Water and carbon footprints of Turkish energy development plans until 2030

Abstract

Enerji politikalarında yer alan yenilenebilir ve yenilenebilir olmayan kaynakların enerjigüvenligi ve karbon salınımının azaltılması yönleri ön planda tutulurken, su kaynaklarınaolan etkisine yeterli önem atfedilememektedir. Bu tezin amacı, su ve karbon ayak izianalizlerinin yapılacagı bir sistemin gelistirilmesi ile ulusal enerji kalkınma planlarında yeralan su tüketimi ve enerji üretimi sektörlerinin gelecek durumlarını tahmin edebilmektir.Bu motivasyonla, Türkiye elektrik endüstrisi vaka çalısması olarak seçilmiçstir ve sutüketimini belirlemek için bir karar destek aracı gelistirilmistir. Bu karar destek aracıGeleneksel Isletme(GI), Resmi Idari Plan (RIP) ve Yenilenebilir Enerji Odaklı KalkınmaPlanı (YEOKP) isimli 3 senaryoyu içermektedir. Elde edilen sonuçlara göre yenilenebilirenerji kaynaklarının en fazla tükettigi kaynak su olarak belirlemmistir. RIP'e göre 2030yılı için tahmin edilen enerji senaryosunda ortalama su tüketimi YEOKP'dan 8,1% veGIâden 9,6% kadar daha düsüktür. Diger taraftan, sonuçlar YEOKP senaryosundankaynaklanan su çekilmelerinin diger senaryolar olan GI'den 46,3% ve RIP'den 16,9% azolacagını göstermektedir. GI'den kaynaklanan karbon salınımları RIP'ten 24% oranındave YEOKP'den 39% oranında daha yüksek öngörülmüstür. Diger senaryolara kıyasla GIsenaryosunda karbon salınımları ve su tüketimleri güçlü biçimde dogru orantılıdır ve busebeple karbon dostu enerji kaynakları daha az su tüketilmesine ve suyun yeryüzündendaha az çekilmesine vesile olacaktır.

Effects of renewable and non-renewable energy on Water resources are mostly overlookedeven though substantial consideration about the impacts of energy sources are given oncarbon footprint reduction and energy security aspects. In this thesis, a framework forwater and carbon footprint analysis is developed as an attempt to estimate the currentand future trends of water consumption and withdrawal along with carbon emissionsby electricity production scenarios, considering the national energy development plans.Furthermore, this research work also produced a decision support tool to determine waterconsumption, water withdrawal and carbon emissions based on the three differentscenarios, keeping in view the overall energy mix under each scenario. Scenarios developedare Business-As-Usual (BAU), Official Governmental Plan (OGP), and RenewableEnergy-Focused Development Plan (REFDP) and Turkish electric power industry is selectedas a case study in this thesis. Results show that large amount of water is used bysources of electricity such as hydro-electricity and biomass, which are considered moreenvironmental friendly as well as renewable forms of energy. By year 2030, average waterconsumption under OGP scenario is likely to be around 8.1% and 9.6% less than that ofBAU and REFDP scenario. Meanwhile, average water withdrawal by the energy mix inyear 2030 of REFDP is estimated to be around 46.3% and 16.9% less than that of BAUand OGP scenario. Likewise, carbon emissions by year 2030 based on the BAU scenarioare anticipated to be 24% higher than OGP and 39% higher than REFDP scenario.Through a correlation analysis, we found out that carbon emissions and water usageare strongly correlated in BAU in comparison with OGP and REFDP, therefore we canconclude that carbon friendly energy sources will result in less water consumptions andwithdrawals â especially under REFDP scenario.