Doğadan ilham alan sürdürülebilir eko-endüstriyel park gelişimi ve tasarımı

Abstract

Endüstriyel simbiyozun somut gerçeklerinden biri, yan ürün/atık değişimlerinin teşvik edildiği, böylece kaynak verimliliğinin iyileştirilebileceği ve çevresel etkilerin en aza indirilebileceği eko- endüstriyel parklardır. Dünyada pek çok sanayi bölgesi olmasına rağmen bunların çoğu, bu sanayi bölgelerinde yer alan endüstriler arasındaki simbiyotik ilişki yokluğu veya yetersizliği nedeniyle henüz eko-endüstriyel parklar olarak nitelenememektedir. Sıfırdan yüksek maliyetli ve tahmin edilemeyen riskler barındıran eko-endüstriyel parklar inşa etmek yerine, mevcut sanayi bölgelerini eko-endüstriyel parklara dönüştürmek daha stratejik bir yaklaşım olacaktır. Bunun yanında, yeni kurulması planlanan sanayi bölgeleri eko-endüstriyel parklar şeklinde tasarlanabilir. Bu tez çalışmasının amacı, biyomimikri ve sürdürülebilirlik ilkeleri doğrultusunda endüstriyel simbiyoz anlayışını benimseyerek, Türkiye’deki sanayi bölgelerinin ekoendüstriyel parklara dönüşebilme potansiyelini araştırmak ve yeni kurulması planlanan sanayi bölgelerinin eko-endüstriyel parklar şeklinde tasarlanabilmesi için inşaat endüstrisi özelinde teorik prototip bir eko-endüstriyel park tasarlamaktır. Sosyal ağ analizi ve besin ağı analizi, uygulanabilir endüstriyel simbiyoz ilişkileri açısından simbiyotik ağ konfigürasyonlarındaki farklılıkları değerlendirmeyi sağlar ve eko- endüstriyel parkların esnekliğini, fazlalık etkisini, bağlanabilirliğini ve döngüselliğini analiz etmeye yardımcı olur. Yöntemin kullanımı, Türkiye'deki sanayi bölgelerinden birinde bir vaka çalışması olarak gösterilmiştir. Sanayi bölgesindeki tesislerin gelecekteki potansiyel ilişkilerini içeren dört potansiyel gelecek senaryosu önerilmiştir. Bu senaryolar, mevcut konfigürasyon ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar; esnekliğin, katılımcı tesislerin sayısının ve bunlar arasındaki simbiyotik etkileşimlerin, sanayi bölgesinde farklı potansiyel gelecek senaryoları uygulayarak arttığını göstermektedir. İnşaat endüstrisi özelinde eko-endüstriyel park tasarımı için, inşaat sektörüne üretim yapan tesisler ile sektörden atık alan ve atık veren sektörler de tespit edilmiş ve iki adet veri seti oluşturulmuştur. Veri setleri ile doğadan esinlenerek belirlenen amaç ve kısıtlar kullanılarak matematik modeller oluşturulmuş ve optimizasyon yapılarak dört adet teorik potansiyel eko-endüstriyel park tasarlanmıştır. Sonuç olarak, tasarlanan ekoendüstriyel parkların doğanın bazı sürdürülebilir özelliklerini takip ettiği görülmüştür.

One of the concrete examples of industrial symbiosis development is eco-industrial parks, which improves resource efficiency and minimizes environmental impacts by adopting models for waste exchanges between industries. Despite past efforts, many industrial zones around the world are not yet considered as eco-industrial parks because of the low number (or total lack) of symbiotic relationships among industries. A promising strategy is to develop those existing industrial zones into eco-industrial parks. Besides, future industrial zones can be designed as eco-parks. The objectives of this study are to investigate the improving possibility of industrial zones towards eco-industrial parks and to design a theoretical bio-inspired construction industry eco-industrial park. In order to assess the improving possibility of industrial zones towards eco-industrial parks, this study demonstrates such an assessment approach using an integration of food web analysis and social network analysis to show how to assess the environmental and economic improvement between the current and future potential configurations of an industrial zone. These two methods can assist in assessing differences in network configurations with respect to potential implementations of industrial symbiosis, and in analysing the resilience, redundancy, connectance, and cyclicity of eco-parks. The use of the methods is illustrated in a case study of an industrial zone in Turkey. Four potential future scenarios are proposed including potential future co-location of companies in the industrial zone in order to foster industrial symbiotic network formation. These scenarios are compared with the current configuration. The results indicate the method’s ability to assess the resilience of an industrial network. To design the theoretical bioinspired construction industry eco-industrial parks, two datasets containing construction related sectors and the sectors that send/receive waste/by-products to/from the construction industry are created. Then, mathematical models are created using the data sets, bio-inspired objectives and constraints, and finally four theoretical potential eco-industrial parks are obtained. The results show that the designed eco-industrial parks follow some sustainable properties of natural ecosystems as a result of implementing the industrial symbiosis.