Alternatif Yakıt Türlerine Sahip Sepetli Kamyonların Karşılaştırmalı Hibrit Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi: Dizel, Dizel Elektrikli-güç Aktarma ve Elektrikli Konfigürasyonları

Abstract

Ulaşım sektörü, özellikle sepetli kamyonlar gibi bakım araçları, uzun süreli rölanti çalışmaları nedeniyle çevresel ve ekonomik yüklerin önemli bir kısmına katkıda bulunmaktadır. Bu tez, Hibrit Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) yöntemiyle üç farklı sepetli kamyonu konfigürasyonunu—geleneksel dizel, elektrikli güç aktarma ünitesi (E-PTO) bulunan dizel ve tamamen elektrikli—karşılaştırmaktadır. İşletme aşamasında doğrudan emisyonları ve maliyetleri belirlemek için süreç tabanlı bir yaklaşım uygulanmış, ayrıca Python ortamında oluşturulan çok bölgeli girdi–çıktı (MRIO) modeli, Pymrio paketi aracılığıyla EXIOBASE veritabanı kullanılarak ABD ekonomisindeki 163 sektörün dolaylı etkilerini değerlendirmiştir. Belirsizlikleri ele almak için Monte Carlo benzetimleri ve duyarlılık analizleri yapılmış, günlük rölanti süreleri, yakıt–elektrik kullanımı ve yıllık kilometre değerleri için olasılıksal bir tablo oluşturulmuştur. Sonuçlar, elektrikli kamyonun en yüksek maliyete sahip olduğunu, dizel kamyonun ise 12 yıllık yaşam döngüsü boyunca rölanti yakıt kullanımı ve motor yenilemeleri nedeniyle en fazla kirlilik yarattığını göstermektedir. E-PTO eklenmesi rölanti yakıt tüketimini ve emisyonları azaltmakta, ancak ünite ve bataryadan kaynaklanan ek maliyetler uzun vadeli bir çözüm yerine geçici bir iyileştirme sunmaktadır. Elektrikli kamyon daha yüksek bir ilk yatırım ve ilerleyen dönemde batarya değişimi gerektirmekte, fakat daha düşük yakıt ve bakım ihtiyacı yaşam boyu maliyetleri dengelemektedir. Elektrikli kamyonlar CO₂ ve NOₓ emisyonlarını neredeyse sıfıra indirirken, fosil yakıt temelli şebeke nedeniyle SOₓ ve toz emisyonları yüksek kalmaktadır. Sonuç olarak, elektrikli sepet kamyonları temiz enerjiyle kullanıldığında en büyük faydayı sağlar; dizel+E-PTO seçeneği ise sınırlı kısa vadeli kazanımlar sunar. Filo yöneticileri ve politika yapıcılar, bakım araçlarını seçerken hem doğrudan sonuçları hem de geniş etkileri dikkate almalıdır.The transportation sector, particularly maintenance vehicles such as bucket trucks, contributes substantially to environmental and economic burdens due to prolonged idling. This thesis compares three bucket truck configurations—conventional diesel, diesel with electric power take-off (E-PTO), and fully electric—using a hybrid Life Cycle Assessment (LCA). A process-based approach was applied to the operational phase to capture direct emissions and costs, while a multi-regional input–output (MRIO) model built with Python and the EXIOBASE database via the Pymrio package assessed indirect impacts across 163 sectors of the U.S. economy. Monte Carlo simulations and sensitivity analysis are performed to address uncertainty and provide a probabilistic picture of daily idling hours, fuel–electricity use, and annual mileage. Results show the electric truck is the most expensive, while the diesel truck remains the most polluting option over 12-year lifetime, mainly due to idling fuel use and engine rebuilds. Adding an E-PTO lowers idling fuel and emissions but increases costs from the unit and battery, making it a temporary improvement rather than a long-term solution. The electric truck requires a higher initial investment and later battery replacement, yet lower fuel and maintenance stabilize lifetime costs. Electric trucks cut CO₂ and NOₓ nearly to zero, though SOₓ and dust remain higher due to the fossil-fuel-based grid. In conclusion, electric bucket trucks provide the greatest benefits when paired with a cleaner grid, while diesel+E-PTO yields limited short-term gains. Fleet managers and policymakers must consider both direct outcomes and broader impacts when selecting maintenance vehicles.