VE SÜRDÜRÜLEB L R YEK UYGULAMALARI

Transkript

1 YENLENEBLR ENERJ KAYNAKLARI MALYET ANALZ VE SÜRDÜRÜLEBLR YEK UYGULAMALARI Ömer Faruk ERTURUL TEA 16. letim Tesis ve letme Grup Müdürlüü, Batraman Yolu Üzeri 2. km , Batman M. Bahattin KURT Dicle Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlk Fakültesi, Elektrik Elektronik Müh. Bölümü, 21280, Diyarbakr ÖZET Günümüzde gittikçe artmakta olan enerji talebi, konvansiyonel enerji kaynaklarnn ekosistem üzerindeki olumsuz etkisi ve arz güvenlii; yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarnn önemi ve kullanm zorunluluu ortaya çkmtr. Bu enerji kaynaklar içinde halen en popüler olanlar; Rüzgar Enerjisi, Güne Enerjisi, Jeotermal Enerjisi, HES ve Küçük Ölçekli Hidro Elektrik Santrali (KÖHES). Yenilenebilir Enerji Kaynaklarnn Maliyet Analizleri yaplarak, sürdürülebilir Enerji yatrmlarnn yaplmas; Yenilenebilir Enerji Kaynaklar tabanl Enerji Üretim teknolojilerinde de gelime, büyüme ve maliyet dümeleri salayacaktr. Bunun sonucu olarak çevreye daha az zarar verilecektir. Anahtar Kelimeler : Yenilenebilir Enerji Kaynaklar, Güne, Rüzgar, Jeotermal, KÖHES, Maliyet Analizi 1. GR 5346 sayl Yenilenebilir Enerji Kaynaklarnn Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçl Kullanmna likin Kanunu tarihinde yaynlanmtr. 18/4/2007 tarihinde yaplan deiikler ile beraber; a) Perakende sat lisans sahibi tüzel kiiler, bu Kanun kapsamndaki yenilenebilir enerji kaynaklarndan elektrik enerjisi üreten YEK Belgeli tesislerin iletmede on yln tamamlamam olanlarndan, bu maddede belirlenen esaslara göre elektrik enerjisi satn alrlar. b) Bu Kanun kapsamndaki uygulamalardan yararlanabilecek YEK Belgeli elektrik enerjisi miktarna ilikin bilgiler her yl EPDK tarafndan yaynlanr. Perakende sat lisans sahibi tüzel kiilerin her biri, bir önceki takvim ylnda sattklar elektrik enerjisi miktarnn ülkede sattklar toplam elektrik enerjisi miktarna oran kadar, YEK Belgeli elektrik enerjisinden satn alrlar. c) Bu Kanun kapsamnda satn alnacak elektrik enerjisi için uygulanacak fiyat; her yl için, EPDK nn belirledii bir önceki yla ait Türkiye ortalama elektrik toptan sat fiyatdr. Ancak uygulanacak bu fiyat 5 Euro Cent/kWh karl Türk Lirasndan az, 5,5 Euro Cent/kWh karl Türk Lirasndan fazla olamaz. Ancak 5,5 Euro Cent/kWh snrnn üzerinde serbest piyasada sat imkân bulan yenilenebilir enerji kaynaklarna dayal lisans sahibi tüzel kiiler bu imkândan yararlanrlar. Bu madde kapsamndaki uygulamalar 31/12/2011 tarihinden önce iletmeye giren tesisleri kapsar. Ancak Bakanlar Kurulu uygulamann sona erecei tarihi, 31/12/2009 tarihine kadar Resmî Gazetede yaymlanmak artyla en fazla 2 yl süreyle uzatabilir. Görüldüü gibi YEK* kapsamnda Elektrik Üretiminde 10 yllk bir alm ( den önce iletmeye girmesi kouluyla) ve alm fiyat garantisi vermektedir. Bu kanun kapsamna giren Enerji Kaynaklar; Bu Kanun kapsamndaki yenilenebilir enerji kaynaklar: Rüzgâr, güne, jeotermal, biyokütle, biyogaz, dalga, aknt enerjisi ve gel-git ile kanal veya nehir tipi veya rezervuar alan onbe kilometrekarenin altnda olan hidroelektrik üretim tesisi kurulmasna uygun elektrik enerjisi üretim kaynaklardr. [1] 2. YENLENEBLR ENERJ KAYNAKLARI VE MALYET ANALZ 2.1. Güne Enerjisi Güneten iki ekilde Elektrik üretilmektedir. Bunlar; Güne Kolektörleri Güne Panelleri, Güne Pilleri Güne Kolektörleri Günein ssn Kolektörler yardm ile toplayarak oluan s ile Elektrik üretimi gerçekletirilmektedir. Kullanlan Kolektöre bal olarak aadaki tipleri mevcuttur. Düzlemsel Kolektörler, Parabolik Oluk Kolektörler, Parabolik Çanak Tipi Kolektörler, Merkezi Alc Tipi Kolektörler Güne Panelleri, Güne Pilleri Yüzeylerine gelen güne n dorudan elektrik enerjisine dönütüren yariletken maddelerdir. Hücreler deiik teknolojilere sahiptir: 37

2 Kristal silikon teknoloji. Monocrystalline, Multicrystalline ve Ribbon-sheet olmak üzere üç ana tip kristal silikon teknoloji vardr. Verimlilik % arasndadr. Bu teknoloji pazarda % 90 paya sahip en yaygn olandr. nce Film teknolojisi. Dört tip ince film teknolojisi vardr. Maliyeti daha ucuzdur, fakat verimlilik düüktür (% 5-13) Maliyet Analizi EE den alnan Tablo-1 de Güne Enerjili sistemlerin Maliyeti gösterilmektedir. Üretilen Elektrik enerjisinin maliyet hesaplar Santralin kurulaca bölgeye bal olarak deimektedir. Santralin kurulaca alann Günelenme süresi ve Global Radyasyon Deerleri göz önüne alnarak yatrm yaplmaldr. Tablo-1 incelendiinde net bir ekilde görülecei gibi YEK kapsamnda maksimum 0,055 /kws alm garantisi mevcuttur. Ancak Güne kolektörleri ve Güne Panellerinin iletme giderleri maksimum sat deerinin altndadr. [2] Ancak mevcut koullarda Güne Enerjisinin dier Yenilenebilir yada fosil yakt kullanan santralleri destekleyici teknoloji olarak kullanlmas uygundur. Yurt dnda yaplan desteklemeler ise; spanya: Sabit fiyat uygulamas vardr, 50 MW alt CSP santralleri için 25 yl boyunca /kwh sabit fiyat garanti edilmektedir. Portekiz: Güneten üretilen elektrik için sabit fiyat uygulamas vardr, 10 MW alt CSP santralleri için 0.27 /kwh, 10 MW üstü CSP santralleri için /kwh sabit fiyat garanti edilmektedir. Fransa:Sabit fiyat uygulamas vardr, 12 MW kurulu güç ve 1500saat/yl iletme süresi ile snrl olmak üzere, 0.30 /kwh (denizar ülkelerde 0.40 /kwh), eer binalara balanrsa art 0.25 /kwh (denizar ülkelerde 0.15 /kwh) sabit fiyat garanti edilmektedir. Bu tarifenin dndaki üretim için 0.05 /kwh fiyat uygulanr. Yunanistan: % MW kurulu güce kadar ana karada 0.25 /kwh, adalarda 0.27 /kwh sabit fiyat uygulamas vardr. srail: 20 MW üzeri 16.3UScents/kWh, 100 kw ile 20 MW santrallerde 20 yl için 20.4UScents/kwh sabit fiyat uygulanr. [3] Tablo 1. Güne Enerjisi Teknolojisi ve Özellikleri Teknoloji Türü Sistem Verimi % Elekt. Is Maks. Çk Scakl o C lk Yatrm Maliyeti $ Elekt. $/kwh Enerji maliyeti Is $/kwh Düzlemsel Koll Parabolik Oluk kwe Parabolik Çanak kwe Merkezi Alc kwe Tek Kristal Silisyum kwe Çok Kristal Silisyum kwe Tek nce Film kwe Çoklu nce Film kwe Rüzgar Enerjisi Rüzgar enerjisi, güne radyasyonunun yer yüzeylerini farkl stmasndan kaynaklanr. Yer yüzeylerinin farkl snmas, havann scaklnn, neminin ve basncnn farkl olmasna, bu farkl basnç da havann hareketine neden olur. Güne nlar olduu sürece rüzgar olacaktr. Rüzgar, güne enerjisinin dolayl ürünüdür. Dünyaya ulaan güne enerjisinin yaklak % 2 kadar rüzgar enerjisine çevrilir. Dünya yüzeyi düzensiz bir ekilde snr ve sour, bunun sonucu atmosferik basnç alanlar oluur, yüksek basnç alanlarndan alçak basnç alanlarna hava ak oluur. Rüzgardaki mümkün güç miktar: w = 1/2rAv 3 eitlii ile verilir. w = güç/enerji r= hava younluu A= kanat alan v= rüzgar hz EE tarafndan Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Atlas (REPA) yaynlanmtr. Rüzgar Enerjisi yatrm yaplmadan önce yatrmn uygulanabilir olmas için dikkat edilmesi ve bilinmesi gereken en önemli noktalar; 50 metredeki Rüzgar hz 7 m/s veya üzeri olmaldr. 50 metredeki Kapasite faktörü %35 veya üzeri olmaldr. Trafo Merkezleri yada Enerji letim Hatlarna yakn yerler tercih edilmelidir. Rüzgar türbinlerinin ortalama ömrü 25 yldr. 38

3 Aada bulunan Maliyet Analizinde; 1 MW gücünde %35 kapasite faktörüne sahip bir noktada kurulan Rüzgar Gülüne göre hesaplanmtr. [2] lk Yatrm Bedeli : USD/kW (Yatrm Bedeli bulunmasnda Günümüzde 1 MW ve üstü rüzgar türbinlerinde ortalama türbin fiyat 1400 USD/kW tr. Montaj bedeli + dier masraflar ( rüzgar analizi, projelendirme v.s) yaklak % 25: 350 USD/kW Toplam kurulum bedeli : 1750 USD/kW olarak alnmtr.) Toplam lk Yatrm Bedeli : USD / kw * : USD : Euro Yllk Elektrik Üretim Miktar : 1.000kW*365*24s*0,35 : kws Üretilen Elektriin YEK kapsamnda satlmas durumunda Sat Bedeli: 0,055 Euro/kWs dur. letme maliyeti yaklak olarak 0,010 Euro/kWs tir. Yllk Üretilen Elektriin Kar: kWs*(0, ) Euro/kWs Yllk Kar: Euro Geri Dönü Süresi : Euro / Euro : 9,8 Yl 2.3. Jeotermal Enerji Jeotermal enerji yerkürenin iç ssdr. Bu s merkezdeki scak bölgeden yeryüzüne doru yaylr. Jeotermal kaynaklar rezervuar scaklklarna göre öyle snflandrlmaktadr: Yüksek scaklkl alanlar (150 C'dan fazla), Orta scaklkl (70 C C), Düük scaklkl alanlar (70 C'dan düük) Orta ve Yüksek scaklkl alanlardan balca elektrik üretiminde, düük scaklkl alanlardan ise stmaclk bata olmak üzere dier kullanmlarda yararlanlmaktadr. Elektrik Üretiminde; rezervuarn scaklna bal olarak aada belirtilen türbinlerden en uygunu seçilmelidir. Türbin çeitleri; Atmosferik Ekzozlu Konvansiyonel Buhar Türbinleri Younlatrmal Konvansiyonel Buhar Türbinleri Çift Kademeli Buharlatrma Çoklu Buharlatrma kili Çevrim Santalleri Hibrit Fosil Jeotermal Sistemler kili Çevrim Santralleri en sk kullanlan türbin türüdür. [5] Jeotermal Elektrik Enerjisi Üretimi: MW e = Debi X T X Joule Katsays X 10-3 Atm Scakl = 85 ºC T Scakl Joule Katsays = 4,18 = Üretim Scakl Atm Birim maliyet hesaplarnn proje ömrünün tamamn kapsad düünüldüünde kapasite faktörü varsaymnda gerçekçi olacaktr. 85% kapasite faktörü literatürde de sklkla kullanlan bir deerdir. Aada bulunan Maliyet Analizinde; 1 MW gücünde, ve bu gücü üretebilecek debi ve Rezervuar scaklna sahip Jeotermal bir kaynakta kurulan Jeotermal Enerji Santraline göre hesaplanmtr. lk Yatrm Bedeli : USD/kW (Yatrm Bedeli bulunmasnda; Ülkemizde 2005 öncesinde iletmeye alnan jeotermal santrallerinin yatrm maliyetlerinin her ey dahil yaklak olarak 1,500 2,000 $/kw arasnda olduu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte son iki ylda dünya enerji piyasalarnda girdi fiyatlarna bal olarak güç santrali yatrm maliyetleri yaklak 30-50% orannda art göstermitir. Bu gelimelere paralel olarak ortalama jeotermal santral yatrm maliyeti inaat faizi dahil 2,500 $/kw olarak öngörülecektir.) [5] Toplam lk Yatrm Bedeli : USD / kw * : USD : Euro Yllk Elektrik Üretim Miktar : 1.000kW*365*24s*0,85 : kws Üretilen Elektriin YEK kapsamnda satlmas durumunda Sat Bedeli: 0,055 Euro/kWs dur. letme maliyeti yaklak olarak 0,011 Euro/kWs tir. Yllk Üretilen Elektriin Kar: kWs*(0, ) Euro/kWs 39

4 Yllk Kar: Euro Geri Dönü Süresi : Euro / Euro : 5,8 Yl 2.4. HES-KÖHES Mini ve mikro tesislerin temel özellii baraj gölü gibi büyük yatrmlara gerek duyulmamasdr. Mevcut akarsudan bir su alma yaps ile alnan su akarsuya paralel eimi çok az bir kanal ile tanmakta ve uygun düü saland yerde tesis kurulmaktadr. Hidrolik tesislerin güçlerine göre yaplan yeni snflandrma mini ve mikro tesislerin de eklenmesi ile aadaki ekilde olumaktadr. P > 100 MW Büyük hidrolik tesisler 100 MW > P > 20 MW Orta büyüklükteki tesisler 20 MW > P > 1 MW Küçük tesisler 1000 kw > P > 20 kw Mini tesisler 20 kw > P (Güç) Mikro tesisler [6] Bir akarsuyun belli bir en kesitinden birim zamanda geçirdii su miktarna o suyun o andaki debisi denir ve aadaki formülle hesaplanr: Q = V*A A: Akarsuyun ortalama kesit alan (m²), V: Akarsuyun ortalama hz (m/s) Q: Ortalama Debi (m³/s) Bir akarsudan potansiyel olarak güç gelitirebilmek için gerekli olan temel elemanlar akm ve düüdür. Üretilen güç aadaki formülle hesaplanr: P = e*h*q*g P: Elektrik gücü çkts (kw) e: Verimlilik aral ( ) veya (75% - 88%) H: Düü (m) Q: Dizayn debisi (m³/s) g: Yerçekimi ivmesi (9.81 m/s/s) Küçük ölçekli hidroelektrik uygulamalarda, "e" verimlilik deeri %81 alnrsa aadaki eitlik kullanlabilir. P (kw) = 7.95 * H (m) * Q (m³/s) Mikro-HESlerde kullanlan Türbin Tipleri: Pelton Türbini Turgo Türbini Francis Türbini Kaplan Türbini Crossflow Türbini Propeller Türbini Türbin seçimi Debi ve Hza göre yaplmaktadr. Aada bulunan Maliyet Analizi; 1 MW gücünde, ve bu gücü üretebilecek debi ve Hza sahip bir akarsuyun üzerine kurulan rezervuar alan onbe kilometrekarenin altnda olan hidroelektrik üretim tesisi (KÖHES) Enerji Santraline göre hesaplanmtr. Kapasite Faktörü %80 olarak alnmtr. lk Yatrm Bedeli : USD/kW (Yatrm Bedeli bulunmasnda Günümüzde türbin fiyat /kw tr. Ortalama alnabilir. Montaj bedeli + dier masraflar ( debi analizi, projelendirme v.s) yaklak % 25: 250 /kw Toplam kurulum bedeli : /kw olarak alnmtr.) [7] Toplam lk Yatrm Bedeli : USD / kw * : Euro Yllk Elektrik Üretim Miktar : 1.000kW*365*24s*0,80 : kws Üretilen Elektriin YEK kapsamnda satlmas durumunda Sat Bedeli: 0,055 Euro/kWs dur. letme maliyeti yaklak olarak 0,010 Euro/kWs tir. Yllk Üretilen Elektriin Kar: kWs*(0, ) Euro/kWs Yllk Kar: Euro Geri Dönü Süresi : Euro / Euro : 4 Yl SONUÇLAR Yaplan Maliyet Analizlerinde görülecei gibi ; Güne Enerjisi tabanl Elektrik Üretim Santralleri YEK kapsamnda incelendiinde yatrm yaplmas Geri Dönüü olmayan bir teknolojidir. Ancak Güne Enerjisi tabanl yeni gelitirilen; Yapmcs olan Jörg Schlaich ve Rudolf Bergermann'n kurduu irkette bu iin mucidi 74 yandaki Jörg Schlaich n tanmyla "Solar Tower Technology ad verilen 1 kilometre boyunda ve 150 metre çapnda dev bir dikey boru güne nlar yoluyla güçlü bir rüzgâr yaratlmas amaçlanmaktadr. Yapay olarak oluturulan hava akmyla elektrik üretilmektedir. Kulenin taban geni bir "greenhouse" (sera) yaklak 30 ila 40 km. karelik bir alan vardr. letme prensi ise: Sert PVC'den imal edilmi "sera alan"nn içinde olaanüstü snan hava "bir baca gibi" kuleye yönelmekte ve büyük bir anafor yaratarak hzla yukarya devinmektedir. Oluan binlerce tonluk "rüzgâr gücü" uygun noktalara yerletirilmi türbinleri çaltrmaktadr. Ölçüler bu kadar devasa boyutlarda olduundan 40

5 "Solar Tower"n verimsiz ve rüzgârsz araziler üzerine kurulmas daha verimlidir. "Sera" altndaki yüksek scaklk "baca"ya yöneldiinde güçlü hava akm saatte 60 ila 70 km'lik hza ulamaktadr. Güne Enerjisinin daha küçük projelerde Elektrik Üretimi amacyla kullanlmas yada baka Elektrik Üretim Teknolojileri ile beraber kullanlmas tavsiye edilmektedir. Güne Enerjisinin günlük hayatta yaygnlatrlmas ve Enerji kayna olarak kullanlmas için ilgili Kamu Kurumlar veya EMO bakanlnda bir çalma yaplmaldr. Avrupa Birlii ülkelerinde olduu gibi Güne Enerjisini destekler kanunlar çkarlmaldr. Rüzgar Enerjisi tabanl sistemlerin düük iletme maliyetleri ile Geri Dönü Süreleri yaklak 10 yldr. Devlet YEK kapsamnda 10 yllk alm garantisi vermitir. Rüzgar Güllerinin ortalama ömrü 25 yldr. Bu nedenle yatrm yaplmas oldukça verimli olan bir Yenilenebilir Enerji Kaynadr. Jeotermal Enerji tabanl sistemlerin düük iletme maliyetleri ile Geri Dönü Süresi yaklak 6 yldr. Devlet YEK kapsamnda 10 yllk alm garantisi vermitir. Bu nedenle yatrm yaplmas oldukça verimli olan bir Yenilenebilir Enerji Kaynadr. KÖHES tabanl sistemlerin düük iletme maliyetleri ile Geri Dönü Süresi yaklak 4 yldr. Rezervuar alan onbe kilometrekarenin altnda olan hidroelektrik üretim tesisleri YEK kapsamndadr ve 10 yllk alm garantisi vermitir. Bu nedenle yatrm yaplmas oldukça verimli olan bir Yenilenebilir Enerji Kaynadr. Yenilenebilir Enerji Kaynaklar yatrmlarnda en önemli nokta yatrm yaplan yerin seçimidir. Yatrm yaplmadan önce yatrmn yaplaca kaynan tüm performans ve fizibilite testleri yaplmaldr. Yenilenebilir Enerji Kaynaklar ile ilgili en önemli noktalardan biri de 4628 nolu Elektrik Piyasas Kanununun; Maddesi kapsamnda 500 kw n altnda kurulu güce sahip Yenilenebilir Enerji Kaynakl yatrmlar yapmak iyi bir çözümdür ancak bu konu ile ilgili henüz teknik ve mali esaslar yaynlanmamtr. Konunun Yenilenebilir Enerji Kaynaklar açsndan önemine binaen bir an önce gerekli yönetmeliklerin yaynlanmas gereklidir. KAYNAKLAR 1. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl 2. Elektrik leri Etüd daresi Jeotermal Enerji Teknolojisinde Yeni Gelimeler, Umran SERPEN, 5. Jeotermal Güç Ekonomisi: Genel Bak, Adil Caner ENER, Niyazi AKSOY 6. Mini ve Mikro Düzeyde Hidrolik Enerjiden Yararlanma Yollar, Ender DUYMU, A. Özden ERTÖZ 7. TEMSAN (Ek fkra: 18/4/ /15. md.) (Deiik: 9/7/ /3. md.) Yenilenebilir enerji kaynaklarna dayal, kurulu gücü azami be yüz kilovatlk üretim tesisi ile mikro kojenerasyon tesisi kuran gerçek ve tüzel kiiler, lisans alma ve irket kurma yükümlülüünden muaftr. Bu tüzel kiilerin ihtiyaçlarnn üzerinde ürettikleri elektrik enerjisinin sisteme verilmesi halinde uygulanacak teknik ve mali usul ve esaslar Kurum tarafndan çkartlacak bir yönetmelikle belirlenir.1 1 Yalnzca kendi ihtiyaçlarn karlamak amacyla; yenilenebilir enerji kaynaklarna dayal, kurulu gücü azami ikiyüz kilovatlk üretim tesisi ile mikro kojenerasyon tesisi kuran gerçek ve tüzel kiiler, lisans alma ve irket kurma yükümlülüünden muaftr. fkras metne ilendii ekilde deitirilmitir. 41