Türkiye nin Enerji Geleceği Üzerine Düşünceler Centre National de la Recherche Scientifique Institut de Combustion Aérothermique Réactivité et Environnement - ICARE Iskender GÖKALP Director ODTÜ Mezunlari Dernegi, Visnelik, Ankara 11 Kasim 2008
Enerji bağımsızlığına yaklaşım Enerji bağımsızlığının bileşenleri Teknoloji Hazırlılık Düzeyi (THD) Stratejik yaklaşım bileşenleri
Enerji bağımsızlığının bileşenleri Enerji kaynakları Enerji kaynaklarını yakıta ve enerjiye çevirecek bilgi ve teknoloji Yatırım imkanları Metodoloji, Organizasyon, Strateji (MOS)
Enerji bağımsızlığının bileşenleri Enerji kaynaklarına sahip olmak Enerji kaynaklarini yakıta ve enerjiye çevirecek bilgi ve teknoloji Yatırım imkanları Metodoloji, Organizasyon, Strateji (MOS)
Enerji kaynakları ve Türkiye Petrol/dogal gaz (ithal kaynaklar) Kömür (daha çok ithal) Linyit Biokütle, organik atık/artıklar Hidroelektrik Güneş, Rüzgar Jeotermal
Enerji bağımsızlığının bileşenleri Enerji kaynaklarına sahip olmak Enerji kaynaklarini yakıta ve enerjiye çevirecek bilgi ve teknoloji kaynaklarına sahip olmak Yatırım imkanları Metodoloji, Organizasyon, Strateji (MOS)
Teknoloji Hazırlılık Düzeyi (TRL: technology readiness level: teknoloji hazırlılık düzeyi THD : 0-5 arasında) 0: kavram safhası (6 ay) 1: kavramın bilgiye dönüstürülmesi safhası (ARGE, bilhassa doktora, laboratuvar calısmaları) (3 sene) 2: kavramın dogrulugu ispatlanmis (6 ay) 3: pilot tesisler (2-4 sene) 4: uygulama olanagi gösterilmis (demonstrasyon tesisleri) (2-4 sene) 5: ticari uygulamaya geçis (2-5 sene) Toplam : 10-17 sene
Strateji (1) Strateji : Kısa, orta, uzun dönemli Kısa dönemli strateji (birkac sene içinde çözüm üretebilen veya sonuc getiren) acil cözümler üretebilmeli, dolayısıyla sinerji (ortak/cok etkinlik) potansiyeli yüksek olmalı Var olan bilgi birikimine ve var olan teknoloji ve de var olan kaynaklara dayanmalı Son derece akıllı ve akılcı olmalı Yoksa: izole bölge besleme yöntemiyle elektrik enerjisi ithali Ag/network yapılarının toplumsal yapıya etkileri
Strateji (2) Orta dönemli strateji 10-15 sene sonrası için çözümler üretmeli Yerli kaynaklara dayanmalı Yerli teknoloji üretimini hedeflemeli Yenilikçi çözümler hedeflemeli ARGE agırlıklı olmalı Cok boyutlu, çok ortaklı projelere dayanmalı Egitim bileskeni çok önemli olmalı (bilgili, yenilikçi, yetenekli insan yetistirme)
Strateji (3) Uzun dönemli strateji 30-50 sene sonrası için çözüm üretmeli Küresel gidisle uyumlu olmalı Tümüyle yerli (ve de sürdürülebilir) kaynaklara dayanmalı Tümüyle yerli teknolojiye dayanmalı Elbette kısa, orta ve uzun donemli stratejiler birbirlerini beslemeli ve belli bir uyum ve süreklilik içinde gelistirilmeli
Kısa dönemli strateji örnegi Yerli veya ithal kaynak Var olan bilgi ve teknoloji Az veya çabuk yatırım olanagı Acil çözüm getirme potansiyeli Orta dönemli strateji ile uyum potansiyeli
Örnek: DG ikame ve zenginlestirme projesi Dogal gazin çesitli sekillerde ikamesi veya zenginlestirilmesi Var olan iletim ve dagıtım aglarının kullanılabilmesi Var olan enerjiye dönüstürme teknolojilerinin kullanılabilmesi Ileriye dönük teknolojileri hazırlaması Katma deger ekleyerek ihraç potansiyeli Ortak ve Cok Etkinlik potansiyelinin yüksek olması Savunma/Sivil sektorlerin ortak çalisma potansiyeli
Doğalgazın hidrojenle zenginlestirilmesi projesi: Neden? Karısımın yanabilme sınırlarını genisletir; daha az zengin karısımların kolay tutusmasını ve yanmasını saglar Karısımın yanma hızını arttırır; alev boyunu azaltır; daha ekonomik yanma odaları tasarımını olanaklı kılar Ayni gücün elde edilmesi için daha az dogalgaz tüketilmesini olanaklı kılar Daha az CO2, CO salınmasını olanaklı kılar Açıkçası dogalgaza katma deger saglar
DG ikame ve zenginlestirme projesi : kaynak TPAO dogalgaz kuyuları + reformaj = yerli hidrojen = ithal dogal gaz + yerli hidrojen Yenilenebilir elektrik (günes, rüzgar, jeotermal) + su elektrolizi = yerli hidrojen = ithal DG + YH2 Biogaz (CH4+CO2) : organik atık/artıkların oksijensiz çürütülmesi (anaerobic digestion) veya metanlastırma : Yerli biogaz : dogrudan kullanılabilir veya + IthalDG Linyit gazlastırmasi : düsük THD
DG ikame ve zenginlestirme projesi : MOS Kaynak Hedef: ithal DG ikamesi Ikame kaynagı : DG ın yerine geçebilecek, DG a katılabilecek, DG ı zenginlestirecek gaz kaynakları Ikame potansiyeli : acil bir sekilde saptanmalı (kaynaklardan kalkarak) TPAO, Belediyeler birligi, Iç isleri bakanlıgı, Tarım ve Cevre ve Orman bakanlıkları, Enerji bakanlıgı,dpt (DPT aynı zamanda TUBITAK ve Universiteleri güdümleyecek, gerekirse) Araç: DPT destekli acil hedefli/güdümlü proje (ARGE degil: ne yapılması gerektigini biliyoruz, sadece tertipleyip yapmak lazım)
DG ikame ve zenginlestirme projesi : teknoloji Var olan gaz turbinleri Gaz motorları (otomotiv teknolojisi) Aeroderivativ teknoloji Savunma/havacılık/enerji sektörleri ortak ektinligi Coketkenlik potansiyeli : çöp sorununa çözüm... Var olan bilgi seviyesi yetebilir
DG ikame ve zenginlestirme projesi : MOS Teknoloji THD: Oksijensiz çürütme: 5 DG reformaj: 5 Yenilenebilir elektrik üretme: 5 Suyun elektrolizi: 5 Tasıma, dagıtım: 5 Aeroderivativ gaz turbini : 5 Gaz motoru: 5 Dogal gaz + H2 + Biogaz: 4 (AFTUR)
DG ikame ve zenginlestirme projesi : yatırım Var olan teknolojilerin kullanılması veya dönüstürülmesi Makul yatırımlar, çabuk geridönme saglayabilecek yatırımlar Yerli yatırım imkanlari yetebilir
DG ikame ve zenginlestirme projesi : MOS Yatirim DPT Ikame edilecek DG ithali azalmasından gelecek kaynaklar, zenginlestirilmis DG ihracından gelecek kaynaklar
Hidrojenle zenginlestirilmis doğalgaz projesi ve Türkiye: bilim ve teknoloji açısından * Yanma bilimi ve teknolojisi konusundaki eksikliklerin giderilmeye baslanmasi (yurt disinda doktora yapan ve Turkiye ye donenlerin sayisinin artmasi ; yurt disinda veya ortak tez (joint PhD) yapanlar keza; yanma konusunda uluslararasi ortak calismalarin artmasi; bazi universitelerde yanma dersinin sürekli olarak verilmesi; bazi enstitülerde yanma laboratuvari kurma çabalarinin baslamasi. * Yanma konusunun enerji sektörü, uzay ve havacilik ve de savunma sektörü ile olan ortak konumundan faydalanabilme olanaginin olmasi * Dogalgazin Türkiye enerji sektöründe önemli bir rol oynamasi ve dolayisiyla bir teknolojik asinalik ve hazirlilik yaratmis olmasi * Türk Hava Kuvvetleri, THY, TEI gibi kurumlarda uçak gaz türbini veya motoru konusunda gerçek bir yetenek ve deneyim birikiminin olusmasi * Türkiye de sivil ve savunma uçak filolarinda uçus süreleri dolmus önemli miktarda uçak motorlarinin bulunmasi ve bu sayinin gelecekte artacak olmasi * Aeroderivativ denilen teknolojinin uçak motorlarini sivi yakit yerine dogalgaz ve karisimlarini kullanabilen gaz türbinlerine çevrilmesini saglamasi
Hidrojenle zenginlestirilmis doğalgaz projesi ve Türkiye: yatırım, organizasyon ve enerji stratejisi açısından * Enerji sektörüne büyük ve zorunlu yaritimlarin gerekmesi ve bir çok sirketin hevesli olmasi Aeroderivativ teknolojinin eldeki gaz türbinlerini kullanma imkani yaratarak yeni yatirim ihtiyacini azaltmasi Dogalgaz tasiyici sirketlerin tasidiklari gazin bir miktarini pomplama istasyonlarinin kompresorlerine elektrik saglamak icin (gaz turbini) kullanmak zorunda olmalari ve bunu azaltici tedbirlere sicak bakabilmeleri Hidrojenle zenginlestirilmis ithal dogalgazin katma deger ekleyerek ihraç edilmesinin gündeme getirilebilmesi imkâni yaratmasi Sivil sektörler (enerji, uzay ve havacilik) ve savunma sektörleri arasinda gercek bir sinerji imkani yaratmasi Türkiye nin gaz türbini teknolojisine hakim olmada ilk adimlari atabilmesini saglamasi Acil bir sekilde var olan kaynaklari ve teknolojik elemanlari kullanarak ek guç saglamasi
Strateji (2) Orta dönemli strateji 10-15 sene sonrası için çözümler üretmeli Yerli kaynaklara dayanmalı Yerli teknoloji üretimini hedeflemeli Yenilikçi çözümler hedeflemeli ARGE agırlıklı olmalı Cok boyutlu, çok ortaklı projelere dayanmalı Egitim bileskeni çok önemli olmalı (bilgili, yenilikçi, yetenekli insan yetistirme)
Orta dönemli proje örnekleri SOMALOX : temiz ve verimli linyit yakma teknolojileri projesi (FP7 proje önerisi 17 katılımcı EUAS, TKI, HABAS, CNRS, AEE, RWE, CKD ) Sıvı yakıt ikame projeleri Elektrik sebekesi frekans kontrolünde H2+O2 yanma teknolojisi kullanılması : roket teknolojisi / enerji teknolojisi sinerjisi yaratatılması
SOMALOX: Retrofitting a pulverized lignite power plant for oxy-fuel combustion WP I: Retrofit design of the SOMA A power plant for oxy-fuel lignite combustion WP2: Assessment of carbon storage options WP3: Retrofitting and demonstration at the plant level WP4: Dissemination potential of projects results
Potential alternative automotive transportation fuels for Turkey (1) Automotive transport of persons and goods is a crucial issue in modern societies. Therefore, automotive transportation fuels are an important ingredient in shaping the economic and social structure of a given country. Like electricity, its shortage may totally hinder the efficient organisation of societies. This is much more critical for countries like Turkey where transport of persons and goods almost totally depends on road and automotive transport, in the absence of a reliable intercity railroad transport system and of a reliable city public transport system. Individual cars, buses and every kind of trucks are the major transport means in Turkey. Consequently it is easy to imagine the degree of social disorganisation that a shortage of automotive transportation fuels may cause in a country such as Turkey. This is obviously also true for air and ship transport, both for civil and defence purposes. For transportation fuels, the foreign dependency of Turkey is almost total. It is therefore mandatory that a national strategy and action plan put in place immediately to promote alternative automotive transportation fuels. Several domestic resources could be mobilized for this purpose in Turkey; some of them are the following:
Potential alternative automotive transportation fuels for Turkey (2) Lignite and various biowaste resources can be liquefied to obtain liquid fuels such as diesel fuel or gasoline. Indirect liquefaction is today operational in many countries and in development in many others. In this process, lignite is first gasified to syngas (mostly CO+H2) and then converted to liquid fuels by Fischer-Tropsch processes. It is mandatory to capture the CO2 released during the gasification process. The syngas generated can also be used to produce almost pure hydrogen or to drive a gas turbine for electricity production. Biowaste resources and municipal organic waste can be converted to biogas (CH4+CO2) by anaerobic digestion processes. Methane and CO2 can be separated and compressed methane can be used in car engines similar to CNG. CO2 captured from various sources can be used to grow microalgae in photobioreactors in the sunny regions of Turkey. The microalgae can then be used to generate biodiesel, bioethanol or biogas. The integrated biorefinery and the carbon capture potential of this approach is very high. Renewable electricity potential of Turkey (using solar, wind or geothermal energy) can be converted to hydrogen by water electrolysis. Hydrogen can be added to CNG or to compressed bio-methane to improve its combustion and emission characteristics.
Clean Frequency Control for the Turkish Transmission Grid Applying H 2 /O 2 Rocket Combustor Technology Outline Electric Power Networks Frequency Control Regulations and Means H 2 /0 2 Steam Generator for Primary Control Summary & Outlook by O.J. Haidn, D. Davidenko, I. Gökalp
Strateji (3) Uzun dönemli strateji 30-50 sene sonrası için çözüm üretmeli Küresel gidisle uyumlu olmalı Tümüyle yerli (ve de sürdürülebilir) kaynaklara dayanmalı Tümüyle yerli teknolojiye dayanmalı Elbette kısa, orta ve uzun dönemli stratejiler birbirlerini beslemeli ve belli bir uyum ve süreklilik içinde gelistirilmeli
Uzun dönemli proje örnegi Linyit santrallerinin saldıgı karbonik gazı mikroyosun üretiminde kullanmak, laser ısınlama kullanmak, oksijen üretmek, lipid ve protein üretmek, mikroyosunları linyit ile gazlastırıp hidrojen elde etmek (CO+H2), çıkan karbonik gazı (CO+H2O) yeniden mikroyosun üretiminde kullanmak, H2+O2 yanması yoluyla buhar üretmek..