A Case Study on Energy Efficiency and Reduction of Carbon Emissions in Automotive and Food Sectors

Year 2023, Volume: 28 Issue: 3, 937 - 956, 27.12.2023

Duriye Değirmen Işıl Hasdemir Gizem Eker Şanlı

https://doi.org/10.17482/uumfd.1340246

Abstract

It is of great importance to save energy and use low-carbon production methods in industrial enterprises, as they reduce the carbon footprint of enterprises. In this study, it is aimed to evaluate the energy efficiency applications that can be made in 2 factories operating in the food and automotive sectors in Turkey and to reveal the energy savings (Nm3/year) to be achieved with these applications and the amount of carbon emissions to be prevented (ton CO2 / year). Common improvements that can be made in both facilities are insulation application to hot lines, elimination of compressed air leaks, reduction of compressed air system pressure by 1 bar, regulation of compressor intake air, application of solenoid valve and flash steam application. In addition to these, 2 individual energy saving studies have been proposed in the food business and 1 in the automotive sector. While it is seen that the most efficient application in terms of environmental benefit (48 tons CO2) and energy saving efficiency (22 TOE/year) in the food sector is flash steam application, in the automotive business it is seen that the compressed air leaks are eliminated (152 tons of CO2) and hot air is used in terms of energy saving efficiency. Insulation application (60 TOE/year) to the lines has been determined as the most advantageous application. When all the suggestions are evaluated, as a result of 6 applications in the food business, a total reduction of 121 tons of CO2 emissions can be achieved annually, while this value will be at the level of 323 tons in the automotive business where 5 improvements are proposed.

Keywords

Industry, Energy efficiency, CO2, Economic benefit

OTOMOTİV VE GIDA SEKTÖRLERİNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE KARBON EMİSYONUNUN AZALTIMI İLE İLGİLİ BİR ÇALIŞMA

Abstract

Endüstriyel işletmelerde enerji tasarrufu sağlamak ve düşük karbonlu üretim yöntemlerini kullanmak işletmelerin karbon ayak izini düşürdüğü için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı gıda ve otomotiv sektörlerinde faaliyet göstermekte olan 2 fabrikada yapılabilecek enerji verimliliği uygulamalarını değerlendirmek ve bu uygulamalarla sağlanacak enerji tasarrufu (Nm3/yıl) ile önlenecek karbon emisyon miktarlarını (ton CO2/yıl) ortaya koymaktır. Her iki tesiste yapılabilecek ortak iyileştirmeler; sıcak hatlara izolasyon uygulaması, basınçlı hava kaçaklarının giderilmesi, basınçlı hava sistemi basıncının 1 bar düşürülmesi, kompresör emiş havasının düzenlenmesi, selenoid vana uygulaması ve flash buhar uygulamasıdır. Bunların yanı sıra gıda işletmesi özelinde 2 ve otomotivde 1 adet münferit enerji tasarruf çalışması önerisinde bulunulmuştur. Gıda sektöründe çevresel fayda (48 ton CO2) ve enerji tasarruf verimi
(22 TEP/yıl) açısından en verimli uygulamanın flash buhar uygulaması olduğu görülürken, otomotiv işletmesinde ise çevresel fayda açısından basınçlı hava kaçaklarının giderilmesi (152 ton CO2) ve enerji tasarruf veriminde ise sıcak hatlara izolasyon uygulaması
(60 TEP/yıl) en avantajlı uygulama olarak tespit edilmiştir. Tüm öneriler değerlendirildiğinde gıda işletmesinde 6 adet uygulama neticesinde CO2 emisyonunda yıllık toplam 121 ton kadar azalma sağlanabilirken, 5 adet iyileştirmenin önerildiği otomotiv işletmesinde bu değer 323 ton seviyesinde olacaktır.

Keywords

Sanayi, Enerji verimliliği, CO2, Ekonomik fayda

Thanks

Bu çalışmada kullanılan verilerin ölçümleri BTSO (Bursa Ticaret ve Sanayi Odası) adına Canpolat ÇAKAL önderliğinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmamıza verdikleri destek için çok teşekkür ederiz.

References

• 1. Akbaş, B., Durmuş, K. A. Y. A., & Eyidoğan, M. (2018). Bir Otomobil Montaj Fabrikasının Enerji Tüketim Analizi ve Enerji Tasarrufu Potansiyelinin Değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, 59(691), 85-100.
• 2. Balkan, F., Çolak, N., Hepbaşlı, A., 2005. Performance evaluation of a triple-effect evaporator with forward feed using exergy analysis. Int. J. Energy Res. 29: 455-470.
• 3. BTSO, EVM (2021). Bursa Ticaret Sanayi Odası Enerji Verimliliği Merkezi.
• 4. Çakmak, E. G., Doğan, T., & Hilmioğlu, B. (2017). İklim Değişikliği Süresinde Paris Anlaşması’nın Rolü ve Türkiye’nin Konumu. Akdeniz Üniversitesi Hava Kirlenmesi Araştırmaları ve Denetimi Türk Milli Komitesi, VII. Ulusal Hava Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu, 1(3).
• 5. Demir U. (2020). Ankara Üniversitesi Açık Ders Malzemeleri. Geri Ödeme Süresi. https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/101488/mod_resource/content/GeriÖdemeSüresi.pdf.
• 6. Doğan, H., Yılankırkan, N. (2015). Türkiye’nin enerji verimliliği potansiyeli ve projeksiyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 3(1), 375-384.
• 7. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, (2020). Erişim Adresi: https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-verimliligi-olcme-degerlendirme (Erişim Tarihi: 19.02.2020)
• 8. Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik. (2011).
• 9. Fischer, J. R., Blackman, J. E., & Finnell, J. A. (2007). Industry and energy: challenges and opportunities. Resource: Engineering &Technology for a Sustainable World, 4,8–9.
• 10. Genc, M., Genc, S., Göksungur, Y., 2017. Exergy analysis of wine production: Red wine production process as a case study. Applied Thermal Engineering 117: 511-521.
• 11. Genc, S. (2017). Endüstriyel pekmez üretim sürecinde enerji analizi. Akademik Gıda, 15(1), 51-59.
• 12. Hepbaşlı, A., Günerhan, H., & Ülgen, K. (2001). Enerji Yönetim Sisteminin Altın Anahtarları: Enerji Denkliği ve Enerji Tasarrufu Etüdü. V. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 192.
• 13. International Plant Protection Convention, (2020). Erişim Adresi: https://www.ipcc.ch/data/ (Erişim Tarihi: 20.05.2020)
• 14. J. L. Rivera, T. Reyes-Carrillo (2014). A framework for environmental and energy analysis of the automobile painting process. Procedia CIRP, 15 (2014) 171–175.
• 15. Jagtap, S., Rahimifard, S., & Duong, L. N. (2019). Real‐time data collection to improve energy efficiency: A case study of food manufacturer. Journal of food processing and preservation, 14338.
• 16. Kaya, D., Güngör C, (2002). Sanayide Enerji Tasarruf Potansiyeli-I, Mühendis Makina, 514, 20-30.
• 17. Kılıç, F. Ç., Eyidoğan, M., & Sapmaz, S. (2018). Bir otomobil montaj işletmesinde enerji verimliliği artırıcı çözümlerin irdelenmesi. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 6(1), 149-162.
• 18. Kılınç, G. (2019). Otomotiv fabrikalarında enerji verimliliği uygulamaları. Master’s thesis, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• 19. Otrar, M. (2022, Ekim 12) Tek Yönlü Varyans Analizi (ANOVA). https://mustafaotrar.net/istatistik/tek-yonlu-varyans-analizi-anova/
• 20. Özer, B., & Güven, B. (2021). Energy efficiency analyses in a Turkish fabric dyeing factory. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 43(7), 852-874.
• 21. Öztürk, E. (2012). Tekstil Sektöründe Enerji Tasarrufu Olanaklarının Araştırılması ve Uygulanması. Master’s Thesis, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• 22. Pradella, A. M., da Costa, S. G., de Lima, E. P., da Silva, W. V., & Velho-Curitiba–Paraná-Brazil, P. P. (2017). Energy efficiency indicators in the food industry: A systematic review. In 24th International Conference on Production Research (ICPR 2017), Poznan, Poland (pp. 685-690). Lancaster, Pennsylvania, (USA): DEStech transactions on engineering and technology research.
• 23. Rüşen, S. E. (2019). Elektrik Motorlarının Verimlilik ve CO2 Emisyon Analizi; Bir Gıda Fabrikası Örneği. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 564-569.
• 24. Sapmaz, S., & Kaya, D. (2017). Investigation of Energy Efficiency and Emission Reduction Opportunities in Compressed Air Systems. Engineer and Machinery, 58, 23-36.
• 25. Sipahi, B. (2019). Otomotiv sanayinde potansiyel enerji verimliliği projeleri (Master's thesis, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• 26. Söğüt, Z., İlten, N., Oktay, Z., (2010). Energetic and exergetic performance evaluation of the quadruple effect evaporator unit in tomato paste production. Energy 35: 3821-3826.
• 27. Turan, M. (2019). Bir tekstil fabrikasında enerji maliyetlerinin azaltılmasına ilişkin bir uygulama. Master's thesis. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• 28. UNDP, 2017. GAP Bölgesi’nde Tarım ve Tarıma Dayalı Sanayide Entegre Kaynak Verimliliği, Ocak.
• 29. Uylukçuoglu, Ö. E. (2009). Otomativ Sanayinde Enerji Verimliliği ve Enerji Tasarruf Olanaklarının Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, Enerji Bilim ve Teknoloji Anabilim Dalı, İstanbul.
• 30. Wang, L. (2014). Energy efficiency technologies for sustainable food processing. Energy efficiency, 7(5), 791-810.
• 31. Yang, M. 2009. “Air Compressor Efficiency in a Vietnamese Enterprise,” Energy Policy, vol. 37 (6), p. 2327-2337.