Yanma sonrası yakalanan karbondioksit ve yenilenebilir hidrojen üretimi ile metanol üretimi
Metanol production via postcombusted carbondioxide capture and renewable hydrogen production
Yazar: GÜLAY HÜZEYME KESKİN
Danışman: PROF. DR. EMİN AÇIKKALP
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, bir fabrikanın yıllık 56089 ton CO₂ salınımı kullanılarak yeşil metanol üretimi teknik ve ekonomik açıdan incelenmiştir. Yeşil metanol üretimi için gerekli 61 MW enerji önce rüzgâr türbini santrali sonra güneş paneli tarlası kurularak elde edilmiştir. Tesisin hedefi, yakalanan 56089 ton CO₂ salınımı ve yeşil hidrojen ile yeşil metanol üretmektir. Hidrojen, su elektrolizi ile yenilenebilir elektrik kullanılarak üretilirken, karbondioksit fabrikanın bacalarındaki egzoz gazından amine tabanlı bir CO₂ absorpsiyon sistemi kullanılarak ayrılmaktadır. Aspen Plus simülasyon aracı referans alınarak gerçekleştirilen süreç modellemesi ve süreç optimizasyonu sonucunda elde edilen verilerle detaylı bir ekonomik analiz yapılmıştır. Saatte 5 ton yeşil metanol üretimi gerçekleştirilen tesiste güneş enerjisiyle elde edilen metanolün ton başına seviyelendirilmiş maliyeti LCOM 1003,21 €, LCOE 72,65 €/MWh rüzgâr enerjisiyle elde edilen metanolün ton başına maliyeti ise LCOM 658,84 €, LCOE 44,49 €/MWh olarak hesaplanmıştır. Ancak, fosil yakıtlardan elde edilen metanolün ton başına maliyeti sadece 450 €'dir. Bu durum, şu anda güneş ve rüzgâr enerjisiyle üretilen metanolun, fosil
yakıtlardan elde edilen metanol ile rekabet etme seviyesine ulaşamadığını göstermektedir. Bu çalışmada, gelecekte yeşil metanol üretiminin fosil yakıtlarla rekabet edebilmesinin gelişen teknolojiye, yenilenebilir enerji maliyetlerindeki düşüşe, verimli elektroliz yöntemlerine ve CO₂ salınımına getirilecek ceza politikalarına bağlı olduğu ileri sürülmektedir.
Anahtar Sözcükler: Rüzgâr enerjisi, Elekroliz, CO₂ yakalama, Yeşil metanol,
Yenilenebilir hidrojen.

Abstract:
In this study, the production of green methanol using the annual 56089 tons of CO₂
emissions from a factory has been examined technically and economically. The necessary
61 MW energy was obtained by first establishing a wind turbine power plant and then a
solar panel field for green methanol production. The aim of the facility is to produce 5
ton of renewable methanol per hour using captured 56089 tons of CO₂ emissions and
green hydrogen. While hydrogen is produced using renewable electricity through water
electrolysis, carbon dioxide is separated from the factory's chimney exhaust gas using an
amine-based CO₂ absorption system. Detailed economic analysis was conducted based
on data obtained from process modeling and optimization using the Aspen Plus
simulation tool. The cost of methanol obtained from solar energy is determined to be
LCOM 1003,21 €, LCOE 72,65 €/MWh, and the cost of methanol obtained from wind
energy is LCOM 658,84 €, LCOE 44,49 €/MWh. However, the cost of methanol from
fossil fuels is only 450 €/ton. This indicates that currently, methanol produced from solar
and wind energy has not reached the competitive level of methanol obtained from fossil
fuels. In this study, it is suggested that the future competitiveness of green methanol
production against fossil fuels relies on advancing technology, decreasing costs of
renewable energy, efficient electrolysis methods, and penalty policies for CO₂ emissions.
Key Words: Wind power, Electrolysis, CO₂ air capture, Green methanol, Renewable
hydrogen.