Municipal solid waste to biomass energy in Türkiye: A life cycle assessment approach for circular economy integration


Tokmakçı M., Özdil N. F., Bilgili M.

Biomass and Bioenergy, cilt.200, ss.107982, 2025 (SCI-Expanded)

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 200
  • Basım Tarihi: 2025
  • Doi Numarası: 10.1016/j.biombioe.2025.107982
  • Dergi Adı: Biomass and Bioenergy
  • Derginin Tarandığı İndeksler: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus
  • Sayfa Sayıları: ss.107982
  • Çukurova Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu çalışma, Türkiye’de belediye katı atığından (MSW) elde edilen biyokütle enerjisi potansiyelini değerlendirerek bu kaynağın ulusal enerji portföyü ve döngüsel ekonomiye katkısını incelemektedir. Artan enerji talebi ve çevresel zorluklarla karşı karşıya olan Türkiye’nin enerji kaynaklarını çeşitlendirmeye ihtiyacı giderek artmaktadır. MSW’nin enerji için kullanılması, atık yönetimi sorunlarını çözme ve yenilenebilir enerji üretme imkânını aynı anda sunmaktadır. 2010-2020 verilerine dayanan analiz, Türkiye’nin MSW’den teorik biyokütle potansiyelinin yaklaşık 31 789 kt, elektrik üretim potansiyelinin ise 379 698 GWh olduğunu ve bunun ülke elektrik talebinin %7,81’ine karşılık geldiğini ortaya koymuştur. Çalışmada piroliz, gazifikasyon ve anaerobik çürütme dâhil olmak üzere farklı atıktan enerji (WtE) teknolojilerinin çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) yaklaşımıyla incelenmiştir. LCA sonuçları, bu teknolojilerin benimsenmesinin özellikle karbon dioksit (CO₂), metan (CH₄) ve diazot monoksit (N₂O) emisyonlarını önemli ölçüde azaltabileceğini göstermektedir. Bölgesel analiz, Türkiye MSW üretiminin %35’inden fazlasını sağlayan Marmara Bölgesi’nin en yüksek biyokütle enerji potansiyeline sahip olduğunu vurgulamaktadır. 2030 projeksiyonları, Türkiye’nin yıllık atık üretiminin 35 milyon tonu aşabileceğini ve biyokütle enerji üretimi için daha da büyük bir potansiyel sunacağını göstermektedir. Ayrıca çalışma, Türkiye’nin WtE potansiyelini başta Avrupa Birliği ülkeleri olmak üzere diğer ülkelerle karşılaştırmakta ve benzer teknoloji ile politika çerçeveleri benimsenerek Türkiye’nin enerji bağımsızlığını güçlendirip yenilenebilir enerji hedeflerine ulaşabileceğini önermektedir. Sonuçlar, MSW kaynaklı biyokütle enerjisinin Türkiye’nin ulusal enerji stratejisine entegre edilmesinin, sürdürülebilir ve döngüsel ekonomi modeline önemli katkılar sağlayacağını ortaya koymaktadır.

This study assesses the potential of biomass energy derived from municipal solid waste (MSW) in Türkiye, focusing on its contribution to the national energy portfolio and the circular economy. Türkiye, facing increasing energy demand and environmental challenges, has a growing need to diversify its energy sources. By utilizing MSW, the country can simultaneously address waste management issues and generate renewable energy. The analysis, based on data from 2010 to 2020, reveals that Türkiye’s theoretical biomass potential from MSW was approximately 31,789 kt, with an electricity generation potential of 379,698 GWh, representing 7.81% of the country's electricity demand. This study uses a Life Cycle Assessment (LCA) approach to evaluate the environmental impacts of different WtE technologies, including pyrolysis, gasification, and anaerobic digestion. The LCA results show that adopting these technologies could significantly reduce greenhouse gas emissions, particularly carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), and nitrous oxide (N₂O). Furthermore, regional analysis highlights the Marmara region as having the highest biomass energy potential, contributing over 35% of Türkiye's total MSW production. Projections for 2030 suggest that Türkiye’s annual waste generation could exceed 35 million tons, offering even greater potential for biomass energy production. In addition, this study compares Türkiye's WtE potential with that of other countries, particularly in the European Union, and suggests that by adopting similar technologies and policy frameworks, Türkiye can enhance its energy independence and meet its renewable energy targets. The results underscore the importance of integrating MSW-derived biomass energy into Türkiye's national energy strategy, contributing to a sustainable and circular economy model.