çok yüksek sıcaklıkta kimyasal dönüşüm için yem kadar yakıt değildir. Çöp, oksijen ve/veya buharla birleşerek ‘syngas’ – sentezlenmiş gaz üretir ve bu gaz daha sonra nakliye yakıtlarından gübrelere kadar çok sayıda faydalı ürün yapmak için kullanılabilir veya elektriğe dönüştürülür.

Ancak buradaki bir sorun, gazlaştırmayı genellikle yanmanın takip etmesi ve bu da yanma ile aynı emisyon sorunlarından bazılarına yol açmasıdır. Aynı sorun, atığın pirolizinden sonra olanlar için de geçerli olabilir.

Gazlaştırma ayrıca, ön işleme çok fazla enerji gerektirdiğinden ve düzenli temizlik için reaktörlerin kapatılması gerektiğinden, özellikle verimli bir enerji üretme mekanizması değildir.

Piroliz: oksijen yok, sorun yok mu?

Piroliz, şimdiye kadar listelenen diğer yöntemlerden farklı olarak, çeşitli katı atıkların ayrışmasının yüksek sıcaklıkta, ancak oksijensiz veya soy gazlı bir atmosferde gerçekleşmesidir. Bu, işlemin daha düşük sıcaklıklar gerektirdiği ve yanmayla ilişkili bazı hava kirleticilerinin emisyonlarının daha düşük olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, Friends of the Earth’ün gazlaştırma veya piroliz yoluyla üretilen enerjiyi, hem plastik hem  sentetik tekstiller gibi fosil yakıt kaynaklarından CO2 salmalarından dolayı gerçekten ‘yenilenebilir’ olarak değerlendirmediğini belirtmekte fayda var.

Organik madde ile mücadele

Anaerobik çürütme, gıda ve hayvansal ürünler gibi organik atıklardan enerji üretmek için kullanılabilir. Oksijensiz bir tankta bu malzeme biyogaz ve gübreye ayrıştırılır.

Büyük potansiyele sahip bir yaklaşım. 5,5 milyon ton gıda atığını bu şekilde arıtsaydık, kompostlamaya kıyasla 0,22 ila 0,35 milyon ton CO2 tasarrufu sağlarken yaklaşık 164.000 haneye hizmet etmek için yeterli enerji üretirdik.

Atıklardan faydalı enerji elde etmenin başka bir yolu, çöp sahalarında biyolojik olarak parçalanan malzemeler tarafından üretilen biyogazın çıkarılmasıdır. Çöp sahasına giden organik madde miktarının azalması nedeniyle düşüşte olan bir yaklaşım olsa da, bu yöntem enerji arzına kayda değer bir katkı sağlıyor. Bu yöntem geçen yıl İngiltere’de 3.04TWh yeşil elektrik kaynağı sağlamış.

Plastik sorunuyla mücadele

Plastik atık, habitatlar ve türler üzerindeki olumsuz etkisi nedeniyle son yıllarda önemli düzeyde kamuoyu bilincine ulaştı. Buna karşılık, Birleşik Krallık Hükümeti’nin 25 yıllık Çevre Planı , 2042’nin sonuna kadar ‘önlenebilir’ tüm plastik atıkları ortadan kaldırmayı taahhüt ediyor – ve bu tür siyasi taahhütlerde bulunan yalnız değil. Atık enerji burada devreye girebilir mi?

Plastiklerin fosil yakıtlarla aynı kökenden geldiği göz önüne alındığında, plastik atıkları enerjiye dönüştürmek kimyasal açıdan mantıklıdır. İlgili iki ana tekniğe zaten baktık: plastiğin oksijen yokluğunda ısıtıldığı piroliz ve hava veya buharın atığı ısıttığı gazlaştırma, benzin veya dizel üreten veya elektrik üretmek için yakılan gazlar yaratan gazlaştırma. .

Soğuk plazma pirolizi gibi yeni teknikler , hidrojen ve metan gibi yakıtların yanı sıra endüstri için faydalı kimyasallar yaratma potansiyeli sağlar.

Ancak plastikten enerjiye tekniklerin daha geniş çapta benimsenmesinin önünde engeller var. Plastiklerin gazlaştırılması, gelişmiş kontroller ve ön arıtma tesisleri dahil olmak üzere önemli yatırımlar gerektirir. Ayrıca, plastik geri dönüşüm tesislerinin geliştirilmesi, karar vericilerin içgüdüsel olarak farklı unsurları ayırmak yerine genel atıkların birlikte işlendiği atık stratejilerini tercih edebilecekleri durumlarda bu tesisleri sınırlama riski taşır.

Atık yönetimine yönelik yeni yaklaşımlar, önümüzdeki yıllarda kesinlikle artacaktır. Geri dönüşüm oranları, yalnızca küçük artışlar görülen sabit bir seyir izliyor gibi görünüyor . Atıklardan enerji üretmenin pek çok vaadi olsa da, Öncelikle ürünlerin daha uzun süre dayanmasına ve gerçekten düzeltilemediklerinde onları geri dönüştürmenin ve yeniden kullanmanın yollarını bulmaya odaklanmamız gerekiyor. Sadece bu seçenekler tükendiğinde ikinci seçenek olarak atıktan enerjiye dönmeliyiz.

Sonuç olarak çöpümüzden ısı, elektrik ve yakıt üretecek tesisler kurmak çöplerimizin boşaltıldığı düzenli depolama alanları tarafından üretilen güçlü metan sera gazlarını azalttığı için çevreye yardımcı olur. Fakat bu tesislerin kurulumu ve işleyişi pahalı yatırımları gerektirmektedir. İleride çöp boşaltım alanlarımız yetmeyecek, yeni alanlar arayışına gireceğiz, çöplerden salınan metan gazı artacak ve havayı daha da kirletecektir. Tesislerin kurulumu her ne kadar pahalı olursa olsun bir gereklilik haline geleceğini düşünmekteyim.

Editör: Astropower – 21.08.2022