Lokomotiflerde Çoklu Motor Uygulamasının Ekonomik Analizi

Öz

Bu çalışmanın amacı, dizel-elektrik lokomotiflerde çoklu motor (genset) konfigürasyonunun ekonomik fizibilitesini, Türkiye demiryolu sektörü bağlamında ve yerli TÜBİTAK-RUTE V8 dizel motoruyla geliştirilmesi öngörülen DE24000 (2 motorlu, 1766 kW) ile DE36000 (3 motorlu, 2649 kW) platformları özelinde karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. Analizlerde IEC 60300-3-3 ve UIC 345 standartlarına dayalı yaşam döngüsü maliyetlendirme yaklaşımı benimsenmiş; toplam sahip olma maliyeti (TCO), birim taşıma maliyeti (LCOH), net bugünkü değer (NPV) ve geri ödeme süresi yöntemleri 30 yıllık hizmet ömrü ve %8 iskonto oranı varsayımıyla uygulanmıştır. Girdi parametreleri, Mayıs 2026 dönemine ait güncel piyasa verilerinden (motorin fiyatı, döviz kurları ve Ocak 2026 TCDD-Stadler ihalesi birim fiyatı) türetilmiş ve seçilme gerekçeleriyle birlikte sunulmuştur. Sonuçlar, yerli çoklu motorlu platformların edinim maliyeti (%40-56 daha düşük CAPEX), 30 yıllık TCO (%28-51 tasarruf) ve birim taşıma maliyeti açısından ithal tek motorlu muadillerine kıyasla belirgin ekonomik avantaj sağladığını; geri ödeme sürelerinin (2,5-3,3 yıl) endüstri kabul eşiğinin altında kaldığını göstermektedir. Duyarlılık analizi, yakıt fiyatı ve yıllık kullanım saatinin baskın parametreler olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışma, filo yenileme ve ithal ikamesi kararlarında kullanılabilecek Türkiye’ye özgü, karşılaştırmalı ve güncel bir ekonomik karar destek çerçevesi sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Toplam sahip olma maliyeti (TCO)
• Birim taşıma maliyeti (LCOH)
• Genset lokomotif
• Net bugünkü değer (NPV)
• Yaşam döngüsü maliyetlendirme
• Geri ödeme süresi
• Duyarlılık analizi

Economic Analysis of Multi-Engine Configurations in Locomotives

Öz

The aim of this study is to comparatively evaluate the economic feasibility of the multi-engine (genset) configuration in diesel-electric locomotives within the context of the Turkish railway sector, focusing on the DE24000 (2-engine, 1,766 kW) and DE36000 (3-engine, 2,649 kW) platforms envisaged to be developed with the indigenous TÜBİTAK-RUTE V8 diesel engine. A life cycle costing approach based on IEC 60300-3-3 and UIC 345 standards was adopted; total cost of ownership (TCO), levelized cost of haulage (LCOH), net present value (NPV) and payback period methods were applied assuming a 30-year service life and an 8% discount rate. Input parameters were derived from current market data for May 2026 (diesel price, exchange rates, and the unit price of the January 2026 TCDD-Stadler tender) and are presented together with their selection rationale. The results show that domestic multi-engine platforms provide significant economic advantages over imported single-engine equivalents in terms of acquisition cost (40-56% lower CAPEX), 30-year TCO (28-51% savings) and levelized cost of haulage, with payback periods (2.5-3.3 years) well below the industry acceptance threshold. Sensitivity analysis identifies fuel price and annual utilization as the dominant parameters. The study provides a Turkey-specific, comparative and up-to-date economic decision support framework for fleet renewal and import-substitution decisions.

Anahtar Kelimeler

• Total cost of ownership (TCO)
• Levelized cost of haulage (LCOH)
• Genset locomotive
• Net present value (NPV)
• Life cycle costing
• Payback period
• Sensitivity analysis

Kaynakça

1. [1] K. Aydın, İ. Pektaş, “Dizel-elektrik lokomotiflerde çoklu motor konfigürasyonu ile yakıt tüketimi ve emisyon azaltımı” Demiryolu Mühendisliği, sy. 24, no. 1892069, 2026, doi: 10.47072/demiryolu.1892069
2. [2] K. Aydın, İ. Pektaş, “TCDD DE24000 ve DE36000 tipi dizel-elektrik genset lokomotiflerde çoklu motor senkronizasyonu ve enerji yönetim sistemi tasarımı” Demiryolu Mühendisliği, sy. 24, no. 1919326, 2026, doi: 10.47072/demiryolu.1919326
3. [3] R.K. Ahluwalia, D. Papadias, J-K. Peng, and T. Krause, “Total Cost of Ownership for Line Haul, Yard Switchers and Regional Passenger Locomotives –Preliminary Results”, H2@Rail Workshop, Argonne National Laboratory, USA, March 2019. [Online]. Available: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2019/04/f62/fcto-h2-at-rail-workshop-2019-ahluwalia.pdf [Accessed May 16, 2026].
4. [4] Dependability management – Part 3-3: Application guide – Life cycle costing, IEC 60300-3-3:2017, Edition 3.0 2017-01, International Electrotechnical Commission (IEC), Switzerland, 2017. [Online]. Available: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/21776/09486c4e728042ef8d06904eb627e1fc/IEC-60300-3-3-2017.pdf [Accessed May 15, 2026].
5. [5] National Renewable Energy Laboratory, “Annual Technology Baseline (ATB): The 2024 Transportation Update”, NREL, USA, 2024. [Online]. Available: https://docs.nlr.gov/docs/fy25osti/91635.pdf [Accessed May 17, 2026].
6. [6] J. Bracci, M. Koleva, and M. Chung, “Levelized Cost of Dispensed Hydrogen for Heavy-Duty Vehicles”, National Renewable Energy Laboratory (NREL), USA, Tech. Rep. NREL/TP-5400-88818, March 2024. [Online]. Available: https://docs.nlr.gov/docs/fy24osti/88818.pdf [Accessed May 15, 2026].
7. [7] Sayıştay, “TCDD Taşımacılık A.Ş. 2024 yılı denetim raporu”, T.C. Sayıştay Başkanlığı, Ankara, Türkiye, Kasım 2025.
8. [8] Stadler Rail, “Stadler wins contract to supply 35 mainline locomotives to Turkish TCDD Taşımacılık”, Press Release, Bussnang, Switzerland, Feb. 9, 2026. [Online]. Available: https://www.stadlerrail.com/api/docs/x/6852ed16f0/20260209_media-release_euro4001-for-tcdd-tasimacilik_en.pdf [Accessed May 17, 2026].

9. [9] M. Kapetanović, A. Núñez, N. van Oort, and R.M.P. Goverde, “Reducing fuel consumption and related emissions through optimal sizing of energy storage systems for diesel-electric trains”, Applied Energy, vol. 294, 117018, July 2021. doi: 10.1016/j.apenergy.2021.117018
10. [10] C. Rout, H. Li, V. Dupont, and Z. Wadud, “A comparative total cost of ownership analysis of heavy duty on-road and off-road vehicles powered by hydrogen, electricity, and diesel”, Heliyon, vol. 8, no. 12, e12417, December 2022. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e12417
11. [11] Z. Xu, N. Zhao, Y. Yan, Y. Zhang, T. Zhang, D. Wu, S. Hillmansen, and S. Gao, “Hydrogen supply chain for future hydrogen-fuelled railway in the UK: Transport sector focused”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 88, ss. 1–13, 2024. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.08.397
12. [12] Environmental specifications for new rolling stock, UIC 345: 1ED 2006, International Union of Railways (UIC), France, 2013.
13. [13] Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu, “Akaryakıt bayi satış fiyatları – aylık ortalama”, EPDK, Ankara, Türkiye, Mayıs 2026. [Online]. Available: https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/21-48/akaryakit-fiyatlari [Accessed May 17, 2026].
14. [14] Railway Gazette International, “Stadler to supply 35 Euro4001 diesel locomotives to Turkey’s TCDD Taşımacılık”, Railway Gazette, London, UK, February 9 2026. [Online]. Available: https://www.railwaygazette.com/business/2026/02/09/stadler-to-supply-35-euro4001-diesel-locomotives-to-turkeys-tcdd-tasimacilik/ [Accessed May 17, 2026].
15. [15] TÜRASAŞ ve TCDD Taşımacılık, “Eskişehir 5000 elektrikli ana hat lokomotifi sözleşmesi”, TÜRASAŞ Genel Müdürlüğü, Eskişehir, Türkiye, Mart 2024.
16. [16] D. Lustig, “The controversial genset locomotive”, Trains Magazine, Kalmbach Media, Waukesha, WI, USA, February 20, 2024. [Online]. Available: https://www.trains.com/trn/railroads/locomotives/the-controversial-genset-locomotive/ [Accessed May 15, 2026].
17. [17] Zenobē, “Lifetime costs of an electric fleet, and where to start with TCO”, Zenobē Energy Ltd., London, UK, 2025. [Online]. Available: https://www.zenobe.com/insights-and-guides/lifetime-costs-of-electric-fleet-tco/ [Accessed May 16, 2026].
18. [18] Regulation (EU) 2023/956 Establishing a Carbon Border Adjustment Mechanism, European Commission, Brussels, Belgium, May 2023. [Online]. Available: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/956/oj/eng [Accessed May 15, 2026].
19. [19] TÜBİTAK, “1505 Üniversite-sanayi işbirliği destek programı”, TÜBİTAK, Ankara, Türkiye, 2024. [Online]. Available: https://tubitak.gov.tr/tr/destekler/sanayi/ulusal-destek-programlari/1505-universite-sanayi-isbirligi-destek-programi [Accessed May 17, 2026].
20. [20] TÜBİTAK, “TÜBİTAK’tan ilk yerli tasarım lokomotif motoru – 160 serisi özgün motor ailesi”, TÜBİTAK Haberleri, Ankara, Türkiye, 2022. [Online]. Available: https://tubitak.gov.tr/tr/haber/tubitaktan-ilk-yerli-tasarim-lokomotif-motoru [Accessed May 15, 2026].
21. [21] T.C. Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı, “Yerli ve milli lokomotif için 3 yeni fabrika”, UAB Resmî Açıklama, Ankara, Türkiye, 2025. [Online]. Available: https://www.uab.gov.tr/haberler/yerli-ve-milli-lokomotif-icin-3-yeni-fabrika [Accessed May 15, 2026].