Enerji Dönüşüm Teknolojileri

-A +A

TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Enerji Enstitüsü bünyesindeki Enerji Dönüşüm Teknolojileri Grubu; 2007 yılından bugüne TÜBİTAK MAM Gebze Yerleşkesinde faaliyetlerini sürdürmektedir. Grup, ülkemizin sürdürülebilir kalkınması ve enerji güvenliği açısından yaygın ve ulusal kaynakları olan kömür ve biyokütlenin enerji üretimi açısından değerlendirilebilmesi için; yakma, gazlaştırma, gaz temizleme, gaz şartlandırma ve sıvı yakıt üretimi gibi konularda uygulamalı araştırma-geliştirme faaliyetleri yürütmektedir. Ayrıca, ülkemizin enerji üretiminde büyük payı olan doğalgazın etkin ve verimli kullanımına yönelik teknolojilerin geliştirilmesi üzerine de çalışmalar yürütmektedir.

Kömür/biyokütle kaynaklarının gazlaştırılması ve doğalgazın reformlanması sonucu elde edilen sentez gazından sıvı yakıt ve Metanol, dimetil eter (DME), Olefin vb. değerli kimyasalların üretimine yönelik fonksiyonel katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve performans testleri ile proses tasarımı çalışmaları yürütülmektedir. Ayrıca karbondioksitten atık hidrojen kullanımıyla metan ve metanol eldesi konusunda katalizör ve proses geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Sentez gazından CO2 giderimi ve baca gazından kükürt giderimi çalışmaları da yürütülmektedir. Doğal gazdan eş zamanlı olarak elektrik ve ısı üretimi sağlayan mikro-kojenerasyon sisteminin geliştirilmesi de bir diğer çalışma alanıdır. Söz konusu çalışmalar; Kömür ve Biyokütle Yakma Gazlaştırma Pilot Tesisi ve Laboratuvar Ölçekli Sistemler, Gaz Teknolojileri ve İleri Kömür Dönüşüm Mükemmeliyet Merkezleri, Katı ve Sıvı Yakıt Analiz Laboratuvarlarında büyük bir titizlikle yürütülmektedir.

Enerji Dönüşüm Teknolojileri Grubu; konusunda uzman araştırmacılarla söz konusu teknolojilerin geliştirilmesi yönünde çalışmalarını yürütmekte ve çeşitli ulusal, uluslararası ve kamu / özel sektör projeleri ile bu sorunlara çözüm üretmektedir.

ÇALIŞMA ALANLARI

  • Temiz kömür, biyokütle ve atıkların termokimyasal dönüşüm teknolojilerine yönelik mekanik komponent ve sistem dizaynı
  • Büyük ölçekli pilot tesis entegrasyon ve teknik yönetimi ve bütçeleme
  • Boru sistemleri stres analizi, yapısal analiz ve dizayn, modül ekipman yerleşimleri
  • Akış analizleri (Computational Fluid Dynamics (CFD); flooding and casualty analysis)
  • Proses simülasyonları (ASPEN HYSYS)
  • Sanayide enerji verimliliği etütleri
  • Tekno-ekonomik fizibilite analizi
  • HAZOP Analizleri, ömür devir, temin edilebilirlik, maliyet analizleri, risk yönetimi
  • Yakıt Pilli kojenerasyon sistem bileşenlerinin mekanik tasarımı ve imalat süreçlerinin planlanması
  • Hidrojen üretimi için reformer ve alt sistemlerinin (gaz temizleme, ayırma, tutma) mekanik tasarım, imalat ve test süreçlerinin yönetimi
  • Üretim planlaması, Üretim Stratejisi geliştirme, Üretilebilirlik analizi
  • Komponent ve sistem testleri, Test ve tecrübe planı geliştirilmesi
  • Yakıcı sistem tasarımı, imalat süreçlerinin planlanması ve test ve tecrübe planlarının geliştirilmesi
  • Sentez gazından kimyasal ve yakıt üretimi için reaktör tasarımı, malzeme seçimi ve analizi
  • Enstrümantal gaz analiz teknikleri
  • Malzeme karakterizasyon süreç yönetimi
  • Basınçlı gaz ayırma ve gaz temizleme teknikleri
  • Basınçlı gaz şartlandırma teknikleri (katalitik)
  • Reaktör tasarımı, malzeme seçimi ve analizi
  • Elektrokatalizör üretim teknikleri
  • Heterojen katalizör üretim ve peletleme teknikleri
  • Katalitik komponent ve sistem testleri.
  • Yakıt iyileştirme ve rafinasyon teknikleri
  • Elektrokimyasal süreç tasarımları ve malzeme geliştirme
  • Proses kontrol ve otomasyon (DCS, PLC, SCADA)
  • Kimyasal CO2 ayırma proses süreçlerinin tasarımı
  • Biyokütle kaynakları sürdürülebilirlik analizleri ve etiketleme metodolojileri
  • Termokimyasal proses bileşenlerinin elektrik ve kontrol sistem tasarımı ve imalat süreçlerinin planlanması
  • Termik santral güç üretim sistemleri için proses, ünite ve ekipman tasarımı
  • Jeotermal enerji ve yenilenebilir enerji entegrasyonu tasarım ve uygulaması, Jeotermal enerji santrallerinde performans takibi ve değerlendirilmesi
  • Proses kontrol ve otomasyon (DCS, PLC, SCADA) enstrümanlarının seçim, bakım ve kurulumu
  • Proses elektrik bağlantılarının kurulum ve bakımı
  • Elektrikli ekipmanların kontrol, bakım, kalibrasyon ve tamiratı
  • Elektrik sistem komponentleri, tasarım, güç üretimi
  • Enstrümantal gaz analiz tekniklerinin uygulaması
  • Analiz akreditasyon çalışmalarının planlanması ve uygulanması
  • Petrokimyasal ürünlerde içerik belirlenmesi
  • Yakıt analiz teknikleri
  • Test akreditasyon ve kalite süreçleri
  • Reaktör test sistemlerinin kurulum, işletme ve bakımı
  • Malzeme karakterizasyon yöntemlerinin uygulanması
  • Proses enstrümanları yerleşimi
  • Proses mekanik entegrasyonu
  • Metalik reaktör ve alt bileşen üretimi

 

Tamamlanan Projeler

BİYOKÜTLE VE KÖMÜR KARIŞIMLARINDAN SIVI YAKIT ÜRETİMİ T1007(108G043)

Ülkemizin sürdürülebilir kalkınması ve enerji güvenliği açısından yaygın ve ulusal kaynakları olan kömür ve biyokütle karışımlarından, ülkemiz açısından ticari ve stratejik olarak büyük bir öneme sahip sıvı yakıtların ve değerli kimyasalların üretimi, temiz ve çevre dostu teknolojiler ile merkezi santraller için uygulanabilir teknolojilerin geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Gelecekte enerji sektörü için en yaygın kullanılan kömürün birincil enerji kaynağı olarak kalacağı açıktır. Çevresel kısıtlar kömürün çok daha temiz ve daha verimli kullanımı için ileri teknolojileri gerektirmektedir. Bu nedenle dünyada “Temiz Kömür Teknolojileri ve Çoklu Üretim Uygulamaları” adı altında özellikle kömürün gazlaştırılması ve elde edilen sentez gazından sıvı yakıt, sentetik doğal gaz, kimyasallar ve elektrik üretimine yönelik yoğun ve geniş kapsamlı araştırma, teknoloji geliştirme ve uygulama çalışmaları sürdürülmektedir.  

Bu kapsamda, Türk linyitlerimiz, yerli olarak geliştirilen ve Soma’da kurulan 1,1 MW termal kapasiteli gazlaştırma teknolojisi ile sentez gazına dönüştürülmüş ve sentez gazından akaryakıt, vaks ve elektrik üretilmiştir. Kömürden üretimi yapılan ham akaryakıtın benzin, dizel vb. standart ürün özelliklerine getirilmesi için gerekli işlemler ve araç motor testleri gerçekleştirilmiştir. 50 MW termal kapasiteli öncü tesis için mühendislik tasarım dosyası hazırlanmış, fizibilite analizleri yapılmıştır.

 

 

Biyokütle ve Kömür Karışımlarından Sıvı Yakıt Üretimi Pilot Tesisi (TRIJEN)

(Manisa Soma TKİ Ege Linyitleri İşletmeleri Sahası)

Biyokütle ve Kömür Karışımlarından Sıvı Yakıt Üretimi (TRIJEN) Pilot Tesisi’nden elde edilen sıvı- vaks ürünler

BİYOKÜTLEDEN GAZLAŞTIRMA YOLUYLA HİDROJEN ÜRETİM TEKNOLOJİSİ (BioH2) T1003(213M766)

Biyokütle önemli ve yenilenebilir bir enerji kaynağıdır ve bitkisel biyokütle doğada yaygın olarak bol miktarda bulunur. Biyokütle kaynakları yetişirken atmosferde sera etkisine yol açan karbon dioksiti (CO2) fotosentezde kullanarak karbon döngüsü içinde tutar. Bitkisel biyokütle kaynakları orman, tarım ve meyve artıkları olmak üzere üç sınıfta toplanabilir. Biyokütlenin depolanması ve nakliyesi maliyetli olduğundan enerji dönüşümünün kaynağında yapılması (örneğin önce gaza dönüştürülüp sonra gazın nakledilmesi) daha ekonomiktir. Katı haldeki biyokütlenin, kısmi oksitleyici ortamda termokimyasal olarak parçalanmasıyla (gazlaştırma) gaz ürün elde edilir (sentez gazı). Sentez gazından, temizleme, reformlama, ayırma işlemleri sonucunda saf hidrojen (H2) gazı elde etmek mümkündür. Projede, enerji ve ulaşım sektörlerinde kullanımına yönelik biyokütleden gazlaştırma teknolojisi ile yeni ve yenilenebilir bir enerji taşıyıcısı olan hidrojenin üretimi için 150 kW ısıl kapasitedeki (20 kg/sa biyokütle besleme kapasiteli) bir pilot sistem kurulmuştur.

 

 

Biyokütleden Gazlaştırma Yoluyla Hidrojen Üretim Teknolojisi (BioH2) Pilot Tesis Sahası (Gebze/KOCAELİ)