Amaç ve Arka Plan
İstanbul ölçeğinde evsel katı atıklar (MSW) için termal gazlaştırma yoluyla sentez gazı (syngas) üretimi ve bunun yüksek verimli bir gaz motoru/türbin kombinasyonu ile elektriğe dönüştürülmesinin teknik ve ekonomik fizibilitesi + 1–3 t/sa pilot tasarımı.
Maya’nın doktora uzmanlığı (gazlaştırma, sentez gazı optimizasyonu) çekirdek metodolojiyi belirler.
Hedefler (sayısal):
-
Yıllık işlenecek atık: 100.000 ton (ilk faz)
-
Net elektrik kapasitesi: 25 MW; yıllık üretim: ≈180 GWh
-
CO₂e azaltımı: ≈95 kt/yıl (yakma bazlı senaryoya göre)
-
LCOE hedefi: ≤ ₺2,1/kWh
Kapsam ve Varsayımlar
-
Besleme: Alt ısıl değeri 8–11 MJ/kg; nem %15–35 arası, kompozisyon: organik %45, kağıt/karton %18, plastik %12, tekstil %6, inert %19.
-
Gazlaştırıcı: Dolaşımlı akışkan yatak (CFB), hava + zengin oksijen hibrit, yatak malzemesi kum/olivin.
-
Gaz temizleme: Siklon + yıkayıcı + tar giderim (katalitik kraker) + soğutma/filtrasyon.
-
Güç: 2×12,5 MW gaz motoru (yüksek çevrim verimi, CHP opsiyonlu).
-
Şebeke: 154 kV bağlantı; ısı geri kazanımıyla entegrasyon seçeneği.
Metodoloji (Adım Adım)
-
Veri Toplama – İstanbul’un 3 transfer istasyonunda mevsimsel numuneleme, proximate/ultimate analiz; nem, kül, uçucu madde, elemental C/H/O/N/S.
-
Ölçekleme & Kütle-Enerji Dengesi – Aspen Plus ile RGibbs yaklaşımı; atık nemine göre syngas bileşimi (H₂, CO, CH₄, CO₂, tar).
-
Nem Optimizasyonu – kurutma + proses iç ısı ile %15–25 aralığında optimum belirleme.
-
Şekil-1: Nem Oranı vs Net Elektrik Üretimi trendi:
-
-
Gaz Temizleme Boyutlandırma – tar < 50 mg/Nm³, toz < 5 mg/Nm³ hedefleri; basınç düşümü, su/kimyasal tüketimleri.
-
Emisyon Karşılaştırması – yakma (baz) vs gazlaştırma (filtreli) indeks çalışması.
-
Şekil-2: Emisyon Karşılaştırma Grafiği (Baz=100)
-
-
Net-back Elektrik Maliyeti (LCOE) – CAPEX (reaktör, temizleme, güç), OPEX (işletme, bakım, personel), kül/curuf bertarafı; gelir kalemleri (elektrik, ısı, atık kabul, karbon kredisi opsiyonu).
-
Yasal Uyum – (Türkiye mevzuatı kapsamında) atık yakma/gazlaştırma emisyon limitleri, atıktan türetilmiş yakıt (ATY) kriterleri, çevresel izin/ÇED süreç haritası.
-
Pilot Tasarım – 1–3 t/sa modüler CFB pilotu: yakıt hazırlama, reaktör, gaz temizleme skidi, 500 kW motor, veri toplama (GC, FTIR) ve güvenlik (HAZOP).
Örnek Boyutlandırma Çıktıları
-
Reaktör yükü: 3,2 t/sa (kuru baz) @ 850–900 °C
-
Syngas HHV: 4,8–6,2 MJ/Nm³ → gaz motoru verimi ~%38
-
Elektrik özgül değeri: 450–520 kWh/ton atık (nem %20’de)
-
Suyla tar yıkama: 1,2–1,6 m³/ton syngas; su arıtma entegrasyonu şart
Teslimatlar
-
Fizibilite raporu (120+ sayfa), Aspen dosyaları, PFD/PI&D, pilot basic design, Çevresel Etki ön çalışması, ekonomik model (xls), risk/HAZOP matrisi.
Zaman Çizelgesi (12 Ay)
1–3: Atık analizi ve Aspen modeli
4–6: Temizleme ve motor entegrasyonu simülasyonu
7–9: Pilot tasarım + tedarik şartnameleri
10–12: Saha kurulum planı + nihai fizibilite
Riskler ve Azaltımlar
-
Tar/Fouling: Katalitik kraker + periodik buhar püskürtme
-
Nem dalgalanması: Ön-kurutma ve akış dengeleme bunkeri
-
İzin süreçleri: Erken kurum görüşü + izleme planı
Finans (özet, KDV hariç)
-
CAPEX: ~₺950 milyon
-
OPEX: ₺180 milyon/yıl
-
Gelir: Elektrik satışı (YEKDEM dışı), ısı satışı (CHP), atık kabul bedeli
-
Geri ödeme: 6,5–8 yıl (senaryoya bağlı)
Sonuç: Gazlaştırma, İstanbul ölçeğinde yakma bazlı referansa göre CO₂e’de ~%32, NOx’de ~%45 indirgeme potansiyeli; enerji geri kazanımı ve sürdürülebilirlik göstergeleri güçlü.