Geri Dön

Energy and greenhouse gas emission analysis of waste to energy plant

Atıktan enerji üretim tesislerinin enerji ve sera gazı emisyon analizi

  1. Tez No: 746075
  2. Yazar: ÖNDER MURAT YILDIZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BAYSAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Güç Sistemleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 64

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

  1. Evsel atıktan enerji üretimi: Gaziantep örneği

    Energy production from manucipal waste–study case: Gaziantep city waste

    MESUT CEM COŞKUNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR ALP

  2. Gemi kaynaklı atıkları alan bir atık kabul tesisinde karbon ayak izinin belirlenmesi

    Determination of the carbon footprint of a port reception facility for ship generated waste

    ADNAN SERKAN TORÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN

  3. Life cycle assessment of combined bioheat and biopower production and cost: Simulated case studies based on combustion utilizing turkish oak (Quercus cerris L.) coppices

    Birlikte biyoısı ve biyogüç üretimi yaşam döngüsü değerlendirmesi ve maliyeti: Türkiye meşe (Quercus cerris L.) baltalıklarını kullanan yanma temelli benzetilmiş durum çalışmaları

    GÜNER EKŞİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

  4. Sera gazı salım potansiyelinin bir proje üzerinde belirlenmesi

    Determination of greenhouse gas emission reduction potential on a project

    KAAN EMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE SÖZER

  5. Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu

    Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships

    MEHMET AKMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN