T.C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı Verimlilik Genel Müdürlüğü İMALAT SANAYİSİNDE KULLANILAN ELEKTRİK MOTORLARI ENVANTERİ ANALİZ RAPORU ANKARA, 2016
İMALAT SANAYİSİNDE KULLANILAN ELEKTRİK MOTORLARI ENVANTERİ ANALİZ RAPORU ANKARA, 2016
İmalat Sanayisinde Kullanılan Elektrik Motorları Envanteri Analiz Raporu Gelibolu Sokak No:5 Kavaklıdere 06690 ANKARA T. 0312 467 55 90 F. 0312 427 30 22 vgm.sanayi.gov.tr ISBN: GRAFİK TASARIM Kitap Adedi HAZİRAN 2016
Ülkemizde sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %70 i, toplam net elektrik tüketiminin %36 sı üç fazlı asenkron elektrik motor sistemlerinden kaynaklanmaktadır. Verimsiz elektrik motorlarının yüksek teknolojili ve verimli olan yenileriyle değiştirilmesi temelinde yapılacak bir dönüşüm ile imalat sanayi elektrik tüketiminde kayda değer bir düşüş sağlanmasının mümkün olduğu öngörülmektedir. Bu bilgiler ışığında, ülkemizin etkin bir motor dönüşüm politikası geliştirerek bunu ulusal boyutta hayata geçirmesi bir gereklilik olarak ortaya çıkmıştır. Bu alandaki uluslararası tecrübeler incelendiğinde, elektrik motorlarına ilişkin politika ve programlarda kullanılan temel araçların; finansal teşvikler, ulusal zorunlu minimum enerji performans standartları ile eğitim ve kapasite geliştirme programları olduğu görülmektedir. Verimli motorlara dönüşümün sağlanabilmesi için tüm bu araçların entegre bir şekilde ulusal ve uluslararası enerji politikalarıyla uyum içerisinde kullanılması gerekmektedir. Bu doğrultuda, Onuncu Kalkınma Planı Enerji Verimliliğinin Geliştirilmesi Öncelikli Dönüşüm Programı Eylem Planı kapsamında başlatılan Sanayide Verimsiz Elektrik Motorlarının Dönüşümü Programı ile Bakanlık olarak; sanayi işletmelerinde kullanılan 7,5 kw ve üzeri güçteki AC motorların envanter tespitini, yerli ve yüksek verimli motor üretim teknolojisini ve kapasitesini geliştirmeyi, piyasa denetimlerini artırmayı ve finansal destek mekanizmaları oluşturarak verimli elektrik motorlarına geçişi sağlamayı hedeflemekteyiz. Dönüşümün ilk adımı olan envanter çalışmasını tamamlamış bulunmaktayız. Söz konusu envanterin analizi ile yıllık 8 milyar TL nin üzerinde tasarruf potansiyeli bulunan motor dönüşümünün yol haritası belirlenecek, bu dönüşümün hayata geçmesiyle ülkemiz ekonomisine önemli bir katkı sağlanacaktır. Verimlilik Genel Müdürlüğümüzün; Bilim, Sanayi ve Teknoloji İl Müdürlüklerimizin; sanayicilerimizin; ilgili kurum ve kuruluşlarımızın katkıları ile hazırlanan bu analiz çalışmasının ülkemiz için hayırlı gelişmelere vesile olmasını temenni ederim. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanı
YÖNETİCİ ÖZETİ GİRİŞ Motor envanteri saha çalışması kapsamında 62 ilde ve 23 sanayi sektöründe faaliyet gösteren toplam 887 firmaya ait 93.139 adet AC, 1.755 adet DC motor verisi elde edilmiştir. Söz konusu motorlar 7,5 kw ve üzeri güç değerlerine sahiptir. İmalat sanayi genelinde envanter tahmini için Girişimci Bilgi Sistemi kapsamında yer alan Çalışan Sayısı, Maddi Duran Varlıklar ve Makine, Teçhizat ve Ekipmanlar verileri ile birlikte Sanayi Sicil Sistemi kapsamında yer alan Yıllık Elektrik Tüketimi verisi kullanılmıştır. MEVCUT STOK TAHMİNİ Sanayide toplam 4.306.622 adet 7,5 kw ve üzeri AC motorun hâlihazırda kullanılmakta olduğu tahmin edilmektedir.k VERİMLİLİK Yapılan analizler sonucu sanayide kullanılan 7,5 kw ve üzeri AC motorların verim sınıflarına göre dağılımı aşağıdaki grafikte sunulmuştur. Sanayide kullanılan 7,5 kw ve üzeri AC motorların % 65 lik bir kısmının IE1, % 27 lik bir kısmınınsa IE2 verim sınıfına sahip olduğu tespit edilmiştir. Dönüşüm için talep edilen Premium verimli (IE3) motorların ise sanayide sadece % 1 lik bir payı olduğu dikkat çekmektedir. 70 60 Motor Sayısı (%) 50 40 30 20 10 0 IE 0 IE 1 IE 2 IE 3 IE 4 IEC Verim Sınıfları iii
KARAKTERİSTİK DEĞERLER SEKTÖRLER Envanter çalışması sonucunda mevcut stokta yer alan 7,5 kw ve üzeri AC motorların; Ortalama Güç: 42,5 kw Ortalama Yaş: 12 yıl Ortalama Yıllık Çalışma Saati: 5.456 saat/yıl değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. 7,5 kw ve üzeri AC motorların en sık kullanıldığı 5 sektör şu şekilde sıralanmıştır; Sektör Kodu ve Tanımı 7,5 kw ve üzeri AC Motor Sayısı Sektörler Toplamı İçindeki Oranı (%) 10 Gıda ürünlerinin imalatı 757.504 17,6 25 Fabrikasyon metal ürünleri imalatı 518.864 12,0 28 Başka yerde sınıflandırılmamış makine imalatı 442.012 10,3 14 Giyim eşyalarının imalatı 253.664 5,9 32 Diğer imalatlar 251.154 5,8 ELEKTRİK TÜKETİMİNDE MOTORLARIN PAYI Envanter çalışması sonucu yapılan tespitlere göre; ülkemiz sanayisinde tüketilen yıllık elektriğin yaklaşık %72 lik kısmı 7,5 kw ve üzeri AC motorlardan kaynaklanmaktadır. DEĞİŞKEN HIZ SÜRÜCÜSÜ (DHS) KULLANIMI VE TASARRUF POTANSİYELİ Elde edilen veriler sonucunda imalat sanayisinde kullanılmakta olan 7,5 kw ve üzeri AC motorlar içerisinde yaklaşık 167.000 motor için değişken hız sürücüsü kullanımı gerektiği ortaya konmuştur (IE 2 verim sınıfına sahip, yaşı 10 yıldan az, değişken yükte çalışan, pompa veya fanlarda kullanılan motorların %50 si üzerinden). Motor değişiminin yanısıra DHS kullanımı ile de elde edilecek tasarruf potansiyeli ve gerekli yatırım maliyeti hesaplanmıştır. Buna göre yaklaşık 1,5 milyar TL lik bir tasarruf potansiyeli olduğu ortaya konmuştur. Ülkemizde yerli DHS üretimi henüz bulunmamakla beraber, çeşitli motor üreticileriyle yapılan görüşmeler sonucunda üretime yönelik bazı yatırım girişimleri başlatılmıştır. iv
TOPLAM YATIRIM MALİYETİ VE TASARRUF POTANSİYELİ Yapılan analizler sonucunda sanayide hâlihazırda kullanılan ve verimsiz (IE0, IE1, Değişken Hız Sürücüsü Bulunmayan IE2) olarak nitelendirilen toplam 3.783.694 adet 7,5 kw ve üzeri AC motorun bulunduğu tahmin edilmektedir. Bahsi geçen verimsiz motorların tamamının yenilenmesi sonucu yıllık; Yaklaşık 34 milyar kwh elektrik tasarrufu sağlanacaktır. Böylece her yıl ülkemiz ekonomisine yaklaşık 8,5 milyar TL katkı sağlanmış olacaktır. Söz konusu motor dönüşümü için gereken yatırım maliyeti yaklaşık 14,6 milyar TL değerindedir. Kazanılacak yıllık tasarruf miktarı ve toplam maliyet ele alındığında; Motor dönüşüm programının ülkemiz ekonomisine yaklaşık 21 aylık bir sürede geri döneceği tahmin edilmektedir. DHS kullanımı da dikkate alındığında bu süre 18 aya düşmektedir. Elektrik birim fiyatı OSB içi ve dışında faaliyet gösteren firmalara göre değişmektedir ve OSBÜK, TEDAŞ, EPDK ve OSB Müdürlüklerinden alınan veriler doğrultusunda tespit edilmiştir. Buna göre elektrik birim fiyatı, OSB dışındaki firmalar için 0,25, OSB içindeki firmalar için 0,20, ağırlıklı ortalama ise 0,22 TL/kWh olarak alınmıştır (toplam sanayi elektrik tüketiminin %54 ünün OSB içi olduğu kabul edilmiştir). Alternatifli birim fiyatlar ve motor dönüşüm senaryoları (motor değişimi ve DHS kullanımı) göz önünde bulundurularak yapılan analizler doğrultusunda ortaya çıkan tasarruf potansiyeli, yatırım maliyeti ve geri dönüş süresini içeren özet tablo aşağıda sunulmuştur. v
SENARYOLAR Dönüşüm Maliyeti ELEKTRİK FİYAT TARİFELERİ Birim Fiyatı 0,22 TL/kWh 14,5 milyar TL Birim Fiyatı 0,25 TL/kWh VERİMSİZ MOTORLARIN VERİMLİ OLANLARIYLA DEĞİŞTİRİLMESİ Dönüşümü Yapılacak Motor Sayısı 3,8 milyon Elde Edilecek Yıllık Elektrik Tasarrufu 33.800 GWh/yıl Elde Edilecek Yıllık Tasarruf 7,4 milyar TL/yıl 8,4 milyar TL/yıl Yatırımın Geri Dönüş Süresi 24 ay 21 ay Dönüşüm Maliyeti DHS İlave Edilecek Motor Sayısı 563 milyon TL 167 bin GEREKLİ MOTORLARA HIZ SÜRÜCÜSÜ İLAVESİ Elde Edilecek Yıllık Elektrik Tasarrufu 6.600 GWh/yıl Elde Edilecek Yıllık Tasarruf 1,4 milyar TL/yıl 1,6 milyar TL/yıl Yatırımın Geri Dönüş Süresi 5 ay 4 ay VERİMSİZ MOTORLARIN VERİMLİ OLANLARIYLA DEĞİŞTİRİLMESİ + GEREKLİ MOTORLARA HIZ SÜRÜCÜSÜ İLAVESİ Dönüşüm Maliyeti Dönüşümü Yapılacak ve DHS İlave Edilecek Motor Sayısı Elde Edilecek Yıllık Elektrik Tasarrufu 14,5 milyar TL 3,8 milyon 38.700 GWh/yıl Elde Edilecek Yıllık Tasarruf 8,5 milyar TL/yıl 9,6 milyar TL/yıl Yatırımın Geri Dönüş Süresi 20 ay 18 ay vi
İÇİNDEKİLER BAKAN SUNUŞU... YÖNETİCİ ÖZETİ... TABLO VE GRAFİKLER... GİRİŞ... I. SAHA ENVANTER ÇALIŞMASI VE ANALİZİ... 1. AC MOTOR ENVANTER ANALİZİ... 1.1 Güç(kW) Değeri Esaslı Analiz Sonuçları... 1.2. Sektörel Analiz Sonuçları... 1.3. Motor Verimlilik Tayini... 1.4. Verimli Motor Fiyatları... 1.5. Toplam Dönüşüm Maliyeti... 1.6. Sektörel Dönüşüm Maliyetleri... 1.7. İmalat Sanayi Toplam Elektrik Tüketimi ve Motorların Payı... 1.8. AC Motorların Elektrik Tüketimini Etkileyen Faktörler... 2. DC MOTOR ENVANTERİ ANALİZİ... 2.1. DC Motor Verileri... 2.2. DC Motorun AC Motor ile Değişimi... II. İMALAT SANAYİİ GENELİ ENVANTER TAHMİNİ... 1. MEVCUT STOK TAHMİNİ ÇALIŞMASI... 1.1. Analiz Aşamaları... 1.2. Kullanılan Veriler... 1.3. Sonuçlar... III. İMALAT SANAYİİ GENELİ DÖNÜŞÜM MALİYETİ VE TASARRUF POTANSİYELİ... 1. TOPLAM AC MOTOR DÖNÜŞÜM MALİYETİ... 1.1. İmalat Sanayi Geneli Toplam Dönüşüm Maliyeti... 2. TOPLAM TASARRUF POTANSİYELİ... 3. DEĞİŞKEN HIZ SÜRÜCÜSÜ KULLANIMI... 4. SEKTÖREL DESTEKLEME ÖNCELİKLERİ... 1.1. Yerli Motor Kullanımının Teşviki... 1.2. Yaşlı, Yüksek Güçlü ve Yeniden Sarıma Maruz Kalmış Motorların Dönüşümü... 1.3. Değişken Hız Sürücüsü Kullanımının Teşviki... IV. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME... i iii vii 1 3 3 3 15 30 31 31 32 32 35 36 36 46 47 47 47 49 49 51 51 51 53 56 57 57 58 59 60 EKLER Tablo 1. AC Motor Envanteri Analizi İçin Kullanılan Motor Sayıları... Tablo 2. DC Motor Envanteri Analizi İçin Kullanılan Motor Sayıları... Tablo 3. İmalat Sektörlerinin NACE Rev.2 Kodları ve Karşılık Gelen Tanımı... Tablo 4. Saha Çalışması Envanter Bilgi Formu... 66 66 67 68 vii
GRAFİKLER Grafik 1.0 Grafik 1.1 Grafik 1.2 Grafik 1.3 Grafik 1.4 Grafik 1.5 Grafik 1.6 Grafik 1.7 Grafik 1.8 Grafik 1.9 Grafik 1.10 Grafik 1.11 Grafik 1.12 Grafik 1.13 Grafik 1.14 Grafik 1.15 Grafik 1.16 Grafik 1.17 Grafik 1.18 Grafik 1.19 Grafik 1.20 Grafik 1.21 Grafik 1.22 Grafik 1.23 Grafik 1.24 Grafik 1.25 Grafik 1.26 Grafik 1.27 Grafik 1.28 Grafik 1.29 Grafik 1.30 Grafik 1.31 Grafik 1.32 Grafik 1.33 Grafik 1.34 Grafik 1.35 Grafik 1.36 Grafik 1.37 Elektrik Motorlarının Tasarımlarına ve Yapılarına Göre Sınıflandırılması... AC Motorların Yerli Üretim ve İthalat Verileri... AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Yerli Üretim ve İthalat Verileri... AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Dağılımı... AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Yaş Değerleri... AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Ortalama Sardırma Sayısı... Güç Aralıklarına Yeniden Sarım Yapılan AC Motor Oranı... Verim Sınıflarına Göre AC Motor Sayıları... Güç Aralıkları ve Verim Sınıflarına Göre AC Motor Sayıları... Verim Artırıcı Ekipman Kullanılan Motorların Ekipman Tipine Göre Dağılımı... Güç Aralıklarına Göre Motorlarda DHS Kullanım Oranı... Güç Aralıklarına Göre Motorların Ortalama Yıllık Çalışma Süreleri... Motorlarda Yüklenme Durumu... Güç Aralıklarına Göre Motorlarda Ortalama Yüklenme Oranı... Motorların Kullanım Yerine Göre Dağılımı... AC Motorların Sektörel Bazda Yerli Üretim ve İthalat Verileri... AC Motorların Sektörlere Göre Ortalama Gücü... Sektörlere Göre Motorların Ortalama Yaşı... Sektörlere Göre Yeniden Sarımı Yapılan Motor Oranı... Sektörlere Göre Ortalama Yeniden Sarım Sayısı... Sektörlere Göre Motor Verim Sınıflarının Dağılımı... Sektörlere Göre Verim Artırıcı Ekipman Kullanımı... Sektörlere Göre Değişken Hız Sürücüsü Kullanımı... Sektörlere Göre Motorların Ortalama Yıllık Çalışma Süreleri... Gıda Ürünlerinin İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... Tekstil Ürünlerinin İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... Kauçuk ve Plastik Ürünlerin İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... Diğer Metalik Olmayan Mineral Ürünlerin (Cam, Çimento, Seramik vb.) İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... Ana Metal Sanayii Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... Motorlu Kara Taşıtı, Treyler (Römork) Ve Yarı Treyler (Yarı Römork) İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri... AC Motorların Elektrik Tüketimine Etki Eden Faktörler... Güç Aralıklarına Göre DC Motorların Kullanım Oranları... DC Motorların Yerli Üretim ve İthalat Verileri... Güç Aralıklarına Göre DC Motorların Yerli Üretim ve İthalat Verileri... Güç Aralıklarına Göre DC Motorların Ortalama Yaş Verileri... DC Motorların Yeniden Sarım Oranı... Güç Aralıklarına Göre Yeniden Sarım Yapılan DC Motor Oranı... Güç Aralıklarına Göre DC Motorlarda Ortalama Yeniden Sarım Sayısı... 1 4 5 6 7 8 8 9 10 11 11 12 13 14 15 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 27 28 28 29 29 35 36 37 38 39 40 41 42 viii
Grafik 1.38 Grafik 1.39 Grafik 1.40 Grafik 1.41 Grafik 1.42 Grafik 3.1 Güç Aralıklarına Göre DC Motorlarda Ortalama Yıllık Çalışma Süreleri... DC Motorların Yüklenme Durumu... Güç Aralıklarına Göre DC Motorlarda Ortalama Yüklenme Oranı... DC Motorların Kullanım Yerlerine Göre Dağılımı... DC Motorların AC Motorlar ile Değişebilirliği... Sektörlere Göre İmalat Sanayisinde Kullanılan 7,5 kw ve üzeri Verimsiz AC Motor Oranı... 43 44 44 45 46 53 TABLOLAR Tablo 1.1 Tablo 1.2 Tablo 1.3 Tablo 1.4 Tablo 1.5 Tablo 1.6 Tablo 1.7 Tablo 2.1 Tablo 2.2 Tablo 3.1 Tablo 3.2 Tablo 3.3 Tablo 3.4 Tablo 3.5 Tablo 3.6 Envanter Çalışmasına Katılan İşletmelerin Sektörlere Göre Dağılımı... Envanter Çalışmasına Kapsamında Elde Edilen Motor Sayılarının Sektörlere Göre Dağılımı... AC Motor Verimlilik Durumu Tespiti Kriterleri... IE 3 Verimli AC Motor Fiyatları... Sektörlere Göre Dönüşüm Maliyeti... Tüketim Analizinde Kullanılan Veriler... Sektörlere Göre Toplam Sanayi Tüketimi İçerisinde AC Motorların Payı... Çalışan Sayısı ve Maddi Duran Varlıklar Değerlerine Göre Motor Sayısı Tahmin Formülleri... Sektörlere Göre İmalat Sanayisinde Kullanılan 7,5 kw ve üzeri Toplam AC Motor Sayıları... Sektörlere Göre İmalat Sanayi Geneli Motor Dönüşüm Maliyeti... Sektörlere Göre Toplam Tasarruf Potansiyeli... Değişken Hız Sürücüsü Kullanımı ve Motor Dönüşüm Senaryolarından Elde Edilen Elektrik Tasarrufu ve Geri Dönüş Süreleri... Yerli Motor Kullanımı Teşviki Konusunda Öncelikli Sektörler... Yaş Değeri Yüksek, Sarıma Maruz Kalmış Büyük Güçlü Motorların Dönüşümüne İlişkin Teşvik Konusunda Öncelikli Sektörler... Değişken Hız Sürücüsü Kullanımına İlişkin Teşvik Konusunda Öncelikli Sektörler... 16 17 30 31 32 33 34 48 50 52 55 56 57 58 59 ix
GİRİŞ Dünya çapında tüketilen enerjinin %45 ini (7.100 TWh/yıl) elektrik motorlu sistemler harcamaktadır. Bu tüketimin de %64 ü (4.500 TWh/yıl) sanayide kullanılan motor sistemleri tarafından yapılmaktadır. Motor sistemlerinin enerji verimliliğinin, mevcut en uygun teknolojiler kullanılarak yaklaşık %20 - %30 oranında artırılma potansiyeli bulunmaktadır. 1 Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrik motorları, sanayide pompalar, fanlar, presler, kompresörler, değirmenler, taşıma sistemleri gibi pek çok makine ve teçhizatta kullanılmaktadır. Elektrik motorları tasarımlarına ve yapılarına göre şu şekilde sınıflandırılırlar. Elektrik Motorları Doğru Akım Motorları Alternatif Akım Motorları Senkron Motorlar Asenkron Motorlar Bir Fazlı Asenkron Üç Fazlı Asenkron Grafik 1.0 Elektrik motorlarının tasarımlarına ve yapılarına göre sınıflandırılması Ülkemizde sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %70 i, başka bir deyişle toplam net elektrik tüketiminin yaklaşık %36 sı üç fazlı asenkron elektrik motor sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu motorlar basit tasarımları, düşük maliyeti, kolay bakımı ve yüksek güç/ağırlık oranlarıyla tercih edilen ve sanayide en yaygın kullanılan motor tipidir. Düşük verimli elektrik motorlarının yüksek teknolojili ve verimli olan yenileriyle değiştirilmesi temelinde yapılacak bir dönüşüm ile imalat sanayi elektrik tüketiminde kayda değer bir düşüş sağlanmasının mümkün olduğu öngörülmektedir. Bu bilgiler ışığında, ülkemizin etkin bir motor dönüşüm politikası geliştirmesi ve bunu ulusal boyutta hayata geçirmesi bir gereklilik olarak ortaya çıkmıştır. Bu alandaki uluslararası tecrübeler incelendiğinde, elektrik motorlarına ilişkin politika ve programlarda kullanılan temel araçların; finansal teşvikler, ulusal zorunlu minimum enerji performans standartları ile eğitim ve kapasite geliştirme programları olduğu görülmektedir. Verimli motorlara dönüşümün sağlanabilmesi için tüm bu araçların entegre bir şekilde ulusal ve uluslararası enerji politikalarıyla uyum içerisinde kullanılması gerekmektedir. 1 International Energy Agency, Energy Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor Driven Systems, 2011 1
Onuncu Kalkınma Planı Öncelikli Dönüşüm Programlarından biri olan Enerji Verimliliğinin Geliştirilmesi Programı altında yer alan Sanayide Enerji Verimliliğinin Artırılması bileşeninin koordinasyonu Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı Verimlilik Genel Müdürlüğü tarafından yürütülmektedir. Bu bileşen kapsamındaki en önemli politika başlığı, düşük verimli AC elektrik motorlarının daha yüksek verimli olanlarıyla değiştirilmesidir. Bu amaçla Verimlilik Genel Müdürlüğünce, Sanayide Kullanılan Verimsiz Elektrik Motorlarının Dönüşümü adlı bir program uygulanmaya başlamıştır. Verimlilik Genel Müdürlüğü tarafından yürütülen olan bu program kapsamında yer alan faaliyetler içerisinde öncelikli olarak Sanayide kullanılan 7,5 kw ve üzeri AC motorlarına ilişkin envanter çıkarılması planlanmıştır. Bu kapsamda ilk olarak, işletmelerden saha çalışmaları ile edilecek envanter formunun tasarımı yapılmıştır. Yerli motor üreticileri, enerji verimliliği danışmanlık şirketleri, Elektrik Mühendisleri Odası ve TSE nin de görüşleri alınarak envanter formu nihai hale getirilmiş ve Ankara Sincan OSB de pilot uygulaması yapılmıştır. Pilot uygulama sonuçlarının ardından örneklem ardından örneklem belirleme çalışmalarına başlanmış ve çalışmalarına başlanmış ve öncelikli olarak Sanayi Sicil Sistemi nde yer alan bilgiler kullanılarak 110.000 imalat sanayi işletmesine ilişkin sektör, il ve elektrik tüketim verileri analiz edilmiştir. Bu kapsamda yıllık elektrik tüketimi 50 TEP ve üzeri olan 10.250 adet sanayi işletmesi tespit edilmiş ve araştırmanın ana kütlesi belirlenmiştir. Bu işletmelerin sektörlere ve illere göre dağılımı yapılarak, hangi ilde, hangi sektörlerden kaç işletmeye gidileceği ve motor envanter bilgilerinin alınacağı belirlenmiştir. İstatistiki güvenirlik bakımından 1.000 işletme hedefi konulmuş ve örneklem deseni buna göre düzenlenmiştir. 62 ilimizde belirlenen ve her ilde farklı sektörel dağılıma sahip örneklem deseni için saha çalışmaları öncesinde Bilim, Sanayi ve Teknoloji (BST) İl Müdürlükleri personeline yönelik bir eğitim programı düzenlenmiştir. 28 Mayıs 2015 tarihinde Ankara da gerçekleştirilen eğitime, saha çalışmalarında görev alacak BST İl Müdürlüklerinden 84 personelin yanı sıra Bakanlığımız uzman ve yöneticilerinden oluşan toplam 103 kişi katılım sağlamıştır. Eğitimde Türkiye ve dünyada elektrik motorları enerji tüketimi ve ilgili teknik mevzuatın yanı sıra motor envanter formunun doldurulmasına yönelik usul ve esaslar ile motor etiketinin nasıl okunması gerektiğine dair bilgiler verilmiştir. Saha çalışmasına katılacak personelden, envanter formunun bizzat işletmelerin içine girerek birkaç aşamada doldurmaları talep edilmiştir. Buna göre BST İl Müdürlüğü personeli işletmeleri ziyaret ederek işletme yöneticilerine motor dönüşüm programını tanıtmış, envanter çalışması hakkında bilgi vermiştir. Örnek bir tespit bakanlık personeli ve işletme yetkilileri tarafından birlikte gerçekleştirilerek envanter formunun doldurulması için bir planlama yapmıştır. İşletme envanter çalışmasını tamamladığında bakanlık personeli yerinde kontrol ederek envanter formunu teslim almıştır. İşletmelerin büyüklüğüne ve sahip olduğu motor sayısına bağlı olarak bazı işletmeler birkaç kez ziyaret edilmiştir. Saha çalışmaları sonucunda 887 imalat sanayi işletmesine ait 7,5 kw ve üzeri motor envanteri bilgileri elde edilmiş ve analiz edilmiştir. Analiz kapsamında AC (alternatif akım) ve DC (doğru akım) motor verileri incelenerek yerli-ithal oranı, ortalama güç, verimlilik durumu vb. sonuçlar elde edilmiş; ayrıca Girişimci Bilgi Sistemi ve Sanayi Sicil Sistemi verileri kullanılarak AC motorlara ilişkin toplam tasarruf potansiyeli, yatırım maliyetleri ve elektrik tüketiminde motorların payına ilişkin hesaplamalar yapılmıştır. 2
I. SAHA ENVANTER ÇALIŞMASI VE ANALİZİ 1. AC MOTOR ENVANTER ANALİZİ Sanayide kullanılan elektrik motorlarının büyük bir kısmını AC motorlar oluşturmaktadır. Performans, fiyat ve proses genişliği açısından birçok avantaja sahip bu motor tipinin enerji verimliliği analizinde de öncelikli olarak ele alınması gerekmektedir. Toplam 887 sanayi işletmesinde gerçekleştirilen envanter çalışmaları sonucunda 93.139 adet AC motor verisi temin edilmiştir. 2 Raporun birinci kısmında örnekleme dair motor gücü ve sektörel ayrımda ve toplu olarak temel motor parametreleri, potansiyel tasarruf analizi, yatırım maliyeti ve geri dönüş oranlarına ilişkin analizler gerçekleştirilmiştir. 1.1Güç (kw) Değeri Esaslı Analiz Sonuçları Bu bölümde motorun birincil karakteristik özelliği olan Güç (kw) değeri baz alınarak çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. 2 Envanter çalışması kapsamında elde edilen motor verileri incelendiğinde, gerek bilgi yetersizliği gerekse motorların eski olmasından dolayı birtakım verilerin eksikliği göze çarpmaktadır. Bu sebeple analizlerin hepsi aynı sayıda motor verisi kullanılarak gerçekleştirilememiştir. Her bir analiz için kaç sayıda motor verisinin kullanıldığına ilişkin bilgi Ekte yer alan Tablo 1 de sunulmuştur. Aynı durumun DC motorların analizi için de geçerli olmasından dolayı Tablo 2 de söz konusu analiz için verinin mevcut olduğu DC motor sayısı sunulmuştur. 3
1.1.1. Menşei Marka ve model verileri, yurtiçi piyasasındaki yerli ve ithal motor sayısının belirlenerek önümüzdeki dönemlerde alınacak yerli üretim politikalarına kaynak olması açısından büyük önem arz etmektedir. Toplam 93.139 adet AC motordan alınan veriler sonucu; Yerli Üretim AC motor sayısı: 39.844 İthal edilen AC motor sayısı: 49.068 olarak belirlenmiştir. 4.227 adet AC motorun ise menşeine ilişkin veri bulunamamıştır. 4% Bilinmiyor Yerli İthal 53% 43% Grafik 1.1 AC Motorların Yerli Üretim ve İthalat Verileri Söz konusu motorların güç dağılımlarına göre menşei farklılık göstermektedir. Düşük güç değerlerinde yurtiçi üretim başa baş noktasında iken büyük değerlerde (90 kw ve üzeri) ithal motorların daha çok tercih edildiği görülmektedir. 4
100 80 Yerli-İthal Motor Sayısı (%) 60 40 İthal Motor Yerli Motor 20 0 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~75 75~90 90~132 132~200 200~ ~400 +400 Güç Aralıkları (kw) Grafik 1.2 AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Yerli Üretim ve İthalat Veriler 1.1.2. Güç Motorların en önemli karakteristik verisi güç değeridir. Çeşitli verim ve tasarruf hesaplamaları bu değer dikkate alınarak yapılmaktadır. Toplam 92.891 adet AC motora ilişkin güç verisi temin edilmiş olup 248 adet motorda bu veriye ulaşılamamıştır. Söz konusu motorların ortalama gücü 42,5 kw olarak belirlenmiştir. Çeşitli güç aralıklarına göre AC motor sayısı analizi sonucunda nispeten düşük güçlü motorların (7,5-37 kw arası) sanayide daha sık kullanıldığı gözlemlenmiştir. İmalat sanayisinde kullanılan proseslerin büyük bir kısmının uygulamasında yer alan bu güç aralığına sahip elektrik motorları %48 oranında yerli üretimden karşılanmakta iken %52 oranında ithal motorların kullanıldığı görülmüştür. 92.891 motorun güç aralıklarına göre dağılımı Grafik 1.3 te verilmiştir; 5
40 35 36 30 Motor Sayıları (%) 25 20 15 24 16 10 9 5 4 3 3 2 2 1 0 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~755 75~90 90~ ~132 132~200 200~400 +400 Güç Aralıkları (kw) Grafik 1.3 AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Dağılımı 1.1.3. Motor Yaşı Ülkemiz sanayisinde kullanılan elektrik motorlarının yaşınaa ilişkin yapılan tespit sonucunda toplam 79.799 adet AC motorun yaş bilgisine ulaşılmıştır. Söz konusu motorların ortalama yaşı 12 yıl olarak hesaplanmıştır. Bu değer de ülkemizde genel olarak eski motorların kullanılmakta olduğunu göstermektedir. (Literatürdee AC motorların ortalama 15 yıllık bir ömre sahip oldukları belirtilmiştir. 3 ) Motorların güç aralıklarına göre yaş analizi yapıldığında, düzenli bir oran tespit edilememiştir. Bununla birlikte 37 ila 55 kw güç değeri arasında ye alan motorların nispeten daha eski olduğu gözlemlenmiştir. En düşük yaş değeri ise 132 ila 200 kw arasında yer alan motorlarda tespit edilmiştir. 3 Malcom Barnes, Practical Variable Speed Drives and Power Electronics, Newnes, 2003 6
13,5 13 12,5 Motor Yaşı (yıl) 12 11,5 11 10,5 10 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~75 75~90 90~132 132~200 200~400 +400 Güç Aralıkları (kw) Grafik 1.4 AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Yaş Değerleri 1.1.4. Yeniden Sarım Elektrik motorları yandığı zaman çoğunlukla içerisindeki bakır vb. sargıların yeniden sarımı yapılmaktadır. Bu işlem sanayide sıklıkla görülmekte ve verimi düşürmektedir. Literatürde, yüksek kalitede yapılmayan sarım işleminin motor verimini düşürdüğü belirtilmiştir. 4 Bununla birlikte ülkemizde faaliyet gösteren çeşitli elektrik motoru üreticileri ve enerji verimliliği danışmanlık şirketlerinden alınan bilgiler sonucu, düşük ve orta güç değerlerindeki motorlarda (90 kw altı) ilk sardırma sonucu verim %2 düşerken ikinci ve daha fazla sayıdaki her sardırmada %3 e yakın verim kaybı oluştuğu belirtilmiştir. Büyük güçlü motorlarda ise (90 kw ve üzeri) bu oran her sardırma için %1 civarındadır. Envanter çalışması analizi sonucunda sanayide kullanılan 7,5 kw ve üzeri AC motorların yeniden sarıma maruz kalma sıklığı ve ortalama sardırma sayısı gibi veriler incelenmiştir. Yeniden sarım durumu ile ilgili verinin mevcut olduğu toplam 65.226 adet motor incelendiği zaman mevcut stokta bulunan ve sardırılan motorların ortalama 2 ila 3 kez yeniden sarım işlemine maruz kaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca motorların güç aralıklarına göre ortalama sardırma sayısı incelenerek hangi güç aralığının bu işleme daha sık maruz kaldığı araştırılmıştır. 4 Jim Custodio, The Impact of Rewinding on Motor Efficiency, 2007 7
Sardırma Sayısı 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~75 75~90 90~132 132~200 200~400 +400 Güç Aralığı (kw) Grafik 1.5 AC Motorların Güç Aralıklarına Göre Ortalama Sardırma Sayısı Grafikte de görüldüğü üzere ortalama güç aralığı (37-75 kw arası) yer alan motorlar yeniden sarım işlemine nispeten daha fazla maruz kalmıştır. Grafik 1.6 da ise güç aralıklarındaki motorlar içerisinde yeniden sarım işlemine maruz kalanların oranları verilmiştir. Güç ARalıkları (kw) +400 200~400 132~200 90~132 75~90 55~75 37~55 22~37 11~22 7,5~11 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Yeniden Sarım Yapılan AC Motor Sayıları (%) Grafik 1.6 Güç Aralıklarına Göre Yeniden Sarım Yapılan AC Motor Oranı 8
Söz konusu grafikte 55 ila 75 kw arasında güç değerine sahip motorların %30 dan fazla bir kısmının yeniden sarıldığı görülmektedir. Bu sonuç sahada kullanılan motorların verim analizi yapılırken yeniden sarımın olumsuz etkisinin de hesaba katılması gerektiğinin bir göstergesidir. 1.1.5. Verim 5 Envanter çalışması kapsamında 53.496 adet motorun verim sınıfına ilişkin veri toplanmıştır. 1.809 adet motorda sadece verim değeri (%) temin edilmiş ve geri kalan 37.834 motorun verimine ile ilişkin herhangi bir veriye ulaşılamamıştır. Elde edilen verim sınıfı değerlerinin analizi sonucunda sahada kullanılan motorların büyük bir kısmının düşük verim sınıfında olduğu belirlenmiştir. Grafik 1.7 incelendiği zaman sahada kullanılan motorların %60 dan fazlasının IE 1 (verimsiz) verim sınıfında sahip olduğu gözlemlenmiştir. IE 4 IE 3 Verim Sınıfları IE 2 IE 1 IE 0 0 10 20 30 40 50 60 70 AC Motor Sayısı (%) Grafik 1.7 Verim Sınıflarına Göre AC Motor Sayıları 5 2008 yılında Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) 3 fazlı asenkron motorların verimlilik sınıflarını uyumlu hale getirebilmek için IEC/EN 60034-30 standardını geliştirmiştir. Bu standarda göre verim sınıfları; IE 0-Standart Verimin altında IE 1-Standart Verim IE 2-Yüksek Verim IE 3-Premium Verim IE 4-Süper Premium Verim 9
Verim sınıfları güç aralıklarına göre incelendiğinde yine düşük verim sınıfında olan motorların fazlalığı dikkat çekmektedir. 80 70 60 Motor Sayısı (%) 50 40 30 20 IE 0 IE 1 IE 2 IE 3 IE 4 10 0 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~75 75~90 90~132 132~200 200~400 +400 Güç Aralıkları (kw) 1.1.6. Verim Artırıcı Ekipmanlar Grafik 1.8 Güç Aralıkları ve Verim Sınıflarına Göre AC Motor Sayıları Elektrik motorlarında verimi olumlu yönde etkileyen birçok ekipman bulunmaktadır. Değişken Hız Sürücüsü, Yumuşak Yol Verici (Soft Starter) ve Yıldız-Üçgen Bağlantı gibi ekipmanların kullanım bilgileri envanter çalışması sonucunda analiz edilmiş ve önemli sonuçlara ulaşılmıştır. Toplam 93.139 motorun 49.740 adedinde bu ekipmanların kullanıldığı tespit edilmiştir. Söz konusu ekipmanlar arasında en belirgin kullanım oranına sahip olan Değişken Hız Sürücüsü (DHS/Invertor/Frekans Konvertörü), değişken yüklü proseslerde kullanıldığında verimi önemli oranda artırmaktadır. Güç aralıkları baz alınarak yapılan analiz sonucunda DHS kullanımının en fazla 400 kw ve üzeri güç aralığındaki motorlarda mevcut olduğu gözlemlenmiştir (%38). 10
60 50 Motor Sayısı (%) 40 30 20 10 0 Değişken Hız Sürücüsü Yıldız-Üçgen Bağlantı Yumuşak Yol Verici (Soft Starter) Diğer Verim Artırıcı Ekipmanlar Verim Artırıcı Ekipmanlar Grafik 1.9 Verim Artırıcı Ekipman Kullanılan Motorların Ekipman Tipine Göre Dağılımı 6 DHS Kullanılan Motor Sayısı (%) 40 30 20 10 0 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~755 75~90 90~ 132 132~200 200~400 +400 Güç Aralıkları (kw) Grafik 1.10 Güç Aralıklarına Göre Motorlarda DHS Kullanım Oranı 6 Bir motorda verim artırıcı ekipmanlardan birkaçı aynı anda bulunabilir. 11
1.1.7. Yıllık Çalışma Süresi Elektrik motorları; kullanıldıkları proses, işletme şartları vb. durumlardan ötürü birbirinden farklı çalışma sürelerine sahiptir. İleriye dönük yatırım çalışmalarında önemli bir etken olan bu sürenin belli bir değerin altında olması, söz konusu motorun verimli olanı ile değiştirilmesi sonucu elde edilecek tasarrufu büyük ölçüde etkilemektedir. Envanter çalışması kapsamında toplam 82.298 adet motorun yıllık çalışma süresine ilişkin veri elde edilmiştir. Çeşitli analizler sonucu sahada kullanılan bir motorun ortalama yıllık çalışma süresi 5.456 saat olarak belirlenmiştir. Motorların güç değerleri baz alınarak yapılan çalışma sonucunda ise yüksek güçlü motorların (400 kw ve üzeri) daha yoğun çalıştırıldığı gözlemlenmiştir. +400 200~400 132~200 90~132 Güç Aralıkları (kw) 75~90 55~75 37~55 22~37 11~22 7,5~11 5000 5200 5400 5600 5800 6000 6200 Yıllık Çalışma Süresi (saat) Grafik 1.11 Güç Aralıklarına Göre Motorların Ortalama Yıllık Çalışma Süreleri 12
1.1.8. Motorlarda Yüklenme Elektrik motorları çoğu proseste kendi kapasitelerinin belirli bir miktar altında çalıştırılır. Genellikle %75 oranında yüklenen motorlarda verim azami seviyeye ulaşır. Motorun ömrü ve verimi açısından önemli olan bu değerin sabit ya da değişken olmasını gerektiren üretim prosesleri mevcuttur. Değişken yükün kullanılması gereken durumlarda eğer motora ait bir DHS mevcut değilse önemli oranda verim kaybı yaşanmaktadır. Sabit yük gerektiren proseslerde ise DHS kullanımı anlamlı değildir. Envanter çalışması kapsamında analizi yapılan parametrelerden birisi de sahada bulunan motorların yüklenme durumu (sabit/değişken) ve oranıdır. Toplam 29.803 adet motorun yüklenme durumuna ilişkin veri elde edilmiştir. 16% Veri Yok 16% 68% Sabit Yük Değişken Yük Grafik 1.12 Motorlarda Yüklenme Durumu Aynı analiz sonucunda toplam 69.903 motorun yüklenme oranına ilişkin veri temin edilmiştir. Söz konusu veri incelendiğinde sahada kullanılan motorların ortalama %78 yükte çalıştığı tespit edilmiştir. Motor gücünün yüklenme oranına etkisini belirlemek amacıyla aynı analiz güç aralıkları baz alınarak tekrar yapılmıştır. Bunun sonucunda 200 kw ile 400 kw arası güç değerine sahip motorların diğerlerine göre daha yüksek bir oranda yüklendiği gözlemlenmiştir (%80). 13
81 80 79 Yüklenme Oranı (%) 78 77 76 75 74 7,5~11 11~22 22~37 37~55 55~75 75~90 90~132 132~200 200~400 +400 Güç Aralıkları (kw) Grafik 1.13. Güç Aralıklarına Göre Motorlarda Ortalama Yüklenme Oranı 1.1.9. Motor Kullanım Yeri İmalat sanayisinde elektrik motorları genellikle fan, pompa, kompresör vb. sistemlerde kullanılmaktadır. Bu durum envanter çalışması kapsamında da ele alınmış ve sahadaki motorların kullanım yerleri analiz edilmiştir. Toplam 89.021 adet motora ait kullanım yeri verisi elde edilmiştir. Bu veriler incelendiğinde sahada bulunan motorların en fazla fan, pompa vb. sistemlerde kullanıldığı tespit edilmiştir. Ayrıca redüktör, volan vb. güç iletim ekipmanları ile konveyör, zincir, asansör vb. taşıyıcı sistemlerde de elektrik motoru kullanımının yoğun olduğu gözlemlenmiştir. 14
TAŞIYICI SİSTEMLER 10,65 TALAŞLI İMALAT 0,73 POMPA 26,05 PLASTİK ŞEKİLLENDİRME 5,47 KONKASÖR SİSTEMLERİ 4,91 Kullanım Yerleri KOMPRESÖR JENERATÖR ISIL SİSTEMLER 0,01 0,54 4,23 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER 0,34 GÜÇ İLETİM EKİPMANLARI 6,10 FAN 24,65 DÖKÜM EKİPMANLARI 0,01 DİĞER 16,32 Motor Sayısı (%) 1.2. Sektörel Analiz Sonuçları Grafik 1.14. Motorların Kullanım Yerine Göre Dağılımı Raporun giriş kısmında da belirtildiği üzere, envanter çalışması kapsamında toplam 62 ildeki 887 adet sanayi işletmesinde yer alan 7,5 kw üzeri elektrik motorlarının verileri temin edilmiştir. Söz konusu işletmeler belirlenirken ildeki sektörlerin 7 yoğunluğuna göre bir örneklem çalışması yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda envanter çalışmasına katılan işletmelerin sektörel dağılımı belirlenmiştir. Saha çalışması kapsamında envanter verileri toplanırken Bilim, Sanayi ve Teknoloji İl Müdürlükleri işbirliğiyle, sanayi sicil verileri kullanılarak gerçekleştirilmiş örneklem çalışmasına göre belirlenen sektörlere ve belirlenen sayıda işletme seçimi yapılmıştır. Söz konusu örneklem sonucu belirlenen sektörel ayrımda işletme sayıları Tablo 1.1 de sunulmuştur. Bu çalışmada, NACE Rev.2 sınıflandırmasına göre ikili kodu 12 olan Tütün ürünleri imalatı sektörüne ait bir işletme belirlenememiştir. 7 Sektör seçimi için 2013 Sanayi Sicil Verileri, sınıflandırma usulü içinse NACE Rev.2 sektör tanımlamaları kullanılmıştır. Ayrıca bu bölümde yer alan grafiklerde, eksen başlığı olarak sektörlerin sadece ikili kodları belirtilmiştir. 15
Sektör Kodu (NACE Rev.2) İşletme Sayısı 10. Gıda ürünlerinin imalatı 139 11. İçeceklerin imalatı 25 12. Tütün ürünleri imalatı 0 13. Tekstil ürünlerinin imalatı 103 14. Giyim eşyalarının imalatı 40 15. Deri ve ilgili ürünlerin imalatı 10 16. Ağaç, ağaç ürünleri ve mantar ürünleri imalatı 31 17. Kâğıt ve kâğıt ürünlerinin imalatı 30 18. Kayıtlı medyanın basılması ve çoğaltılması 10 19. Kok kömürü ve rafine edilmiş petrol ürünleri imalatı 4 20. Kimyasalların ve kimyasal ürünlerin imalatı 33 21. Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı 11 22. Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı 66 23. Diğer metalik olmayan mineral ürünlerin (cam,çimento, seramik vb.) imalatı 125 24. Ana metal sanayii 63 25. Fabrikasyon metal ürünleri imalatı (makine ve teçhizat hariç) 52 26. Bilgisayarların, elektronik ve optik ürünlerin imalatı 10 27. Elektrikli teçhizat imalatı 34 28. Başka yerde sınıflandırılmamış makine ve ekipman imalatı 29 29. Motorlu kara taşıtı, treyler (römork) ve yarı treyler (yarı römork) imalatı 30 30. Diğer ulaşım araçlarının imalatı 7 31. Mobilya imalatı 23 32. Diğer imalatlar 9 33. Makine ve ekipmanların kurulumu ve onarımı 3 Tablo 1.1 Envanter Çalışmasına Katılan İşletmelerin Sektörlere Göre Dağılımı 16
Envanter çalışması kapsamında verileri temin edilen motor sayısının sektörlere göre dağılımı ise Tablo 1.2 de verilmiştir. Sektör Kodu (NACE Rev.2) Motor Sayısı 10. Gıda ürünlerinin imalatı 27.950 11. İçeceklerin imalatı 1.300 12. Tütün ürünleri imalatı 0 13. Tekstil ürünlerinin imalatı 14.344 14. Giyim eşyalarının imalatı 2.307 15. Deri ve ilgili ürünlerin imalatı 876 16. Ağaç, ağaç ürünleri ve mantar ürünleri imalatı 3.576 17. Kâğıt ve kâğıt ürünlerinin imalatı 2.963 18. Kayıtlı medyanın basılması ve çoğaltılması 382 19. Kok kömürü ve rafine edilmiş petrol ürünleri imalatı 1.692 20. Kimyasalların ve kimyasal ürünlerin imalatı 2.565 21. Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı 587 22. Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı 4.115 23. Diğer metalik olmayan mineral ürünlerin (cam,çimento, seramik vb.) imalatı 11.568 24. Ana metal sanayii 4.058 25. Fabrikasyon metal ürünleri imalatı (makine ve teçhizat hariç) 3.661 26. Bilgisayarların, elektronik ve optik ürünlerin imalatı 260 27. Elektrikli teçhizat imalatı 2.070 28. Başka yerde sınıflandırılmamış makine ve ekipman imalatı 1.857 29. Motorlu kara taşıtı, treyler (römork) ve yarı treyler (yarı römork) imalatı 5.055 30. Diğer ulaşım araçlarının imalatı 297 31. Mobilya imalatı 728 32. Diğer imalatlar 759 33. Makine ve ekipmanların kurulumu ve onarımı 169 Tablo 1.2 Envanter Çalışmasına Kapsamında Elde Edilen Motor Sayılarının Sektörlere Göre Dağılımı Raporun bu kısmında AC motor verileri sektörler temel alınarak incelenmiştir. 17
1.2.1. Menşei Menşeine ilişkin verisi mevcut olan toplam 88.912 motorun sektörel bazda yerli veya ithal olma durumu analiz edilerek sonuçlar Grafik 1.15 te verilmiştir. Gıda ürünlerinin imalatı, Ana metal sanayii gibi sektörlerde yerli motor kullanımı daha fazla iken, Tekstil ürünlerinin imalatı, Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı gibi sektörlerde ise ithal motorun daha fazla tercih edildiği tespit edilmiştir. 100 90 80 70 Yerli-İthal Motor Sayısı (%) 60 50 40 30 20 10 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Sektör Kodu (NACE Rev.2) Yerli Motor Sayısı İthal Motor Sayısı Grafik 1.15 AC Motorların Sektörel Bazda Yerli Üretim ve İthalat Verileri Söz konusu grafik hangi sektörlerde yerli üretimin ithal motorlara göre daha rekabetçi olduğunu göstermektedir. 18
1.2.2. Güç En karakteristik motor verisi olan güç değerinin imalat sektörlerine göre tasnifi sonucunda elde edilen veriler Grafik 1.16 da verilmiştir. Ortalama güç değeri 42,5 kw olarak bulunmuştur. Söz konusu grafik incelendiğinde Kok kömürü ve rafine edilmiş petrol ürünleri imalatı sektörüne ait motorların ortalama gücünün nispeten daha büyük olduğu (96,9 kw) tespit edilmiştir. En düşük ortalama güç değeri ise Başka yerde sınıflandırılmamış makine ve ekipman imalatı sektöründe gözlemlenmiştir (14,19 kw). 120 100 80 Ortalama Güç (kw) 60 40 Ort.=42,5 kw 20 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Sektör Kodu (NACE Rev.2) Grafik 1.16 AC Motorların Sektörlere Göre Ortalama Gücü 19
1.2.3. Motor Yaşı Birinci bölümde bahsedildiği üzere ülkemiz sanayisinde nispeten eski motorların kullanıldığı tespit edilmiştir (Ortalama 12 yıl). Bu bölümde ise söz konusu yaş değerlerinin sektörlere göre analizi yapılmıştır. Grafik 1.17 de verilen analiz sonuçları incelendiğinde Diğer ulaşım araçlarının imalatı sektöründe yer alan motorların daha yaşlı olduğu (ortalama 22 yıl) gözlemlenmiştir. Ortalama yaşı en düşük olan motorlar ise Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı sektöründe tespit edilmiştir (ortalama 5 yıl). 25 20 Ortalama motor Yaşı (yıl) 15 10 5 Ort.=12 yıl 0 10 11 13 14 15 16 17 18 31 32 19 22 23 24 25 33 20 27 28 29 30 21 26 Düşük Teknoloji Orta Düşük Teknoloji Orta Yüksek Teknoloji Yüksek Teknoloji Sektör Kodu (NACE Rev.2) Grafik 1.17 Sektörlere Göre Motorların Ortalama Yaşı 20
1.2.4. Yeniden Sarım Envanter çalışması kapsamında temin edilen motorların yeniden sarım durumu bu bölümde sektör bilgisi temel alınarak incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda herhangi bir imalat sektöründe yer alan motorların ne kadarlık bir kısmının yeniden sarıma maruz kaldığı belirlenmiştir. Grafik 1.18 de yer alan veriler incelendiğinde Diğer imalatlar sektöründe bulunan motorların %83 ten fazlasının arıza sonucu tekrar sarıldığı tespit edilmiştir. Yeniden sarılan motor oranının en düşük olduğu sektör ise Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı olarak belirlenmiştir (%3). 90 80 Yeniden Sarılan Motor Sayısı(%) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Sektör Kodları (NACE Rev.2) Grafik 1.18 Sektörlere Göre Yenidenn Sarımı Yapılan Motor Oranı 21
Yeniden sarıma maruz kalan motorların ortalama yeniden sardırılma sayısı ise sektörel olarak analiz edilmiş ve Grafik 1.19 da sunulmuştur. Bu sayının en fazla olduğu Tekstil ürünlerinin imalatı ve Deri ve ilgili ürünlerin imalatı sektörlerindeki yeniden sarıma maruz kalmış motorların ortalama 4 defa bu işlemden geçtiği tespit edilmiştir. 4,5 4 3,5 Ortalama Sardırma Sayısı 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Sektör Kodları (NACE Rev.2) Grafik 1.19 Sektörlere Göre Ortalama Yeniden Sarım Sayısı 22
1.2.5. Verim Envanter çalışması kapsamında verim bilgisi temin edilen 53.496 adet motorun sektörlere göre dağılımı incelenmiş, hangi sektörde hangi verim sınıfının yoğun olduğu tespit edilmiştir. Bölüm 1.1.5 te IE 1 verim sınıfının bariz bir yoğunluğu olduğu gözlemlenmiştir. Bu sebeple sektörel analizde de bu yoğunluk göze çarpmaktadır. Söz konusu analiz Grafik 1.20 de verilmiştir. Grafik incelendiğinde IE 1 verim sınıfına sahip motorların çoğu sektörde ağırlıklı olarak kullanıldığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, İçeceklerin imalatı ve Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı sektörlerinde IE 2 verim sınıfına sahip motorların daha sık kullanıldığı gözlemlenmiştir. 90 80 70 60 Motor Sayısı (%) 50 40 30 20 IE 0 IE 1 IE 2 IE 3 IE 4 10 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Sektör Kodları (NACE Rev.2) Grafik 1.20 Sektörlere Göre Motor Verim Sınıflarının Dağılımı 23
1.2.6. Verim Artırıcı Ekipmanlar Elektrik motorlarının verimini artırıcı ekipmanların, sektörlere göre dağılımına ilişkin yapılan analizde belli sektörlerin (Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı; Bilgisayarların, elektronik ve optik ürünlerin imalatı) farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Grafik 1.21 de verilen analiz sonucunda söz konusu ekipman kullanımının Deri ve ilgili ürünlerin imalatı ve Kok kömürü ve rafine edilmiş petrol ürünleri imalatı sektörlerinde daha seyrek olduğu gözlemlenmiştir. Sektör Kodları (NACE Rev.2) 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 11 10 0 20 40 60 80 100 120 Verim Artırıcı Ekipman Kullanılan Motor Sayısı (%) Grafik 1.21 Sektörlere Göre Verim Artırıcı Ekipman Kullanımı 24
Grafik 1.22 de ise en yaygın verim artırıcı ekipman olan Değişken Hız Sürücüsünün sektörel dağılımı incelenmiştir. Aynı grafikte Temel eczacılık ürünlerinin ve eczacılığa ilişkin malzemelerin imalatı sektöründe hız sürücüsünün oldukça sık kullanıldığı tespit edilmiştir. Gıda ürünlerinin imalatı ve Deri ve ilgili ürünlerin imalatı sektörlerinde hız sürücüsünün nispeten daha nadir kullanıldığı gözlemlenmiştir. Sektör Kodları (NACE Rev.2) 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 11 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Değişken Hız Sürücüsü Kullanılan Motor Sayısıı (%) Grafik 1.22 Sektörlere Göre Değişken Hız Sürücüsü Kullanımı 25
1.2.7. Yıllık Çalışma Süresi İmalat sanayisi sektörlerinin enerji yoğunluğunun da tespiti üzerinde önemli bir kaynak olacak bu bölümde elektrik motorlarının sektörel bazda yıllık çalışma süreleri analiz edilmiştir. Grafik 1.23 de verilen sonuçlar doğrultusunda Tekstil ürünlerinin imalatı sektöründe kullanılan elektrik motorlarının daha yoğun bir çalışma temposuna maruz kaldığı gözlemlenmiştir. 7.000 Yıllık Çalışma Süresi (saat) 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 Ort.=5.456 saat/yıl 0 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 333 Sektör Kodu (NACE Rev.2) Grafik 1.23 Sektörlere Göre Motorların Ortalama Yıllık Çalışma Süreleri 1.2.8. Motor Kullanım Yeri Sektörlerin karakteristik prosesleriyle birlikte imalat sürecinin değişmez teknikleri birlikte düşünüldüğünde elektrik motorlarının sektörel olarak kullanım yerlerinin analizi önemli bir parametre haline gelmektedir. Bu bölümde yapılan çalışmalar, elektrikk motoru kullanımının en yoğun olduğu 6 sektör 8 temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Söz konusu 6 sektör ayrı ayrı incelenerek, motor kullanım yerlerinin dağılımı belirlenmiştir. Sonuçları Grafik 1.23-24-25-26-27-28 de verilmiştir. 8 Söz konusuu 6 sektör şu şekilde sıralanmıştır; Gıda ürünlerinin imalatı Tekstil ürünlerinin imalatı Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı Diğer metalik olmayan mineral ürünlerin ( cam, çimento, seramik vb.) imalatı Ana metal sanayii Motorlu kara taşıtı, treyler (römork) ve yarı treyler (yarı römork) imalatı 26
30 25 Motor Sayısı (%) 20 15 10 5 0 POMPA FAN TAŞIYICI SİSTEMLER KONKASÖR SİSTEMLERİ DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.24 Gıda Ürünlerinin İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 35 30 Motor Sayısı (%) 25 20 15 10 5 0 FAN GÜÇ İLETİM EKİPMANLARI POMPA PLASTİK ŞEKİLLENDİRME DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.25 Tekstil Ürünlerinin İmalatı Sektöründee Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 27
30 25 Motor Sayısı (%) 20 15 10 5 0 POMPA FAN PLASTİK ŞEKİLLENDİRME KONKASÖR SİSTEMLERİ DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.26 Kauçuk ve Plastik Ürünlerin İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 40 35 30 Motor Sayısı (%) 25 20 15 10 5 0 FAN TAŞIYICI SİSTEMLER POMPA KONKASÖR SİSTEMLERİ DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.27 Diğer Metalik Olmayan Mineral Ürünlerin (Cam, Çimento, Seramik vb.) İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 28
35 30 Motor Sayısı (%) 25 20 15 10 5 0 POMPA FAN TAŞIYICI SİSTEMLER PLASTİK ŞEKİLLENDİRME DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.28 Ana Metal Sanayii Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 35 30 25 Motor Sayısı (%) 20 15 10 5 0 POMPA FAN PLASTİK ŞEKİLLENDİRME TAŞIYICI SİSTEMLER DİĞER Motor Kullanım Yerleri Grafik 1.29 Motorlu Kara Taşıtı, Treyler (Römork) ve Yarı Treyler (Yarı Römork) İmalatı Sektöründe Yer Alan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri 29
1.3. Motor Verimlilik Tayini Analiz esnasında IEC tarafından yayınlanan verim tabloları baz alınmış ve motor yaşı, sardırma gibi etkenler de dikkate alınarak ilgili AC motorların verim sınıfları belirlenmiştir. Bir AC motorun verimsiz olarak sınıflandırıldığı ve değiştirilmesini gerektiren durumlar ise Tablo 1.3 te sıralanmıştır; AC Motor Özellikleri IE 0 (EFF3 ve altı) Verim Sınıfı IE 1 Verim Sınıfı IE 3 Verim Sınıfı IE 4 Verim Sınıfı IE 2 Verim Sınıfı, Değişken Hız Sürücüsü Yok Verimlilik Durumu Verimsiz Verimsiz Verimli Verimli Verimsiz IE 2 Verim Sınıfı, Değişken Hız Sürücüsü Var; Yaşı 15 ve üzeri Yaşı 15 ten küçük Verimsiz Verimli Tablo 1.3 AC Motor Verimlilik Durumu Tespiti Kriterleri Söz konusu tablodaki veriler doğrultusunda verimsiz kategorisinde değerlendirilen 23.358 adet verimsiz AC motorun verimli olanlarıyla değiştirilmesi gerektiği belirlenmiştir. 30
1.4. Verimli Motor Fiyatları Söz konusu dönüşüm programında verimli AC motor ibaresi ile atıfta bulunulan verim sınıfı IE 3 olarak değerlendirilmiştir. Maliyet hesabında gerekli olan IE 3 verim sınıfına sahip AC motorların ülke piyasasında geçerli olan ortalama fiyatları belirlenirken piyasa araştırmasının yanı sıra elektrik motor bayileri, üreticiler gibi konuya ilişkin bilgileri olan kurum ve kuruluşlarla görüşmeler yapılmıştır. Bu görüşmeler doğrultusunda IE 3 verim sınıfına sahip AC motorların ortalama fiyatları belirlenerek Tablo 1.4 te sunulmuştur. Motor Güç Aralığı (kw) Ortalama Fiyat (TL) 7,5 11 1.106 11 22 1.633 22 37 2.698 37 55 4.048 55 75 6.273 75 90 8.734 90 132 10.230 132 200 15.163 200 400 22.752 400 ve üzeri 47.313 Tablo 1.4 IE 3 Verimli AC Motor Fiyatları 1.5. Toplam Dönüşüm Maliyeti Verimli olanlarıyla değiştirilmesi gereken AC motorların firma ve adet bilgileri dikkate alınarak toplam ve firma başına düşen ortalama yatırım maliyeti hesabı sonucunda; Ortalama bir firmanın motor dönüşümü için gereken maliyet: 444.285 TL olarak hesaplanmıştır. Söz konusu 770 firma için gerekli toplam maliyetin ise 342 milyon TL olacağı tespit edilmiştir. 31
1.6. Sektörel Dönüşüm Maliyetleri Elektrik motorlarının verimlilik, yıllık çalışma süresi, yeniden sarım durumu vb. özelliklerinin sektörlere göre farklılık gösterdiği daha önce yapılan analizler sonucu ortaya konmuştur. Bu sebeple dönüşüm programı kapsamında yer alacak finansal ve teknik mekanizmaların sektörlerdeki bu farklılık göz önüne alınarak tasarlanması önem arz etmektedir. Bu bölümde, envanter çalışması kapsamında motor ve firma sayısı bazında öne çıkan 6 imalat sektörüne ilişkin maliyet analizi Tablo 1.5 te sunulmuştur. Sektör Kodu ve Tanımı Faaliyet Gösteren Firma Sayısı Firma Başına Ortalama Dönüşüm Maliyeti (TL) 10. Gıda ürünlerinin imalatı 115 816.841 13. Tekstil ürünlerinin imalatı 93 623.661 22. Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı 59 281.550 23. Diğer metalik olmayan mineral ürünlerin (cam,çimento, seramik vb.) imalatı 102 444.707 24. Ana metal sanayii 58 266.337 29. Motorlu kara taşıtı, treyler (römork) ve yarı treyler (yarı römork) imalatı 26 689.028 Tablo 1.5 Sektörlere Göre Dönüşüm Maliyeti 1.7. İmalat Sanayi Toplam Elektrik Tüketimi ve Motorların Payı Ülkemiz sanayisinde kullanılan elektriğin büyük bir kısmı 3 fazlı sincap kafesli asenkron AC motorlar tarafından tüketilmektedir. Bu sebeple elektrik motorlarının verimliliğinde yapılacak iyileştirmeler ülke ekonomisine ve sürdürülebilir sanayi hedefine büyük ölçüde katkı sağlayacaktır. Envanter analizinin bu bölümünde sanayide tüketilen elektrik miktarı içerisinde AC motorların payı incelenerek edilerek hem ülke geneli hem de sektörel bazda sonuçlar elde edilmiştir. 32
1.7.1. Analizde Kullanılan Veriler Analiz esnasında verilerinden yararlanılan firma ve motor sayıları Tablo 1.6 da verilmiştir. Analiz Tipi Kullanılan Veriler ve Sayıları Firma Sayısı AC Motor Sayısı Ülke Geneli Tüketim Analizi 770 83.771 Sektörel Tüketim Analizi: Gıda ürünlerinin imalatı (10) 80 7.807 Sektörel Tüketim Analizi: Tekstil ürünlerinin imalatı (13) 80 8.486 Sektörel Tüketim Analizi: Kauçuk ve plastik ürünlerin imalatı (22) 59 3.762 Sektörel Tüketim Analizi: Diğer metalik olmayan mineral ürünlerin (cam, çimento, seramik vb.) imalatı (23) 102 9.469 Sektörel Tüketim Analizi: Ana metal sanayii (24) 58 3.832 Tablo 1.6 Tüketim Analizinde Kullanılan Veriler Envanter analizi kapsamında firmalardan alınan yıllık elektrik tüketimi, motorun yıllık çalışma saati vb. veriler temizlenerek (içerisinden gerçeğe aykırı olan değerler gerek düzenlenerek gerekse çıkarılarak) söz konusu tablodaki sayılara ulaşılmıştır. 1.7.2. İmalat Sanayii Toplam Elektrik Tüketimi İçerisinde AC Motorların Payı Çeşitli imalat sektörlerinden 770 firmada bulunan 83.771 adet AC motorda yapılan analiz sonucu; Sanayide tüketilen elektriğin %72 lik kısmının 7,5 kw ve üzeri AC motorlar tarafından tüketildiği tespit edilmiştir. 9 9 DC ve 7,5 kw değerinden düşük güçteki AC motorlar hesaplama dışı tutulmuştur. Söz konusu motorlar da göz önünde bulundurulursa sanayi tüketiminin çok büyük kısmının elektrik motorlarından dolayı meydana geldiği söylenebilmektedir. 33