Location selection for coal-fired power plants using gis and calpuff dispersion model: A case study for Thrace region

Dünyada 23,789, 000 MW kurulu elektrik üretim kapasitesi mevcuttur. Türkiye'de elektrik üretimi için çeşitli kaynaklara sahip enerji santralleri işletilmektedir. Ulusal kurulu gücün yarısından fazlası (% 55 ,37) fosil yakıtlarla elde edilmektedir. Doğal gaz %32, 29 linyit % 11,36 ve taş kömürünün payı % 1 ,26'dır. Türkiye elektrik şebekesinde birarada gibi olan Trakya'da 2016 yılında 19.544 GWh elektrik üretilirken, 32.334 GWh tüketilmiş olup 2027 yılında tüketiminin 43.000 GWh'ye yükselmesi beklenmektedir. Trakya'ya elektriğin sınırlı bir alana sahip olan Boğaziçi'nden veya genişliğinden dolayı pahalı ve ithal edilmesi gereken bir yeraltı / denizaltı hattı olması gereken Çanakkale Boğazı'ndan geçmesi gerekmektedir. Trakya'da iki tanesi kısmen Trakya'da olmak üzere beş il mevcuttur: Çanakkale, Edirne, İstanbul, Kırklareli ve Tekirdağ. Trakya'nın toplam nüfusu 11 .500.000'dur. Kuzeyde Karadeniz ve Bulgaristan, güneyde ve doğuda İstanbul Asya yakası, Çanakkale'nin Biga Yarımadası ve Marmara Denizi, batıda ise Yunanistan ve Bulgaristan ile sınırlanmıştır. Tarımsal üretim, sanayi faaliyetleri ve yoğun nüfus, bölgeyi Türkiye ekonomisi için önemli bir alan haline getirmektedir. Türkiye'nin pirinci ve ayçiçeği üretiminin neredeyse tamamı bu bölgede gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmada, bir yer seçimi yöntemi detaylandırılmış ve bu yöntem ile Trakya'da üç farklı alternative yer seçilmiştir ve birbirleriyle ve mevcut bir proje sahası ile hava kirliliğine katkıları bakımından karşılaştırılmıştır. Trakya'daki hava kalitesinin SO2 ve PM10 kirliliği ile ilgili sorunları mevcuttur. Yüksek kirliliğe işaret eden ve Edirne, Kırklareli ve Tekirdağ illerinde bulunan hava kalitesi izleme istasyonları dikkate alınmıştır. NO2 kirliliği büyük ölçüde sınır değerin altındadır. Keşan MTHM istasyonunda saatlik SO2 ve PM10 ölçümleri sınır değeri sürekli olarak aşmakta ve yıllık 200'e varan günlük aşımlar görülmektedir. Kış SO2 sınır değeri, 2018 yılı hariç tüm yılların hemen hemen tüm istasyonlarında aşılmıştır. Yıllık SO2 sınır değeri, 2018'deki üç istasyon hariç, sınır değerin üstünde veya biraz altında görülmüştür. PM10 değerleri günlük ortalamaların çok üzerinde gözlenmiştir ve yılda en az 55, en fazla 181 kere aşılmıştır. Yıllık PM10 konsantrasyonları Çerkezköy MTHM hariç tüm istasyonlarda standartların üzerindedir. Yer seçiminde, belirlenmiş faktörler şunlardır: ekonomik, çevresel ve coğrafi. Çevresel ve coğrafi faktörler şunlardır: nüfus merkezlerine göre rüzgar yönleri, tarihi ve doğal rezerv alanlarının varlığı, tarım alanları, ormanlar, yükseklik ve yüzey pürüzlülüğü, mevcut hava kirliliği ve nüfus yoğunluğu. Ekonomik faktörler ise şunları içerir: ulaşım altyapısına yakınlık, kömür rezervlerine yakınlık, tüketicilere yakınlık ve bölgedeki mevcut işgücü. Referans olarak, Trakya'daki iki termik santral projesi seçildi: EÜAŞ'a ait Çerkezköy ilçe merkezine çok yakın 990 MW'lık linyit yakıtlı bir enerji santrali projesi olan Çerkezköy Termik Santrali ve Marmara Ereğlisi'nin 6 km batısında yer alan 350 MW gücünde ithal kömür yakıtlı enerji santrali projesi olan Çebi Termik Santrali. İkincinin konumu bu çalışmadaki kriterlerle uyumludur. Yerindeki hakim rüzgar yönü kuzeydoğudandır ve ekilebilir bir arazide bulunur. Kriterler kullanılarak iki alternatif konum daha seçilmiştir. Bunlardan ilki, Çorlu ilçe merkezinin 15 km kuzeyindeki Çorlu ilçesi, Karamehmet köyü Tekirdağ'da. E80 karayoluna 1 km'den daha az bir mesafededir. Yerindeki hakim rüzgar yönü kuzeydoğudur. Diğer alternatif lokasyon Edirne ilinde, Havsa ilçesinde, Havsa ilçe merkezinin 15 km batısında ve Edirne il merkezinin 35 km güneydoğusunda bulunan Azatlı köyündedir. D100 devlet yoluna 7 km uzaklıktadır ve kullanılmayan bir ekilebilir arazidedir. Rüzgar yönü çoğunlukla Kuzey'den gelir, fakat çok baskın değildir. Kuzeyden esen rüzgar kirliliği Yunanistan'a doğru taşımaktatır. CALPUFF hava kalitesi dispersiyon modeli kullanılarak tüm alternatif yerler için PM10, NO2 ve SO2 kirlilik katkısı ve kuru çökelme miktarları hesaplaması yapılmıştır. 2016 yılı için bir yıllık simulasyonlar gerçekleştirilmiş olup mevsimsel kirlilik dağılımları incelenmiştir. CALPUFF kararsız-hal meteorolojik ve hava kalitesi modelleme sistemidir. Model, ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından, kirleticilerin uzun menzilli taşınımını ve bunların karmaşık meteorolojik koşulları içeren saha uygulamaları üzerindeki etkilerini değerlendirmek için alternatif bir model olarak listelenmiştir. Çerkezköy TS'in dağılımı genellikle güneybatı yönünde gerçekleşmektedir. Etkilenen ana nüfus merkezleri Çerkezköy ve Çorlu'dur. Çorlu TS'in SO2 ve PM10 konsantrasyonları genellikle, güneybatı rüzgarları tarafından kuzeydoğuya doğru yayıldığı bahar hariç, güneye ve güneydoğuya doğru yaymaktadır. Etkilenen başlıca nüfus merkezleri, Çerkezköy ve Çorlu'dur, bazı durumlarda Tekirdağ da etkilenmektedir. Marmara Ereğlisi TS'in SO2 ve PM10 konsantrasyonları genellikle, güneybatı rüzgarları tarafından kuzeydoğuya doğru yayıldığı bahar hariç, güneye ve güneydoğuya doğru yayılmaktadır. Çorlu ve Çerkezköy sadece ilkbaharda etkilenmektedir. Diğer mevsimlerde, konsantrasyonlar genellikle Marmara Denizi'ne yönelmektedir. Havsa TS'in SO2 ve PM10 konsantrasyonları genellikle, kuzeye de yayıldığı kış hariç, güneye doğru yayılmaktadır. Edirne şehir merkezi sadece kış ve ilkbahar aylarında, hava kirliliği ile ünlü Keşan ise yaz ve sonbahar aylarında hafif etkilenmektedir. Havsa bölgesi SO2, PM10 ve NO2'de en az miktarda hava kirliliğine hem pik hem de ortalama değerlerde sebep olmuştur. Bu çalışmada bulunanlara göre, Çorlu konumu Çerkezköy konumuna çok yakın olsa da daha düşük nüfusu olan daha küçük bir bölgeyi etkiledi. Havsa ve Marmara Ereğlisi'ndeki konumlar diğerlerine göre daha düşük konsantrasyonlara yol açtı. Çerkezköy konumunun en yüksek hava kirliliği katkısına yol açtığı ve en iyi termik santral konumunun Havsa olduğu görüldü.