Karayolu sınır çizgisi içinde kalan alanlarda yenilenebilir enerji projelerinin geliştirilmesi
Development of renewable energy projects in highway rights-of-way
Yazar: MEHMET BURAK ÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMRE BAYRAKTAR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı İşletmesi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Dünyadaki enerji ihtiyacının yıllar içerisinde artmış ve insanoğlunun bu enerji ihtiyacını karşılamakta olan kömür, doğalgaz gibi yenilenemez enerji kaynaklarının kullanımının artmasına neden olmuştur. Bu enerji türlerinin yanması sonucu oluşan karbondioksit gibi zararlı gazların ve atıkların ortaya çıkması ciddi çevresel sorunlara yol açmaktadır. Ayrıca kömür ve doğal gaz santrallerinin ortaya çıkardığı hava ve su kirliliğinin de insan ve doğa üzerinde olumsuz etkileri bulunmaktadır. Bu tarz zararlarından dolayı ve yenilenemez enerji kaynaklarının zaman içerisinde bitecek olması insanlarda yeni enerji kaynaklarını aramaya itmiştir. Bu kapsamda insanlar ileride yaşanacak arz sıkıntısının önüne geçilmesi için düzenli ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yoğunlaşmıştır. Başlıca yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgâr, güneş ve hidroelektrik sistemler çevre kirliliği oluşturmayan temiz enerji kaynaklarıdır. Bu enerji kaynakları fosil yakıtların tersine zaman içerisinde tükenmez doğada kendiliğinden var olan kaynaklardır. Enerji kaynaklarındaki çeşitliliğin artması zaman içerisinde oluşacak enerji krizlerinin de engellenmesine yardımcı olur. Bu kapsamda gerçekleştirilen çalışmamızın amacı, ülkemiz otoyol, devlet ve il yolları sınır çizgisi içinde kalan ve şu anda kullanıma açık olmayan atıl alanların uygun şekilde değerlendirilmesi ve bu alanlarda yüksek katma değer sağlayacak en uygun yenilenebilir enerji projelerinin seçilmesi, geliştirilmesi ve uygulanması için gerekli temel bilimsel çalışmayı tamamlamaktır. Literatür çalışmamızdan elde ettiğimiz veriler ile Dünya'da çeşitli ülkelerde benzer projelerin her geçen gün arttığı gözlenmiştir.
Tez kapsamında Karayolları Genel Müdürlüğü çalışanları ile anket çalışması yapılmıştır. Bu anket çalışmasının amacı, literatürde bulunmayan veya başlangıç aşamasında bulunan karayolları sınırları içerisindeki arazilere katma değer sağlayan projeler hakkında bilgi edinmektir.
Tez kapsamında ayrıca yenilenebilir enerji ile ilgili ülkemizdeki hukuki çerçeve değerlendirilmiştir. Yenilenebilir enerjiye dair günümüze kadar çıkarılan bütün yasalar ve yönetmelikler incelenmiş, Dünya'da ve Türkiye'de kullanılan yenilenebilir enerji kamu politikaları açıklanmıştır. 
Tez çalışmamız kapsamında uyguladığımız bir diğer adımı olarak güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi ve biyokütle enerjisi için Türkiye'de ve Dünyadaki vaka çalışmaları yapılmış, vaka çalışmalarında; projeler tanıtılmış, projeden çıkarılan dersler açıklanmış, projenin gerçekleşmesi için motivasyonlar belirtilmiş, projede katkı sağlayan proje paydaşları, teşvikler, politikalar ve kullanılan iş modelleri tek tek açıklanmıştır. 
Tez çalışmamızın bir sonucu olarak 'Fizibilite Analiz Aracı' geliştirilmiştir. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi ve biyokütle enerjisi için ayrı ayrı geliştirilen 'Fizibilite Analiz Aracı' ile bu tarz projeleri hayata geçirmek isteyenler için uygulaması gereken adımlar belirlenmiştir. Projenin uygulanacağı arazilerin seçiminde Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi ve biyokütle enerjisi için dikkat edilmesi gereken noktalar, arazilerin fizibilite değerlendirmesi, proje paydaşlarının seçiminde dikkat edilmesi gereken noktalar, kullanılabilecek iş modelleri değerlendirilmiştir.
Fizibilite Analiz Aracında bulunan yer seçim kriterleri de dikkate alınarak Karayolları Genel Müdürlüğü bünyesindeki atıl durumda bulunan araziler belirlenmiş. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi ve biyokütle enerjisi için ayrı ayrı potansiyel fırsat bölgeleri belirlenmiştir.

Abstract:
The increasing energy need in the world over the years has led to an increase in the use of non-renewable energy resources such as coal and natural gas. The use of these energy types causes serious environmental problems like air and water pollution. Due to such damages and the fact that non-renewable energy sources will end over time, new energy resources have been started to be searched. In this context, people have focused on regular and renewable energy sources to prevent supply shortages in the future and reduce their impact on the environment. Wind, solar and hydroelectric systems, which are among the major renewable energy sources, are clean energy sources that do not create environmental pollution. These energy sources are inexhaustible resources that exist spontaneously in nature, unlike fossil fuels. Increasing diversity in energy sources helps prevent energy crises that will occur over time. 
The aim of this thesis is to appropriately evaluate the areas within the boundary line of highways, state and provincial roads in our country and to complete the basic scientific work required for the selection, development, and implementation of the most suitable renewable energy projects that will provide high added value in these areas. Benefits that could be realized from implementing renewable energy projects in highway ROWs include (i) adding value to empty, unutilized pieces of land in the highway system, (ii) providing additional revenues and cost savings to highway agencies, (iii) ensuring energy security by diversifying energy production, (iv) accelerating the transition to renewable energy as a country, and (v) increasing public interest in renewable energy. 
Renewable energy projects for highway ROW are not applicable under all geographic and financial conditions. The primary objective of this thesis was to develop a Renewable Energy Project Feasibility Analysis Tool for decision-makers in highway agencies and to determine example opportunity zones in Turkey where renewable energy projects could be applied to extract added value from highway ROW. The development of the proposed analysis tool included analysis of financial and technical criteria for different renewable energy project types in the highway ROW including solar energy, wind energy, and biomass energy. To achieve this objective, the research was conducted in three phases. Phase-1 established the state-of-practice of a renewable energy project in highway ROW through data collection by using literature review, interview survey, and case studies of select projects. In Phase 2, the proposed renewable energy project feasibility analysis tool was developed for solar photovoltaic (PV), wind energy, and biomass energy, separately. Finally, using the developed feasibility analysis tools, a few opportunity zones for the application of renewable energy projects in highway ROWs of Turkey were determined in Phase 3.
With the data we obtained from our literature study, it has been observed that similar projects in various countries around the world are increasing day by day. Within the scope of the thesis, a survey was conducted with the employees of the General Directorate of Highways. The purpose of this survey study is to obtain information about projects that do not exist in the literature or the initial phase. Additionally, the public policies made for renewable energy in the Highway Right of Ways such as incentive and support mechanisms are examined and the efficiency of these mechanisms is evaluated. 
This research investigated solar, wind, and biomass energy and their implementation. Accordingly, the renewable energy project practices in the right of way were analyzed and examined. The purpose of the case studies was to collect additional detailed qualitative and quantitative data on the high-priority project types identified through literature review. The collected data were combined with the information collected through literature review and survey of transport agencies to develop the proposed renewable energy feasibility analysis tools. In execution of the case of studies, each project was analyzed for (i) technical issues (size, location, positioning, security, etc.), (ii) economic issues (revenues, costs, financing model, incentives, etc.), and (iii) social issues (stakeholders, environmental effects, etc.). Also, other motivations and lessons learned were collected and analyzed. 
Based on the data collected (including the literature review, the questionnaire survey, and the case studies), three Renewable Energy Project Feasibility Analysis Tools were developed to assist highway agencies with the application of three renewable energy project types (solar, wind, and biomass) in the highway ROWs. The feasibility analysis tools are expected to assist decision-makers in determining which type of projects are suitable for their local resources and will guide in determining where and how renewable energy projects could be implemented by providing the important points to take into account in the decision-making process. The tools provide a list of technical, financial, and environmental criteria that play an important role in choosing and implementing new renewable energy projects in highway  ROW.
Next, using the "Renewable Energy Project Feasibility Analysis Tool", the most suitable locations offered by various local highway agencies and electoral regions for renewable energy projects in the right of way were determined for the project types and 3 opportunity zones for the solar energy projects, 3 opportunity zones for the wind energy projects, and 2 opportunity zones for the biomass energy projects were selected.