Türkiye İçin Endüstriyel Emisyon Envanteri Oluşturulması

Abstract

Bu çalışmanın genel amacı, Türkiye’deki ana endüstriler için 2010 yılına ait bir hava kirletici emisyon envanteri hazırlamaktır. Hesaplar SO2, NOx, CO, NH3, VOC, PM, CO2 ana kirletici parametreleri için ve kontolsüz-kontrollü durumlar ile proses-enerji kaynakları için ayrı ayrı yapılmıştır. Bazı endüstriler için PM10 ve PM2.5 parametreleri de hesaplanmıştır. Bu çalışmada değerlendirilen ana endüstriler; enerji üretimi, petrol rafinasyonu, petrokimya endüstrisi (organik kimyasallar), inorganik kimya endüstrisi (gübre, bor, soda külü, krom kimyasalları, asitler), mineral endüstrisi (çimento, kireç, magnezyum oksit, karpit, cam), metalürji endüstrisi, kâğıt ve karton, şeker endüstrileri olarak belirlenmiştir. Kontrolsüz durum; hava kirletici emisyonların giderimi için herhangi bir kontrol teknolojisinin uygulanmadığı, emisyonların direk olarak atmosfere verildiği durumu temsil ederken, kontrollü durum bu emisyonlar için bir kontrol teknolojisinin uygulanması sonucunda azaltılmış emisyon durumunu temsil etmektedir. Her bir endüstri, emisyon yayma kaynaklarına göre proses emisyonları ve yakıt tüketimi kaynaklı emisyonlar olmak üzere ikiye ayrılmıştır ve her bir alt sektöre ait kontrollü ve kontrolsüz durum emisyonları hesaplanmıştır. Proses emisyonları hesaplanırken olabildiğince yanma kaynaklı emisyonlardan ayırtedilmeye çalışılmış, çimento sektörü gibi net bir ayrımın mümkün olmadığı sektörlerde ise o sektör için özel bir yaklaşım benimsenmiş ve ilgili bölümde açıklanmıştır. Diğer çalışmalar ve emisyon envanterlerinden farklı olarak, endüstriler proses ve yakıt kullanımı kaynaklı emisyonları da içerecek şekilde bir başlık altında değerlendirilmiştir. Böylece, bir sektör tarafından yayılan bütün emisyonlar bir başlık altında incelenebilmiştir. Üretim verisi ve yakıt kullanımı ile ilgili veriler, halka açık kaynaklardan derlenmiştir. Elektrik üretimi kaynaklı emisyonların hesabı için ilgili veriler EÜAŞ (Elektrik Üretimi Anonim Şirketi)’nden istenmiştir. Bazı veriler ise kurumlardan ve/veya kişilerden istenmiştir. Alt sektörlere ait yanma emisyonlarını hesaplamak için gereken yakıt tüketimi verisi mevcut olmadığı için, bu sektörlere ait yanma emisyonları her bir bölümün sonunda toplu olarak hesaplanmıştır. Bazı alt sektörlere ait yakıt miktarı verisine ulaşılabildiği için bu alt sektörlerin spesifik yakıt yanması kaynaklı emisyonları incelenmiş fakat bölüm sonundaki hesaplamalar içine dahil olduğu için, yalnız o sektöre ait bilgilendirme olması amacıyla verilmiştir. Çalışmada üç aşamalı bir yaklaşım benimsenmiştir; emisyon faktörü araştırması, emisyon faktörü analizi ve nihai emisyonların hesaplanması. Emisyon faktörü analizi süreci, en doğru emisyon faktörüne karar verebilmek amacıyla, sektör ve alt sektörlerin üretim yöntemlerinin detaylı olarak incelenmesini ve spesifik üretim yöntemlerinin anlaşılmasını gerektirmiştir. Endüstriyel emisyonların hesaplanması aşamasında sektörel veri kaynakları; o endüstriye ait akım şemaları ve spesifik emisyon faktörleri bakımından değerlendirilmiş ve emisyon faktörüne karar verilme aşamasında birçok kaynaktan faydalanılmıştır. Örneğin bir tesis için emisyon hesabı yapılmadan önce mevcut bütün kaynaklardan faktör taraması yapılmış, daha sonra mevcut tesisin prosesi ile en uyumlu olanı emisyon faktörü seçilmiştir. Bazı sektörler için yeterli bilgi yoktur, bu durumda ise yaklaşım metodu uygulanmıştır ve benzer ülkelerde o endüstriler için uygulanmış ve genelleştirilebilir emisyon değerleri ve üretim miktarlarından hareketle veya sıfırdan oluşturulmak suretiyle hesaplanan emisyon faktörleri kullanılmıştır. Emisyon faktörüne hiçbir şekilde ulaşılamayan bazı sektörler için ise, o endüstriye ait kütle dengeleri kullanılarak emisyon faktörü geliştirme yoluna gidilmiştir. Emisyon faktörü kaynağında kontrollü durum emisyon faktörü verilmemişse, ilgili prosesler için Türkiye koşullarına uygun olarak bir kontrol teknolojisi belirlenmiş ve bu teknolojinin arıtma verimine göre kontrollü durum emisyonu hesaplanmıştır. Elektrik üretimi kaynaklı CO2, SO2 ve PM emisyon faktörleri literatürden alınmamış, tesislere ait veriler kullanılarak oluşturulmuştur. Ayrıca linyit kaynaklı tesisler için emisyonlar termik santral bazında hesaplanmıştır. Linyit yakıtlı elektrik üretim tesislerinin 2010 yılına ait yakıt özellikleri resmi yollardan istenilerek, CO2 ve SO2 emisyonlarının hesaplanması aşamasında, tesis bazında emisyon faktörleri oluşturulmuştur. Bu çalışmanın sonucunda, en çok emisyon yayan sektörler sırasıyla enerji üretimi, çimento endüstrisi, demir çelik ve kimya endüstrisi olarak belirlenmiştir. Daha sonra sırasıyla petrol rafinasyonu, metalürji, kağıt ve karton endüstrilerinin Türkiye’nin emisyon envanterine ciddi oranda katkıda bulundukları görülmüştür. Tezin ‘Sonuçların Değerlendirilmesi’ başlıklı bölümünde ise çalışmanın sonuçları daha önce yapılmış olan çalışmalarla ve başka ülkelerin 2010 yılı ulusal emisyon envanterleri ile kıyaslanmıştır. Böylelikle bu çalışmanın diğer çalışmalar arasındaki konumu ile Türkiye’nin diğer ülkeler arasındaki konumu hakkında kıyaslama yapma imkanı bulunmuştur. Bu çalışmanın sonuçlarını kıyaslamak amacıyla kullanılan en önemli kaynaklar Tüik (Türkiye İstatistik Kurumu) tarafından her yıl hazırlanan ve Türkiye’nin taraf olması dolayısıyla, Birlemiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi kapsamında Birlemiş Milletler’e sunulan sera gazları ile ilgili Ulusal Emisyon Envanteri ile Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu (UNECE) bölgesini kapsayan Uzun Menzilli Sınırlar Ötesi Hava Kirliliği Sözleşmesi (LRTAP) kapsamında sunulan hava kirleticileri ile ilgili emisyon envanteridir. tezin hazırlanması aşamasında bu ulusal emisyon envanterlerinden Tüik in hazırlamış olduğu envanter en son 2010 yılı için, LRTAP a sunulan envanter ise 2009 yılı için mevcuttur. Kıyaslama sonuçları detaylı olarak ‘Hesaplama Sonuçları’ bölümünde verilmiştir. Türkiye için hazırlanmış bu envanterlerin incelenmesi sonucunda, TÜİK tarafından hazırlanan envanterin proses kısmında mineral endüstrisinin detaylı olarak incelendiği, petrol rafinasyonunda yalnız 3 parametrenin incelendiği (CO2, NOx, CH4), demir çelik ve şekerde ise yalnız birer parametrenin incelendiği görülmüştür. LRTAP için hazırlanan envanterde ise SOx, NOx, NMVOC, NH3, N2O parametrelerinin incelendiği, proseslere detaylı olarak bakıldığında ise her bir alt sektör için en fazla 6 parametrrenin incelendiği görülmüştür. Bu çalışmada ise, PM dahil, ilgili bütün parametrelere, emisyon faktörleri bulunabildiği ve/veya geliştirilebildiği ölçüde, hem kontrollü, hem de kontrolsüz koşullar için yer verilmiştir. Avrupa Birliği’ne katılım sürecinde olan Türkiye için ulusal emisyon tavanı belirleme çalışmaları günümüzde oldukça önemli bir konudur. Bu nedenle, 2020 yılına kadar olan emisyon tavanımızı belirlemek amacıyla bu tarz çalışmaların sürdürülmesi faydalı olacaktır. Bu çalışma sadece sektörel bazda emisyonlara yoğunlaşmıştır ve bu çalışmanın sonuçlarını ileriye taşımak için kapsamı genişletilip otomotiv, ilaç gibi sektörler ilave edilebilir. Ayrıca bu çalışmada zaman faktörü ve veri kaynaklarının kısıtlı olması nedeniyle çalışmanın alanı belli sektörlerde sınırlı kalmıştır.

The broad objective of this study is to examine air emissions of key industries of Turkey for 2010. The key industries are; Energy Production Industries, Petroleum Refining, Petrochemical Industry (Organic Chemicals), Inorganic Chemicals Industry (Fertilizer, boron, soda ash, chromium oxides, acids), Mineral Products Industry (Cement, Lime, Magnesium Oxide, Carbide, Glass), Metallurgical Industry (ferrous, non-ferrous metals), Pulp and Paper and Sugar. Main pollutant parameters considered in this study for the calculation of emissions are SO2, NOx, CO, NH3, VOC, PM and CO2 for the uncontrolled and controlled conditions. The study employed an approach designed in three stages; activity data and emission factor search, emission factor analyzing and finally calculation of final emissions. Emission factor analyzing required aggregate and firmly analysis of sectors and subsectors and required deeper insights into the underlying specific production methods used in the industry to decide the most accurate emission factor. Each of the industry is separated into two parts regarding to their emission emitting sources; process emissions and fuel consumption emissions and each of the sub-sector is calculated for both controlled and uncontrolled conditions. Unlike other studies or inventory reports, industries are evaluated as a whole with combining process and fuel originated emission sources in one pot. Thus, all emissions are emitted by each sector was examined under a title. Production capacity and fuel consumption data are obtained from open sources. In the development of this Industrial Emissions, available source data is reviewed for flow chart of each local industry and related emission factors. There were no adequate information for some of the sectors, assumption method and most generalized emission factors is used with comparing final emissions with other countries’ same industries. Currently, some of the sectors do not have default emission factors, in such cases emission factors are developed with using mass balances in the industry. Regarding to results of the study, the most emission emitting sector is determined as Energy Production and Cement Industries. This result is compatible with fuel consumption of industries. Respectively, Petrochemical, Petroleum Refining, Metallurgical and Pulp & Paper industries have serious contributions to Turkey’s air pollutants emission inventory. Nowadays, determining national emission ceilings is a very important issue in the adaptation period of Turkey to the European Union. Therefore such studies should be maintained for determination of the ceilings with considering development up to 2030. The study has several suggestions for further future research work; since the study focused on only the sectors determined as key categories; there is a need to broaden the study to include other sectors like automotive and medical products.. In this study, time factor and resources constraint limited our scope. Second, it would also be interesting to conduct similar studies in other sectors.