Energy and greenhouse gas emission analysis of waste to energy plant
Atıktan enerji üretim tesislerinin enerji ve sera gazı emisyon analizi
- Tez No: 746075
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BAYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Energy, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bölgesel ısıtma, Enerji üretimi, Sera gazı, District heating, Energy generation, Greenhouse gases
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Güç Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Belediyeler atıklarını yakıt kaynağı olarak kullanarak enerji üretmekte ve bu sayede düzenli depolama sahalarının zararlı çıktılarını ortadan kaldırmaktadır. Bu tez çalışmasında, Seymen Atıktan Enerji Üretim Tesisi depolama sahasının yıllık toplam metan (CH₄) üretimi, Amerika Birleşik Devletleri Çevresel Koruma Ajansı tarafından tasarlanan LandGEM aracı ile gözlemlenmiştir. Paris Anlaşması'nda kabul edilen“Net Sıfır Emisyon”hedefine göre metan ve karbondioksit (CO₂) oranları incelenmiştir. Depolama sahası büyüklüğü ile ilişkili olarak, gaz motorlarının performansı karşılaştırılmıştır. Ayrıca, gaz motoru performansı, enerji üretimi, bölgesel ısıtma, karbon ticareti ve sanayi bölgesine satış açısından metanın değerlendirilmesi beş farklı senaryoda incelenmiştir. Ek bir kâr elde etmek için karbon ticaretinde geri kazanılan emisyonların değerlendirilmesine değinilmiştir. Sonuçlar, depolama alanı senaryoları için, daha büyük depolama alanının daha fazla CH₄ ürettiğini, ancak tüm CH₄'ü yakmak için gaz motoru kurulumunun yetersiz olması durumunda emisyonların artacağını göstermektedir. Başka bir senaryoda, gaz motoru kurulumunun CH₄ kapasitesinden çok daha fazla olması, çalışma saatlerindeki azalma nedeniyle gaz motorlarının performansını etkileyeceği gösterilmiştir. Pratikte, depolama sahasının CH₄ çıktısı, enerji üretmek için gereken miktardan daha fazlasına sahiptir. Bu bilgiye dayanarak bir sonraki senaryoda, Seymen santralinin termik gücüne sahip bir bölgesel ısıtma (DH) sistemi ile %80 verimli bir kazan kurulumu için bir karşılaştırma yapılmıştır. Yakıt ihtiyacı ve emisyon salınımı açısından santralin termik gücünün kazana göre daha tercih edilebilir olduğuna dikkat çekilmiştir. Dördüncü senaryo, kömür yakıtlı termik santralin Seymen santralinden on beş kat daha az termal enerji ürettiğini, ayrıca Seymen santralinden %20 daha fazla olan 420 Mt CO₂'nin havaya salınacağını göstermiştir. Son senaryoda ise fazla metanın yakındaki bir sanayi bölgesine aktarılması durumunda gaz motoru kurulumu ile on beş tesisi besleyebileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak, uygun planlamayla, atıktan enerji üretim tesisleri belediye atıklarını ortadan kaldırarak sera gazı emisyonlarını azaltmada önemli bir rol oynamaktadır.
Özet (Çeviri)
Energy generation by using municipal waste as fuel source, eliminates harmful extraction of landfills. In this thesis, the yearly total of methane (CH₄) production of landfill area in Seymen Waste-to-Energy (WtE) Plant is investigated with LandGEM tool which has been designed by United States Environmental Protection Agency. Based on“Net Zero Emissions”target adopted in the Paris Agreement, the methane and carbon dioxide (CO₂) rates are reviewed. Regarding to landfill area size, the performance of gas engines is discussed. Moreover, with the evaluation of methane in terms of gas engine performance, energy production, district heating, carbon trading, and selling to industrial area is examined in 5 different scenarios. Assessment of recovered emissions in carbon trading to make an additional profit is described. The results show that, for landfill area scenarios, the bigger landfill area generates more CH₄, but if there is insufficient gas engine installation to burn all CH₄, the emissions will increase. Another scenario, if the gas engine installation much more than CH₄ capacity, this will affect the performance of gas engines due to reduction in work hours. In practical, the output of landfill area has more than the needed capacity to produce energy. So, in next scenario, a comparison is made for setting up a district heating (DH) system with thermal power of Seymen WtE plant and a boiler which has 80% efficiency. It is pointed out that the thermal power of plant is more feasible compared to boiler because of fuel requirement and emissions. The fourth scenario showed the coal fired thermal power plant generates 15 times less thermal energy than Seymen WtE plant besides, 420 Mt CO₂ will be emitted to air which is 20% more than the Seymen WtE plant. In final scenario, it is emphasized that if the excess methane is transferred to the nearby industrial area, it can feed the 15 facilities via gas engine installation. Consequently, with proper planning, the WtE plants might play an important role to reduce greenhouse gas emissions by eliminating municipal wastes.
Benzer Tezler
- Comparative analysis of the impact of fossil fuel and environmental waste on clean energy production between African and European
Afrika ve Avrupa kent topluluklarinda fosil yakit ve çevre atıklarının temiz enerji üretimi üzerindeki etkisinin karşılaştırmalı analizi
ALFRED ADENIYI WILLIAMS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Ekonomiİstanbul Gelişim ÜniversitesiEkonomi ve Finans Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BASAK ÖZARSLAN
- National inventory of N2O emissions from agriculture and waste sectors: Emission estimation and uncertainty analysis
Tarım ve atik sektörleri için ulusal N2O emisyon envanteri: Emisyon hesaplamasi ve belirsizlik analizi
MELTEM TAŞKIN ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Türkiye'nin 2030 sera gazı emisyon hedefleri bağlamında MDAM ve LSTM modelleri ile tahmin, etki analizi ve Covid-19 sürecinin incelenmesi
Prediction, impact factor analysis, and examination of the Covid-19 period using MDAM and LSTM models in the context of Türkiye's greenhouse gas emission targets
GİZEM GÖKTAŞ BALKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİSA ÖZGE ÖNAL TUĞRUL
- Sera gazı salım potansiyelinin bir proje üzerinde belirlenmesi
Determination of greenhouse gas emission reduction potential on a project
KAAN EMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE SÖZER
- Hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile reküperatör tasarımı ve ısıl analizi
Designing recuperator and its thermal analysis with the method of computational fluid dynamics
ONUR ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK