Modeling and analysis of energy production systems for environmentally conscious supply chain management

Abstract

Yüksek Lisans Tez Özet FormuÖğrencinin Adı : Ahu SOYLUAna Bilim Dalı : Fen Bilimleri-MühendislikTez Başlığı : Çevreye Duyarlı Tedarik Zinciri Yönetimi için EnerjiÜretim Sitemlerinin Modellenmesi ve AnaliziÖzetEnerji sektörü yüksek maliyetli ve yüksek emisyonlu bir sektördür. Talepkar çevredüzenlemeleriyle birlikte enerji üreten şirketler enerji talebini karşılarken emisyonlarıazaltmak için sürekli yeni çözümler bulmak zorundadır. Şirketler arasında buhar değiş tokuşuyaparak işbirliği yapmanın hem çevresel hem de ekonomik açıdan sinerji yaratabileceğigösterilmiştir. Bu tezde, işbirliğiyle yaratılan sinerjinin analizi detaylı olarak incelenmiştir.Sinerji yaratabilecek koşullar ve farklı durumlarda sinerjinin eğilimleri araştırılmıştır. Ayrıca,kojenerasyon sistemlerinin gerçek özelliklerini yansıtan eniyileme modelleri geliştirilmiştir.Kojenerasyon sistemlerinde işletme maliyetlerinin ve zararlı gaz emisyonlarının çoğunudoğuran buhar kazanları bulunmaktadır. Buhar kazanlarının performans bakımı enerjisistemlerinin yönetiminde önemlidir. Performans bakımı için iki ayrı yaklaşımla birmodelleme tekniği geliştirilmiştir. Daha sonra eniyileme modeli, enerji sistemlerinin çelişençok amaçlı doğasını yansıtmak üzere genişletilmiştir. Bu amaçlar, toplam maliyeti ve çevreyezararlı emisyonları en aza indirmektir. Çok amaçlı eniyileme modeliyle, firmaların ekonomi -çevre ikilemindeki motivasyonları incelenmiştir. Bu ikilem, emisyonları arzu edilen düzeyeindirmek için yeni teknoloji yatırımlarını gerekli kılar. Bu nedenle enerji üretim sistemlerindeyeni teknolojilere geçişi planlamak için bir model geliştirilmiştir. Örnek sistemde, firmalarınuzun vadede işbirliğine ilaveten gerekli emisyon azaltmalarına ulaşmak için yeni teknolojilereyatırım yapmaları gerektiği görülmüştür.Danışman: Yrd. Doç. Metin TÜRKAY Tarih: 29/07/2005Enstitü Müdürü: Prof. Dr. Yaman Arkun Tarih: 29/07/2005

M.S. Thesis Abstract FormName of the Student : Ahu SOYLUProgram of Study : Industrial EngineeringThesis Title : Modeling and Analysis of Energy Production Systemsfor Environmentally Conscious Supply Chain ManagementAbstractThe energy sector is a high-cost and high-emission sector. With the demandingenvironmental regulations, the energy producing companies must find new solutionscontinuously to decrease emissions while satisfying the energy demand. It was shownthat collaboration by exchanging steam among the companies may create synergy both inenvironmental and economical criteria. In this thesis, the analysis of the synergy createdby collaboration is examined in detail; the conditions that can create synergy and thebehavior of synergy under specific cases are examined. Moreover, optimization modelsthat resemble real characteristics of cogeneration systems are developed. Cogenerationsystems include boilers that are crucial equipments in the sense they incur most of theoperating costs and harmful gas emissions. Therefore, performance maintenance ofboilers is an important aspect in the management of energy systems. A modelingtechnique is developed for performance maintenance with two approaches. Then, theoptimization model is extended to reflect the contradicting multi-objective nature of theenergy systems: minimize the total cost and minimize the emissions of environmentallyharmful gases. The incentives of companies under the economy - environmentcontradiction are examined. This contradiction requires making new technologyinvestments to reduce emissions to desired levels. Therefore, a model for planning thetransition to new technologies has been developed for the energy production system. It isfound on the example system that, in addition to collaboration, companies must makeinvestments in new technologies in order to achieve the required emission reductions inthe long run.Advisors: Assist. Prof. Metin TÜRKAY Date: 29/07/2005Director: Prof. Yaman ARKUN Date: 29/07/2005