2053 net sıfır emisyon hedefi doğrultusunda Türkiye'nin elektrik arz ve talebinin değerlendirilmesi
Evaluation of Türkiye's electricity supply and demand towards the 2053 net zero emission target
Yazar: SULTAN ÇİÇEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ARIKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Sanayileşme sürecinde fosil yakıtların yoğun kullanımı, sera gazı emisyonlarının hızla artmasına neden olmuş ve iklim değişikliğinin küresel bir kriz haline gelmesine yol açmıştır. Bu soruna çözüm arayışları doğrultusunda 2016 yılında yürürlüğe giren Paris Anlaşması ile küresel sıcaklık artışının 2°C'nin altında tutulması ve mümkünse bu artışın 1,5°C ile sınırlandırılması hedeflenmiştir. Türkiye, 2021 yılında Paris Anlaşması'nı onaylamış ve ardından 2053 net sıfır emisyon hedefini açıklamıştır. Ancak, Türkiye'nin elektrik üretiminin 2022 yılı itibarıyla %58'inin fosil yakıtlara dayalı olduğu ve toplam CO2 emisyonlarının %32,6'sının elektrik ve ısı üretiminden kaynaklandığı göz önüne alındığında, elektrik sektörü bu hedefe ulaşmada öncelikli dönüşüm alanı olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye elektrik sektörü LEAP yazılımı ve bununla entegre çalışan NEMO kullanılarak 2023-2053 döneminde elektrik arz ve talebi açısından incelenmiştir. Analizler, mevcut durum, yenilenebilir, SMR ve verimlilik olmak üzere dört senaryo çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Türkiye'nin mevcut enerji portföyünde bulunmayan sabit ve yüzer offshore rüzgâr santralleri, SMR'ler ve batarya depolama sistemleri gibi yeni teknolojiler bu senaryolara dâhil edilmiştir. Senaryolar, kurulu güç kapasitesi, yatırım ve üretim maliyetleri ve emisyon azaltım potansiyeli gibi kriterler açısından karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Çalışmanın bulguları, net sıfır emisyon hedefi doğrultusunda enerji verimliliği önlemlerinin, yenilikçi teknolojilerin ve yenilenebilir enerji kaynaklarının bir arada kullanılmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, enerji depolama sistemlerinin ve yüksek kapasite faktörüne sahip SMR gibi yeni teknolojilerin entegrasyonu, elektrik arz güvenliğini sağlamada ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintili üretim yapısını dengelemede önemli bir rol oynayacaktır.

Abstract:
The intensive use of fossil fuels during industrialization has led to a rapid increase in greenhouse gas emissions, turning climate change into a global crisis. In response to this challenge, the Paris Agreement, which came into force in 2016, aims to limit global temperature rise to well below 2°C, with efforts to cap it at 1.5°C. Türkiye ratified the Paris Agreement in 2021 and subsequently announced its 2053 net-zero emission target. However, as of 2022, 58% of Türkiye's electricity production relied on fossil fuels, and 32.6% of the country's CO2 emissions originated from electricity and heat generation, positioning the electricity sector as a priority for transformation. This study examines Türkiye's electricity sector for the 2023-2053 period in terms of electricity supply and demand using the LEAP software integrated with NEMO. Analyses were conducted under four scenarios: business-as-usual, renewable, SMR, and efficiency. Technologies not currently in Türkiye's energy portfolio, such as fixed and floating offshore wind plants, SMRs, and battery storage systems, were incorporated into these scenarios. The scenarios were compared based on installed capacity, investment and production costs, and emission reduction potential. The findings highlight the necessity of combining energy efficiency measures, innovative technologies, and renewable energy sources to meet the net-zero emission target. Furthermore, the integration of energy storage systems and high-capacity factor technologies like SMRs plays a crucial role in ensuring energy security and mitigating the intermittent production nature of renewable energy sources.