Kaynak kökenli ayrıştırma yöntemiyle enerji sistemlerinin optimizasyonu
Optimization of energy systems using resource directive decomposition method
Yazar: MUSTAFA YILMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET ATAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Bölümü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Ayrıştırma = Decomposition ; Enerji = Energy ; Modelleme = Modelling ; Çevre = Environment

Özet:
Bu tezde, Türkiye enerji sisteminin çevresel kısıtları da içeren optimal kaynak dağıtım modeli geliştirilmiş ve farklı senaryolar altında 2030 yılına kadar alternatif projeksiyonlar sunulmuştur. Bu amaçla ulusal enerji-çevre sistemi analiz edilmiş, doğrusal optimizasyon esaslı teknolojik yapısının şebeke modeli oluşturularak gelecek yıllar için tahmin edilen talepleri karşılayacak olan üretim ve teknolojik alternatifler gelişim yolları belirlenmiştir. Modüler modelleme esaslı olarak, birincil enerji biçimleri olan kömür, petrol, doğalgaz, nükleer ve yenilenebilir enerji kaynakları, doğrusal programlama akış modeline dâhil edilip, ikincil enerji yada dönüşüm sektöründen geçirilerek nihai kullanım kesimi olan sanayi, ulaştırma, konut ve tarım sektörlerinin enerji taleplerinin karşılanmasına yönelik bir teknik-ekonomik model geliştirilmiştir. Model, çevresel kısıtlayıcılar altında da çalıştırılmış ve CO2, SO2 ve NOx emisyon değerlerinin aynı periyot içerisindeki değişimi yine sektörel olarak incelenmiştir. Çalışmada, Avrupa Birliği ülkelerinin hemen hemen tamamına yakın kısmına da uygulanan, bir enerji-çevre optimizasyon modeli, EFOM-ENV, temel alınmış ve bu model üzerinde kaynak kökenli ayrıştırma metodu geliştirilmiştir. Modelde, Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı (ETKB) tarafından yayınlanan referans senaryo ve Uluslararası Enerji Ajansı tarafından yayınlanan FEC1 ve FEC2 senaryoları göz önünde bulundurulmuş ve bu üç senaryoya göre karşılaştırmalı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen optimizasyon modelinde çevresel kirleticilerin etkilerin minimizasyonu ve sektörel enerji talebinin farklı birincil enerji kaynakları ile karşılanması amaçlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, optimal resource allocation model of Turkey?s energy system including environmental constraints has developed and alternative projections under the different scenarios till 2030 have presented. For this purpose, the national energy and environment system has analyzed, constructing a network model of the technological structure representing the current and future status of the system, production and technological alternatives satisfying the estimated demands for next years have been determined. As being modular oriented, a technical and economic model has been developed through inserting the primary energy sources like coal, oil, natural gas, nuclear and renewable energy to linear programming flow model and converting them in the secondary sector in order to satisfy an exogenously given energy demands of end-users such that industry, transportation, residential and agriculture sectors. Also, the model has also run as being subject to environmental constraints representing some environmental pollutants and the changes of CO2, SO2 and NOx emission values by sectors in same period have been analyzed. In this study, an energy environment optimization model EFOM-ENV, Energy flow optimization model with an environmental module, which was implemented to almost all the European Union member states, has been considered as the basic tool and, on which, the resource directive decomposition method is applied. In the proposed model, as for the demand inputs, those of the reference scenarios of the Ministry of Energy and Natural Resources (MENR) and FEC1 and FEC2 scenarios of the International Energy Agency are considered. The comparative results according to these scenarios have been obtained. Minimization of the effects of environmental pollutants and satisfying the sectors? energy demands with different primary energy sources are considered as objectives of the proposed model within the study.