TEMİZ & YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYEL & STRATEJİLERİ İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ 22 Nisan 2010 Dr. Atillâ AKALIN
I.GİRİŞ Rüzgar Potansiyeli ve Kullanımları (Dünya, AB, Türkiye) Hidro Potansiyeli ve Kullanımları (Dünya, AB, Türkiye) YEK Hedef, Strateji & Desteklemeleri Sera Gazı Emisyonu ve Çevresel Analizler Toplumsal Maliyet Analizleri Elektrik Enerjisi Fiyat Oluşum Yapısı Yenilenebilir Kaynaklara Yönelik Analizler 2
II. YENİLENEBİLİR KAYNAK POTANSİYELİ 3
II.1 - RÜZGAR KAYNAK POTANSİYELİ 4
5
Şekil.2 - Dünya Teknik Rüzgar Potansiyel Dağılımı [ Dünya Toplamı 53,000 TWh / yıl ] Asya [ Rusya Hariç ] 91% 9,1% Okyanusya 5,7% Kuzey Amerika 26,4% Batı Avrupa 9,1% Güney Amerika 10,2% Afrika Doğu Avrupa & Rusya 20,0% 20,0% 0% 6
Tablo.1 - Dünya Talep Projeksiyonu & Ekonomik Rüzgar Potansiyeli [ 2020 Porojeksiyonu - TWh / yıl ] Bölgeler IEA World Energy Elek.Enerj. E Ekonomik Rüzgar Talep Proj. Potansiyeli OECD Avrupa 4.515 903 OECD Kuzey Amerika 5.729 1.146 Latin Amerika 2.041 408 OECD Pasifik 1.745 349 Doğu Asya Güney Asya Çin Orta Doğuğ 2.081 416 1.695 339 3.691 738 907 181 Afrika 864 173 Diğer Ülkeler 2.615 523 Dünya Toplamı 25.883 5.176 7
1200 1000 800 600 400 200 0 Şekil.3 - Dünyanın Ekonomik RÜZGAR POTANSİYEL Dağılımı [ 2020 yılı Tüketiminin % 20 'si Bazında ] [ Dünya Toplamı 5,180 TWh / yıl ] 1,146 903 738 523 408 416 349 339 181 173 [ TWh / yıl ] OECD Avrupa OECD Kuz.Amer. OECD Pasifik Latin Amer. Doğu Asya Güney Asya Çin Orta Doğu Diğer Ülkeler Afrika 8
9
Dünya Rüzgar Kurulu Gücü ü Rüzgar Enerjisi tüm enerji kaynakları arasında 2009 yılında en yüksek büyümeyi gerçekleştirerek, kurulu gücünü %30 oranında arttırmıştır. 2009 sonu itibarı ile dünya rüzgar kurulu gücü 157 899 MW Bir önceki yıla göre yaklaşık artış 37 466 MW tır. 10
Dünya Rüzgar Kurulu Gücü Kurulu gücü en büyük ilk beş (2010 Nisan) : Amerika, 35. 159 MW Almanya, y, 25. 777 MW Çin, 25. 104 MW İspanya, 19. 149 MW Hindistan, 10. 926 MW 11
Dünya Rüzgar Kurulu Gücü (2010 Nisan) Avrupa, 76. 152 MW Kuzey Amerika, 38. 473 MW Güney Amerika, 1. 274 MW Asya, 38. 909 MW Afrika & Or.Doğ., 865 MW Okyanusya, 2. 221 MW ----------------- TOPLAM 157. 899 MW 12
Avrupa Rüzgar Potansiyeli Dört değişik arazi yapısı ve 50 mt. yükseklik için, AB bazında Rüzgar Atlası Troen & Petersen tarafından geliştirilmiştir. [ Avrupa Rüzgar Atlası ] AB de [sosyal yapı nüfus yoğunluğu ulaşım alt yapı gibi ] çeşitli kriterleri içeren ve oldukça konservatif bir araştırma ile TEKNİK Rüzgar Potansiyeli 630 TWh / yıl olarak hesaplanmıştır. Şebekeye girişin %20 düzeyinde kalması esası ile, AB deki REALİSTİK Rüzgar Potansiyeli 366 TWh / yıl olarak ifade edilmektedir.[ % 20 kısıtı AB için oldukça konservatiftir, mesela Danimarka 2020 yılı için bu değeri % 50 olarak hedeflemektedir. ] 13
14
Tablo 2 - AB RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ Utrecht Üniv. Ülkele r TEKNİK Potansiyel REALİSTİK Potansiyel [ Wijk & Coelingh ] [ Top.Tüketimin % 20 'si ] [ TWh / yıl ] [ TWh / yıl ] Fransa 85,0 85,0 İngiltere 114,0 75,8 İtalya 69,0 41,4 İspanyaa 86,0 35,6 İsveç 41,0 35,2 Almanya 24,0 24,0 Norveç 76,0 23,2 Yunanistan 44,0 8,2 Finlandiya 7,0 7,0 Hollanda 7,0 7,0 Portekiz 15,0 6,4 Danimarka 10,0 6,2 Belçika 5,0 5,0 İrlandal d 44,0 34 3,4 Avusturya 3,0 3,0 Lüksemburg 0,0 0,0 TOPLAM AB 630,0 366,4 WIND FORCE - 12 2010 AB Elektrik Tüketim Tahm. 3.900 Senaryosu Rüzgar Kaynaklı Üretim Hedef i 470 15
Avrupa Rüzgar Potansiyeli Bu hesaplamalara dahil edilmeyen [ offshore ] denizsel kapasite de AB de oldukça yüksektir. Hesaplanan değer 3,000 TWh / yıldır. [ AB nin 2020 Elektrik Enerjisi Talebi 4,520 TWh / yıl tahmin edilmektedir.] [ Sadece Almanya da hesap edilen 124 TWh / yıl Denizsel kapasite, 24 TWh / yıl olan Teknik ve Realistik kapasitenin 5 katıdır. ] AB nin Elektrik Enerjisi Tüketimi nin 3,900 TWh / yıl olacağı tahmin edilen 2010 yılı için, [ Wind Force 12, Renewable 77 / EC WEF gibi ] çeşitli Deklarasyonlar ile tüketiminin %221 inin 22,1 Yenilenebilir Kaynaktan, % 12 sinin ise Rüzgar Kaynağı ndan temini prensibe bağlanmıştır. Böylece; 2010 yılında ulaşılması beklenen Rüzgar Kaynaklı Elektrik Üretimi 470 TWh / yıl ile ifade edilmektedir. [ Tablo.2 ] 16
Avrupa Rüzgar Potansiyeli*** EWEA nın 2008 Temmuz unda unda yayınlanan Stratejik Ajandasına göre ; 2020 itibarıyla AB nin toplam elektrik tüketiminin %12-14 ü 14 ü 180 GW kapasitedeki ki rüzgar santrallerinden karşılanacaktır. 2030 yılı itibariyle bu rakam %25 e ve toplamda 300 GW kurulu güce ulaşacaktır. 300 GW bu kurulu gücün 120 GW lık kısmının offshore rüzgar santrallerinden sağlanması planlanmaktadır. 17
Avrupa Rüzgar Kurulu Gücü 2010 Nisan ayı sonu itibariyle, Bir önceki yıla göre kurulu güçteki artış, %23 İlave kapasite, 10 163 MW Kurulu güç toplamı, 76 152 MW 18
Avrupa Rüzgar Kurulu Gücü 2010 Nisan ayı sonu itibariyle ilk altı ülke Almanya, y, 25. 777 MW İspanya, 19. 149 MW İtalya, 4. 850 MW Fransa, 4. 492 MW İngiltere, 4. 051 MW Danimarka, 3. 465 MW 19
Türkiye Rüzgar Potansiyeli DMİ ce kwh / m 2, Yönler, Ortalama Hızlar [ m / sn ] bazında hazırlanan amprik haritalar aşağıdaki gibidir. 20
21
22
23
Türkiye Rüzgar Potansiyeli Türkiye de, Rüzgar Potansiyeli ni ni belirlemek amacıyla bazı ön çalışmalar yapılmış ve 2002 de bir RÜZGAR ATLASI oluşturulmuştur. Bugüne kadar bazı kriterler eklenmiş ve revizyonlar yapılmıştır. RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYEL ATLASI (REPA) tamamlanmıştır. 24
REPA- 30 m Rüzgar Hızı 25
REPA- Kapasite Faktörü 26
Türkiye Rüzgar Potansiyeli Rüzgara dayalı enerji kaynağı, ğ,çok eskiden beri bilinen ve kullanılan bir kaynaktır [Değirmenler]. Elektrik Enerjisi Üretimi için ilk türbin, 1890 yılında Danimarka da yapılmış ve İnsanoğlu, Rüzgar Enerjisinden Elektrik Üretimi ile böylece tanışmış ve süratle geliştirilmiştir. Türkiye, Rüzgar Enerjisi konusunda, gelişme gösteren ülkelerle kıyaslandığında, çok daha zengin potansiyele sahip olmasına rağmen, potansiyeli kullanım açısından çok başlardadır. Bu konuda, EİE ve MİG çalışmalarından faydalanarak ve bir çok [ DPT TÜSİAD-İTO-ETKB vb.] raporlamalara dayanarak, Rüzgara dayalı Enerji Potansiyelinin, Türkiye için; 27
Brüt Kapasitenin 200 220 GW, Kurulu Güç Teknik Kapasitenin 100 120 GW, Kurulu Güç Ekonomik Kapasitenin 35 40 GW, Kurulu Güç (denizsel hariç) [ Ekonomik Üretimin 75 80 TWh / yıl Üretim (denizsel hariç) ] Olduğu söylenebilir. Bu konuda veri tabanı ve ilgili çalışmaların yetersizliği de dikkate alarak, oldukça emniyetli olarak; Uygulanabilir Kapasitenin ; 20 22 GW Kurulu Güç ve Üretim kapasitesinin 45-50 TWh / yıl olabileceği rahatlıkla söylenebilir. [ Kapasite Kullanım Oranı yaklaşık ortalama %28 29 oranında ] [AB de, Madrid Deklarasyonu Beyaz Sayfa Deklarasyonu Renewable 77/ EC ve Wind Force - 12 gibi Directionlar ile, 2010 yılında 60 GW, 2020 yılında 150 GW Kurulu Güce ulaşılması hedeflenmiştir]. 28
Tablo 3 - Türkiye Rüzgar Enerji Potansiyeli Teorik Kapasite Birimi TEORİK TEKNİK EKONOMİK Kullanım Oranı KAYNAK Kapasite Kapasite Kapasite [ % ] Rüzgar [ TWh / yıl ] [ Karasal ] [ GW ] 400 180 80 220 100 40 Rüzgar [ TWh / yıl ] 400 140 60 [ Denizsel ] [GW] 200 70 30 Toplam [TWh/ yıl ] 800 320 140 Rüzgar [ GW ] 420 170 70 17,50% 29
Türkiye Rüzgar Kaynağı Lisans Durumu Türkiye de LİSANS alınarak uygulanabilen Rüzgar Tesisleri ile ilgili Lisans dağılımları ğ aşağıdaki ş ğ gibi özetlenebilinir (2009- Eylül) ); Şu ana kadar verilmiş ş Lisanslar : 3 386 MW Kurulu Güç İşlemleri devam eden Lisanslar : 850 MW Kurulu Güç Lisans müracaatları ve incelemedekiler : 31 925 MW(?) Kurulu Güç Toplam 36 161 MW. 30
Şekil.5 - Türkiye 'nin Rüzgar Kaynağı 'na Dayalı Üretim Lisansları Dağılımı 80000 70000 60000 MW ] 50000 [ 40000 31.925 30000 20000 36 161 10000 0 3.386386 850 Yeni Lisans Müracaatları İşlemi Devam edenler Mevcut Lisanslar TOPLAM 31
II.2. HİDROELEKTRİK ENERJİ KAYNAK POTANSİYELİ 32
Dünya Hidroelektrik Kaynak Potansiyel Dünya nın Hidroelektrik TEKNİK Kapasitesi 14,653 TWh / yıl olarak hesap edilmektedir, bu kapasitenin % 59,6 sına isabet eden 8,734 TWh / yıl ise EKONOMİK Hidroelektrik Kapasite olarak gösterilmektedir. [ Tablo 4, Şekil 6 ] Ekonomik Hidroelektrik Kapasite nin %34,9 u [ 3,047 TWh / yıl ] halihazırda kullanılmaktadır.[ [Bu oran, Avrupa da %705 70,5, Kuz.Amerika da % 65,5, Asya da % 24,7, Afrika da ise sadece %11,1 dir.] [ Tablo 4, Şekil 6 ] İnşaa halinde olan ve Planlanmış Kapasiteler, Tablo.6 ve Şekil. 8 de gösterilmektedir. 33
Tablo 4 - Dünya 'da Teknik & Ekonomik Hidroelektrik Kapasite Dağılımı KITA Teknik Kapasite Ekonomik Kapasite Tekn.Kapasite Ekon.Kapasite [GWh/yıl ] Dağılım Oranı [GWh/yıl ] Dağılım Oranı Kullanım Oranı Kullanım Oranı Asya 7.654.600 52,24% 4.493.250 51,44% 58,70% 24,70% Avrupa 1.120.500120 7,65% 753.000 8,62% 67,20% 70,53% Kuzey Amerika 1.763.500 12,03% 1.015.750 11,63% 57,60% 65,45% Güney Amerika 2.615.300 17,85% 1.535.200 17,58% 58,70% 39,52% Okyanusya 196.000 1,34% 88.600 1,01% 45,20% 45,35% Afrika 1.303.250 8,89% 848.500 9,71% 65,11% 11,06% TOPLAM 14.653.150 150 8.734.300 300 59,61% 34,88% 34
Şekil.6 - Dünyanın Teknik & Ekonomik HİDROELEKTRİK POTANSİYELİ [ Dünya Toplamı 14,653 / 8,734 TWh / yıl ] 8000 7.655 7000 Teknik Kapasite 6000 Ekonomik Kapasite ıl ] [ TWh / y 5000 4000 4.494494 3000 2.615 2000 1000 1.535 1.303 848 1.7 764 1.016 1.120 753 196 88 0 Asya G. Amerika Afrika K.Amerika Avrupa Okyanusya 35
Tablo 5 - Dünya 'da Mevcut Kurulu, Teknik & Ekonomik Bakiye Hidroelektrik Kapsite Dağılımı KITA Mevcut Kurulu Kapasite Bakiye Ekonomik Kapasite Bakiye Teknik Kapasite [GWh/yıl ] Dağılım Oranı [GWh/yıl ] Dağılım Oranı [GWh/yıl ] Dağılım Oranı Asya 1.109.917 36,43% 3.383.333 59,49% 6.544.683 56,39% Avrupa 531.117117 17,43% 221.883 3,90% 589.383 5,08% Kuzey Amerika 664.840 21,82% 350.911 6,17% 1.098.661 9,47% Güney Amerika 606.750 19,92% 928.450 16,32% 2.008.550 17,31% Okyanusya 40.180 1,32% 48.420420 0,85% 155.820 1,34% Afrika 93.834 3,08% 754.666 13,27% 1.209.416 10,42% TOPLAM 3.046.637 637 5687663 5.687.663 11.606.513 36
Şekil.7 7 - Dünyada Ekonomik Hidroelektrik Kapasite Kullanımı [Dünya Toplamı 8,734 TWh / yıl] Mevcut 34,88% [ 3,047 TWh / yıl ] Kullanılabilir 65,12% [ 5,688 TWh / yıl ]
Tablo 6 - Dünya 'da Mevcut - İnşaat Halinde - Planlanmış Hidroelektrik Kurulu Güç Dağılımı KITA Mevcut Kurulu Güç İnşaa Halinde Kurulu Güç Planlanmış Kurulu Güç [ MW ] Dağılım Oranı [ MW ] Dağılım Oranı [ MW ] Dağılım Oranı Asya 330.100 38,90% 130.550 82,73% 241.000 52,39% Avrupa 179.100 21,11% 2.350 1,49% 13.800 3,00% Kuzey Amerika 167.100100 19,69% 6.000 380% 3,80% 43.700 9,50% Güney Amerika 137.400 16,19% 11.350 7,19% 75.450 16,40% Okyanusya 13.600 1,60% 150 010% 0,10% 2.300 0,50% Afrika 21.200 2,50% 7.400 4,69% 83.750 18,21% TOPLAM 848.500 157.800 460.000000 38
39