Türkiye'nin uzun dönemli enerji planlamasında, alternatif enerji senaryolarıyla yenilenebilir enerji sistemlerinin simülasyonu ve analizi
Simulation and analysis of renewable energy systems with alternative energy scenarios in Türkiye's long-term energy planning
- Tez No: 958829
- Danışmanlar: PROF. DR. VECİHİ YİĞİT, DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEYMA EMEÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Türkiye enerji planı, yenilenebilir enerji simülasyonu, CO2 emisyonu, EnergyPLAN, Türkiye energy plan, Renewable energy simulation, CO2 emissions, EnergyPLAN
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Amaç: Bu çalışma, Türkiye'nin enerji sistemine yönelik bir modelleme yaparak fosil yakıt kullanımının azaltılması, yenilenebilir enerji kapasitesinin artırılması ve karbon emisyonlarının düşürülmesine katkı sağlamayı amaçlamaktadır. EnergyPLAN yazılımı kullanılarak geliştirilen senaryolar aracılığıyla, 2053 net sıfır karbon hedefleri doğrultusunda sürdürülebilir enerji stratejileri oluşturulmuştur. Bu çalışmada elektrik, ısıtma, ulaşım ve sanayi sektörleri birlikte değerlendirilmiş; yenilenebilir enerji, elektrikli araçlar ve nükleer enerji gibi unsurların enerji sistemi üzerindeki etkileri çeşitli yönleriyle incelenmiştir. Yöntem: Çalışma üç aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada, Türkiye'nin 2022 yılına ait enerji sistemi verileri EnergyPLAN yazılımına entegre edilerek referans senaryo oluşturulmuş ve model doğrulaması yapılmıştır. İkinci aşamada, fosil yakıt kullanımını azaltmayı hedefleyen dört alternatif senaryo geliştirilmiştir: (i) ısıtma sektöründe ısı pompalarının kullanımı, (ii) ulaşımda elektrikli araçların yaygınlaştırılması, (iii) yenilenebilir enerji kapasitesinin artırılması ve (iv) nükleer enerjinin sisteme entegre edilmesi. Son aşamada ise, senaryoların enerji üretim yapısı, maliyet bileşenleri ve karbon emisyonları üzerindeki etkileri analiz edilmiş ve karşılaştırmalı değerlendirmeler yapılmıştır. Bulgular: Modelleme sonuçlarına göre, nükleer enerji içermeyen senaryolarda 2040 yılı itibarıyla yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji üretimindeki payı %82'ye ulaşırken, nükleer enerji kullanılan senaryolarda bu oran %70 olarak hesaplanmıştır. Karbon emisyonları bakımından, nükleer enerji içermeyen senaryolar 2040 yılında 159 milyon ton CO₂ salınımı öngörürken, nükleer enerji kullanılan senaryolarda bu miktar 133 milyon tona gerilemiştir. Maliyet analizleri, nükleer enerji yatırımlarının başlangıç sermaye maliyetlerini artırmasına rağmen, uzun vadede düşük değişken maliyetleri sayesinde ekonomik fayda sağlayabileceğini göstermektedir. Sonuç: Çalışma bulguları, yenilenebilir enerji kapasitesinin artırılmasının karbon emisyonlarının azaltılmasında en etkili stratejilerden biri olduğunu ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, enerji arz güvenliğinin sağlanması ve sistem esnekliğinin artırılması açısından nükleer enerji de dikkate alınması gereken önemli bir seçenektir. Elektrikli araçlar ve ısı pompaları gibi enerji verimliliği odaklı teknolojiler, toplam emisyonların azaltılmasına kayda değer katkılar sunmaktadır. Sürdürülebilir bir enerji dönüşümünün başarısı ise yalnızca yeni teknolojilerin yaygınlaştırılmasına değil, aynı zamanda fosil yakıtların kademeli ve planlı biçimde sistemden çıkarılmasına bağlıdır. Bu çalışma, Türkiye'nin 2053 net sıfır karbon hedeflerine ulaşmasına katkı sunacak somut politika önerileri geliştirerek hem karar vericilere hem de akademik camiaya değerli çıktılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study aims to contribute to the reduction of fossil fuel consumption, the expansion of renewable energy capacity, and the mitigation of carbon emissions by modeling Türkiye's energy system. Using the EnergyPLAN software, sustainable energy strategies were developed in alignment with the country's 2053 net-zero carbon targets. The study adopts an integrated approach encompassing the electricity, heating, transportation, and industrial sectors, and examines the multifaceted impacts of renewable energy, electric vehicles, and nuclear energy on the overall energy system. Method: The study was conducted in three main stages. In the first stage, Türkiye's energy system data for the year 2022 were integrated into the EnergyPLAN software to construct a reference scenario, and model validation was performed. In the second stage, four alternative scenarios were developed to reduce fossil fuel consumption: (i) the adoption of heat pumps in the heating sector, (ii) the expansion of electric vehicle usage in transportation, (iii) the enhancement of renewable energy capacity, and (iv) the integration of nuclear energy into the system. In the final stage, the impacts of these scenarios on energy production, cost structures, and carbon emissions were analyzed and compared. Findings: The modeling results indicate that, by 2040, the share of renewable energy in total energy production reaches 82% in scenarios without nuclear power, while it is calculated as 70% in scenarios including nuclear energy. In terms of carbon emissions, the non-nuclear scenarios forecast 159 million tons of CO₂ emissions for 2040, whereas nuclear-inclusive scenarios reduce this amount to 133 million tons. Cost analyses reveal that, although nuclear power investments increase upfront capital costs, they may offer economic benefits in the long term by lowering variable costs. Results: The findings demonstrate that increasing renewable energy capacity is one of the most effective strategies for reducing carbon emissions. Moreover, nuclear energy emerges as a significant option for enhancing energy security and system flexibility. Technologies such as electric vehicles and heat pumps provide considerable contributions to emissions reduction by improving energy efficiency. However, the success of a sustainable energy transition depends not only on the widespread adoption of new technologies but also on the gradual and well-planned phase-out of fossil fuels. This study offers concrete policy recommendations to guide Türkiye toward achieving its 2053 net-zero carbon goals and contributes meaningfully to both energy policymaking and the academic literature.
Benzer Tezler
- Türkiye elekrik enerjisi üretim genişletme planlamasında yenilenebilir enerji kaynaklarının etkileri
Effects of renewable energy resources in long term generation expansion planning of Turkey
MUSTAFA ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SEMRA ÖZTÜRK
- Başlıca iklim parametrelerinin bitki su tüketimine etkilerinin uzaktan algılama yöntemleri ile araştırılması
Investigation of effects of major climate parameters on crop water consumption using remote sensing methods
ORKAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2014
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
PROF. DR. CANKUT ÖRMECİ
- Türkiye petrokimya sektöründe üretim planlaması: Bir doğrusal programlama uygulaması
Başlık çevirisi yok
İLHAN AZKAN
- Elektrik üreticileri perspektifinden uzun dönem elektrik üretimi yatırımlarının planlanmasına yönelik bir karar destek modeli
A decision support model for long-term investment planning of electricity generation from the perspective of generation companies
BERNA TEKTAŞ SİVRİKAYA
Doktora
Türkçe
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN ÇEBİ
- A comprehensive assessment on various impacts of climate change in Western Black Sea and Euphrates-Tigris basins, Turkey
Türkiye'nin Batı Karadeniz ve Dicle-Fırat havzalarında iklim değişikliğinin muhtelif tesirlerinin geniş kapsamlı değerlendirilmesi
MUSTAFA NURI BALOV
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK