Mustafa Ozcan

Net-zero energy buildings (NZEBs) contribute significantly to reducing energy consumption and emission levels in the building sector. While NZEB research is advancing globally, there is limited focus on their transformation in Mediterranean climates, particularly in Türkiye. This study investigates the feasibility of a residential building in Izmir, located in the Mediterranean climate zone of Türkiye, to be converted into NZEB. By applying energy efficiency measures, the techno-economic and environmental performance of two improvement scenarios are analyzed and key economic factors are investigated through sensitivity analysis. The methodology involves using DesignBuilder (DB) software for modeling energy efficiency scenarios and Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources (HOMER) Grid software for system optimization. Two improvement scenarios were analyzed, Scenario 2 reduced primary energy consumption by 72% and CO₂ emissions by 99.1%. The reference building's energy consumption was recorded at 177.55 kWh/m²/year, dominated by heating demand. Scenario 2 achieved the highest savings, reducing primary energy consumption by 72% and CO₂ emissions by 99.1%. HOMER Grid optimized grid-connected PV/Battery systems for NZEB conversion, providing over 66% of annual electricity demand from renewable sources and significant energy sold back to the grid. The findings suggest that NZEB transformation is economically viable and supports Türkiye’s energy policies, reducing fossil fuel use and emissions. This change would reduce natural gas dependence, easing strain on energy imports and the current account deficit. The study recommends enhancing building codes, expanding financial incentives, and promoting integrated renovation strategies combining energy efficiency and renewable technologies.

Nearly Zero-Energy Buildings (nZEBs) have emerged as a viable solution for improving building energy efficiency, with designs adapted to local climatic conditions. This study examines the transformation of a single-glazed residential building in İzmir, which has a Mediterranean climate, into an nZEB. Three retrofit scenarios were proposed, integrating both active and passive energy efficiency measures, and energy simulations were conducted using DesignBuilder (DB) to evaluate the building’s energy performance and emissions. The reference building’s annual net energy consumption was 177.55 kWh/m²/year, net primary energy consumption 281.57 kWh/m²/year, and CO₂ emissions 88.54 kgCO₂/m²/year. Scenario 3 (S3) was the most effective, reducing net primary energy consumption by 82.39% to 49.61 kWh/m²/year and achieving the highest energy class. Energy efficiency measures significantly enhanced performance, with LED lighting providing the highest energy savings, while improved building envelopes reduced heat loss by 74%. In all scenarios, natural gas consumption was eliminated, leading to CO₂ emission reductions of 58% in Scenario 1 (S1), 66% in Scenario 2 (S2), and 80% in S3. These findings demonstrate that achieving nZEB standards in residential buildings in a Mediterranean climate can reduce heating and cooling energy consumption by over 50%, offering substantial energy and environmental benefits.

Covid-19 salgını insanların yaşam tarzında, arkadaşlık ilişkilerinde, tüketim ihtiyaçlarında ve tüketim davranışlarında değişikliklere sebep olmuştur. Kişilerin yaşantısında kısa ve uzun vadeli değişimler meydana gelmiştir. Bu büyüklükte bir salgınla karşılaşan devletler farklı tedbirler almışlardır. Devlet yetkilileri ilk olarak sınırların kapatılması, ortak yaşam alanlarında ve toplu taşımada mesafeye dikkat edilmesi ve maske takma zorunluluğu gibi uygulamaları yapmışlardır. Alınan kararların sonucunda; sağlık, eğitim, eğlence, gıda, turizm, tarım, perakende gibi birçok sektör doğrudan ve dolaylı olarak etkilenmiştir. Covid-19 salgınından etkilenen sektörlerden biri de ulaşım sektörüdür. Otobüslerde yolcu kapasitesinin yarıya indirilmesi, sokağa çıkma kısıtlaması belediyelerin işletmekte olduğu toplu taşıma sistemine de etkilemiştir. Bu çalışmada, Kocaeli ilinde hizmet vermekte olan toplu taşıma araçlarındaki enerji tüketimi analiz edilmiştir. Analizler, son üç yıllık toplu taşıma araçlarının sefer sayıları, enerji tüketimi ve yolculuk verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizde, doğalgazlı otobüsler ile yapılan yolculukların ve enerji tüketiminin yıllara göre değişimleri incelenmiştir. Pandemi boyunca Kocaeli Büyükşehir Belediyesinde doğalgazlı otobüsleri kullanan yolcu sayısı son üç yılın en düşük değerine ulaşmıştır. Yolcu sayısı bir önceki yıla göre % 27,55 oranında azalmıştır. 2019 yılında yolculuk başına düşen enerji miktarı 2,67 kWh, 2020 yılında 4,29 kWh ve 2021 yılında 3,12 kWh olarak hesaplanmıştır. 2020 Nisan ayında son üç yılın en yüksek seviyesi olan 9,40 kWh değerine ulaşmıştır. Pandemi sürecinde doğalgaz ile çalışan otobüsler ile yapılan yolculuk sayısı azalmış, buna karşılık yolculuk başına düşen enerji tüketim miktarı artmıştır.

In this study, the energy performance analysis of a representative residential building located in Izmir, Turkey, was carried out, utilizing the DesignBuilder energy simulation program. Heating, ventilation, and air conditioning systems are modeled as detailed in Design Builder in order to consider parameters such as thermal properties of materials, duct layout and airflow dynamics of the system in detail in the analysis. The technical and economic analysis of transforming the building into a nearly zero energy building (NZEB) was performed for eight different retrofit scenarios, including passive and active energy efficiency measures. The most effective scenario, Scenario 8 (S8), reduced the building's annual net primary energy consumption by 96.08% to 7.45 kWh/m²/year. S8's annual CO₂ emissions decreased by 100.07% compared with the reference scenario, resulting in −0.042 kg CO₂/m²/year. The overall energy performance class of the building was determined using Turkey's national calculation program for the preparation of the energy identity certificate. The energy performance class of the reference building was determined as D, and the class of the building designed according to S8 as A. Investment evaluations were carried out for the retrofit scenarios, revealing that the investment cost for S8, having the lowest net primary energy consumption, amounted to USD 17,565.87. This finding establishes S8 as a more financially viable option in the short term. This study demonstrates the potential of NZEBs in reducing greenhouse gas emissions and achieving sustainable development goals.

Covid-19 salgını insanların yaşam tarzında, arkadaşlık ilişkilerinde, tüketim ihtiyaçlarında ve tüketim davranışlarında değişikliklere sebep olmuştur. Kişilerin yaşantısında kısa ve uzun vadeli değişimler meydana gelmiştir. Bu büyüklükte bir salgınla karşılaşan devletler farklı tedbirler almışlardır. Devlet yetkilileri ilk olarak sınırların kapatılması, ortak yaşam alanlarında ve toplu taşımada mesafeye dikkat edilmesi ve maske takma zorunluluğu gibi uygulamaları yapmışlardır. Alınan kararların sonucunda; sağlık, eğitim, eğlence, gıda, turizm, tarım, perakende gibi birçok sektör doğrudan ve dolaylı olarak etkilenmiştir. Covid-19 salgınından etkilenen sektörlerden biri de ulaşım sektörüdür. Otobüslerde yolcu kapasitesinin yarıya indirilmesi, sokağa çıkma kısıtlaması belediyelerin işletmekte olduğu toplu taşıma sistemine de etkilemiştir. Bu çalışmada, Kocaeli ilinde hizmet vermekte olan toplu taşıma araçlarındaki enerji tüketimi analiz edilmiştir. Analizler, son üç yıllık toplu taşıma araçlarının sefer sayıları, enerji tüketimi ve yolculuk verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizde, doğalgazlı otobüsler ile yapılan yolculukların ve enerji tüketiminin yıllara göre değişimleri incelenmiştir. Pandemi boyunca Kocaeli Büyükşehir Belediyesinde doğalgazlı otobüsleri kullanan yolcu sayısı son üç yılın en düşük değerine ulaşmıştır. Yolcu sayısı bir önceki yıla göre % 27,55 oranında azalmıştır. 2019 yılında yolculuk başına düşen enerji miktarı 2,67 kWh, 2020 yılında 4,29 kWh ve 2021 yılında 3,12 kWh olarak hesaplanmıştır. 2020 Nisan ayında son üç yılın en yüksek seviyesi olan 9,40 kWh değerine ulaşmıştır. Pandemi sürecinde doğalgaz ile çalışan otobüsler ile yapılan yolculuk sayısı azalmış, buna karşılık yolculuk başına düşen enerji tüketim miktarı artmıştır.

Karbon piyasaları emisyon azaltım taahhütlerinin gerçekleşmesi için kullanılan ve yenilenebilir enerji kullanımını teşvik eden mekanizmalardan biridir. Bu çalışma kapsamında Türkiye’deki Gönüllü Karbon Piyasaları’nın durumu incelenerek piyasa hacmi analiz edilmiş, bu mekanizmanın kullanımının yaygınlaştırılması için öneriler sunulmuştur. Türkiye’de, 2005 yılından itibaren birçok yenilenebilir enerji projesi Gönüllü Karbon Piyasaları’nda işlem görmektedir. Buna karşılık, Gönüllü Karbon Piyasaları’nda kayıtlı santral kurulu gücü, Türkiye’nin yenilenebilir enerji kurulu güç kapasitesinin altındadır. Türkiye’nin 2019 yılı yenilenebilir enerji kaynağı kurulu gücü 44.774,6 MW iken Gönüllü Karbon Piyasaları’nda kayıtlı yenilenebilir enerji projelerinin gücü 9.375,8 MW’dır. Kayıtlı projelerin 2020 yılı itibariyle emisyon azaltım miktarları toplamı 17,44 MtCO2 eşd.’dir. Mevcut durumda Gold Standart kullanılarak ihraç edilen sertifikaların yaklaşık %55’i itfa edilmiştir. Firmaların karbon emisyonlarını yönetmesi için gönüllü piyasaları kullanması teşvik edilmelidir. Bu teşvik, söz konusu firmaların çevresel sürdürülebilirliğe önem veren bir vizyona sahip olmalarını sağlayarak karbon nötre ulaşmalarını sağlarken, aynı zamanda gönüllü piyasaların da hacmini arttıracaktır.