Ankara-İstanbul arası yüksek hızlı demiryolunun sağladığı enerji tasarrufu ve maliyetlerin diğer türler ile karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Analysis and comparisons of energy savings and costs of Ankara-İstanbul high speed rail with other modes in passenger transportation
Yazar: ONUR KUTLU
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy ; Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ve ekonomik imkanlar ile küreselleşen dünyada, artan nüfusla beraber hareketlilik de artmaktadır. Bu nüfus artışı ve hareketlilik ile enerji tüketimi de artmakta ve doğal kaynaklar artık yeterli gelmemeye başlamaktadır. Artan hareketliliği karşılayabilmek için ulaştırma sistemleri yapılmakta ve geliştirilmektedir. Ancak ulaşım faaliyetleri enerji tüketimini de beraberinde getirmektedir. Hem çevre hem de ekonomik boyutuyla ele alındığında, ulaştırma faaliyetleri, enerji tüketimi bakımından öne çıkan ve en fazla enerji tüketimi gerçekleştirilen sektörlerin başında gelmektedir. İnşaat, bakım ve onarım maliyetlerinin yanında dışsal maliyetleri ve özellikle enerji tüketim maliyetleri önemle üstünde durulması gereken konulardan biridir.
Bu bakımdan günümüzde, yüksek hızlı trenler elektrik enerjisi tüketimiyle daha çevreci ve ekonomik ulaşım sistemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Ayrıca, hızlı, güvenli, dakik ve konforlu bir seyahat imkanı sağlayan yüksek hızlı trenler gün geçtikçe yolcu taşımacılığında önemli bir paya sahip olmaktadır. Daha fazla yolcuyu daha kısa sürede daha az enerji tüketerek taşıyan yüksek hızlı trenler bu sayede; zaman maliyetlerini, fosil yakıt tüketimlerini ve enerji maliyetlerini düşürmektedir. 
Bu çalışmada, Ankara-İstanbul arası yolcu taşımacılığında, yolculuk dağılımlarının farklı durumları için oluşabilecek enerji tüketimleri ve maliyetleri ortaya konulmaya çalışılmıştır. Özellikle 2014 senesinde yüksek hızlı trenin işletime girmesiyle beraber farklı ulaştırma türleri arasındaki rekabet artmış ve yolcu tercihlerini önemli ölçüde etkilemiştir. Yüksek hızlı trenler elektrik enerjisi tüketmesi sebebiyle de, ulaştırma faaliyetlerindeki enerji tüketim miktarlarını azaltarak hem çevreye hem ekonomimize fayda sağlamıştır. 
Çalışmanın ilk kısmında, enerji kaynakları ve temininden bahsedilmiş ve dünyadaki enerji tüketimlerine ve sektörlere göre dağılımlarına değinilmiştir. Tüketimlerden kaynaklı emisyonlar ve sera gazı etkisi ortaya konulmuş, özellikle ulaştırma faaliyetlerinin zararlı gazların salınımına etkisi belirtilmiştir. Çevresel etkiler ve insan sağlığı açısından son derece zararlı olan bu emisyonların azaltımı için demiryolu ulaşımının yaygınlaştırılması gerekliliği üstünde durulmuştur. Aynı zamanda enerjide dışarıya bağımlı olan ve enerji tüketiminin büyük çoğunluğunu ulaştırma sistemlerine harcayan ülkemiz için de enerji tüketimlerinden bahsedilmiş olup, ulaştırmadaki enerji tüketimlerini ve maliyetlerini azaltmaya yönelik çalışmalardan olan yüksek hızlı trenlerin dünyadaki ve Türkiye'deki durumu ortaya konulmuştur. 
Çalışmaya konu olan Ankara-İstanbul yüksek hızlı demiryolu projesi özelinde proje genel bilgileri, yolculuk durumları ve paylarından bahsedilmiş olup, hizmete açıldıktan sonra yolcu payını artırarak ilerleyen Ankara-İstanbul YHT hattı, günümüzde %15 ile yolcu taşımacılığında önemli bir pay sahibi olmuştur. Yüksek hızlı demiryolu işletime girdikten sonra diğer ulaşım türleriyle sürdürülebilir ve rekabetçi seviyeye gelmiştir. Havayolu ve karayolu tercihlerini etkilemiş, özellikle otobüs taşımacılığı önemli ölçüde düşüş göstermiştir. Yolculuk tercihlerindeki bu değişim, dolayısıyla enerji tüketimlerini etkilemiştir. 
Enerji tüketimlerinin karşılaştırılabilmesi ve ülkemize getirdiği maliyetin değerlendirilebilmesi için her bir ulaştırma sisteminin özellikleri ortaya konulmuş ve birim enerji tüketim değerleri bulunmuştur. Çalışma kapsamında konvansiyonel trenlerin diğer ulaşım türleri ile rekabet edebilirliği göz önünde bulundurularak hesaplamalara katılmamış olup; yüksek hızlı tren, uçak, otobüs ve özel araç için ortalama birim enerji tüketimleri ve kullanılan enerjiye göre ortalama maliyetleri tespit edilmeye çalışılmıştır. YHT için elektrik enerjisi, uçak için jet yakıtı, otobüs ve özel araç için ise motorin üzerinden enerji tüketim miktarları ve maliyet hesaplamaları yapılmıştır.
Son kısımda, YHD payının %0, %15 ve %78 olması durumları için enerji tüketim miktarları ve maliyetleri hesaplanmıştır. Mevcut durumdaki yolcu taşımacılık payları %15 YHT, %33 havayolu, %22 otobüs ve %33 özel araç şeklinde dağılmış olup, çalışması yapılan durumlar için taşımacılık payları, mevcut durumdaki ağırlıkları oranında dağıtılarak elde edilmiştir. YHT'nin %0, %30 ve %78 yolcu taşımacılık payları için, öncelikle farklı ulaştırma türlerinin yolcu sayılarındaki değişimler hesaplanmış ve kullanılan araç tiplerine ve doluluk oranlarına göre iki şehir arasında gerçekleştirilmesi beklenen sefer sayılarındaki değişimler elde edilmiştir. Bu hesaplar doğrultusunda, değişen sefer sayıları için enerji tüketimindeki ve enerji maliyetlerindeki azalış-artış miktarları ve tutarları tahmin edilmeye çalışılmıştır. 
Sonuç olarak yüksek hızlı demiryollarının payı arttıkça enerji tüketimimiz azalacak, enerji tüketiminin ülkemize getirdiği mali yük düşecektir. Bu bakımdan ülkemizde yüksek hızlı demiryolu ağının yaygınlaştırılması fikri vurgulanmış olup, devlet politikası olarak sürdürülmesi gerekliliği belirtilmiştir. Yüksek hızlı trenlerde yolcu tercihlerini artırabilmek adına neler yapılabileceği üzerine öneriler sunulmuştur.

Abstract:
Mobility increases with the increasing population, in the globalizing world with the developing technologies and economic opportunities. With the growing population and interactivity the energy consumption increases and cause of depletion of natural energy sources and that is the reason why sources have been started to running low. For the reason, developing transportation systems are seen as a solution. However, transportation activities bring energy consumption with it. When considered in terms of both environmental and economic aspects, transportation activities are among the sectors that stand out in terms of energy consumption and realize the one of the most energy consumption. In addtion to construction, maintenance, operation and acquisition costs, external costs, especially energy consumption costs are one of the issues that need to be emphasized.  
In this regard, today, high speed trains are more environmentally friendly and economical transportation systems with their electrical energy consumption. Besides, due to providing fast, safe, punctial and comfortable travel, high speed trains are getting more important share in passenger transportion day by day. Thanks to this, high speed trains that carry more passengers in less time and consuming less energy, it reduces time costs, fossil fuel consumption and energy costs. 
In this study, it is tried to reveal the energy consumption and costs that may occur for different situations of travel distribution in passenger transportation between Ankara and Istanbul. Especially, with put in the operation of the high speed train in 2014, competition between different types of transportation increased and passenger preferences significantly affected. Due to electrical energy consumption, high speed trains reduced energy consumption in transportation activities and provide benefits both environment and country economy.  
In first part of the study, it is talked about energy sources and supply and then energy consumption and distribution according to industries in the world. Emissions and greenhouse affects due to energy consumptions are revealed and it is indicated that impacts of emissions of harmful gases especially transportation activities. It is emphasized that the necessity of generalize the railway transportation in terms of reduction of the emissions which are so harmful as environmental affects and health of human. At this time, talked about our country which import energy from overseas and uses the imported energy to transportation systems. Also talked about way to reduce energy consumption and costs of high speed trains in Turkey and the world. 
Subject to study, the project general information, travel conditions and shares have been mentioned in specific to the Ankara-Istanbul high-speed railway project, and the Ankara-Istanbul high speed train line, which has been progressing by increasing the passenger share after being put into service, has a significant share in passenger transportation with 15% today. This railway has been become sustainable and competitive with other transportation methods which roads and airlines after took into operation in 2014. After high speed railway, has been seen to decrease preferences of airlines and roads, especially uses rate of bus dramatically decrease. Thus, affect positively energy consumption. 
Comparison of energy consumption and evaluation costs have been showed for each transportation system and also talked unit energy consumption values. In this context, considering the competitiveness of conventional trains with other modes of transport, conventional trains are not included for the calculations. The unit energy consumptions and average costs according to energy type are tried to established for high speed train, airplane, bus and private car. Energy consumption and cost calculations have been made on electric energy for YHT, jet fuel for aircraft, diesel for buses and private cars.
In the last part, energy consumption quantities and costs are calculated according to share of high speed rail as %0, %30 and %78 for passenger transportation.  In current situation, the share of passenger transportation modes between Ankara and Istanbul are, %15 HSR, %30 airway, %22 bus transportation and %33 private car. Then firstly, the passenger transportation sharing distributed in proportion to their current situation when HSR share ise %0, %30, %78. According to calculated distribution, change of number of passengers and number of trips according to transportation modes and occupancy rates which are expected to happen are calculated between two cities. In line with these calculations, for change of number of trips, it is tried to estimated energy consumptions and costs increase/decrease rates for different transport rates of Ankara-Istanbul. It showed that when high speed railway preferred, energy costs and consumption decreased.
In conclusion, when share of high speed railway increased, energy consumption, costs and financial burden on our country will be decreased. That is the reason why the idea of building high speed railways all around the country was emphasized and should be maintained as a state policy. In order to increase passenger preferences in high speed trains, suggestions were given about what can be done.