Assessment of GHG emissions from biofuel production by life cycle approach
Biyoyakıt üretim aşamasında açığa çıkan sera gazı emisyonlarının yaşam döngüsü yaklaşımı ile değerlendirilmesi
- Tez No: 798427
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERİH AYDINALP KÖKSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ulaşım Sektörü, Sera Gazı Emisyonu, Biyodizel, Biyoetanol, BioGrace Calculation Tool, Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi, Transport Sector, Greenhouse Gases Emission, Biodiesel, Bioethanol, BioGrace Calculation Tool, Life Cycle Assessment
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Petrol bazlı yakıt stoklarının azalması, artan enerji güvenliği sorunları, iklim değişikliğine bağlı sorunlar ve hava kirliliği sorunları biyoyakıtlara olan ilginin artmasına neden olmuştur. Biyoyakıtlar, geleneksel fosil kaynaklı ulaşım yakıtlarından çok daha düşük CO2 emisyon performansına ve daha az hava kirliliği etkilerine sahip olduklarından, karayolu taşımacılığı için düşük karbonlu alternatifler arasında yer almaktadır. Ancak, biyoyakıtların yaşam döngüleri boyunca açığa çıkan sera gazı emisyonlarının fosil yakıtlarınkinden daha düşük olup olmadığının araştırılması önemlidir. Bunun yanında, tarımsal kaynaklı biyoyakıt üretimi, gıda üretimi ile rekabet etmemeli ve ekonomik ve çevresel olarak sürdürülebilir olmalıdır. Türkiye Ulusal Sera Gazı Envanteri 'ne göre 2020 yılında ulaştırma sektörünün toplam sera gazı emisyonlarındaki payı %15,4; 80,7 milyon ton CO2 eşdeğeridir ve karayolu taşımacılığı da sektörün sera gazı emisyonlarının %94,9'unu oluşturmaktadır. Ayrıca, Türkiye'nin yerli petrol kaynağının da sınırlı olması, onu ithal sıvı yakıtlara bağımlı kılmaktadır. Türkiye yakın zamanda 2053 yılı için, sera gazı emisyonlarını ve iklim değişikliğini azaltmak için temel ilkeleri ve önemli eylemleri içeren bir yol haritası oluşturmuştur. Ayrıca, iklim değişikliğine ilişkin mevcut ve gelecekteki AB Direktiflerinin iç hukuka aktarılması ve uygulanması, Türkiye'nin 2053 yol haritasını uygulaması açısından kritik öneme sahiptir. Bu nedenlerden dolayı bu çalışmada Türkiye'nin biyoyakıt potansiyeli ve emisyon etkileri analiz edilmiştir. Yöntem olarak BioGrace Hesaplama Aracı kullanılarak, kolza tohumu ve atık yağdan elde edilen biyodizel ile şeker pancarı ve mısırdan elde edilen biyoetanolün yaşam döngüsü sera gazı emisyonlarını azaltma potansiyelleri hesaplanmıştır. Her bir biyoyakıt üretim yolunun yaşam döngüsü sera gazı emisyonlarının sonuçlarına göre, atık yağdan biyodizel üretimi, 21,9 g CO2eşdeğer/MJ ile en düşük yaşam döngüsü sera gazı emisyonuna sahiptir. Mısır (44,9 g CO2eşd/MJ) ve şeker pancarından (46,1 g CO2eşd/MJ) biyoetanol üretimi emisyonları, sırasıyla atık yağdan üretilen biyodizel emisyonunu takip etmektedir. Kolza tohumundan elde edilen biyodizel, 53,2 g CO2eq/MJ ile en yüksek yaşam döngüsü sera gazı emisyonuna sahiptir. Buna ek olarak, bu çalışmada, biyoyakıt karışımlı binek otomobillerin sera gazı emisyonlarını tahmin etmek için çeşitli biyodizel ve biyoetanol harmanlama senaryoları uygulanmıştır. Hesaplamalar referans yıl olarak seçilen 2020'den başlayarak, biyoyakıt karışımlı binek otomobillerin oranında yıllık %5'lik bir artışın yapılarak, 2030'da tüm harmanlanmamış binek otomobillerin %50'sine ulaşacağı varsayılarak yapılmıştır. Son olarak, çeşitli biyoyakıt harmanlama oranlarına göre Türkiye'nin 2030 yılında biyodizel ve biyoetanol taleplerini karşılama kapasitesini tahmin etmek için kolza tohumu, şeker pancarı ve mısır ekim alanları için ürün talep analizleri yapılmıştır. Projeksiyon sonuçlarına göre %0,5 ve %2 oranındaki biyoyakıtların harmanlanması kolza tohumundan biyodizel üretimi talebini rahatlıkla karşılayabilecektir. Buna ek olarak, şeker pancarı ve mısırdan biyoetanol üretimi, 2030 yılı sonuna kadar tüm harmanlama oranlarıyla kolaylıkla sağlanabilir. Ancak biyoyakıt üretiminin gıda üretimi ile rekabet etmemesi gerektiğinden, gıda talebine yönelik şeker pancarı ve mısır üretimi de dikkate alınmalıdır.
Özet (Çeviri)
The decreasing stocks of petroleum-based fuels, increasing energy security problems, and the problems related to climate change and air pollution problems encourage the growing interest in biofuels. Biofuels are among low-carbon alternatives for road transport, as they have a much better CO2 emission performance and lesser air pollution impacts than traditional fossil transport fuels. However, it is significant to examine whether the GHG emissions from biofuels' lifecycle are lower than those from fossil fuels. In addition, biofuel production from crops should not compete with food production and should be economically and environmentally sustainable. According to Turkey's National Greenhouse Gas Inventory, in 2020, the transport sector's share in total GHG emissions was 15.4%, corresponding to 80.7 million tons of CO2eq. Road transportation accounts for 94.9% of the country's transport sector's GHG emissions. In addition, Turkey's domestic oil source is also limited, making her dependent on imported liquid fuels. Turkey has recently created a road map for 2053, which includes essential principles and important actions to decrease GHG emissions and climate change. In addition, the transposition and implementation of the current and future EU Directives on climate change are critical for Turkey to implement its road map for 2053. For these reasons, Turkey's biofuel potential and emission effects were analyzed in this study. As a method, BioGrace Calculation Tool is used to calculate the life cycle GHG emission reduction potentials of biodiesel from rapeseed and waste oil and bioethanol from sugar beet and corn. According to the results of each biofuel production pathway's life cycle GHG emissions, biodiesel production from waste oil has the lowest life cycle GHG emission, 21.9 g CO2eq/MJ. Bioethanol production from corn (44.9 g CO2eq/MJ) and sugar beet (46.1 g CO2eq/MJ) follows biodiesel from waste oil. Biodiesel from rapeseed has the highest life cycle GHG emission, which is 53.2 g CO2eq/MJ. Secondly, various biodiesel and bioethanol blending scenarios were implemented to estimate the GHG emissions of biofuel-blended passenger cars. This is accomplished by assuming a 5% annual rise in the proportion of biofuel-blended passenger cars will reach up to 50% of all non-blended passenger cars in 2030, starting from 2020, which is selected as the base year. Finally, crop demand analyses were conducted for rapeseed, sugar beet, and corn cultivation area to estimate Turkey's capacity to meet biodiesel and bioethanol demands in 2030 according to various biofuel blending rates. According to projection results, blending the biofuels at 0.5% and 2% can easily meet the demand for biodiesel production from rapeseed. Consequently, bioethanol production from sugar beet and corn can be easily achieved with all blending rates by the end of 2030. However, sugar beet and corn production for food demand should also be considered since biofuel production should not compete with food production.
Benzer Tezler
- Hidroelektrik santrallerinde yıllık enerji üretiminin emisyon salınımı farklılıkları açısından biyoenerji ile karşılaştırılması ve küresel ısınmaya olan etkileri
Comparison of annual energy production in hydroelectric plants with bioenergy in terms of emission differences and its effects on global warming
AYKUT KIZKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK YAVUZ
- Afşin Elbistan linyit kömürü ve RDF'den üretilen yarıkok karışımlarının yanma davranımlarının belirlenmesi
Determination combustion behavior of chars produced from Afsin Elbistan lignite coal and RDF
GÜLŞEN KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Biyokütle yarıkoku- kömür karışımlarının yanma davranımlarının incelenmesi
Investigation of the combustion behaviour of biomass char-coal blends
EDA YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Assessment of the role of nuclear power on energy policies and climate change mitigation strategies of developing countries
Gelişmekte olan ülkelerin enerji politikalarında ve iklim değişikliği azaltımı stratejilerinde nükleer enerjinin rolünün değerlendirilmesi
GÖRKEM GÜNGÖR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN SARI
- Assessment of green hydrogen production in a selected oil refinery in Türkiye
Türkiye'de seçilmiş bir petrol rafinerisinde yeşil hidrojen üretiminin değerlendirilmesi
MURAD KERIMOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİzmir Ekonomi ÜniversitesiSürdürülebilir Enerji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİNE GÜNGÖRMÜŞLER