DECARBONIZATION OF TURKISH PUBLIC ELECTRICITY SECTOR: ADOPTING SUSTAINABLE ENERGY PORTFOLIO

Transkript

1 DECARBONIZATION OF TURKISH PUBLIC ELECTRICITY SECTOR: ADOPTING SUSTAINABLE ENERGY PORTFOLIO A THESIS SUBMITTED TO THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES OF MIDDLE EAST TECHNICAL UNIVERSITY BY HASRET ŞAHİN IN A PARTIAL FULLFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN EARTH SYSTEM SCIENCE MARCH 2014

2 ABSTRACT DECARBONIZATION OF TURKISH PUBLIC ELECTRICITY SECTOR: ADOPTING SUSTAINABLE ENERGY PORTFOLIO ŞAHİN, Hasret M.Sc., Department of Earth System Science Supervisor : Prof. Dr. Uğur Soytaş Co-Supervisor : Prof. Dr. Bülent G. Akınoğlu March, 2014, 156 pages Sustainable energy settles in the core of the economic activities since climate change issues have arisen. Decarbonization strategies of the electricity sector target to reach sustainable energy by liberalization movements. To adopt the sustainable energy portfolio similar to European Union ones, Turkey took a step in decarbonization of the Turkish electricity sector by beginning with the public electricity sector. In this study, the decarbonization process of Turkish public electricity sector is projected under alternative scenarios by using the integrated model software tool, Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP), from 2001 to Liberalization impacts on GHG emissions of Turkish public electricity sector and energy portfolio management after privatization are evaluated with the perspective of 3Es (Energy, Environment and Economy) in this study. The private electricity sector is exempt from the modeling. There are several methodologies applied at each stage of this study. Linear regression is implemented in the baseline of models such as forecasting the future resource price v

3 and electricity demand for various sectors. The model applied IPCC Tier-1 method placed in LEAP to calculate GHG emissions in the privatization period of the electricity generation sector. Levelized cost of electricity generation is the methodology used in social cost calculations. For analyzing the privatization impacts of GHG emissions, Business-As-Usual (BAU) Reference scenario, stating the current strategies in the public electricity sector, and No Privatization (NP) scenario, preserving the 2012 installed electricity generation capacity, are applied. Alternative, sustainable energy portfolios are offered in the Nuclear Energy (NE) and Renewable Energy (RE) scenarios. NE portfolio involves the 3 rd and 4 th nuclear power plants contrary to RE scenario, which targets the diversification in potential renewable energy sources. In conclusion, the government gets a benefit increase of billion TL by implementing privatization in Turkish public electricity generation over the BAU scenario. In addition, cumulative GHG emission savings in BAU, NE and RE scenarios is 2.2 GtCO 2 eq. compared to NP scenario. The cost reduction per tco 2 eq. are TL in RE scenario and TL in NE scenario. RE scenario distinguishes itself by its low projected costs and its diversified energy portfolio, which are complementary to 3E perspective of the sustainability. Keyword: Decarbonization, Electricity Sector, LEAP, Greenhouse Gas Emissions vi

4 ÖZ TÜRK KAMU ELEKTRİK SEKTÖRÜNÜN KARBONSUZLAŞTIRILMASI: SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ PORTFÖY UYGULAMALARI ŞAHİN, Hasret Yüksek Lisans, Yer Sistem Bilimleri Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Uğur Soytaş Ortak Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Bülent G. Akınoğlu Mart, 2014, 156 sayfa İklim değişikliği sorunlarının ortaya çıkması ile sürdürülebilir enerji, ekonomik aktivitelerin merkezinde yer almaya başlamıştır. Elektrik sektöründe, karbonsuzlaştırma stratejilerinin liberalleştirme hareketleri ile sürdürülebilir enerjiye ulaşılması amaçlanmaktadır. Türkiye, Avrupa Birliği nin sürdürülebilir enerji portföyüne uyum sağlayabilmek için, Türk elektrik sektörünün karbonsuzlaştırımasına ilk önce kamu elektrik sektöründen başlayarak adım atmıştır. Bu çalışmada, Türk kamu elektrik sektörünün karbonsuzlaştırılma süreci LEAP (Long-range Energy Alternatives Planning) adlı entegre model yazılımı ile yılları arasında öngörülmeye çalışılmıştır. Liberalleştirmenin, Türk kamu elektrik sektörünün sera gazı emisyon salımlarındaki etkisi ve özelleştirme sonrası 3E (Enerji, Çevre ve Ekonomi) açısından enerji portföy yönetimi bu çalışma içerisinde incelenmiştir. Özel elektrik sektörü, çalışma kapsamına alınmamıştır. Bu çalışmanın her bir basamağında farklı metodolojiler uygulanmıştır. Modellemenin kurulum aşamasında lineer regresyon metodu ileriki yıllarda kaynak vii

5 fiyatlarının ve farklı sektörlerin elektrik taleplerinin tahminleri gibi yerlerde kullanılmıştır. Elektrik üretim sektörünün özelleştirilme sürecinde sera gazı emisyonlarını hesaplayabilmek için LEAP içerisinde yer alan IPCC Tier-1 metodu kullanılmıştır. İndirgenmiş elektrik üretim maliyetleri metodolojisi ise sosyal maliyetlerin hesaplanmasında kullanılmıştır. Özelleştirmenin sera gazı emisyonları üzerindeki etkisini inceleyebilmek için elektrik kamu sektöründe uygulanan mevcut stratejileri yansıtan Referans (BAU) senaryosu ve 2012 yılı elektrik üretim kurulu güç kapasitesinin korunduğu Özelleştirmenin Uygulanmadığı (NP) senaryo kurgulanmıştır. Nükleer Enerji (NE) ve Yenilenebilir Enerji (RE) senaryolarında alternatif enerji portföy uygulamaları önerilmiştir. NE senaryosunun portföyü 3. ve 4. nükleer santralleri barındırırken, RE senaryosunda potansiyellerine göre yenilenebilir enerji kaynaklarında çeşitlendirilmeye gidilmiştir. Sonuç olarak, NP ve BAU senaryolarının karşılaştırılmasının sonucunda devletin Türk kamu elektrik üretim sektöründeki özelleştirme uygulanmalarından milyar TL getiri elde ettiği ortaya çıkmıştır. Buna ek olarak, BAU, NE ve RE senaryolarında, NP senaryosuna göre 2.2 GtCO 2 eş. sera gazı emisyon salınımı önlenmiştir. 1 ton CO 2 eş. salınmamasına karşılık olarak, RE senaryosunda TL/tCO 2 eş. ve NE senaryosunda TL/tCO 2 eş. maliyet azaltımı sağlanmıştır. Diğer senaryolara göre daha düşük elektrik maliyet tahmini ve enerji portföyündeki çeşitlendirme ile sürdürülebilirliğin 3E perspektifini tamamlayan RE senaryosu öne çıkmıştır. Anahtar Kelimeler: Karbonsuzlaştırma, Elektrik Sektörü, LEAP, Sera Gazı Emisyonları viii