AI Summary & Key Takeaways
AI InsightConsequently, this study demonstrates that renewable energy-supported hybrid systems hold significant potential for reducing operational costs and enhancing energy and resource efficiency in RM/A stations.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Turkey’s dependence on imports for approximately 99% of its natural gas transforms the high energy consumption required for pressure adjustment at Natural Gas City Gate (RM/A) stations into a critical resource efficiency issue. Currently, preheating requirements at these stations are primarily met by natural gas boilers; this continued reliance on imported resources necessitates the urgent investigation of renewable alternatives. This study focuses on a RM/A station in the Buca district of Izmir, the province with the highest amount of such stations in Turkey. To reduce the consumption of natural gas used for pre-heating, namely "fuel gas", the integration of a photovoltaic (PV) system and an air-source heat pump was evaluated from both technical and economic perspectives. Two different scenarios were analyzed using real operational data. In the scenario including the entire usable roof area, it was determined that a PV system with a capacity of 343 kWp can generate 471 MWh of electricity annually. When integrated with a heat pump, a reduction of approximately 29% in fuel gas consumption can be achieved. Furthermore, while the PV system fully meets the facility's electricity demand outside the heating season, the surplus energy provides additional economic benefits when utilized in an electric vehicle charging station. Economic analysis indicates that this investment can achieve a payback period of 6 years and is economically viable. In the alternative scenario involving limited roof area, the fuel gas savings were restricted to 9.6%, which was deemed economically unfeasible. Consequently, this study demonstrates that renewable energy-supported hybrid systems hold significant potential for reducing operational costs and enhancing energy and resource efficiency in RM/A stations.
Özet
Türkiye’de doğal gazın yaklaşık %99’unun ithal edilmesi, dağıtım hattındaki Basınç Regülasyon ve Ölçüm (RM/A) istasyonlarında basınç ayarı için tüketilen yüksek enerji miktarını kritik bir kaynak verimlilik sorunu haline getirmektedir. Günümüzde bu istasyonlardaki ön ısıtma ihtiyacının yine doğal gaz kazanlarıyla karşılanması, ithal bir kaynağın tüketimini artırarak yenilenebilir alternatiflerin araştırılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin en yoğun RM/A ağına sahip ili olan İzmir’in Buca ilçesindeki bir istasyon temel alınmıştır. İstasyonunda ön ısıtma amaçlı kullanılan doğal gazın, yani yakıt gazı tüketiminin azaltılması için fotovoltaik (FV) sistem ve hava kaynaklı ısı pompası entegrasyonu teknik ve ekonomik açıdan incelenmiştir. Gerçek işletme verileriyle oluşturulan iki farklı senaryo geliştirilmiştir. Tüm çatı alanının kullanıldığı senaryoda 343 kWp güce sahip FV sistemin yılda 471 MWh elektrik üretilebileceği ve ısı pompasıyla entegre edildiğinde yakıt gazı tüketimini %29 oranında azaltabileceği belirlenmiştir. Isıtma sezonu dışındaysa, tesisin elektrik ihtiyacını tamamen karşılarken, ihtiyaç fazlası enerji elektrikli araç şarj istasyonunda değerlendirilerek ek ekonomik fayda sağlamıştır. Ekonomik analiz, bu yatırımın 6 yıl içinde kendini amorti edebileceğini ve ekonomik olarak uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Sınırlı çatı alanının kullanıldığı alternatif senaryoda ise yakıt gazı tasarrufu %9,6 ile sınırlı kalmış ve ekonomik olarak uygun bulunmamıştır. Sonuç olarak, yenilenebilir enerji destekli hibrit sistemlerin RM/A istasyonlarında işletme maliyetlerini düşürmek, enerji ve kaynak verimliliğini artırmak adına önemli bir potansiyel taşıdığı ortaya konmuştur.