Yenilenebilir enerji portföyü optimizasyonu: Türkiye uygulaması
Optimization of the renewable energy portfolio: An application in turkiye
Yazar: BURCU ALTUNOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. GÜL DİDEM BATUR SİR ; DR. DURDU HAKAN UTKU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Enerji optimizasyon modeli = Energy optimization model ; Portföy optimizasyonu = Portfolio optimization ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Artan dünya nüfusu ile birlikte üretim ve tüketim sektörlerinin faaliyetlerindeki artışlar iklim üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu faaliyetler, sera gazlarının atmosferik konsantrasyonlarını artıran ve sera etkisini güçlendiren geleneksel enerji kaynaklarına dayanmaktadır. Sera gazlarının atmosferik seviyelerindeki artışlar küresel ısınma olarak bilinen olumsuz bir etki yaratmaktadır. Bu bağlamda, geleneksel enerji kaynaklarına alternatif olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik dünya çapında bir eğilim söz konusudur. Yenilenebilir enerji kaynakları, çevresel etkileri en aza indirerek sürdürülebilir bir enerji arzı sağlama potansiyeline sahiptir. Ayrıca yerli kaynaklar oldukları için enerjide dışa bağımlılığı azaltmakta, yerel ekonomiyi desteklemekte ve istihdamı artırmaktadır. Bu nedenle, yenilenebilir enerji kaynakları toplumda yaygın olarak kabul görmekte ve desteklenmektedir. Bu tezde, yenilenebilir enerji portföyü oluşturulmuştur. Oluşturulan portföy için planlama dönemi olarak 2024 – 2050 yılları arası belirlenmiştir. Enerji portföyünün temel amacı, yenilenebilir enerji kullanımını artırarak düşük CO2 salınımını sağlayan bir optimal enerji yatırım planı oluşturmaktır. Bu kapsamda, geliştirilen çok amaçlı karma tam sayılı matematiksel modelin gerçek verilerle bir uygulaması yapılarak, 2024-2050 yılları arasında, mevcut enerji santrallerine ilave inşa edilmesine ihtiyaç bulunan yenilenebilir enerji santrallerini belirleyen bir optimal enerji yatırım planı elde edilmiştir. Önerilen modelde yenilenebilir enerji santrallerinin kurulum ve işletme maliyetleri, elektrik üretim maliyeti ve CO2 salınım vergisini içeren maliyet fonksiyonunun minimum yapılması ve yeni açılacak enerji santrallerinin mevcut santrallere ve şehir merkezlerine uzaklığı maksimum yapılması amaçlanmaktadır. Modelin, karar vericilerin çevresel etkileri en aza indiren, sürdürülebilir bir enerji arzı sağlayan enerji portföyü belirlemelerine olanak sağlayabileceği; ülkelerin enerji üretim ve tüketimine yön veren politika ve stratejilerin belirlenmesine katkı sağlayabileceği değerlendirilmektedir.

Abstract:
Increases in the activities of the production and consumption sectors, together with the growing world population, have a significant impact on the climate. These activities are based on traditional energy sources, which increases atmospheric concentrations of greenhouse gases and reinforces the greenhouse effect. Increases in atmospheric levels of greenhouse gases create a negative effect known as global warming. In this context, there is a worldwide trend towards renewable energy sources as an alternative to traditional energy sources. Renewable energy sources have the potential to provide a sustainable energy supply by minimizing environmental impacts. Moreover, as they are domestic resources, they reduce dependence on energy imports, support the local economy and increase employment. Therefore, renewable energy sources are widely accepted and supported in society. In this thesis, a renewable energy portfolio is created. The planning period for the portfolio is between the years 2024- 2050. The main objective of the energy portfolio is to create an optimal energy investment plan that ensures low CO2 emissions by increasing the use of renewable energy. In this context, a multi-objective mixed integer mathematical model is developed and applied to real data to obtain an optimal energy investment plan that determines the renewable energy plants that need to be built in addition to the existing power plants between the years 2024 and 2050. The proposed model aims to minimize the cost function, which includes the installation and operation costs of renewable power plants, electricity generation cost and CO2 emission tax, and to maximize the distance of new power plants to existing power plants and city centers. It is evaluated that the model can enable decision makers to determine an energy portfolio that minimizes environmental impacts and provides a sustainable energy supply and can contribute to the determination of policies and strategies that guide the energy production and consumption of countries.