TECLENERGY Enerji Sektörü Teknolojilerinde Teknik ve Hukuki Eğitim Modülleri Enerji Hukuku Araştırma Enstitüsü Tel: +90 (312) 474 06 70 Fax: +90 (312) 474 06 72 e-mail: info@enerjihukuku.org.tr enerjihukuku.org.tr/en www.teclenergy.com Bu proje T.C. Avrupa Birliği Bakanlığı, AB Eğitim ve Gençlik Programları Merkezi Başkanlığınca (Türkiye Ulusal Ajansı, http://www.ua.gov.tr) yürütülen Erasmus Programı kapsamında ve Avrupa Komisyonu'ndan sağlanan hibeyle gerçekleştirilmiştir. Ancak burada yer alan görüşlerden Türkiye Ulusal Ajansı veya Avrupa Komisyonu sorumlu tutulamaz.
TECLENERGY Enerji Sektörü Teknolojilerinde Teknik ve Hukuki Eğitim Modülleri Editör: Ebru YALÇIN CANATAN & Eleftherios GIAKOUMELOS Isbn: Copyright: Enerji Hukuku Araştırma Enstitüsü Kasım 2015, Ankara
YAZARLAR Bölüm 01 Enerji Verimliliği Eğitim Modülü Dr. Zsigmond Zétényi- Oradea Üniversitesi, Romanya Ottó Edöcs-Szenzor Hungára Kft.- Macaristan Bölüm 02 Yenilenebilir Enerji Eğitim Modülü Dr. Ferenc Lezsovits, Budapeşte Teknoloji ve Ekonomi Üniversitesi (BME), Enerji Mühendisliği Bölümü- Macaristan Dr. Ferenc Dénes, Budapeşte Teknoloji ve Ekonomi Üniversitesi (BME), Enerji Mühendisliği Bölümü- Macaristan Eleftherios Giakoumelos & Dr. Charalampos Malamatenios, Centre for Renewable Energy Sources and Saving (CRES), Eğitim Bölümü- Yunanistan Bölüm 03 Dr. İbrahim ERMENEK, Gazi Üniversitesi Hukuk Fakültesi, Türkiye Dr. Serdar Ünver, Gazi Üniversitesi Hukuk Fakültesi, Türkiye Süleyman BOŞÇA, Enerji Hukuku Araştırma Enstitüsü, Türkiye Bölüm 04 Mustafa ERKEÇ, Enerji Bakanlığı Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Türkiye Muhammed Necip ERİM, Enerji Bakanlığı Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Türkiye Burhan GÜLDİBİ, Enerji Bakanlığı Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Türkiye Korkmaz GÜL, Enerji Bakanlığı Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Türkiye Bölüm 05 Mehmet Buğra Pekuslu, Ostim Organize Sanayi Müdürlüğü, Türkiye
İÇİNDEKİLER 1 Enerji Verimliliği Eğitim Modülü 9 1.1 Enerji Verimliliği 9 1.1.1 Enerji Verimliliği - Giriş 9 1.1.2 Enerji Malları Giriş 17 1.2 Birleşik Isı ve Enerji Santrali 20 1.2.1 Kojenerasyonun Tanımı 20 1.2.2 Kojenarasyonun Özellikleri 20 1.2.3 İşlemin Teknik İlkeleri 20 1.2.4 Nakit Akışı üzerinde etkili olan Teknik Özellikler 28 1.2.5 Birleşik Isı ve Güç Santrallerinin Ekonomi İlkeleri 32 1.2.6 Kojenerasyon Proje Riskleri 33 1.2.7 Görüş 33 1.2.8 Kaynaklar 34 1.3 Binalarda Enerji Verimliliği 35 1.3.1 Binalardaki Enerji Verimliliğini Güçlendirme Çalışmaları 35 1.3.2 Kaynaklar 49 1.4 Endüstride Enerji Verimliliği 51 1.4.1 Giriş 51 1.4.2 Endüstrideki Enerji Verimlilik Müdahalelerini Değerlendirmeye İlişkin Teknik İlkeler 54 1.4.3 Nakit Akış Projelerini etkileyen Teknik Özellikler 60 1.4.4 Endüstri Projelerinde Enerji Verimliliği ile ilgili Yatırımlar ve Diğer Maaliyetler 63 1.4.5 Enerji Verimlilik Projelerine İlişkin Risk Türleri 65 1.4.6 Kaynaklar 65 1.5 Ulaşımda Enerji Verimliliği 66 1.5.1 Giriş 66 1.5.2 Ulaşımda Enerji Verimlilik Müdahalelerinin Teknik İlkeleri 67 1.5.3 Projelerin Nakit Akışını Etkileyen Faktörler 72 1.5.4 Ulaşıma ilişkin Ekonomi İlkeleri 79 1.5.5 Ulaşım Proje Riskleri 80 1.5.6 Kaynaklar 81 2 Yenilenebilir Enerji Eiğim Modülü 82 2.1 Rüzgar Enerjisi Projesi 82 2.1.1 Giriş 82 2.1.2 İşlemin Temel İlkeleri 82 2.1.3 Rüzgar Enerji Projeleri boyunca nakit akışını etkileyen Hususlar 88 2.1.4 Offshore Rüzgar Enerjisi 92 2.1.5 Rüzgar Enerji Projesine ilişkin Ekonomik hususlar 93 2.1.6 Kaynaklar 97 2.2 Fotovoltaik sistemler 98 2.2.1 Giriş 98 2.2.2 İşlemin Temel İlkeleri 98 2.2.3 PV sistemlerinin tümünde nakit akışını etkileyen teknik hususlar 103 2.2.4 PV sistemlerine ilişkin ekonomik hususlar 107
2.2.5 Kaynaklar 110 2.3 Küçük Hidroelektrik Santralleri 111 2.3.1 Giriş 111 2.3.2 Küçük Hidroelektrik Santrallerinin Faaliyetlerinin Teknik İlkeleri 113 2.3.3 Küçük hidroelektrik santrallerinde nakit akışını etkileyen teknik hususlar 119 2.3.4 Küçük hidroelektrik projelere ilişkin ekonomik hususlar 121 2.3.5 Kaynaklar 123 2.4 Biyoenerji uygulamaları 124 2.4.1 Giriş 124 2.4.2 Biyokütle uygulamalarına ilişkin işlemlerin teknik ilkeleri 126 2.4.3 Biyoenerji uygulamalarında nakit akışını etkileyen hususlar 137 2.4.4 Biyoenerji uygulamalarına ilişkin ekonomik hususlar 142 2.4.5 Kaynaklar 146 2.5 Termal Güneş Sistemleri 147 2.5.1 Giriş 147 2.5.2 Termal Güneş sistemlerin faaliyetlerine ilişkin teknik ilkeler 147 2.5.3 Termal Güneş sistemlerin yaşam süresi boyunca nakit akışını etkileyen hususlar 161 2.5.4 Termal Güneş sistemlerine ilişkin finansal değerlendirmeler 164 2.5.5 Kaynaklar 165 2.6 Jeotermal enerji projeleri 166 2.6.1 Giriş 166 2.6.2 İşlemin Teknik İlkeler 166 2.6.3 Bütün proje boyunca nakit akışını etkileyen hususlar 174 2.6.4 Jeotermal enerji kullanımına ilişkin finansal hususlar 176 2.6.5 Kaynaklar 179 2.7 Isı Pompaları 180 2.7.1 Giriş 180 2.7.2 İşletimin Teknik İlkeleri 180 2.7.3 Isı pompaları sistemi boyunca nakit akışını etkileyen teknik hususlar 189 2.7.4 Isı pompalarına ilişkin ekonomik hususlar 191 2.7.5 Kaynaklar 192 3 Enerji Verimliliğine ve Yenilenebilir Enerjiye İlişkin Yasal Eğitim Modülü 208 3.1 Enerji Verimliliğine İlişkin Mevzuat 208 3.1.1 Ulusal Mevzuatlar 208 3.2 Yenilenebilir Enerjiye ilişkin Mevzuatlar 221 3.2.1 Uluslararası Düzenlemeler 221 3.2.2 Ulusal Mevzuat 222 4 Enerji Sektöründeki Yasal Süreçler 231 4.1 Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımını Destekleyen Yasalar ve Mevzuatlar 231 4.2 Rüzgar ve Güneş Enerjisinden Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Mevzuatlar 242 4.3 Rüzgar ve Güneş Enerjisinden Lisanslı Elektrik Üretimine İlişkin Mevzuatlar 244 4.4 Jeotermal Enerjiden Elektrik Üretimine İlişkin Yasalar ve Mevzuatlar 246 4.5 Türkiyedeki Enerji Verimlilik Politikaları 248 4.5.1 Enerjiye Genel Bakış 248 4.5.2 Enerji Verimliliğine İlişkin Yasal Çerçeve 251 4.5.3 EV Strateji Belgesinin Taslağı 251
4.6 Türkiye nin Enerji Yoğunluğu 252 4.7 Sektörlerin Enerji Tasarruf Potansiyeli 254 4.8 Enerji Verimlilik Hizmetleri & Yetkisi 255 4.9 Enerji Yönetimi 255 4.10 İzleme 256 4.11 Enerji Verimliliği Etütleri 256 4.12 Enerji Verimliliği Destekleri 256 4.13 Bina Enerji Performansı (BEP) Yönetmeliği 257 4.14 Bilinçlendirme Programları 257 4.15 Uluslararası Projeler 258 4.16 Sonuç ve Değerlendirmeler 258 5 Enerji Verimliliğine ve Yenilenebilir Enerji Yatırım Finansmanı 260 5.1 Verimlilik terimine giriş 260 5.1.1 Enerji tüketimi ve üretkenlik arasındaki ilişkinin tanımı 261 5.1.2 Enerji kullanımının önemini ortaya çıkarmada 2008 küresel krizinin etkileri 262 5.1.3 Üretkenliliği ve verimliliği anlamaya ve tanımlamaya ilişkin yeni yollar 263 5.2 Enerji verimliliğinin ve yenilenebilir enerji yatırımlarının verimlilik ve üretkenlik oranlarının nasıl ölçüleceğini bilme 263 5.2.1 Klasik verimlilik belirleme yöntemleri ve yeni alternatifler 264 5.2.2 Ekserji terimine giriş 267 5.2.3 Verimliliğin ve üretkenliğin saptanmasına ilişkin akıllı yöntemleri 269 5.3 Fizibilite analiz yöntemini geliştirmek için Mali Mühendislik süreci 271 5.3.1 Yatırım fizibilitesini etkileyen mali araçlar ve parametrelere giriş 271 5.3.2 Yatırım fizibilitesini izlemek için kullanılacak mali yöntemlere giriş 274 5.3.3 Enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji yatırımları analizi için fizibilite tabloları geliştirme 279 5.4 Enerji Verimlilik Yatırımları Rantibilitesine Giriş 280 5.4.1 Enerji verimlilik yatırımlarının rantabilitesini ve geri ödeme süresini etkileyen önemli parametreler 280 5.4.2 Enerji verimlilik yatırımlarının ortalama yatırım maaliyeti 281 5.4.3 Enerji verimlilik yatırımlarının beklenen ortalama makul geri ödeme süreleri 281 5.4.4 Ekonomik ve ekolojik fizibiliteyi dengelemek için kullanılan optimizasyon yöntemleri 281 5.4.5 Enerji verimlilik yatırımını uygulama sırasında önemli göstergeler 282 5.5 Yenilenebilir Enerji Yatırımları Karlılığına Giriş 282 5.5.1 Yenilenebilir enerji uygulama yatırımlarının karlılığını ve geri ödeme süresini etkileyen önemli parametreler 282 5.5.2 Yenilenebilir enerji yatırımlarının ortalama yatırımı ve işletim&bakım maaliyeti 283 5.5.3 Yenilenebilir enerji yatırımlarının beklenen ortalama makul geri ödeme süreleri 283 5.5.4 Ekonomik ve ekolojik fizibiliteyi dengelemek için kullanılan optimizasyon yöntemleri 283 5.5.5 Yenilenebilir enerji yatırımını uygulama sırasında önemli göstergeler 284 5.6 Ödenekler ve Krediler Kullanarak Yatırıma İlişkin Olası Finansal Planlar 285 5.6.1 Hükümetin ve kar amacı gütmeyen kuruluşların sağladığı ödenekleregiriş 285 5.6.2 Hükümetin ve kar amacı gütmeyen kuruluşların sağladığı ödeneklerin nasıl kullanılacağına ilişkin tavsiyeler 286 5.6.3 Hükümetin ve kar amacı gütmeyen kuruluşların sağladığı ödeneklerin kullanmına karar verme sırasında finansal mühendislik yaklaşımı 287 5.6.4 Kaynaklar 287
Şekiller Listesi Şekil 1 1: Enerji Hiyerarşisi ve Atık Hiyerarşisi 10 Şekil 1 2: Enerji Verimliliği Gösterge Piramidi [8] 15 Şekil 1 3: Geri Basınçlı Buhar Türbini ile Kojenerasyon [1] 28 Şekil 1 4: Eşdeğer Ayrı Isı ve Güç Verimliliği [4] 42 Şekil 1 5: Konut Sektörünün Yapısı [7] 50 Şekil 1 6: 2010 ve 2050 yılları arasında Bina Stoklarının Değişimi [3] 53 Şekil 1 7: Proje Risk Boyutu [1] 62 Şekil 1 8: Lastikler için Kabul Edilen Etiket Kaynak: Avrupa Birliği (2009 b) 89 Şekil 1 9: Yolcu Vagonuna ilişkin Sınırlayıcı Değer Eğrisi Yönetmeliği [1] 91 Şekil 2 1: RT den rüzgar akışı [1] 98 Şekil 2 2: Rüzgar hızına karşı her bir rotor disk alanı için güç çekimi [1] 98 Şekil 2 3: Sürtünme tipi rotorlar (dikey eksen, üstten görünüm) 100 Şekil 2 4: Kaldırma tipi yatay eksen rotorları 100 Şekil 2 5: Kaldırma tipi çeşitli dikey eksen rotorları 101 Şekil 2 6: Yatay eksenli rüzgar türbin şeması [2] 101 Şekil 2 7: RT kaportasının şematik gösterimi 102 Şekil 2 8: Ölçülmüş tipik rüzgar hız profili 103 Şekil 2 9: Yıllık rüzgar hız histogramı (vk=10.25 m/s; tk=275 h) 106 Şekil 2 10: 500 kw rüzgar türbininin güç eğrisi (Pk=345 kw; vk=10.25 m/s) 106 Şekil 2 11: Ek=95 MWh şeklinde öngörülen enerji örneği 107 Şekil 2 12: 1991 de kurulan Danimarka da Vİndeby dünyanın ilk deniz rüzgar çiftliğidir 107 Şekil 2 13: Almanya RT leri için toplam yatırım maaliyetlerinin oranı olarak ekmaaliyetlerin gelişimi [5] 109 Şekil 2 14: Farklı türbin boyutları ve kurulum ülkeleri için gösterilen toplam yatırım maliyeti ( /kw) (türbin, alt yapı, şebeke bağlantısı, vb.dahil olmak üzere) 110 Şekil 2 15: 1997-2001 döneminde ortalama olarak Alman türbinlerinin İşletim ve Bakım (O&M) maliyeti [6] 111 Şekil 2 16: Seçilmiş RT türlerine ve modellerine ilişkin belirtilen İşletim ve Bakım (O&M) Maliyeti [7] 111 Şekil 2 17: Yarı iletken tabakaların şeması 114 Şekil 2 18: Güneş hücresinde fotovoltaik etkisi 114 Şekil 2 19: PV hücresi, modülü ve dizilişi 115 Şekil 2 20: Tipik bir fotovoltaik modülün enkesiti 115 Şekil 2 21: PV sistem konfigürasyonunun şeması 116 Şekil 2 22: Şebekeye bağlanan PV sisteminin ve gerekli olan bileşenlerin şeması 117 Şekil 2 23: DC(doğrudan akım) ve AC(alternatif akım) yüklerine güç sağlayan bağımsız bir PV sisteminin şeması 117 Şekil 2 24: Standard Test Koşulları(STC) kapsamında Kristal yapılı silikon hücresinin I-V eğrisi [1] 118 Şekil 2 25: Farklı günışığı yoğunluğu altında güneş hücresinin akım ve voltaj üretimi [1] 119 Şekil 2 26: Tipik bir kristal silikon hücresi için I-V eğrilerinin sıcaklık değişimi 120 Şekil 2 27: Güneş radyasyonunun dalga boyu ve enerjisi 121 Şekil 2 28: PV modül fiyatlarının gelişimi 123 Şekil 2 29: Küçük hidro sistem şeması [5] 128 Şekil 2 30: Düşünün tanımı [6] 129 Şekil 2 31: Yüksek düşülü küçük hidroelektrik şeması [7] 130 Şekil 2 32: Düşük düşülü küçük hidroelektrik şekilleri [8] 131 Şekil 2 33: Ek mikro-hidroelektrik santrali [9] 131 Şekil 2 34: Francis türbininin(sağ) ve Kaplan türbininin (sol) şematik görünümü 133 Şekil 2 35: Dikey Pelton Türbinleri [10] 133 Şekil 2 36: Banki türbinleri [10] 133
Şekil 2 37: Türbinin kesiti (sol) ve Turbinin kanatları (sağ) [10] 134 Şekil 2 38: Küçük hidro türbini seçim çizelgesi 134 Şekil 2 39: Akım-zaman eğrisi (AZE) [8] 135 Şekil 2 40: Farklı türbin türlerinin ortalama verimliliği [5] 136 Şekil 2 41: Fotosentez ve yanma ilişkisi 139 Şekil 2 42: Küresel karbon çevriminin şematik gösterimi [2] 140 Şekil 2 43: Biyokütle dönüşüm süreci şeması [7] 144 Şekil 2 44: Gazlaştırma şürecinin şeması 145 Şekil 2 45: Yeniden esterleştirme işleminin reaksiyon denklemi [8] 147 Şekil 2 46: Organik Rankine Çevrim Şeması 149 Şekil 2 47: Nem miktarının işlevi olarak kerestenin Düşük Isı Değeri (LHV) bakımından değişimi [6] 153 Şekil 2 48: Düz plakalı kollektörün tipik modeli 163 Şekil 2 49: Boşaltılmış tüp kollektörünün şematik görünümü [1] 164 Şekil 2 50: Yoğunlaştırıcı kollektör [2] 165 Şekil 2 51: Kullanım suyu için antifiriz çözeltisini ısıtan güneş kollektörü 167 Şekil 2 52: Güneş enerjisiyle havuz ısıtma sistemi [3] 168 Şekil 2 53: Döşeme sisteminde güneş radyasyonu (P-1-4 dolaşım pompalarını ya da pervanelerini gösterir) [4] 168 Şekil 2 54: Aktif güneş sistemi yardımıyla soğutma [4] 169 Şekil 2 55: Parabolik oluklu Güneş/Rankine santralinin şematik yapısı [4] 171 Şekil 2 56: Doğrusal Fresnel yansıtıcının şematik diyagramı [6] 172 Şekil 2 57: Erimiş tuz güç kulesi sistemi [4] 173 Şekil 2 58: Çanak/motor sistemi bölümü [5] 174 Şekil 2 59: Jeotermal sistem modeli [1] 181 Şekil 2 60: McKelvey-kaynakları sınıflandırma diagramı [2] 183 Şekil 2 61: Avrupa nın jeotermal kaynakları 5000 m derinlikteki kaya sıcaklıklarının dağılımı [3] 184 Şekil 2 62: Güç aralığına ve karakteristik rezervuar sıcaklıklarına göre jeoterlmal enerji santralleri [2] 185 Şekil 2 63: Kuru Buharlı Jeotermal Santraller [2] 186 Şekil 2 64: Flaş Buharlı Jeotermal Santraller [2] 186 Şekil 2 65: Binari Tipi Jeootermal Santraller [2] 187 Şekil 2 66: Tipik jeotermal elektrik projeleri için yatırım maaliyeti [5] 193 Şekil 2 67: Jeotermal elektrik üretimi için seviyelendirilmiş enerji maliyeti (SEM) [5] 193 Şekil 2 68: Buhar kompresyonlu ısı pompası [1] 196 Şekil 2 69: Soğurmalı ısı pompası [1] 197 Şekil 3 1: Enerji Verimliliği Farkındalık Afişi 215 Şekil 3 2: Enerji Performans Sertifikası 217 Şekil 3 3: Enerji Etiketleri (buzdolapları, çamaşır makinerleri ve televizyonlar için) 218 Şekil 3 4: Enerji Verimlilik Broşürü ( Verimli misin yoksa savurgan mısın? ) 221 Şekil 3 5: Bozcada Rüzgar Türbinleri 227 Şekil 4 1: Sektörlerin Nihai Enerji Tüketimi 249 Şekil 4 2: Yıllık Elektrik Talebi 249 Şekil 4 3: Yıllık Doğal Gaz Talebi 250 Şekil 4 4: Birincil Enerji Kaynakları-Bağımlılık Oranı 251 Şekil 4 5: Birincil Enerji Yoğunluğu 253 Şekil 4 6: Ortalama Enerji Yoğunluğu ve Enerki Tüketimi 254 Şekil 4 7: Sektörlerin Enerji Tasarruf Potansiyeli 254 Şekil 4 8: Enerji Verimlilik Araçları ve Hizmetleri 255 Şekil 5 1: Enerji ve zaman bakımından tercihen beklenen verimlilik ilişkisi 265 Şekil 5 2: Enerji ve zaman bakımından karşılanan verimlilik ilişkisi 266 Şekil 5 4: Başabaş noktası analiz grafiği [8] 274 Şekil 5 9: Iç Verim Oranının (İVO) grafiksel gösterimi [8] 278