Transition of Turkey's energy sector in the context of circular economy and European Union's Green Deal
Türkiye'de enerji sektörünün döngüsel ekonomi ve Avrupa Birliği Yeşil Mütabakatı bağlamında dönüşümü
- Tez No: 860092
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BERRİN KURŞUN, PROF. DR. GÖKÇEN ALEV ÇİFTÇİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Türkiye'nin enerji politikasındaki iki önemli ancak birbiriyle çelişen hedef, yerli enerji kullanımının artırılması yoluyla enerji güvenliği ve Türkiye'nin 2053 net sıfır emisyon taahhüdünün karşılanmasıdır. Çünkü enerji güvenliği hedefinin karşılanması, Türkiye'nin bol miktarda bulunan yerli enerji kaynaklarının, özellikle de linyitin kullanılmasını gerektirmektedir. Ancak bu kaynakların kullanımı net sıfır emisyon hedefine ulaşılmasının önünde büyük bir engel de oluşturabilir. Bunlardan yola çıkarak, CO2 kullanımı ve enerji çerçeve malzemesi geri dönüşümüne yönelik döngüsellik yaklaşımlarını kullanan bu çalışma, Türkiye'nin enerji ve emisyon açısından en yoğun sektörü (elektrik) için emisyon azaltım yollarını araştırıyor. Çelik ve tarımsal üretime yönelik genişletilmiş azaltım da Yeşil Anlaşma kapsamında incelenmiştir. Matematiksel modeller kullanılarak analizler sekiz etki potansiyeline dayalı olarak gerçekleştirildi. Sonuçlara göre, Türkiye'nin elektrik tüketimindeki kümülatif GWP'nin 2053 yılına kadar 489,17 gCO2/kWh olacağı; Yıllık 0,38 GT CO2'ye eşdeğer olan tüm etki kategorileri arasında en yüksek olanıdır ve 2022 değeri olan 0,17 GT'nin iki katından fazladır. Ayrıca, enerji ikamesi sonuçları, olağan iş senaryosuna (BAU) göre %30,14'lük bir artışa karşılık gelen bir etkiyle, linyit ikamesinin OLDP hariç tüm kategorilerde en yüksek sırada yer aldığını gösterdi. Ayrıca yenilenebilir enerji sistemi (RES) senaryosunun, GWP'nin en yaygın olduğu belirli miktarda emisyonla ilişkili olduğu da belirlendi. Ayrıca incelenen döngüsellik yaklaşımları, tam çerçeve malzeme geri dönüşümünde Türkiye'nin rüzgar ve güneş enerjisi kaynaklarının GWP etki faktörünün 7,3 gCO2eq./kWh ve 29,5 gCO2eq./kWh temel değerlerinden 2,72 gCO2eq./kWh ve 21,08 gCO2eq./kWh'ye düştüğünü sırasıyla gösterdi; linyitinki ise üre ve metanol sentezi yoluyla sırasıyla 1130 gCO2eq./kWh'den 241,26 gCO2eq./kWh'ye ve 2,76-118,69 gCO2eq./kWh aralığına düşmektedir. Ayrıca çerçeve malzemesi geri dönüşüm prosesi için optimum olan %50 geri dönüşüm oranı elde edilmiştir. Elde edilen net etki faktörüne dayalı olarak Yeşil Anlaşma etki sonucu, Türkiye'nin çelik üretiminin birim kütle başına etkisinin emisyon ve karbon fiyatı açısından sırasıyla %26,94 ve %27,16 oranında azaldığını göstermektedir. Tarım ürünlerinde ise %25 azaltma sağlandı. Özetle, sonuçlar incelenen döngüsellik yaklaşımlarının Türkiye'nin enerji sistemindeki etkiyi önemli ölçüde azaltmanın etkili ve sürdürülebilir araçları olduğunu gösterdi; ancak diğer sürdürülebilir tekniklerin geniş çapta genişletilmesi ve uygulanması gereklidir. Bu tekniklerden bazıları arasında gelişmiş biyoyakıtlar ve hidrojen gibi yeni yakıtların geliştirilmesi, enerji verimliliğinin artırılması, yenilenebilir enerji maliyetlerinde hızlı düşüşün hedeflenmesi ve akıllı teknolojilerin artırılması yer alıyor. Bu çalışma, Türkiye'nin enerji sistemi için sürdürülebilir ve ani emisyon azaltım yolları sağlamayı amaçlamaktadır. Bu, bilgimiz dahilinde hiçbir çalışmada detaylandırılmayan, hem malzeme hem de enerji düzeyine dayalı geri dönüşüm süreçlerinin açık matematiksel tanımlarını bir arada sunan ilk çalışmadır.
Özet (Çeviri)
Two important but conflicting goals in Turkey's energy policy have been energy security through increased indigenous energy utilization and meeting Turkey's 2053 net zero emission commitment. This is because meeting the energy security goal requires the use of Turkey's abundant local energy resources, especially lignite. However, the use of these resources can as well be a major obstacle towards meeting the net zero emission target. Using these as basis, and using the circularity approaches of CO2 utilization and energy framework material recycling, this study explores emission mitigation pathways for Turkey's electricity sector being the most energy and emission intensive. The extended impact mitigation on steel and agricultural production was also examined in the context of the Green Deal. Using mathematical models, the analyses were carried out based on eight impact potentials. According to the results, it was estimated that Turkey's cumulative GWP on electricity consumption will be 489.17 gCO2/kWh by 2053; the highest of all impact categories which is equivalent to 0.38 GT of CO2 per annum, and is more than two times higher than the 2022 value of 0.17 GT. Also, with an impact corresponding to a 30.14% increase than the business as usual (BAU) scenario, the energy substitution results showed that lignite substitution ranked highest in all categories, except for OLDP. It was also determined that the renewable energy system (RES) scenario is in itself associated with certain amount of emissions, of which GWP is most prevalent. Furthermore, the circularity approaches examined showed that the GWP impact factor of Turkey's wind and solar energy sources reduces from the base values of 7.3 gCO2eq./kWh and 29.5 gCO2eq./kWh to 2.72 gCO2eq./kWh and 21.08 gCO2eq./kWh respectively at full framework material recycling, while that of lignite reduces from 1130 gCO2eq./kWh to 241.26 gCO2eq./kWh and 2.76-118.69 gCO2eq./kWh range through urea and methanol synthesis respectively. In addition to that, the 50% recycle ratio was obtained as optimum for the framework material recycling process. Based on the net impact factor obtained, the Green Deal impact result shows that the impact per unit mass of Turkey's steel production reduces by 26.94% and 27.16% for emissions and carbon price respectively. For agricultural products, a reduction of 25% was obtained. Summarily, the results showed that the circularity approaches examined are effective and sustainable means of substantial impact reduction in Turkey's energy system; however, large scale expansion and deployment of other sustainable techniques are necessary. Some of these techniques includes developing new fuels such as advanced biofuels and hydrogen, improving energy efficiency, aiming rapid decline in renewable energy costs, and increasing smart technologies. This study is aimed at providing sustainable and abrupt emission mitigation pathways for Turkey's energy system. It is the first study that has provided explicit mathematical descriptions of both material and energy level-based recycling processes combined, which to the best of our knowledge is not detailed in any work.
Benzer Tezler
- Türkiye imalat sanayisinde kullanılan asenkron motorların verimliliğinin incelenmesi
Analysis of the efficiency of induction motors used in manufacturing industry of Turkey
TEKİN VARLIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Türkiye'nin enerji ekonomi politiği ve yenilenebilir enerji politikası
Turkey's energy economy policy and renewable energy policy
AMİN GHANNADİ
Doktora
Türkçe
2024
Uluslararası İlişkilerMarmara ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALAEDİN YALÇINKAYA
- Mesken elektrik aboneleri için enerji yönetimi sistemi kullanımı
Utilization of energy management systems for residential electricity consumers
HÜSNÜ ALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Sınır ötesi elektrik ticaretinin gün öncesi piyasası fiyat oynaklığı üzerindeki etkisi: Türkiye örneği
Impact of cross-border electricity trade on day-ahead market price volatility: A case study of Turkey
MUSTAFA EMİN MALKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERMİN ONAYGİL
- The analysis of energy efficiency networks through Actor-Network Theory, an example of Turkey
Enerji verimliliği ağlarının Aktör-Ağ Kuramı yoluyla analizi: Bir Türkiye örneği
ATİLLA KILINÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilim, Teknoloji ve Toplum Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE SEVİL BALTALI TIRPAN