Elektrik üretiminde kullanılan linyitin madencilik aşamasına ait yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of mining phase of lignite used for electricity generation
Yazar: FERDA BAYRAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HATİCE YÜKSEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Fosil enerji kaynaklarından olan kömürün dünya üzerinde yaygın olarak bulunması, fiyat istikrarı, nükleer santrallere karşı oluşan kamuoyu tepkisi ve yenilenebilir kaynakların yüksek maliyetleri gibi nedenlerle elektrik üretimindeki payının önümüzdeki iki on yılda değişmeyeceği öngörülmektedir. Türkiye'de son yıllarda gerçekleştirilen kömür arama çalışmaları sonucu önemli rezerv artışı elde edilmiş olması, elektrik üretiminde kömürün kullanımının önümüzdeki yıllarda artarak devam edeceğini desteklemektedir.
Elektrik üretiminde kullanılan linyitin ağır metal emisyonu ve asidifikasyon olmak üzere önemli yaşam döngüsü etkileri bulunmaktadır. Bu etkiler arasında en fazla yoğunlaşılan ve bilinen etkiler yakma süreci kaynaklıdır. Maden sahalarında gerçekleştirilen madencilik ve kömür hazırlama faaliyetleri kaynaklı etkilere (büyük miktarlarda atık su, partikül madde, ağır metal oluşumu ve çok büyük ağır makinelerin çalıştırılması nedeniyle yoğun enerji kullanımı) ise daha az önem verilmektedir. Bugüne kadar uluslararası literatürde bu etkileri inceleyen birkaç çalışma bulunmakla birlikte, ulusal literatürde bu konuda gerçekleştirilmiş bir çalışma yoktur.
Bu tez çalışmasında, kömürün sahadan çıkarılmasından termik santrale verilinceye kadar olan aşamalarına (madencilik, kömür hazırlama ve zenginleştirme ve taşıma) ait çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. İnceleme yapılırken Türkiye'deki termik santrallere kömür veren maden sahalarından temin edilen saha verileri ile çalışılmıştır. Arazi kullanımı potansiyeli için erozyon direnci, mekanik filtrasyon, yeraltı suyu birikimi ve biyolojik üretim olmak üzere dört adet indikatör hesaplanmıştır. İnceleme sonucunda seçilen etki kategorileri için etki sonuçları hesaplanmıştır. Çevreye etkilerin azaltılması için madencilik uygulamalarında bazı değişiklikler içeren iyileştirme senaryoları geliştirilmiş ve bu senaryolara göre elde edilen iyileştirme yüzdeleri hesaplanmıştır. Bu senaryolar; iş makinesi çalışma kapasitelerinin artırılması, yıkama prosesi atık suyunun susuzlaştırılması ve atığın geri kazanımı, biyodizel karışımlı yakıt kullanımı ve yolların sulanması gibi madencilik faaliyetlerinde uygulanabilir değişiklikleri içermektedir.
Madencilik uygulamalarında gerçekleştirilecek bu değişikler ile % 12 (İnsan Sağlığı Kanser Oluşum Potansiyeli) ile % 60 (Su Kirliliği Toksisite Potansiyeli) arasında iyileştirme sağlanabilmektedir

Abstract:
The share of coal in electricity generation is expected not to change significantly in the next two decades due to the vast amount of coal reserves distributed globally, price stability, public opposition for nuclear energy and high capital cost of renewable energies. Coal is one of the domestic resources in Turkey and the searching of coal activities resulting with big amounts of coal in recent years makes coal's share in electricity generation increase in the coming years.
There are significant life cycle impacts of coal used for electricity generation such as heavy metal emissions and acidification. Among them, impacts related to the combustion phase have so far been the focus of attention and are better-known than other phases of the life cycle. Relatively less attention has been given to impacts during mining and coal preparation processes in mining sites which are also polluting due to generation of large quantities of wastewater, particulate matter and heavy metal emissions, and the use of heavy machinery which is energy-intensive. To this date, there are only a few studies specifically addressing impacts associated with mining and coal preparation phases in the literature and there isn't any in the national literature.
To further advance our understanding of the scale of impacts incurred during these phases, this paper presents a Life Cycle Assessment (LCA) of lignite from extraction phase to the delivery to the power plant with analysis of high quality data from lignite mining sites that serve major lignite power plants in Turkey. For Land Use Potential, four indicators which include erosion resistance, mechanical filtration, groundwater replenishment loss and biotic production are calculated. Following Life Cycle Impact Assessment (LCIA), three environmental performance improvement alternatives that can be implemented in mining sites to reduce environmental impacts were evaluated to quantify their potential degree of improvement. These alternatives include increasing the capacity of the machinery, dewatering the slurry waste and recovery, using biodiesel mixed fuel and watering the roads. The analysis show that, improvements between 12 % (for Human Health Cancer Air impact category) to 60 % (for water ecotoxicity) can be realized for impact categories through various changes in mining practices.
Key