Özgen KÜÇÜKİL
Uzman
Yeşil Büyüme Politikaları Birimi
ozgen.kucukil@izka.org.tr

Enerji tasarrufu, üretim sürecinde kullanılan enerji miktarının düşürülmesi değil, ürün başına tüketilen enerjinin azaltılması olarak ifade edilmektedir. Başka bir deyişle, enerji tasarrufunu sağlamak için üretimi azaltmak yerine, üretimde kullanılan enerjinin çeşitli üretim metotlarının değiştirilmesi ile azaltılmasıdır. Bu nedenle kaynak tüketiminin kontrol altına alınması ve azaltılabilmesi için çeşitli sürdürülebilir üretim teknikleri uygulanmaktadır.

Ülkemizin üretim kapasitesinin giderek artması nedeniyle kaynak tüketiminde de benzer şekilde bir artış yaşanmaktadır. Ülke genelinde enerji tüketim miktarları incelendiğinde, ivmelenerek yükselen bir grafik ortaya çıkmaktadır. Tüketime yönelik sektörel dağılımı incelediğimizde ise %32’lik oran ile “Sanayi” ve “Mesken ve Hizmetler” sektörlerinde tüketilen enerjinin birinci sırayı paylaştığı görülmektedir. Diğer sektörlerin oransal dağılımı aşağıda verilmektedir:

Enerjinin korunmasına yönelik geliştirilecek yöntemlerin her sektör özelinde farklılıklar göstermesi nedeniyle, öncelikle enerji tüketiminin en çok hangi sektörde, hatta bu sektördeki hangi üretim sahasında yapıldığı tespit edilmelidir. Daha sonra üretimde kullanılan makine ve ekipman türlerine göre tasarruf yöntemleri araştırılmalıdır. Bu nedenle sanayinin alt sektörlerinde enerji tüketim oranları araştırılmış ve temin edilen veriler ışığında aşağıdaki görsel hazırlanmıştır:

Ülkemizde en çok enerji tüketen imalat alanları çimento, alüminyum, cam, çelik, gübre, kâğıt, seramik, tekstil, gıda ve petrol rafinerisi şeklinde sıralanmaktadır. Doğru verimlilik yatırımlarının yapılması halinde üretim tesislerinin %95’inde, %5 ila %40 arasında enerji tasarrufu yapılabilmektedir. Yapılan yatırım oranının minimum seviyede arttırılmasında dahi %10 oranlarında verimlilik sağlanabilmektedir. Bununla birlikte enerji kaynağı olarak yenilenebilir enerji olanaklarından yararlanılması halinde, orta ve uzun vadede girdi maliyetleri önemli derecede düşmektedir [3].

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın yapmış olduğu enerji verimliliği çalışmaları ile milli gelir başına tüketilen enerji miktarının 2023 yılına kadar en az %20 oranında azaltılması hedeflenmiştir [4]. Bu hedef doğrultusunda verimlilik esaslı uygulamalar araştırılmış ve aşağıda sıralanmıştır:

• Üretimde enerji verimli teknolojilerin kullanılması,
• Tesis modernizasyonunun yapılması,
• Atık ısıdan enerji üretimi fırsatlarının araştırılması,
• Enerji optimizasyonunun sağlanması,
• Birincil enerji tüketiminin azaltılması,
• Fosil yakıtların kullanımının azaltılması,
• İzolasyon uygulamalarının yapılması,
• Yenilenebilir kaynaklı enerji kullanımının tercih edilmesi [5].

Bunlarla birlikte, verimlilik uygulamasının yapılacağı tesis hangi sektöre ait olursa olsun hepsinde ortak olarak yapılması gereken temel adımlar bulunmaktadır. Bunlardan en önemlisi, proses bazında enerji tüketiminin izlenmesiyle enerjinin hangi bölümlerde daha çok harcandığı ve kayıp-kaçak durumunun tespitinin yapılmasıdır. Akabinde çıkan sonuçlar özelinde üretimde kullanılan makinelere izolasyon uygulaması yapılabilir, üretim tipleri değiştirilebilir, iyileştirme yöntemleri uygulanabilir veya alternatif enerji kaynaklarından enerji elde edilmesi düşünülebilir.

Sektörlere göre enerji tasarrufu önlemleri

Enerji tüketiminin en çok olduğu üretim alanları arasından İzmir’de faaliyet gösteren öncü sektörler seçilerek enerji tasarruf yöntemleri araştırılmış ve aşağıda sunulmuştur:

a) Hazır beton ve çimento üretimi: Hazır beton; su, çimento ve agreganın karıştırılmasıyla oluşturulmakta ve üretim sırasında en fazla enerji tüketimi, çimento üretimi sırasında yapılmaktadır. Bununla birlikte beton üretim tesislerinden inşaat sahasına betonun taşınması sırasında da yakıt tüketilmekte, bu durum da enerji sarfiyatının artmasına yol açmaktadır.

Çimento; silisyum, kalsiyum, alüminyum gibi hammaddelerin sıcaklığı 1500°C’ye ulaşan fırınlarda pişirilmesi sonrası çeşitli karışımlara dâhil edilmesiyle elde edilmektedir. Üretimde çok yüksek sıcaklıklara çıkan fırınların kullanılması, yüksek miktarlarda enerji gereksinimine yol açmaktadır. Bu nedenle yalnızca bu fırınların optimizasyonlarının yapılması ve yalıtımlarının sağlanması bile enerjiden tasarruf sağlayacaktır. Buna ek olarak kalorifik değeri yüksek fırınların kullanılması da enerji tasarrufu sağlayacak bir ekipman değişikliğidir [6].

Üretim alanında yapılabilecek diğer uygulamalar, sistemler arası enerji transferi sağlanırken eğimli alanların yaratılmasıyla bu eğimden faydalanılması veya benzer şekilde sistemlerin birbirine yakın bir şekilde konumlandırılması sonucu daha az enerji harcanması olarak sıralanabilmektedir.

Harç içerisinde kullanılan agreganın, geri dönüştürülmüş malzemelerden veya inşaat atığından elde edilmesi, sıfırdan agrega üretimini azaltacağı için dolaylı olarak enerjiden de tasarrufu beraberinde getirecektir [7].

Hazır betonun inşaatlara ulaştırılması amacıyla üretim tesislerinden taşınması sırasında harcanan yakıt miktarını düşürmek için ise, tüm üretim tesislerinin planlı bir düzen içerisinde konumlandırılmaları gerekmektedir.

b) Ana demir ve çelik ürünleri: Yüksek sıcaklıktaki akışkanların kullanıldığı bu sektörde, kullanılan makine ve ekipmanların yalıtımının iyi yapılmış olması, enerji kaybının yaşanmaması için alınabilecek en önemli tedbirlerdendir. Sektör özelinde, elektrik ve ısı enerjisinin birlikte kullanıldığı sistemlerin yoğun olarak kullanılması nedeniyle enerji elde edilmesi için kojenerasyon sistemlerinin tercih edilmesi enerji tasarrufu açısından büyük avantaj sağlayacaktır.

Üretim tesislerinde, prosesten çıkan gazın kullanımı yaygın bir uygulamadır. Bu gazın kullanımının optimizasyonunun sağlanması, enerji verimliliği konusunda yapılabilecekler arasındadır. Bu kapsamda tüm yan ürün gazlar için gaz tutucuları ya da kısa süreli depolama için diğer uygun sistemler ve proses gazlarının geri kazanımını artırmak için basınç tutma üniteleri kullanılmalıdır. Ayrıca atık proses gazları ile ısı gereken alanların ön ısıtmasının sağlanması, bilgisayar kontrollü kalorifik değer kontrol sistemlerinin kullanılması, proses gazları için enerji geri kazanım tesislerinin kapasitelerinin uygun bir şekilde kurulması da bu amaçla kullanılabilecek teknikler arasındadır [8; 9].

Tüm bunların yanında sistemin bütüncül bir yaklaşımla inceleme altına alınarak, üretimin planlanması ve iş akışının enerji kullanım durumuna göre belirlenmesi enerjinin verimli bir şekilde kullanılması için gereklidir. Prosesin ihtiyacı olduğu güçte motorların kullanılması; fan ve kompresör gibi ekipmanlarda değişken hız sürücülerin kullanılması gereksiz enerji kullanımının önüne geçilmesini sağlayacaktır. Üretim alanının aydınlatılması için kullanılan ışıklandırma sistemlerine fotosel veya zamanlayıcı gibi kısıtlayıcı elemanların dâhil edilmesi önemlidir.

c) Tekstil ürünleri:  Tekstil sektöründe diğer sektörlere oranla daha fazla sayıda işlem ve üretim tekniği kullanılması nedeniyle, temiz üretim olanaklarının çeşitlendiği ve her kaynak için verimlilik esaslı farklı uygulamaların yapılabildiği görülmektedir. Enerji verimliliğinin sağlanması bakımından; sistem içerisinde yer alan kompresörler için izleme sistemlerinin kullanılması, buhar kazanlarından çıkan atık ısının kazan besi suyu ve giriş havasının ön ısıtılmasında kullanılması, kurutucularda sıcak atık su akımlarından ısı geri kazanımı gibi teknikler uygulanabilmektedir [10].

Kaynak verimliliği uygulamalarına yönelik bir işletme üzerinden örnek verilecek olursa; işletmenin boyahanesine giren temiz suyun kazanlar aracılığıyla ısıtıldıktan sonra kullanıldığı, üretim sonrası yüksek debide ve sıcaklıkta kirli su atıldığı tespit edilmiştir. Verimlilik uygulamaları kapsamında, üretim alanına giren suyun kazanlar yerine atık olarak çıkan suyun ısısından yararlanarak ısıtılmasına karar verilmiştir. Bu amaçla, atık suyun sisteme zarar vermemesi açısından küçük bir arıtmadan geçirilmesi sonrası dengeleme havuzuna alınması sağlanmıştır. Buradan su pompalar yardımıyla eşanjöre yani ısı değiştiricilere alınarak temiz soğuk su ile buluşturulmaktadır. Böylece temiz su istenen sıcaklığa erişmekte ve atık olarak atılan suyun derecesi düşürülerek ekolojik dengenin korunmasına katkı sağlanmaktadır. Bu yatırımın geri dönüş süresi yalnızca 8 aydır [11].

d) Gıda sektörü: Gıda sektörüne ait üretim aşamalarının diğer sektörlere göre en büyük farkı hijyen faktörünün ön planda olmasıdır. Bundan dolayı gıda temizliğinin sağlanabilmesi için sistem içerisinde temiz su kullanımı yüksek miktarlarda olmakta, atık suyun arıtıldıktan sonra kullanılması fırsatı oldukça az olmaktadır. İşletme alanlarında temizliğin sağlanmasının elzem olması nedeniyle su kullanımı daha da artmaktadır. Tüm bu süreçte suyla beraber enerji kullanımı da artış göstermekte ve su tasarrufu konusunda atılan her adım, enerji tasarrufunu da sağlamaktadır.

Üretim alanında enerji korunmasına yönelik olarak; kullanılan kompresörlerin elektrik motorlarında invertör kullanılması halinde ihtiyaç duyulan miktarda enerji kullanımı yapılabilir, kazan ve tankların ısıtılması için flaş buharı kullanılabilir, kondens suların geri kullanımı sağlanarak atık ısıdan enerji elde edilebilir ve yüksek verimli pompaların kullanımı tercih edilebilir [12].

Gıda üretimi yapan bir işletmede enerji verimliliği konusunda araştırma yapılmış ve pişirme fırınlarının bacasından olması gerektiğinden daha yüksek sıcaklıkta baca gazının atıldığı tespit edilmiştir. Burada oluşan atık ısının, işletme içerisinde kullanılabileceği alanlar ortaya çıkarılarak sıcak su ihtiyacının karşılanmasına karar verilmiştir. Bu kapsamda bacalardan çıkan gazın dereceleri ölçülmüş, diğer yandan ihtiyaç duyulan sıcak suyun derecesi hesaplanmıştır. Her bir bacaya ayrı ayrı ekonomizer uygulaması yapıldıktan sonra hem istenen derecede sıcak su elde edilmiş hem de düşük sıcaklıkta baca gazı havaya verilerek çevrenin korunmasına katkı sağlanmıştır. Bu projede yatırımın geri dönüş süresi 9 aydır [11].

Kaynakça

• [1] TÜİK
• [2] TÜİK, Sektörel Enerji Tüketim İstatistikleri, 2017.
• [3] Türkiye Sınai Kalkınma Bankası
• [4] Enerji Bakanlığı
• [5] Türkiye Sınai Kalkınma Bankası-2
• [6] Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı
• [7] Hazır Beton İmalatı, Kaynak Verimliliği Rehberi, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, 2019.
• [8] JRC, «Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document Best Available Techiques (BAT) for Iron and Steel Production, 2013.
• [9] Ana Demir ve Çelik Ürünleri İle Ferro Alaşımların İmalatı, Kaynak Verimliliği Rehberi, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, 2019.
• [10] Tekstil Ürünlerinin Bitirilmesi, Kaynak Verimliliği Rehberi, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, 2019.
• [11] Ünlü O., (2009). Sanayide enerji tasarrufu çalışmalarının önemi ve buhar sistemleri ile ilgili uygulama örnekleri, Mühendis ve Makine Dergisi, 5-16.
• [12] Başka Yerde Sınıflandırılmamış Meyve Ve Sebzelerin İşlenmesi Ve Saklanması Sektörü, Kaynak Verimliliği Rehberi, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, 2019.