KOJENERASYON ELEKTRİK ÜRETİM SANTRALI ÖN BİLGİLENDİRME RAPORU

Transkript

1 KOJENERASYON ELEKTRİK ÜRETİM SANTRALI ÖN BİLGİLENDİRME RAPORU HAZIRLAYANLAR : Serdar ÇETİN / Elektrik Müh. Fatih ÇELİK / Yük. Fizikçi Tel : mr.fthclk@gmail.com serdarcetin@magnesenergy.com MAYIS-2010 Page 1 / 7

2 1-Yatırım Konusu ve Amacı : Yüksek verimli kojenerasyon tesisi kurulması ve kojenerasyon tesisinden elde edilen elektrik ve ısı enerjilerinin, kurulduğu alandaki müşteriye pazarlanması ve ticaretinin yapılmasıdır. 2-Kojenerason nedir ve kojenerasyon hakkında kısa bilgiler: Enerji tüketen her sektör için, enerji girdilerinde asgari maliyetlerin sağlanmasını, fiyat stabilitesini sağlaması ve enerji kalitesini koruması zorunlu olmuştur. Rekabetin arttığı enerji sektöründe, birçok konvansiyonel enerji kaynakları ile birçok enerji üretim uygulamaları ve bu uygulama yöntemlerine bağlı ve enerji fiyatları oluşmaktadır. Kojenerasyon sistemleri günümüzde enerji üretmi teknikleri içinde önemli bir konuma sahiptir. Kojenerasyon Sistemi ile elektrik ve ısı enerjisinin aynı sistemden beraberce üretilmesidir. Kojenerasyon sistemleri gaz ( Doğalgaz, propan, çöp gazları, biogaz vb.) ve fuel oil türevli yakıtlar kullanmaktadırlar. Basit çevrimde çalışan termik santrallarlarda yakıt tüketilerek yüksek basınçlı buhar enerjisi ve buhar tribünü ile elektrik enerji üretimi sağlanır. Bu sistemler kullandığı enerjinin %25-35 kadarını elektrik enerjisine çevirebilir. Keza basit çevrimli sadece elektrik enerjisi üreten bir gaz türbini ya da bir buhar santrali kullandığı enerjinin %30-40 kadarını elektrik enerjisine çevirebilir. Gaz tribünlü enerji santrallarında verimi arttırmak için kombine çevrim uygulanır. Ekzos ısı enerjisinden yüksek basınçlı buhar enerjisi elde edilir ve ilave buhar santralı ile elektrik enerjisi üretilir. Kombine çevrim santralları kullandığı enerjinin %52 kadarını elektrik enerjisine çevirebilir. Lokal uygulamaların, yani ısı ve elektrik enerjisinin ihtiyaç olduğu yerlerde kurulacak kojenerasyon uygulamalarında, sistemden dışarıya atılacak olan ısı enerjisinin büyük bir bölümü de kullanılabilir enerjiye dönüştürülerek kullanıma sunulmaktadır. Bu durumda toplam enerji girişinin % arasında değerlendirilmesi sağlanabilir. Bu raporda Kojenerasyon sistemleri başlığı altında ısı enerjisi ve elektrik enerjisini aynı anda tüketen veya yoğun ısı enerjisi tüketen işletmelerde uygulanabilecek tesisleri kastedeceğiz. Aşağıda resim1 de yerinde ısı ve elektrik enerjisi üretimi ile uzak bir santralda elektrik enerjisi üretilmesini karşılaştıracağız. Page 2 / 7

3 Toplam Yakıt Tüketimi Kojenerasyon Tüketimi : 217,85+117,64=335,49 birim 232,55 birim Yakıt Tasarrufu ( Yakıt tüketimleri arası fark ) = 335,49-232,55 =102,94 br Enerji Tasarruf oranı : ( 102,94 / 335,49)x100 = %30,68 Tasarruf edilen yakıt Kojenerasyonda tüketilseydi 102,94 br x % 43 elk = 44,62 br elektrik enerjisi >>>> Elektrk Enerjisi Kazanç % 44,62 102,94 br x % 43 elk = 44,62 br ısı enerjisi >>>> Isı Enerjisi Kazanç % 44,62 Kojenerasyonun Avantajları: Kojenerasyonun avantajları genel hatlarıyla aşağıdakileri içerir: Çok daha yüksek çevrim verimi elde edilmesi ve dolayısıyla yakıt ekonomisi sağlaması. Enerji tüketildiği yerde üretildiğinden, iletim ve dağıtım hatlarında oluşan kayıpları ortadan kaldırır, şebekeden etkilenmeden, kesintisiz ve kaliteli elektrik arzı sağlar. Tek bir tesisten; endüstriyel buhar, elektrik ve yakın çevredeki yerleşim birimlerine merkezi ısıtma/soğutma hizmeti verilebilmesine olanak sağlar. Aynı ikincil enerjiyi elde etmek için daha az yakıt tüketildiğinden daha az emisyon ve atık oluşturması sebebiyle çevre dostu dur. Kojenerasyon Sistemleri bilinen tüm konvansiyonel enerji tesislerine göre yatırım maliyetleri düşüktür. Page 3 / 7

4 Kısa bir örnekleme sunacak olursak ; 1 Mw Santral Yatırım Maliyeti Rüzgar Santralı Eur Eur Hidroelektrik Santralı Eur Eur Güneş Enerjisi Santralı Eur Eur Nükleer Eu r Eur Kömür Eu r Eur Kojenerasyon (Gaz Tribün Gaz motor) Eur Eur Kojenerasyon Sistemleri bilinen tüm konvansiyonel enerji tesislerine göre yatırım süreci en hızlı olandır. Kojenerasyon santralları çok hızlı devreye alınabilir veya devreden çıkarılabilir. Bu süre gaz motorlarında 1 dakikanın altında, gaz tribünlerinde 20 dk. civarındadır. Bu durum esnek çalışmaya imkan sağlar. Küçük boyutlu tesislerdir. Yüksek binaların çatılarına, bahçelerine, geçiş yolu üstüne bir asma kat kurularak uygulanabilir. Yer maliyeti oluşturmaz. Küçük tesisler oldukları için hızlı, kolay bakım yapılır. Bakım sürelerinin kısa olması işletme karlılığını artırır. Büyük santrallar profesyonel kadro ve çok eleman istihdamı gerekirken, küçük santrallarda bu durum aksinedir. Emisyon salınımını düşürdüğünden, karbon pazarından ek gelir elde eder. Avrupa birliği enerji verimliliği mevzuatlarına uygun olup desteklenmektedir. İletim ve dağıtımdaki kayıpların düşürülmesi verimli tüketim, elektrik üretim verimliliklerinin yükseltilmesi, yeni kurulacakların mutlaka en verimli kombine çevrimli olmasının sağlanması, enterkonnekte sisteme bağlı olmayan üretim sistemlerinin yaygınlaştırılması. Kojenerasyon, Beyaz sertifika uygulaması bulunmaktadır. Uygulama Alanları : Isı ( ısınma ve soğutma ) ve elektrik enerjisinin birlikte tüketildiği her alanda uygulanabilir. Ülkelere bağlı uygulama alanlarının yoğunlukları değişkenlik göstermektedir. İngilterede çok yoğun otel uygulamalarında, Hollandada sera uygulamalarında, Almanyada stadlar,spormerkezleri, yüzme havuzları, yaşlılar yurdu, toplu yaşam konutları vb. Türkiyede ise sanayi tesisi ağırlıklı olmak üzere, en yagın tekstil fabrikası uygulamaları gerçekleşmiştir. Kısaca özetlersek, Oteller ve Eğlence Merkezleri, Bölgesel Isıtma Yapılan Yerler (örn. İş yerleri, toplu konutlar), Hastaneler ve Askeri Birlikler, Üniversiteler, Devlet Daireleri, Sanayi ( fabrika Page 4 / 7

5 tesisleri ), Ticari İş Alanları ( alışveriş merkezleri, iş kuleleri, ticari plazalar ), Havaalanları, bireysel villa ve apartman uygulamaları. 3kW'tan 10MW'a dek tek parça kojenerasyon sistemleri mevcuttur. Sistem modülerdir, yeni modüller paralel olarak uygulanarak güç artımı sağlanır. Ülkeler bazında kojenerasyon uygulama sayıları Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği 5 Aralık 2008 Tarihli Resmi Gazete Sayı: Bayındırlık ve İskan Bakanlığından ONUNCU BÖLÜM Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımı ve Kojenerasyon Sistemleri Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı MADDE 22 (1) Yeni yapılacak olan ve m2 nin üzerinde kullanım alanına sahip binalardaki ısıtma, soğutma, havalandırma, sıhhi sıcak su, elektrik ve aydınlatma enerjisi ihtiyaçlarının tamamen veya kısmen karşılanması amacıyla, hidrolik, rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle, biyogaz, dalga, akıntı enerjisi ve gel-git gibi fosil olmayan enerji kaynaklı sistem çözümleri tasarımcılar tarafından rapor halinde ilgili idarelere sunulur. İlgili idare yapı kullanma izni verilmesi safhasında bu raporda sunulan sistem çözümlerinin uygulamasını dikkate alır. (2) Yeni yapılacak binalarda yenilenebilir enerji sistemleri için birinci fıkrada belitilen raporda tesbit edilen ilk yatırım maliyeti enerji ekonomisi gözönünde bulundurulmak suretiyle, inşaat alanı m2 ye kadar olan binalarda 10 yıl, inşaat alanı m2 ve daha büyük binalarda 15 yılda geri kazanılması durumunda bu sistemlerin yapılması zorunludur. (3) Yeni yapılacak binalarda hava, toprak ve su kaynaklı ısı pompası sistemleri için birinci fıkrada belitilen raporda tesbit edilen ilk yatırım maliyeti enerji ekonomisi gözönünde bulundurulmak suretiyle, inşaat alanı m2 ve üstündeki binalarda 15 yılda geri kazanılması durumunda, bu sistemlerin yapılması zorunludur. (4) Yeni yapılacak olan ve kullanım alanı m2 nin üzerindeki oteller, hastaneler, yurtlar ve benzeri konaklama amaçlı konut harici binalar ile spor merkezlerindeki merkezi ısıtma ve sıhhi sıcak su sistemlerinde güneş enerjisi toplayıcıları ile sistemin desteklenmesi zorunludur. (5) Güneş enerjisi toplayıcıları kullanımında TS EN ve TS 3817 e uyulur. Page 5 / 7

6 (6) Konut harici ve merkezi havalandırma ve iklimlendirme sistemlerine sahip binalarda, doğal havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinin de tasarlanarak bu sistemlerin daha verimli çalışmalarının sağlanması gerekir. (7) Jeotermal enerji kaynakları ile merkezi ısıtma yapılan binalarda, ısıtma hattı dönüş suyunun bölgedeki jeotermal ısı kaynağına dönüşünün sağlanması gerekir. Kojenerasyon sistemleri MADDE 23 (1) Toplam inşaat alanı en az m2 nin tasarımında kojenerasyon sistemlerinin uygulama imkanları analiz edilir. İnşaat maliyetinin yüzde onunu geçmeyen uygulamalar yapılır. Yorum : Yukarı da çıkan yasa gereği, modern binalar da kojenerasyon tesisi uygulamayı teşvik ve zorunluluklar getirmektedir. 3. Pazar Durumu ve Market Çalışması Hakkında Bilgiler Ticari işletmeler ( alışveriş merkezleri, iş kuleleri, vb. ) en pahalı elektriği kullanmaktadırlar. Dağıtım şirketlerinden aldıkları elektriğe, İletim hattı payı, dağıtım hattı payı, ÖTV, TRT payı gibi bir çok girdiden sonra 1 Mwh elektriğin fiyatı 290 TL olarak faturalarına yansımaktadır. Bu işletmeler yazın soğutma, iklimlendirme, kışın ısınma ve yoğun eleketrik enerjisi tüketen yerlerdir. Saha çalışmalarımızda böyle bir yeri analiz ettiğimizde; Elektrik enerjisi saatlik 3 Mwh yani güç olarak 3 Mw gücünde bir yapıya sahip olduğu görüldü. Bina elektrik tüketen vidalı komprosörlü chiller yapısı ile soğutulmakta olduğu görüldü. Bu değer saatte 1,5 Mwh olarak tespit edilmiştir. Buraya kojenerasyon çalışması yapıldı. 3 MW gücünde kojenerayon seçildiğinde ve bu kojenerasyonun eksoz ısılarından çalışan bir soğutma grubu koyulduğunda binanın, elektrik enerjisi tüketiminin yarıyarıya düştüğü ve yüksek enerji maliyeti ( 1MW elektrik 290 TL, aynı işi yapan 1 MW ısı 55 TL ) çok büyük oranda düşmüştür. Keza elde edilen elektriğin % 50, si binada % 50 PMUM ( devlete ) satıldığıda çok yüksek kar marjları ile karşılaşılmıştır. Böyle bir projenin amortisman süresi 1,2 yıl 1,8 yıl olarak hesaplanmaktadır. 4. Enerji Arz sıkıntısı ve kojenerasyon avantajları Yaşanan ekonomik kriz öncesi her yıl enerji talebimiz % 9 seviyesinde artış göstermektedir. Yakın zamanda enerji kesintisi uygulamaları söz konusu olacaktır. Bakınız: Türkiye Elektrik Enerjisi 10 Yıllık Üretim Kapasite Raporu ( ) kaynak : Deolitte 2007 Türkiye Enerji Raporu kaynak: İTÜ Enerji Raporu Nisan 2007 kaynak : Ulusal şebekede bölgesel dahi olsa uygulanacak kesintilerde orta ölçekte uygulanmış santraların da bu saatlerde devre dışı olması söz konusudur. Enerji kesintilerinden etkilenecek olan ticari binalar emergency jeneratörler ile ihtiyaçlarını giderme yoluna gideceklerdir, oldukça yüksek işletme maliyetleri ile karşı karşıya kalacaklardır. Ticari bina yanına uygulanmış Kojenenerasyon tesisleri ADA konumunda, ulusal şebeke kesilse dahi işletmeye enerji satmaya devam edebilecektir. Page 6 / 7

7 SONUÇ : Bir çok Avrupa ülkesinde olduğu gibi, ülkemizdede lokal ( enerji tüketen binanın bünyesinde ) enerji santralı kurulması ile bina için ısı ve elektrik enerjisi satış anlaşmaları yapılarak, elektrik ve ısı enerjilerinden yüksek kar marjı sağlanabilen örnek binalar mevcuttur. Bu pazar oldukça geniş bir yelpazaye yayılmakla birlikte, hükemet tarafindan yeni yürürlüğe konulan çeşitli çözüm paketleriylede gittikçe büyük bir potansiyel oluşturmaktadır. Lokal Kojenerasyon uygulamalarının diğer santrallarla göre ( Bakınız resim 1 ) % 44 oranında maliyet bazlı direnim gösterdiği aşikardır. En kötü senaryolarda bile, örneğin; doğal gaz fiyatlarının aşırı artması halinde dahi, bu santrallarin kar marjları nekadar düşerse düşsün (ki bu durumda Kombine çevrim santralarının kapanması lazım ) asgari kar düzeyini koruyacağı anlaşılmaktadır. Bu konuda enerji satış sözleşmeleri, daha geniş amortisman çalışmaları, faaliyetlerimiz sürmektedir. Saygılarımızla, Page 7 / 7