Türkiye'de tam elektrikli araçların dolaylı karbon emisyonlarının araştırılması
Research on indirect carbon emissions of battery electric vehicles in Turkey
Yazar: SAİT BEHLÜL BOZTEPE
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH DEMİR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Hem küresel hem de ulusal çapta etkilerini gün geçtikçe daha da ağır bir biçimde hissettiren iklim değişikliği, gezegenimizin karşı karşıya olduğu en büyük çevresel sorunlardan biridir. Küresel iklim değişikliğinin temel nedeni, sera gazlarından kaynaklanan sera etkisidir ve bu gazlar arasında karbon dioksit (CO2) önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle elektrik üretiminde fosil yakıtların kullanımı, CO2'nin ana kaynaklarından biridir. Tam elektrikli araçlar kullanım esnasında doğrudan karbon emisyonu oluşturmamaktadırlar. Ancak ihtiyaç duydukları elektriği üretmek için kullanılan kaynaklar sebebiyle dolaylı emisyonlara sebep olmaktadırlar. Bu dolaylı emisyonların belirlenmesi bölgesel elektrik üretim kaynaklarına göre farklılıklar göstermektedir. Kömür, içeriğinde bulunan yüksek karbondan dolayı fosil yakıtlar arasında en fazla karbon salınımına sebep olan yakıttır. Düşük karbon emisyonuna sahip olmalarıyla bilinen yenilenebilir enerji kaynakları, fosil yakıtlara kıyasla çok daha az emisyona sebep olmaktadır. Bu sebeple, tam elektrikli araçların dolaylı karbon emisyonlarını azaltabilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretiminin artırılması gerekmektedir. Tam elektrikli araçlarla konvansiyonel içten yanmalı motorlu araçların karbon emisyon miktarları kıyaslandığında, tam elektrikli araçlar emisyon azaltımında kayda değer katkılar sunmaktadır. Bu çalışmada karayolu ulaşımında otomobil kaynaklı karbon emisyonları, sıvı yakıtlı araçlar ve tam elektrikli araçlar açısından incelenmiş ve Türkiye'nin 2035 yılı enerji planlamalarına göre muhtemel senaryolar belirlenmiştir. Türkiye'nin mevcut elektrik üretim kaynaklarıyla, geleneksel araçlar ve tam elektrikli araçlar karşılaştırılmış, seçilen örneklemdeki araçlara göre ortalama %48,1 emisyon azaltımı sağladığı tespit edilmiştir. Yerli otomobil olan TOGG'un, mevcut enerji altyapısıyla beslenmesi durumunda 83,77 g/km dolaylı CO2 emisyonuna neden olduğu belirlenmiştir. Ayrıca seçilen tam elektrikli araçların CO2 üretimlerinin, tamamen linyit kaynaklı beslenirlerse geleneksel araçlara göre %36,32, kömür kaynaklı beslenirlerse %18,26 oranlarında artacağı hesaplanmıştır. 2035 Türkiye Ulusal Enerji Plan'ı doğrultusunda tam elektrikli araçlarda normal ve yüksek artış senaryoları ele alınmış ve toplam emisyon miktarında normal senaryoda %12,31, yüksek senaryoda ise %20,95 oranlarında azalma olabileceği görülmüştür. Bu plana alternatif olarak önerilen enerji modelinde ise normal senaryoda %13,92 ve yüksek senaryoda %23,69 emisyon azaltımı sağlanabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
Climate change is one of the biggest environmental challenges facing our planet, with both global and national impacts becoming more and more severe by the day. The main cause of global climate change is the greenhouse effect caused by greenhouse gases, among which carbon dioxide (CO2) plays an important role. The use of fossil fuels, especially in electricity generation, is one of the main sources of CO2. Battery electric vehicles do not directly generate carbon emissions during driving. However, they cause indirect emissions due to the resources used to generate the electricity they need. The determination of these indirect emissions varies according to regional electricity generation sources. Coal is the fuel that causes the highest carbon emissions among fossil fuels due to its high carbon content. Renewable energy sources, which are known to have low carbon emissions, emit much less compared to fossil fuels. Therefore, it is necessary to increase energy production from renewable energy sources in order to reduce the indirect carbon emissions of battery electric vehicles. When the carbon emission amounts of battery electric vehicles and conventional internal combustion engine vehicles are compared, battery electric vehicles make significant contributions to emission reduction. In this study, carbon emissions from automobiles in road transportation are examined in terms of liquid fuel vehicles and battery electric vehicles and possible scenarios are determined according to Turkey's energy planning for 2035. With Turkey's existing electricity generation resources, conventional vehicles and battery electric vehicles are compared and it is found that an average emission reduction of 48.1% is achieved for the selected sample of vehicles. The TOGG, a domestic automobile, was found to cause 83.77 g/km of indirect CO2 emissions if powered by the existing energy infrastructure.  It is also calculated that the CO2 production of the selected full electric vehicles will increase by 36.32% if they are fully fueled by lignite and 18.26% if they are fully fueled by coal. In line with the 2035 National Energy Plan of Turkey, normal and high increase scenarios for battery electric vehicles were considered and it was seen that the total emission amount could be reduced by 12.31% in the normal scenario and 20.95% in the high scenario. In the energy model proposed as an alternative to this plan, it was determined that 13.92% emission reduction could be achieved in the normal scenario and 23.69% in the high scenario.