Endüstriyel Simbiyoz, Temiz Üretim ve Ar-Ge

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: [email protected]