Türkiye'de karayolu taşıtları kaynaklı emisyonların azaltılması için stratejiler
Strategies for reducing emissions from road vehicles in Turkey
Yazar: ÖZAY USLU
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH HİLMİ LAV
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sera gazı emisyonları bakımından sorumlu olduğu paya bakıldığında ulaştırma sektörü iklim değişikliğine yönelik geliştirilen politikalarda yer alması gereken başlıca unsurlardandır. Ulaştırma faaliyetlerinde gerçekleşen emisyonların büyük çoğunluğu karayolu ulaşım modunda gerçekleştiğinden karayolu taşıtları kaynaklı emisyonların saptanması son derece mühimdir. Karayolu ulaşımı üzerine geliştirilecek emisyon azaltıcı stratejiler ile ulaştırma sektörü kaynaklı emisyonların azaltılmasında önemli yol katedilmektedir. Bu çalışmada Türkiye'de karayolu taşıtlarının sebep olduğu emisyonlar ve azaltım eylemlerinin bu emisyonlar üzerine etkileri tahmin edilmeye çalışılmıştır.
Ulaşım faaliyetlerinde temel unsurlar emisyon standartlarına göre taşıtların sayıları, katettikleri mesafeler ve bu mesafelerde yol alırken gerçekleşen ortalama hız değerleridir. Taşıt aktiviteleri kaynaklı emisyonların gerçeğe en yakın şekilde tahmin edilmesi için bu unsurların her taşıt sınıfı için ayrıntılı şekilde bilinmesi gerekmektedir. Bu bakımdan verilerin belirtilen hususlara dikkat edilerek derlenmesi yüksek seviyede emisyon analizi açısından son derece önemlidir.
Bu çalışmada, taşıt sınıflarının segmentlerine ve kullandıkları yakıt türlerine göre araç sayıları ile Türkiye'nin Avrupa emisyon standartlarına geçiş yılları gibi kısıtlı veri takımları kullanılarak, Türkiye'deki karayolu taşıtlarının taşıt sınıfı, emisyon standardı, yakıt türü ve motor segmenti ayrıntılarında araç sayıları elde edilmiştir. COPERT yazılımının temel girdilerini meydana getiren bu parametrelere ilave olarak yıllık seyahat mesafesi değerleri, belirtilen ayrıntılardaki araç sayılarına dağıtılmıştır. Ayrıca bazı taşıt sınıfları için verilmiş olan devlet yolu, il yolu ve otoyol üzerindeki ortalama taşıt hızları, yazılımın gerektirdiği ayrıntılarda sınıflara paylaştırılmıştır. Böylelikle mevcut durumun taşıt kaynaklı emisyonları model kapsamında analiz edilmiştir.
Bunlara ilave olarak çalışma kapsamında taşıt sayılarının ve taşıtların katettikleri mesafelerin gelecek yıllarda ulaşması beklenilen değerleri, mevcut durumun analizi yapılarak ve nüfus ile ilişkisi incelenerek tahmin edilmeye çalışılmıştır. Bu bağlamda elde edilen verilerle 2025 yılı karayolu taşıtları kaynaklı emisyonlar herhangi bir strateji uygulanmamış haliyle ortaya çıkarılmış ve referans senaryo olarak nitelendirilmiştir.
Referans senaryo emisyonları üzerinde etkilerinin araştırılması amacıyla dört farklı strateji üzerinde çalışma yapılmıştır. Bunlardan ilk olarak karayolu taşıtlarının emisyon standartlarının iyileştirilmesi durumu analiz edilmiştir. Tüm kategorilerde emisyon standardı geleneksel olan taşıt sayıları belirlenmiştir. Eski taşıtların %10'unun emisyon standartlarının gelenekselden Euro 6'ya geçiş yaptığı kabul edilmiştir. Buna göre emisyonlarda en büyük azalma 200 Bin Ton olarak ağır yük kamyonlarında gerçekleşmiştir. Bu senaryo ile toplamda yaklaşık 0,4 Milyon Ton emisyon azaltımı sağlandığı tespit edilmiştir. Ayrıca eski taşıtların %20'sinin emisyon standartlarının gelenekselden Euro 6'ya geçiş yaptığı durum da incelenmiştir. Bunun sonucunda ise yaklaşık 870 Bin Ton emisyon azaltımı gerçekleşeceği ortaya çıkarılmıştır.
Emisyon azaltım stratejileri kapsamında ikinci olarak şehir içi taşıt trafiğinin hızlandırılmasıyla ortaya çıkacak etki araştırılmıştır. Referans senaryoda kabul edilen şehir içi ortalama hız değerinin 5 km/sa arttırılmasıyla emisyonlarda meydana gelecek değişim incelenmiştir. Buna göre binek araçların faaliyetleri kaynaklı emisyonlarda 280 Bin Ton azalma elde edilmiştir. Referans senaryoya göre 770 Bin Ton daha az emisyon salınacağı belirlenmiştir. Bunun yanı sıra şehir içi ortalama hız değerinin 10 km/sa daha hızlı olması durumu da araştırılmıştır. Karayolu taşıtları kaynaklı emisyonlar böyle bir eylem sonucunda yaklaşık 1,4 Milyon Ton azaltılabileceği saptanmıştır.
Toplu taşımanın teşvik edilmesi stratejisi emisyon azaltıcı diğer eylemlerden biridir. Seyahatlerinde binek araç kullanan yolcuların %5'inin toplu taşıma vasıtası olarak otobüsü tercih ettiği varsayılarak çözümleme yapılmıştır. Bu doğrultuda binek araçların katettikleri taşıt kilometrelerde azalma yaşanırken otobüs aktivitelerinde artış hali incelenmiştir. Otobüslerin taşıt kilometrelerindeki artışa bağlı olarak referans senaryoya ilave 360 Bin Ton emisyon ortaya çıkmıştır. Buna karşın binek araç kaynaklı emisyonlarda yaklaşık 1,8 Milyon Ton gibi dikkat çekici bir düşüş söz konusudur. Ayrıca binek araçları tercih eden yolcuların %10'unun otobüs kullanmaya başladığı durum da araştırılmıştır. Binek araçların daha az kullanımıyla emisyonların toplamda %3 gibi ciddi bir oranda azaldığı görülmektedir. 3,5 Milyon Ton emisyon kazancı anlamına gelen bu oran modellenen senaryo kapsamında ortaya çıkmıştır.
Emisyonların azaltımına yönelik bir diğer strateji ise hibrit ve elektrikli taşıtların trafiğe katılımının artırılmasıdır. Referans senaryoda bu taşıtlar toplam otomobil sayısı içerisinde oldukça düşük paya sahiptir. Hibrit ve elektrikli otomobil oranının arttırılarak %5'e çıkarılması durumu bu strateji ile analiz edilmiştir. Uygulanan eylem ile binek araç kaynaklı emisyonlarda %2,2'lik bir düşüş tespit edilmiştir. Bu düşüş neticesinde karayolu taşıtları kaynaklı toplam emisyonlarda 790 Bin Ton azaltım gerçekleşeceği hesaplanmıştır.
Çalışma kapsamında uygulanan stratejilere genel olarak bakılğında önemli birçok çıkarım yapılmıştır. Taşıtların emisyon standartları bakımından belirli kabuller altında eski seviyede olanlarının %10'unun en iyi seviyeye getirilmesiyle %0,4, %20'sinin en iyi emisyon standardına çekilmesiyle %0,9 oranında referans senaryoya göre emisyon azaltımı olması beklenmektedir. Şehir içi taşıt trafiğinin referans senaryoya kıyasla 5 km/sa daha hızlı olması durumunda yaklaşık %0,8, 10 km/sa daha hızlı olması durumunda yaklaşık %1,4 emisyon tasarrufu sağlanacağı ortaya çıkmıştır. Toplu taşımanın teşvik edilmesiyle binek araç kullanan yolcuların %5'inin otobüs tercihine yönelmesi halinde %1,5, %10'unun otobüsten yana tercih yapması halinde %3 oranında emisyon kazancı elde edilmiştir. Hibrit ve elektrikli otomobillerin trafiğe katılımının artışı doğrultusunda toplam otomobil parkındaki payının %5'e çıkarılması durumu analiz edildiğinde %1'e yaklaşan oranda emisyon azaltımı sağlanacağı tespit edilmiştir.
Bu çalışma ışığında, karayolu taşıtlarının sayı, katedilen mesafe ve yolların türüne göre ortalama hız değerleri; taşıt sınıfı, kullandığı yakıt türü, aracın motor segmenti ve taşıtın emisyon standardı gibi ayrıntılı veriler halinde kayıt altına alınmasıyla kapsamlı emisyon envanteri meydana getirilebilir ve emisyonların azaltımına yönelik eylemlere ait sonuçlar daha iyi analiz edilebilir.

Abstract:
Considering the share it is responsible for in terms of greenhouse gas emissions, the transportation sector is one of the main elements that should be included in the policies developed for climate change. As the vast majority of emissions from transport activities occur on road transport, the detection of emissions from road vehicles is extremely important. With the emission reduction strategies to be developed on road transportation, an important distance is covered in reducing emissions from the transportation sector. In this study, the emissions caused by road vehicles in Turkey and the effects of emission mitigation actions are aimed to predict.
The main factors in transportation activities are the number of vehicles classify by emission standards, the distances they cover and the average speed values that occur while traveling at these distances. In order to estimate emissions from vehicle activities in the most accurate way, these elements should be known in detail for each vehicle class. In this regard, compiling the data by paying attention to the specified issues is extremely important for high level emission analysis.
In this study, limited data sets such as Turkey's transition year to European emission standards and the number of vehicles classify by segments and fuel technology were used. On the basis of these, the number of vehicles classify by emission standards, fuel technology and segment was obtained. In addition to these parameters, which constitute the basic inputs of COPERT software, annual travel distance values are distributed to the number of vehicles in the specified details. Besides, the average vehicle speeds on the state road, provincial road and highway, which are given for some vehicle classes, are divided into categories in the details required by the software. In this way, emissions from the road vehicles were analyzed within the scope of the model.
In addition, within the scope of the study, the expected number of vehicles and the distances covered by the vehicles were estimated in 2025. Therefore, the current situation of the number of vehicles was analyzed and its relationship with the population was examined. In this context, with the data obtained, emissions from road vehicles of 2025 have been revealed in the form of no strategy and have been described as reference scenarios.
In order to investigate the effects on reference scenario emissions, four different strategies have been studied. Firstly, the situation of improving the emission standards of road vehicles was analyzed. The number of vehicles with conventional emission standards was determined in all categories. It is assumed that 10% of old vehicles emission standards switch from traditional to Euro 6. Accordingly, the biggest reduction on emissions was 200 Thousand Tons in heavy duty trucks. It is determined that with this scenario, approximately 0.4 Million Tons of emission reduction has been achieved. In addition, the situation in which the emission standards of 20% of old vehicles switch from traditional to Euro 6 were also examined. As a result, it has been revealed that emission reduction of approximately 870 Thousand Tons will occur.
Within the scope of emission reduction strategies, secondly, the effect that will arise by accelerating city traffic is investigated. The changes on emissions caused by increasing the average urban speed in the reference scenario by 5 km / h have been examined. Accordingly, 280 Thousand Tons of decrease has been achieved on emissions arising from the activities of passenger cars. Compared to the reference scenario, it is determined that 770 Thousand Tons less emission will be released. In addition, the situation of increasing the city average speed value by 10 km / h was also investigated. It is predicted that emissions from road vehicles can be reduced by approximately 1.4 Million Tons as a result of such an action.
The strategy of promoting public transport is one of the other emission-reducing actions. Analysis was made by assuming that 5% of the passengers who use passenger cars prefer the bus as a public transportation vehicle. Accordingly, while the vehicle kilometers covered by passenger cars decreased, the increase in bus activities was examined. Due to the increase in the vehicle mileage of buses, an additional 360 Thousand Tons emission occurred in the reference scenario. On the other hand, there is a remarkable decrease of approximately 1.8 Million Tons on passenger car emissions. In addition, the situation where 10% of the passengers who prefer passenger cars started to prefer buses was also investigated. With less use of passenger cars, it is seen that the emissions have decreased significantly by 3% in total. This ratio, which means 3.5 Million Tons of emission gain, has emerged within the scope of the modeled scenario.
Another strategy to reduce emissions is to increase the participation of hybrid and electric vehicles in traffic. In the reference scenario, these vehicles have a very low share in the total number of cars. The situation of increasing the rate of hybrid and electric cars to 5% was analyzed with this strategy. With the action taken, a 2.2% decrease on emissions from passenger cars was detected. As a result of this decrease, it has been calculated that a reduction of 790 Thousand Tons will be realized in total emissions from road vehicles.
In terms of the strategies applied within the scope of the study, many important inferences are made. In order to investigate the effects on reference scenario emissions, strategies such as improving the emission standards of vehicles, accelerating urban vehicle traffic, encouraging public transportation and increasing the participation of hybrid and electric vehicles in traffic were determined. By replacing 10% of old vehicles with new vehicles, an emission reduction of 0,4% is expected compared to the reference scenario and by replacing 20% of old vehicles with new vehicles, an emission reduction of 0,9% is expected compared to the reference scenario. It has been revealed that if the urban vehicle traffic is 5 km / h faster than the reference scenario, it will save approximately 0.8% and if it is 10 km / h faster, it will save approximately 1.4% emissions.With the encouragement of public transportation, an emission gain of 1.5% was achieved if 5% of the passengers using the passenger car preferred the bus and an emission gain of 3% was achieved if 10% of them preferred the bus. When the situation of increasing the share of hybrid and electric cars in the total car park to 5% is analyzed, it was determined that approximately 1% emission reduction will be achieved.
In the light of this study, comprehensive emission inventory can be created by recording the data in terms of the classes of road vehicles, their distance traveled, average speed values by road types, fuel technologies, segments and emission standards. The data in these details should be compiled and actual values should be used in modeling inputs rather than assumptions. In this way, the results of actions to reduce emissions can be better analyzed and better policies can be developed.