Endüstriyel Simbiyoz, Temiz Üretim ve Ar-Ge Prof.Dr. Göksel N. Demirer Orta Doğu Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Endüstriyel Simbiyoz ve Temiz Üretim Ar-Ge Proje Pazarı 11 Nisan 2013, Adana McKinsey Global Institute Resource Revolution: Meeting the world’s energy, materials, food, and water needs, Kasım 2011 McKinsey, 2011 20. yüzyılda: dünya nüfusu 4 katına çıkmış, dünyadaki ekonomik büyüklük 20 kat artmış, doğal kaynaklara olan gereksinim %600-2000 oranında artmıştır. Bu sürecin sonuçlarını 21. yüzyılda gözlemlemekteyiz. Örneğin sadece 2010 yılının ikinci yarısında 44 milyon insan artan gıda fiyatları nedeniyle yoksulluk sınırının altına düştü. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü 2030 Yılına kadar… Bugün 1,8 milyar olan orta-sınıf tüketici sayısı 4,8 milyara çıkacaktır. Doğal kaynaklara yönelik mevcut talep ciddi ölçüde artacak, doğal kaynak eldesi giderek daha zor ve maliyetli hale gelecektir. Örneğin çelik ihtiyacı %80 artacaktır. İklim değişikliği nedeniyle ortaya çıkan yağış rejimlerindeki değişiklikler hidroelektrik kaynaklarının %17’si ve su yoğun pek çok proses üzerinde olumsuz etkiler yaratacaktır. Toprak erozyonu, yer altı sularının kirlenmesi ve tükenmesi, ormansızlaşma, okyanusların asidifikasyonu, vb. çevre sorunlarının doğal kaynaklar üzerindeki olumsuz etkisi giderek artacaktır. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü McKinsey, 2011 Peki ya çözüm ? İklim değişikliği de dahil olmak üzere pekçok çevre sorununun yanı sıra hızla tükenmekte olan doğal kaynakların sürdürülebilir olarak yönetilebilmesi için: doğal kaynak kullanımı ile ekonomik büyüme ve çevresel etki ile kaynak kullanımı arasındaki ilişkinin değiştirilmesi gereklidir. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Ekonomik Etkinlik Kaynak Kullanımı Çevresel Etki Kaynak Kullanımı Çevresel Etki Son yıllarda bu hedefe ulaşmaya yönelik olarak pekçok yaklaşım, yöntem ve araç geliştirilmiştir. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Sürdürülebilirlik kavramı ekonomik, sosyal ve çevresel gelişimi paralel olarak sağlamayı hedefleyen bir kavramdır. Bu araçların bu üç eksen ve farklı katmanlar düzeyinde gruplandırılması olasıdır. Sürdürülebilirlik Politikası Sürdürülebilir Sistemler Alt Sistemler Yaklaşımlar Toplum Prensipler Çevre Ekonomi Sürdürülebilir Kalkınma Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Glavic P. ve Lukman R., 2007. “Review of sustainability terms and their definitions”, Journal of Cleaner Production, 15, 1875-1885. Temiz Üretim ve Endüstriye Simbiyoz bu araçlar arasında yer almaktadır... Sürdürülebilir Tüketim Sürdürülebilir Üretim Üçlü Sorumluluk Endüstriyel Ekoloji (Simbiyoz) Tedarik Zinciri Yönetimi Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrolü Yaşam Döngüsü Analizi Eko-Tasarım Temiz Üretim Faktör X İşçi Sağlığı ve İşyeri Güvenliği Eko-Verimlilik Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Geri Dönüşüm Yeniden Kullanım KAVRAMSAL ÇERÇEVE: TEMİZÜRETİM ÜRETİM NEDİR ? TEMİZ Bütünsel önleyici bir çevre strajesinin ürün ve süreçlere sürekli olarak uygulanması ile insan sağlığı ve çevre üzerindeki risklerin azaltılması (Birleşmiş Milletler Çevre Programı). Prosesler için; ▲ Hammadde ve enerji kullanımının ▲ Toksik madde kullanımının ▲ Üretim ve hizmet süreçlerinden kaynaklanan tüm emisyon ve atıkların miktar ve toksisitelerinin Ürünler için; ▲ Olumsuz çevresel etkilerinin yaşam döngüsü boyunca (hammadde eldesinden nihai bertarafa kadar) önlenmesi/azaltılması demektir. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü ATIK MİKTARI VERİMLİLİK ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ SİMBİYOZ: Farklı türden canlıların, belirli koşullar altında bir arada yaşaması olarak tanımlanabilir. Bir arada yaşayan bu türler, birbirlerinin varlığından karşılıklı olarak yarar sağlarlar. ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ: Doğadaki bu kavramın endüstriyel işletmelere uyarlanmasıdır Diğer bir deyişle endüstriyel işletmelerin karşılıklı fayda sağlayacakları ortaklıklar kurması olarak tanımlanabilir Sadece atıkların değil, diğer kaynakların da (enerji, lojistik, insan gücü, yatırım, su, vd.) ortak kullanımını içerebilir Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Olası en yüksek kaynak verimliliği ve atık azaltımı uygulamaları için Endüstriyel Simbiyoz, firma bazındaki Temiz Üretim olanakları değerlendirildikten sonra uygulanmalıdır. Avusturalya’da Kullanılan Yöntem Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü İsviçre’de Kullanılan Yöntem TEMİZ ÜRETİM, ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ, VB. ARAÇLARIN SAĞLADIĞI FAYDALAR Mevzuata Uyum Çevresel Performansın İyileştirilmesi Çevresel İyileştirmelerin Sürekli Kılınması Ekonomik Faydalar Rekabet Avantajı Verimliliğin Artırılması İşyeri Güvenliği ve İşçi Sağlığının İyileştirilmesi Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Firma İmajının İyileştirilmesi TEMİZ ÜRETİM VE ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ KAVRAMLARININ AR-GE BOYUTU Neden Ar-Ge: - Bu kavramların geçmişi 30 yıldan az olduğundan, yerleşmiş standartlar, protokoller, vb. çok sınırlıdır. - Konu üzerinde varolan bilgi birikimi yeni uygulamalar için, büyük ölçüde, «öneri niteliğinde» bir işlev görmektedir. - Onlarca endüstriyel sektör/alt sektör, yüzlerce proses ve atık için uygulanması söz konusudur. - Çalışılan her sektör, firma, proses, atık, vd. kendine ait özgün koşullara sahiptir. - Pekçok örnek uygulama söz konusu olmakla birlikte, bu örneklerin diğer firmalara doğrudan uygulanması söz konusu olamamaktadır. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü 110 endüstriyel simbiyoz uygulamasının sektörel dağılımı A Tekstil T Demir Çelik I Çimento Ğ Gübre I Plastik ve Paketleme A T I Tekstil Demir Çelik Çimento Ğ I A L A N Gübre Plastik ve Cam Paketleme Gıda Boya Kağıt Kimya V E Boya R Kağıt E Kimya N Ahşap Ürünleri S E Non-Metalik Mineraller K Petrol ve Kömür T Baskı ve Matbaa Ö Atık Yönetimi R Tarım K Ahşap Termik Metal Ürünleri Santral Makina T ↑(89) ↑(1) ↑(2) ↑(5) Ö ve Non-Metalik Petrol Mineraller Kömür ↑(83) ↑(42) R ve Baskı Matbaa ve Atık Yönetimi Tarım İnşaat Hayvan Yemi Biyoyakıt/ Rafineri Biyoenerji ↑(18) ↑(43) ↑(41) ↑(110) ↑(46) ↑(92) ↑(45) ↑(44) ↑(6) ↑(81) ↑(9) ↑(47) ↑(85) ↑(99) ↑(3) ↑(4) ↑(80) ↑(7) ↑(51) ↑(14, 15) ↑(107) ↑(11) ↑(59) ↑(52) ↑(84) ↑(8, 35) ↑(16) ↑(17) ↑(101) ↑(73) ↑(50, 109) ↑(52) ↑(54) ↑(10) ↑(77) ↑(79) ↑(70) ↑(12) ↑(36) ↑(93) ↑(63) ↑(38) ↑(13) ↑(37) ↑(39) ↑(69) ↑(28) ↑(22, 29, 90) ↑(21, 30) ↑(23, 31) ↑(24) ↑(25, 26) ↑(91) ↑(27) ↑(58) ↑(32) ↑(33) ↑(103) ↑(60) ↑(48) ↑(74) ↑(64) ↑(20) ↑(49) ↑(40) ↑(19) ↑(87) ↑(57) ↑(68) ↑(108) ↑(62) ↑(61) ↑(94) ↑(105) ↑(34) ↑(82) ↑(86) ↑(96) İnşaat ↑(76) Hayvan Yemi ↑(104) Elektronik ↑(97) Eczacılık ↑(56) Biyoyakıt/Biyoenerji Rafineri Elektronik Eczacılık ↑(95) Termik Santral Metal ve Makina E ↑(88) Cam Gıda S ↑(66) ↑(102) ↑(106) ↑(71) Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü ↑(67) ↑(72) ↑(78) ↑(75) ↑(65) ↑(100) Endüstriyel simbiyoz literatüründe Ar-Ge Özellikle madde, enerji ve suyun farklı sektörler arasında geri kazanımı/yeniden kullanımı için varolan ve gelişmekte olan teknolojiler konusunda araştırma etkinlikleri gerçekleştirilmeli ve yeni endüstriyel sinerji olanakları ortaya çıkarılmalıdır. Firmalar arasında oluşturulacak simbiyotik ilişkilerin önündeki en önemli engellerden bir tanesi doğru bilginin doğru kişi ve kurumlarla buluşturulamamasıdır. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Eko-endüstriyel etkinliklerin paydaşlara ve çevreye nasıl faydalar sağlayacağının gösterilmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Her durumda kullanılabilecek bir ’sihirli araç’ değildir. Bölgesel, ekonomik, sektörel, vb. diğer özellikler çerçevesinde her bir uygulama için özel olarak değerlendirilmelidir. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Eko-endüstriyel parkların tasarlanmasına ilişkin daha fazla araştırma gerçekleştirilmelidir. Bir endüstriyel simbiyoz uygulaması için önemli düzeyde bilgi ve deneyim gereklidir. Bunların tümüyle firma bünyesinde bulunması genellikle çok sık rastlanan bir durum değildir. Gerekli bilgi ve deneyim kurumsal işbirlikleri yapılarak sağlanmalıdır. Firmalar arası geri dönüşüm olanaklarının yeterince değerlendirilememesinin en önemli nedenlerinden birisi yeterli araştırma etkinliklerinin yapılmamasıdır. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Endüstriyel simbiyoz alanında: - Bilimsel dergiler yayınlanmakta - Her yıl sempozyum ve konferanslar düzenlenmekte - Yüzden fazla lisansüstü programda eğitim verilmektedir. Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Güncel Endüstriyel Simbiyoz Ar-Ge Çalışmalarına Örnekler Gıda sektöründe üretilen atık yağlardan biyodizel üretiminin çevresel ve sosyoekonomik olarak değerlendirilmesi Karbon nötral endüstriyel parklar Fotovoltaik modüllerin geri kazanımı Dökümhane kumlarının değerlendirilmesi Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Distilasyon atıklarının değerlendirilmesi Atık kirecin asfalt yapımında kullanımı Balık işleme atıklarından hayvan yemi eldesi Balık işleme atıklarından gübre eldesi Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Atık biyokütleden amino asit eldesi Narenciye işleme atıklarından hayvan yemi eldesi Çimento üretimi kaynaklı CO2’in değerlendirilmesi Evsel katı atıklardan plastik eldesi Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümünde Gerçekleştirilen Endüstriyel Simbiyoz Ar-Ge Çalışmalarına Örnekler Evsel atıksulardan tarımsal sulama suyu eldesi Yüksek fırın cürufunun atıksu arıtımında kullanımı Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Gübre (Struvite) Eldesi Atıksu arıtma tesisi çamurlarından Hayvansal atıklardan (büyükbaş) Hayvansal atık (küçükbaş) ve arıtma çamurlarından Biyohidrojen Eldesi Şeker endüstrisi atıklarınan (şeker endüstrisi atıksuyu ve pancar küspesi) Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Biyogaz Eldesi Zeytin yağı üretimi atıklarından Hayvansal atıklardan Şeker üretimi atıklarından Pamuk atıklarından Peynir üretimi atıklarından Arıtma tesisi çamurlarından Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Hayvansal atık ve tarımsal artıklardan Evsel katı atıklardan Uçucu Yağ Asidi Eldesi Şeker endüstrisi atıklarınan (şeker endüstrisi atıksuyu ve pancar küspesi) Evsel katı atıklardan Hayvansal atıklardan Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü TÜBİTAK Çevre, Atmosfer, Yer ve Deniz Bilimleri Proje No: 111Y205 ÖRNEK PROJE: Mikroalgal ve anaerobik mikrobiyel kültürlerin kullanımı ile entegre besiyer madde giderimi, sera gazı mitigasyonu ve biyo-yakıt ve biyoürün eldesi Azot ve fosfor kaynağı olarak evsel ve endüstriyel atıksu CO2, NOx ve SOx içeriği azaltılmış baca gazı Biyogaz Chlorella Vulgaris ve Karışık doğal kültür CO2 kaynağı hava ve demir çelik endüstrisi baca gazı Biyohidrojen Algal biyokütle Biyodizel Lipid Hayvan Yemi Azot ve fosfor içeriği azaltılmış atıksu Atıksu ve bacagazı artımı Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü Biyoyakıt ve biyoürün eldesi Deneysel Düzenek Prof. Dr. Göksel N. Demirer ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü İlk Biyogaz Üretim Sonuçları TEŞEKKÜRLER Prof. Dr. Göksel N. Demirer Çevre Mühendisliği Bölümü Orta Doğu Teknik Üniversitesi Tel: 210 58 67 Faks: 210 26 46 e.posta: goksel@metu.edu.tr