Geri Dön

Doğal gaz hatlarına yeşil hidrojen ilavesinin teknik-ekonomik-çevresel değerlendirmesi: Kahramanmaraş örneği

Technical-economic-environmental assessment of adding green hydrogen to natural gas pipelines: The case of kahramanmaraş

PDF İndir

  1. Tez No: 961757
  2. Yazar: MUSTAFA MÜCAHİT SÖYLEMİŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞABAN PUSAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Yeşil hidrojen, karbon emisyonu, güneş enerjisi, alkali elektroliz, doğal gaz, Green hydrogen, carbon emissions, solar energy, alkaline electrolysis, natural gas
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

Türkiye'nin artan nüfusu ve buna bağlı olarak artan enerji talebi, fosil yakıt ithalatına olan yüksek bağımlılığı ve iklim değişikliğiyle mücadele hedefleri, yeşil enerjiye geçişi zorunlu kılmaktadır. Türkiye'nin sahip olduğu rüzgar potansiyeli ve güneşlenme süresi gibi kaynaklar yeşil enerji üretimi için önemli bir fırsat sunmaktadır. Bu kaynakların verimli ve entegre bir şekilde kullanılması; enerji arzında dışa bağımlılığın azaltılmasında, ekonomik kalkınmanın desteklenmesinde ve uluslararası çevresel yükümlülüklerin yerine getirilmesinde kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, Kahramanmaraş ilinde yer alan Türkoğlu ilçesinde, güneş enerjisi ile çalışan bir sistem aracılığıyla alkali elektroliz yöntemiyle yeşil hidrojen üretimi amaçlanmaktadır. Çalışmada, 253.000 adet güneş panelinden elde edilen elektrik enerjisiyle beslenen bir elektroliz tesisi tasarlanmış ve elektroliz tesisinde kullanmak üzere ayrı bir su arıtma tesisi planlanmıştır. Bu tesislerin teknik, çevresel ve ekonomik boyutları detaylı şekilde incelenmiştir. Tesis, hidrojenin 19 bar basınçlı doğal gaz hattına hacimsel olarak %20 oranında karıştırılması ve sonrasında şehir içinde bulunan polietilen doğal gaz borularının hidrojen-doğal gaz karışımına uygun olan östenitik paslanmaz çelik boru hattıyla değiştirilmesini hedeflemiştir. Bu bağlamda, hidrojenin üretimi, depolanması ve doğal gaz hattına enjeksiyonu için gerekli sistemler belirlenmiş ve proses akış şeması oluşturulmuştur. Gerekli ekipmanlar detaylandırılmış ve toplam sistem maliyeti analiz edilmiştir. Kahramanmaraş iline ait yıllık doğal gaz tüketim verileri kullanılarak hidrojen karışımı senaryoları değerlendirilmiş ve karbon salımı üzerindeki etkileri hesaplanmıştır. %20 hidrojen karışımı senaryosunda yaklaşık 158.000 ton CO₂ salımı azaltımı sağlanmış olup bu da karbon vergisinde tasarruf elde edilmesi sonucunu ortaya koymuştur. Toplam yatırım bedeli ve yıllık işletme giderleri ile karbon vergisi tasarrufu ve doğal gaz ikamesi ortaya konmuş olup basit geri ödeme süresi 5,59 yıl olarak hesaplanmıştır. Bu sonuç, çalışmanın çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli katkılar sunduğunu göstermektedir. Bu tez, Türkiye'nin yerel yenilenebilir enerji potansiyelinden yararlanarak yeşil hidrojen üretiminin mümkün olduğunu göstermekte; mevcut doğal gaz altyapısıyla uyumlu bir geçiş modeline dayanan entegre bir sistem önermektedir.

Özet (Çeviri)

Türkiye's growing population, the resulting increase in energy demand, its high dependency on fossil fuel imports, and its climate change mitigation goals necessitate a transition to green energy. The country's natural resources such as wind potential and solar irradiation offer a significant opportunity for the production of green energy. Efficient and integrated utilization of these resources is critically important for reducing external dependency in energy supply, supporting economic development, and fulfilling international environmental obligations. This thesis aims to produce green hydrogen via the alkaline electrolysis method using a solar-powered system located in the Türkoğlu district of Kahramanmaraş province. An electrolysis facility powered by electricity generated from 253,000 solar panels has been designed, and a separate water treatment plant has been planned to supply purified water for the electrolyzer. The technical, environmental, and economic aspects of these facilities have been examined in detail.The system is designed to inject hydrogen into the 19-bar natural gas pipeline by blending it with natural gas at a volumetric ratio of 20%. Subsequently, the existing polyethylene pipelines in the urban distribution network are planned to be replaced with austenitic stainless-steel pipelines, which are compatible with the hydrogen- natural gas mixture. In this context, the systems required for hydrogen production, storage, and injection into the natural gas network have been identified, and a process flow diagram has been developed. The necessary equipment has been specified, and a comprehensive cost analysis of the overall system has been conducted.Using the annual natural gas consumption data specific to the province of Kahramanmaraş, various hydrogen blending scenarios have been evaluated, and their impact on carbon emissions has been calculated. Under the 20% hydrogen blending scenario, an estimated reduction of approximately 158,000 tons of CO₂ emissions has been achieved, resulting in significant savings in carbon tax liabilities. Considering the total investment cost, annual operational expenses, carbon tax savings, and natural gas replacement, the simple payback period has been calculated as 5.59 years. These results demonstrate that the project offers significant contributions to environmental sustainability. This thesis shows that green hydrogen production is feasible by utilizing Türkiye's local renewable energy potential and proposes an integrated system based on a transitional model compatible with the existing natural gas infrastructure.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    928135

    Thermodynamic analysis of hydrogen production with oxidative steam reforming of renewable ethanol-butanol mixture in membrane reactor

    Yenilenebilir etanol-bütanol karışımının membran reaktörde oksidatif buhar reformlanması ile hidrojen üretiminin termodinamik analizi

    MELİS OĞUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELEK TÜTER

    PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU

  2. Tez No

    916018

    Assessment of green hydrogen production and hybrid renewable energy system for seasonal residential area

    Mevsimlik yerleşim alanı için yeşil hidrojen üretimi ve hibrit yenilenebilir enerji sisteminin değerlendirilmesi

    OĞUZHAN HAHOLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER GÜLER

  3. Tez No

    389325

    A study on LNG terminal location selection for Turkey

    Türkiye'de LNG terminali yeri seçimi için bir çalışma

    ŞABAN EMRE KARTAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUSUF VOLKAN AYDOĞDU

  4. Tez No

    813775

    Load frequency control of a gas turbine power plant in response to a sudden disturbance with a battery energy storage system (BESS)

    Bir gaz türbinli elektrik santralinin bir akü enerji depolama sistemindeki (BESS) ani bir bozulmaya müdahale olarak yük frekans kontrolü

    KAWA ABBAS NADER NADER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECMİ SERKAN TEZEL

  5. Tez No

    68882

    Gönen ve Ekşidere (Balıkesir) termal sularının hidrojeolojik incelenmesi

    Hydrogeological investigation of Gönen and Ekşidere (Balıkesir) thermal waters

    HULİSİ TOLGA YALÇIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDOĞAN YÜZER

Geri Dön