An evaluation of the applicable new low-carbon technologies in integrated iron and steel plants
Entegre demir-çelik tesislerinde uygulanabilir düşük karbonlu yeni teknolojilerin değerlendirilmesi
- Tez No: 920916
- Danışmanlar: PROF. DR. MERİH AYDINALP KÖKSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Demir-çelik üretimi enerji yoğun prosesleri içeren ve fosil yakıt kullanımında yüksek paya sahip olan bir sanayi sektörüdür. Bu nedenle küresel sera gazı emisyonun %7'lik bir kısmını oluşturmaktadır. Mevcut emisyon azaltım teknolojileri, bu sektördeki karbon emisyonlarını azaltmak için yeterli değildir. Bu tez çalışması, Türkiye'deki entegre üretim yapan tesisler (Kardemir, Erdemir ve İsdemir) için düşük karbonlu teknolojileri analiz etmektedir. Tesislerin 2022 ve 2023 yılında yayınladıkları aylık ve yıllık faaliyet raporlarından emisyon azaltımı ile ilgili veriler toplanmıştır. Demir-çelik üretim prosesinde karbon emisyonlarına neden olan başlıca süreçler; kok ve sinterleme tesisleri, yüksek fırınlar ve bazik oksijen fırınlarıdır. Bunun yanısıra yüksek fırınlara girebilecek özellikte üretimin sağlanabilmesi için kireç fabrikaları da karbon emisyonlarına neden olmaktadır. Bu sektör için yapılan çalışmalardan elde edilen emisyon azaltım teknolojileri üç (3) ana başlık altında özetlenmiştir; alternatif ham madde kullanımı, karbonsuz indirgeyiciler/yakıt ikamesi ve karbon yakalama ve depolama. Araştırılan teknolojilerin Türkiye'deki entegre tesislere uygulanabilirliği üç kriter dalında (uygulanabilirlik, karbon azaltım oranı ve maliyet) DEMATEL tekniği kullanılarak değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda Türkiye'de en hızlı uygulanabilir, en yüksek karbon azaltım oranına sahip ve en düşük maliyetli teknolojilerin alternatif ham madde kullanımı teknolojileri olduğu tespit edilmiştir. Alternatif ham madde kullanımı uygulamasında kömür harmanlama model çalışmalarından %73,66'ya kadar sera gazı emisyon azaltımı sağladığı kanıtlanmıştır. Ayrıca bu teknoloji için karbon azaltım oranının maliyet ve uygulanabilirlikle doğru orantıda olduğu görülmektedir. Karbonsuz indirgeyiciler/yakıt ikamesi teknolojilerinde seçim yapılırken en önemli kriterin karbon azaltım oranı olduğu tespit edilmiştir. Karbon azaltım oranı en yüksek karbonsuz indirgeyici teknolojisinin Türkiye'deki entegre tesislerde uygulanması durumunda %75 oranında sera gazı azaltımı elde edilebileceği tespit edilmiştir. Eğer yüksek fırınlar kullanılmaktan vazgeçilmez ise direkt fırınların tuyerlerine hidrojen takviyesinin de sera gazı emisyon oranlarını %21,4 oranında azaltacağı tespit edilmiştir. Diğer yandan karbon yakalama ve depolama teknolojilerinin Türkiye'de henüz yok denecek kadar az olduğu, özellikle depolama alanındaki çalışmalar için henüz bir altyapının oluşturulmadığı görülmüştür. Bu teknolojinin uygulanmasındaki en önemli engelin maliyet olduğu ortaya çıkmıştır. Gerekli adımların atılması ile Türkiye'deki entegre tesislerde bu teknolojilerin uygulanması durumunda %93,26'ya kadar sera gazı emisyon azaltımı sağlanabilir.
Özet (Çeviri)
Iron and steel production is an industrial sector that involves energy-intensive processes and has a high share of fossil fuel use. Therefore, it accounts for 7% of global greenhouse gas emissions. Existing emission reduction technologies are insufficient for reducing carbon emissions in this sector. This thesis analyzes low-carbon technologies for integrated production facilities (Kardemir, Erdemir, and İsdemir) in Türkiye. Data on emission reductions were collected from the monthly and annual activity reports published by the facilities in 2022 and 2023. The main processes that cause carbon emissions in the iron and steel production process are coke and sintering plants, blast furnaces, and basic oxygen furnaces. In addition, lime factories also cause carbon emissions to provide production that can enter blast furnaces. The emission reduction technologies obtained from the studies conducted for this sector are summarized under three (3) main headings; alternative raw material use, carbon-free reducers/fuel substitution, and carbon capture and storage. The applicability of the investigated technologies to integrated plants in Türkiye was evaluated using the DEMATEL technique in three (3) criteria branches (applicability, carbon reduction rate, and cost). As a result of the evaluation, it was determined that the fastest applicable, highest carbon reduction rate, and lowest cost technologies in Türkiye are alternative raw material use technologies. In the application area of alternative raw material use, it has been determined that the coal blending model technology provides a greenhouse gas emission reduction of up to 73.66% if applied in Türkiye'sTürkiye's integrated plants. It is also seen that the carbon reduction rate for this technology is in direct proportion to cost and applicability. It has been determined that the most important criterion for selecting non-fossil reductants/fuel substitution technologies is the carbon reduction rate. It has been determined that if the non-fossil reductant technology with the highest carbon reduction rate is applied in integrated facilities in Türkiye, a 75% greenhouse gas reduction can be achieved. If the use of blast furnaces is indispensable, it has been determined that hydrogen supplementation to the tuyeres of direct furnaces also reduces greenhouse gas emission rates by 21.4%. On the other hand, it has been observed that carbon capture and storage technologies are still almost non-existent in Türkiye and that an infrastructure has not yet been established, especially for studies in the storage area. The most important obstacle to implementing this technology has been revealed to be cost. If the necessary steps are taken, greenhouse gas emission reductions of up to 93.26% can be achieved if these technologies are implemented in integrated facilities in Türkiye.
Benzer Tezler
- Açık deniz römorkör ve destek gemileri işletmeciliğinin stratejikyönetim modellemesi
Strategic management modeling for offshore tugboat and supportvessel operations
ALİ BURÇİN EKE
Doktora
Türkçe
2025
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ARSLAN
- İnşaat projelerinde akıllı mobil cihazlarla desteklenen verimlilik kontrol sistemi önerisi ve kullanım deneyimleri hakkında inceleme
Smart mobile devices integrated productivity control system proposal and analysis of user experiences in the construction projects
ONUR KEREM ÖRENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ ARTAN
- Biyokütle ve kömür birlikte yakma sistemlerinde sinerji araştırması
Synergy research in biomass and coal cofiring systems
SİNEM ÖZSOY AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Disaster as an opportunity: Passive house design for sustainable architecture in Syria post-war
Bir fırsat olarak felaket: Savaş sonrası Suriye'de sürdürülebilir mimari için pasif ev modeli tasarımı
MOHAMAD TAREQ KHANJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
MimarlıkAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiAfet ve Savaş Sonrası İmar ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE KALFAOĞLU HATİPOĞLU
- Türkiye'deki çimento endüstrisinin yarattığı hava kirliliği ve modellenmesi
Başlık çevirisi yok
VOLKAN ARINCI
Doktora
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU