Güç santrallerinin çevresel etkilerinin ekserji yaklaşımı ile incelenmesi

Abstract

Kömürle çalışan elektrik santralleri, elektrik arzında uzun bir süredir önemli rol oynamaktadır. Kömürün yaygın olarak bulunması, istikrarlı fiyatı, nükleer santrallere karşı oluşan kamuoyu tepkisi ve yenilenebilir enerji kaynaklarının yüksek maliyetleri gibi nedenlerle elektrik üretimindeki payının önümüzdeki yıllarda 'da değişmeyeceği öngörülmektedir. Küresel kömür talebinin 2040 yılına kadar %15 oranında artması beklenmektedir. Türkiye'de son yıllarda gerçekleştirilen kömür arama çalışmaları sonucu önemli rezerv artışı elde edilmiş olması, elektrik üretiminde kömürün kullanımının önümüzdeki yıllarda artarak devam edeceğini desteklemektedir. Gelecek için, enerji kaynaklarının sürdürülebilirliğinin sağlanması bir yana enerji üretimi sürecinde çevresel kaynakların minimum miktarda kullanılması ve çevreye verilen zararın en aza indirgenmesi hedeflenmektedir.Bu çalışmada öncelikle bir güç santralinin performansı incelenmiştir. Santralde 27 düğüm noktası belirlenerek her bir düğümün enerji, ekserji ve verimlilikleri hesaplanmıştır. Daha sonra santralin eksergoçevresel analizleri incelenmiştir. Eksergoçevresel analizinin amacı incelenen elemanın özelliklerini iyileştirirken ortaya çıkan maliyet ve çevreye olan etkinin optimize edilmesidir. Çevresel analiz üç aşamada gerçekleşmektedir. İlk aşama enerji dönüşüm sisteminin ekserji analizidir. İkinci aşama yaşam döngüsü analizi metodu ile çevresel etkiler belirlenir. Üçüncü aşamada bileşenlerin ekserji akımları çevresel etki değerleri ile birleştirilerek sistemin çevresel etkisi incelenmiştir.

Coal-fired power plants have been playing an important role in the supply of electricity for a long time. It is foreseen that its share in electricity generation will not change in the coming years due to reasons such as the widespread availability of coal, its stable price, public response to nuclear power plants and the high costs of renewable energy sources. Global coal demand is expected to increase by 15% until 2040. The result of coal exploration work carried out in recent years, Turkey has obtained significant increase in reserves and the use of coal in electricity production support will continue to increase in the coming years. For the future, in addition to ensuring the sustainability of energy resources, it is aimed to use minimum amount of environmental resources in the energy production process and to minimize the damage to the environment.In this study, the performance of a power plant was first investigated. The energy, exergy and efficiency of each node were calculated by determining 27 nodes in the power plant. Then, exergoenvironmental analysis of the power plant was investigated. The purpose of the exogoenvironmental analysis is to optimize the cost and environmental impact of improving the properties of the inspected element. Environmental analysis takes place in three stages. The first stage is the exergy analysis of the energy conversion system. Environmental impacts are determined by the second stage life cycle analysis method. In the third stage, the exergy currents of the components are combined with the environmental impact values and the environmental impact of the system is examined.