Endüstriyel enerji verimliliği metodolojisi ve çimento sektöründeki uygulaması
Methodology of industrial energy efficiency and application on the cement sector
Yazar: ŞEHNAZ DALOĞLU
Danışman: PROF. DR. ALİ DURMAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji = Energy ; Çimento üretimi = Cement production

Özet:
Türkiye günümüzde kullandığı toplam enerjinin %70'ini ithal yoluylasağlamaktadır. Bu oranın önümüzdeki yıllarda daha da artmasıbeklenmektedir. Toplam tüketimin içerisinde doğalgazın payı 2006 yılında%44,00 elektrik üretimindeki payı ise %43,73 olmuştur. Doğal gaz teminindeağırlıklı olarak tek kaynağa bağlı olunması, fiyatlarının aşırı biçimde artması vedoğal gaz ve petrolün bir politik baskı aracı olarak kullanılması sürecininbaşlatılması, ülke güvenliği ve ekonomisi yönünden çok önemli bir sorun olarakortaya çıkmaktadır. Enerji ve çevre sorunları bağlamında alınması gerekenönlemlerin başında; enerji verimliliğinin artırılması çalışmaları, alışılmışbaşlıca enerji kaynakları olan linyit ve hidrolik enerji kullanım oranlarınınartırılması, olabildiğince rüzgar, jeotermal, biyokütle ve güneş gibi yenilenebilirenerji kaynaklarına yönelmek gerekmektedir. ?En ucuz ve en temiz enerjitasarruf edilen enerjidir? özdeyişi enerji verimliliğinin öneminivurgulamaktadır. Bu çalışmada endüstriyel tesislerde enerji verimliliğiçalışmaları ve uygulamalarıyla ilgili mühendislik yaklaşımları, teknik veekonomik analizleri vb. tüm faaliyetleri kapsayan genel metodoloji irdelenmiş,çimento fabrikası temelinde bireysel uygulama, çimento sektörü temelinde isesektörel uygulama biçiminde ele alınmıştır. Bireysel uygulamada bir tesistekienerji kullanım noktaları saptanıp, bunlarla ilgili enerji tasarruf potansiyellerivbu potansiyelleri geri kazanımla ilgili yatırımlar belirlenir. Her bir noktadaenerji tasarrufu ile ilgili yatırım tutarları, bunların yıllık amortisman giderleribelirlenir. Bu giderler o noktadaki yıllık enerji tasarrufunun getirisiylekarşılaştırılarak, her önlemin ekonomik yönden en uygun uygulama stratejisibelirlenir. Tüm tesis için belirlenen teknik ve ekonomik analizler ve uygulamastratejileri enerji tasarrufu sağlama eğrisi olarak isimlendirilen bir diyagramdatoplanarak, öngörülen bir zaman dilimindeki tüm enerji verimliliği uygulamastratejileri oluşturulur. 2005-2020 dönemi için Türk çimento sektörünün enerjitasarrufu sağlama eğrileri oluşturulmuş, çeşitli senaryolar bağlamında sektördeyıllara göre önlemlerin dağılımı ve uygulama zamanları, yıllara göre birim ürünenerji tasarruf değerleri, birim enerji maliyetleri, özgül birincil enerjitüketimleri vb. veriler bu eğriler üzerinde gösterilmiştir. Sektörün 1990-2004yılları arasında almış olduğu bazı rehabilitasyon ve enerji tasarrufuönlemleriyle, 1990 yılı referans alınarak 2004 yılı itibariyle toplam birincilenerji tüketiminde 12,9 PJ/yıl tasarruf sağlamıştır. Bunun parasal karşılığı 52,8milyon $/yıl'dır. Faiz oranının %12 olması durumunda özgül birincil enerjitüketimi 2004 yılında 4,12 GJ/t-çimento değerinden, 2020 yılında 3.03 GJ/tçimento'yaazalmaktadır. Bu azalmanın gerçekleştirilebilmesi için 2010 yılında309 milyon $, 2020 yılında ise 434 milyon $ yatırım yapılması gerektiğigörülmüştür. Bu programın uygulanması durumunda çimento sektöründe2004-2020 yılları arasında toplam 26,04 PJ birincil enerji tasarrufusağlanabileceği, bunun ise parasal karşılığı 8,95 $/GJ olacağı hesaplanmıştır.

Abstract:
Nowadays, Turkey attains seventy percent of total energy by importing. It isbelieved that this percentage will rise in the next year. Natural gas rate was44,00% percent and electricity generation rate was 43,73% in total consumptionin 2006. The supply of natural gas predominantly based on single resource, theprice rise exaggerated, natural gas and petroleum used as a means of politicalpressure, threatens country?s security and economy. Some precautions must betaken for energy and environment concerns. These are energy efficiencyincrease studies and the increase of traditional energy sources such as ligniteand hydro energy, and also renewable energy sources such as wind, geothermal,biomass and solar energy. The expression, " The cheapest and the best energy issaved energy" implies the importance of energy efficiency. In this study,engineering approaches which concerns energy efficiency studies andapplications in industrial intuitions, technical and economic analysis etc. and allrelated work are explored. The studies were carried on a single cement plant,and extended to the entire field. In single plant based approach, the energyusage points in a plant and the related energy saving potentials and investmentto the potential feed-back were determined. In addition, the amount ofinvestment and their annual amortization expends related in energy saving weredetermined. The consumptions were compared with the annual energy savingviirevenue at the appropriate point, and the economical precautions weredetermined by most appropriate execution strategies. The specified technicaland economic analysis and application strategies for the plant were collected ina diagram which is named ?energy saving supply curve?, and all energyefficiency execution strategies were composed in a forecasted period of time.The energy saving supply curve of Turkish cement industry was created for theperiod of 2005-2020. According to different scenarios, distributions ofprecautions in year and application times, primary product energy savingvalues, primary energy cost, specific primary energy consumption etc. and othervalues were plotted in there diagrams. With some rehabilitation and energysaving precautions between 1990-2004, as saving of 12,9 PJ/year was providedin primary energy consumption taking 1990 as a reference year. Its monetaryequivalent is 52,8 million $/year. The specific primary energy consumptionreduces from 4,12 GJ/ton-cement in the year 2004 to 3,03 GJ/ton-cement in2020 if the interest rate is %12. The required investment to realize thisreduction is 309 million $ in the 2010, and 434 million $ in the year 2020. If thisprogramme is carried out, 26,04 PJ total primary energy saving can beprovided in cement sector between 2004-2020 years, and its monetaryequivalent is 8,95 PJ/$.