Investigating the use of water for electricity generation at Turkish power plants
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BALKESS D.J. EL-KHOZONDAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MERİH AYDINALP KÖKSAL
Özet:Enerji sektöründe su tüketiminin yüksek olması ve su kaynaklarına erişimin sınırlı düzeyde olması nedeniyle su ve enerjinin karşılıklı ilişkisi son zamanlarda daha da önem kazanmıştır. Enerji üretimi suyun kullanımı yoğun olan bir süreçtir, ve su yakıt ekstraksiyonu, yakıt imalatı ve elektrik üretimi işlemlerinde yoğun şekilde kullanılmaktadır. Bunlar arasında elektrik üretimi suyun en yoğun kullanıldığı prosestir. Bu nedenle, elektrik santrallerinde elektrik üretimi sırasında tüketilen su miktarının araştırılması enerji-su bağlantısı içinde önemli bir konu haline gelmiştir. Son yirmi yıldır, Türkiye'nin enerji ve elektrik talebi hızla artmaktadır. Türkiye'de hızla artan elektrik talebini karşılamak için yakın gelecekte daha fazla termik santral inşa edilmesi beklenmektedir. Bu çalışmada, Türkiye'de bulunan elektrik santrallerindeki elektrik üretimi için gereken su tüketimi araştırılmıştır. Bu çalışmanın temel amaçları; Türkiye'de halihazırda kullanılan her yakıt türü bazında 1 GWh elektrik üretmek için tüketilen su miktarını belirlemek ve artan talebi karşılamak için yakın gelecekte inşa edilmesi beklenen santrallerdeki su tüketimini azaltmanın yollarını araştırmaktır. Çalışmanın ilk aşamasında; 1500'den fazla elektrik santrali için kurulu güç, yakıt ve teknoloji türleri, elektrik üretimi ve - eğer ulaşılabilmişse - soğutma sistemi tipi bilgileri temin edilmiş, soğutma sistemi su tüketimi faktörleri, yenilenebilir enerji potansiyeli ve elektrik talebi tahminleri çeşitli kaynaklardan toplanmıştır. Daha sonra veriler, mevcut elektrik santrallerinin su tüketimini ve 2016 yılında Türk elektrik sektöründeki toplam ve üretim başına su tüketimini belirlemek için analiz edilmiştir. Kurulu güce dayalı analiz sonuçlarına göre, santrallerin %44'ü soğutma sistemi olarak açık devre veya kuru soğutma sistemine göre daha çok su tüketen, ıslak soğutma kulelerini kullanmaktadır. Ayrıca, kömür/linyit yakıtlı elektrik santralleri, 2016 yılı elektrik üretiminde kullanılan toplam 188 milyon m3 suyun %71'ini tüketiği belirlenmiştir. Analizler aynı zamanda, 2016 yılında 1 GWh elektrik üretmek için santrallerin soğutma sistemlerinde 693 m3 suyun tüketildiğini göstermektedir. Çalışmanın bir sonraki aşamasında, yakıt türü karışımlarına dayalı çeşitli senaryolar ile toplam ve üretim başına su tüketimi ve tasarrufunu belirlemek için analizler yapılmıştır. Uzun Vadeli Enerji Alternatifleri Planlama (LEAP) programı kullanılarak 2017 ve 2035 yılları arasındaki en az su tüketimi sağlayan yakıt karışımı türü optimizasyon yaklaşımları ile belirlenmiştir. Uygulanan tüm senaryolardaki su tüketimi sonuçları karşılaştırıldığında, ıslak soğutma kulesi tabanlı senaryolar en yüksek miktarda su tüketimlerine yol açtıkları belirlenmiştir. Buna karşın, kuru soğutma sistemi tabanlı senaryolar, diğer senaryolar içinde en düşük su tüketimini sağladığı tespit edilmiştir. Kuru soğutma sistemlerinin diğer sistemlere göre daha çok tercih edildiği kabul edilen senaryoya göre 2016 ve 2035 yıllarında su tüketiminlerinde sırası ile %45 ve %40 düşüş olabileceği tespit edilmiştir.