HİDROELEKTRİK SANTRALLARDA ENERJİ EKİPMANLARININ YERLİ ÜRETİMİ Fuat TİNİŞ ODTÜ Mezunlar Derneği Enerji Komisyonu Üyesi (ME 80) TMMOB Makina Mühendisleri Odası Enerji Çalışma Grubu Üyesi GAMA Endüstri Tesisleri İmalat ve Montaj A.Ş., Mühendislik Direktörü 8 Şubat 2014 1
HİDROELEKTRİK SANTRALLARDA ENERJİ EKİPMANLARININ YERLİ ÜRETİMİ Bu çalışma, Suat PASİN, DSİ Genel Müdürlüğü Eski Genel Müdür Yardımcısı Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Üyesi Ayla TUTUŞ, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Yönetim Kurulu Üyesi İsmail ALTUN ve Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Üyesi Eren TİMOÇİN in RONA Çelik İnşaat ve Ticaret Ltd. Şti. katkılarıyla hazırlanmıştır. 2
NİYE ENERJİ? 2013 yılı sonu itibarı ile ülkemizde kişi başına yıllık enerji tüketimi 3210 kwh ÜLKE / ÜLKE GRUPLARI Norveç Kanada İsveç Amerika Birleşik Devletleri G7 Ülkeleri Ortalaması OECD Ülkeleri Ortalaması Fransa Almanya Avrupa Birliği Ortalaması KİŞİ BAŞINA YILLIK ENERJİ TÜKETİMİ 27451 kwh 16020 kwh 14798 kwh 12364 kwh 8900 kwh 8100 kwh 7023 kwh 6717 kwh 6750 kwh 3
NİYE ENERJİ? Ülkemizin hedefleri YIL HEDEFLENEN KİŞİ BAŞINA YILLIK ENERJİ TÜKETİMİ 2015 3600-3800 kwh 2020 4800-5000 kwh 2023 5500-6000 kwh 2030 >7000 kwh 2040 >8000 kwh GELİŞMEK İÇİN ENERJİ ÜRETMELİYİZ! 4
HİDROELEKTRİK POTANSİYEL DÜNYA VE TÜRKİYE HİDROELEKTRİK (HES) POTANSİYELİ* DSİ Genel Müdürlüğü HES Daire başkanlığının Haziran 2013 tarihindeki verilerine göre, bu tarihe kadar hazırlanarak ekonomik bulunduğu için DSİ ye başvurulan 47 524 MW kurulu gücünde 1598 adet projeden yılda ortalama 165 000 GWh enerji üretimi yapılabileceği öngörülmüştür. 5
HES LERDE MEVCUT DURUM HİDROELEKTRİK POTANSİYELİN PROJE AŞAMALARI VE GELİŞTİREN KURUM/KURULUŞ A GÖRE DAĞILIMI (HAZİRAN 2013) Ocak 2014 sonu itibarıyla yukarıda verilmiş olan 409 adet olan HES sayısı 467 ye, 73 638 GWh/yıl olan üretim kapasitesi yaklaşık 80 000 GWh/yıl a ve kurulu güç değeri de 22 289 MW değerine ulaşmıştır. Hali hazırda kurulu gücü 8500 MW olacak, yaklaşık 150 HES in yapımı devam etmektedir. 6
TANIMLAR 7
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Doğrudan enerji üreten makinalar (hidroelektromekanik ekipmanlar): Hidrolik Santral elektromekanik teçhizatı Türbin Jeneratör Türbin hız regülatörü ve jeneratör ikaz sistemi ile birlikte. Santral elektrik teçhizatı Güç trafoları Yardımcı iç ihtiyaç trafoları OG ve YG şalt ekipmanları (kesiciler, ayırıcılar) YG, OG, AG güç ve kontrol kabloları Kontrol sistemleri 8
HES LERDEKİ EKİPMANLAR 9
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Enerji üretiminde yardımcı olan makinalar (hidromekanik ekipmanlar): Kapaklar, Izgaralar Derivasyon, sualma yapısı, dolusavak, dipsavak, emme borusu batardo kapakları Giriş yapısı tekerlekli, katerpiller kapakları Dolusavak, dipsavak radyal kapakları Sualma yapısı ızgaraları, ızgara temizleme düzenleri 10
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Enerji üretiminde yardımcı olan makinalar (hidromekanik ekipmanlar) (Devam): Kapak kaldırma mekanizmaları Halatlı, zincirli, krameyerli mekanik kaldırma mekanizmaları Hidrolik silindirli kaldırma mekanizmaları 11
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Enerji üretiminde yardımcı olan makinalar (hidromekanik ekipmanlar) (Devam): Vanalar Hidrolik ve mekanik tahrikli kelebek vanalar Hidrolik ve mekanik tahrikli sürgülü vanalar Hidrolik ve mekanik tahrikli konik vanalar Hidrolik ve mekanik tahrikli küresel vanalar. 12
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Enerji üretiminde yardımcı olan makinalar (hidromekanik ekipmanlar) (Devam): Cebri Borular Enerji cebri boruları (açıkta döşenmiş, gömülü, tünel çelik kaplamaları) Branşmanlar, geçiş parçaları, esnek ve genleşme contaları Dipsavak boruları Denge bacaları. 13
HES LERDEKİ EKİPMANLAR Enerji üretiminde yardımcı olan makinalar (hidromekanik ekipmanlar) (Devam): Ayrıca, hidrolik santrallarda kullanılan gezer köprü, portal ve monoray vinçler de enerji makinaları tanımına girmektedir. Basınçlı hava sistemleri, drenaj ve su boşaltma sistemleri, çeşitli su pompaları, basınçlı yağ sistemleri, yağ tasfiye ve depolama sistemleri, acil ihtiyaç dizel jeneratör sistemi, hatta ısıtma, havalandırma, iklimlendirme yardımcı sistemlerini de bu gruba katmak mümkündür. 14
HES LERDEKİ EKİPMANLARIN YERLİ ÜRETİM DURUMU Girdi Adı Cebri Boru Izgara Kapak Kapak Kaldırma Mekanizmaları (Mekanik ve Hidrolik) Vanalar (Kelebek, sürgülü, konik, küresel) Türbin Jeneratör Güç Trafoları Yardımcı (İç İhtiyaç) Trafoları OG ve YG Şalt Ekipmanları Güç ve Kontrol Kabloları Kontrol Sistemleri Yurt İçindeki Üretimi E(vet) H(ayır) K(ısmen) E E E E K K K E E E E K 15
YERLİ ÜRETİRSEK KAZANCIMIZ NE OLACAK? Hidroelektrik santrallarda birim yatırım maliyeti = 1000 1500 $/kw Bu maliyetin %30 u elektromekanik ve hidromekanik ekipmanlar = 300 450 $/kw Ortalama maliyet = 375 $/kw Henüz inşa edilmemiş hidroelektrik santral kurulu gücü = 47524 22289 = 25235 MW = 25 235 000 kw İnşa halidekiler de düşer ise kalan kurulu güç = 25235 8500 = 16735 MW = 16 735 000 kw Kalan santralların elektromekanik ve hidromekanik maliyeti = 16 735 000 kw x 375 $/kw = 6 275 625 000 $ 16
YERLİ ÜRETİRSEK KAZANCIMIZ NE OLACAK? Ayrıca, işletmedeki toplam 3570 MW kurulu gücündeki 67 adet santral 35 yaşın üzerindedir ve elektromekanik ekipmanları kısmen veya tamamen değiştirilmek zorundadır. Henüz 10-12 yıldır işletmede olan birçok santralımızda ise kalitesiz ürünlerin kullanılmış olmasından dolayı (Romanya dan alınmış türbinlerde olduğu gibi) rehabilitasyon zorunluluğu doğmuştur. 2005 yılından bu tarafa ise Çin den gelen kalitesiz mallar piyasaya hakim olmuştur. Bu santrallarda da kısa zamanda rehabilitasyon ihtiyacının oluşacağı aşikardır. Bütün bunların yanında, ülkemiz enerji sistemi içerisinde biran önce yer alması gereken pompa depolamalı santrallarda kullanılacak olan ekipmanlar da bu potansiyele ilave edilecek olursa, elektrohidromekanik alanındaki pazar yalnızca ülkemizde yaklaşık 10-12 milyar $ a ulaşacaktır. Türkiye nin uluslararası anlaşmalarla bağlı olduğu D8 ülkeleri, Ekonomik İşbirliği Teşkilatı (EİT) ülkeleri ve Karadeniz Ekonomik İşbirliği Teşkilatı (KEİT) ülkelerinin birçoğunda hidroelektrik potansiyelin büyük kısmının önümüzdeki yıllarda geliştirilecek olması (potansiyelin kullanım oranı ortalama %25-30 düzeyindedir), elektromekanik sanayimizi geliştirdiğimiz takdirde, bu ülke yatırımlarında da değerlendirilebilmesi için bir fırsat olarak görülmektedir. HİDRO ELEKTROMEKANİK VE HİDROMEKANİK EKİPMAN SANAYİMİZİ GELİŞTİRMEK İÇİN ÇABA GÖSTERMEK GEREKLİDİR! 17
GEÇMİŞTE NE YAPILDI? 1950 li yıllardan başlayarak hidromekanik ekipmanların imalatı, 1960 lı yıllarda yayımlanan bir kararname ile barajlarda kullanılan her türlü kapak, vana, cebri boru vb. hidromekanik ekipman ile kumanda mekanizmaları ve vinç vb. kaldırma makinalarının yerli yapım zorunluluğu getirilmiş, bunun sonucunda yerli yapım oranı %100 lere yaklaşmıştır. Tamamlanmış olan 467 santral ile inşaatı devam etmekte olan 150 civarındaki santral için türbin, jeneratör gibi elektromekanik ve diğer hidromekanik ekipmanların imalatında, belli başlıları aşağıda listelenmiş olan yerli firmalar üretim yapmıştır/yapmaktadır: IŞIK Makina BULUTLAR IŞIK Mühendislik GÜLERMAK RONA Makina TEMSAN GÜRİŞ Makina AKDAMAR GAMA Endüstri KİSKA ÖZMAK TANYILDIZ NUROL SEVİNÇ Makina GMT YAPI TEKNİK Ankara Şeker Fabrikası AYDINER ERG MOLU BEREKET ÇİLTUĞ HALİL ERKUL BİLİM Makina NESA AKÇELİK ASMAŞ BURÇELİK METAL SAN K-AR 18
GEÇMİŞTE NE YAPILDI? 1977 yılında TEMSAN ın kurulması ile küçük güçte su türbinleri ve jeneratörlerin yurt içinde imal edilebilmesi için önemli bir adım atılmıştır. TEMSAN ın su türbinleri ve jeneratör imalatı için 1982 yılında Diyarbakır Fabrikası; OG-AG olmak üzere, gazlı ve az yağlı kesiciler, dahili ve harici tip ayırıcılar, hücreler, küçük hidroelektrik santrallar için türbin ve jeneratör imal etmek üzere 1984 yılında da Ankara Fabrikası kurulmuştur. Trafo merkezlerinin bazılarının TEMSAN tarafından gerçekleştirilmesi TEK-TEİAŞ tarafından sağlanmıştır. Orta güçte santralların büyük kısmı ise DSİ Genel Müdürlüğü tarafından TEMSAN a protokolle verilmiş ve ilk zamanlarda 20 MW a kadar büyüklüğü kapsayan bir lisans anlaşması imzalanmış, daha sonra ise Romen firmaları ile ortak projeler gerçekleştirilmiştir. Ancak, AR-GE çalışmalarının bu süre içerisinde yapılmaması, personel istihdamının sağlanamaması sonucu TEMSAN kendisinden beklenenleri karşılayamamış ve geçen 30 yıla rağmen, son senelerde üretilmiş olan bazı küçük kapsiteli olanlar dışında, kendi tasarımımız ile türbin ve jeneratörümüzü imal etmek mümkün olmamıştır. 19
GEÇMİŞTE NE YAPILDI? Bu dönemdetemsan tarafından üretilmiş olan türbin ve jeneratörler yandaki tabloda verilmiştir. 20
GEÇMİŞTE NE YAPILDI? 1980 li yıllarda İŞBİR ve TÜRBOSAN işbirliği ile aşağıda listelenmiş küçük kapasiteli türbin ve jeneratörlerin imalatları da gerçekleştirilmiştir. 1982 de, 40 MW lık Hirfanlı Hidroelektrik Santralının 4. ünitesinin Ankara Şeker Makina Fabrikası, çeşitli sanayi kolları ve TEK atölyelerinde imalatı ve montajı yapılarak ticari işletmeye alınmıştır. Büyük hidrolik santralların türbin gömülü parçaları (emme borusu, salyangoz), hidromekanik teçhizatın tümü, santral vinci, ana yükseltici transformatörler, şalt teçhizatı, santral yardımcı sistemleri, sabit çember, türbin çukuru çelik kaplaması, jeneratör rotor örümcekleri, alt ve üst yatak taşıyıcıları, santral kontrol ve kumanda sistemleri, santral iç ihtiyaç sistemleri, dizel jeneratörler değişik firmalar tarafından imal edilmiştir. 21
ŞU ANDA NELER YAPILIYOR? Süregelen hidromekanik ekipmanların üretimi yanında, Andritz, Alstom gibi büyük türbin üreticileri, Türkiye de kalabalık ve güçlü imalat takip ve kalite kontrol kadroları kurmuştur ve birçok türbin komponenti/parçası hâlihazırda Türkiye de yaygın olarak üretilmektedir. 2010 lu yıllardan sonra TEMSAN bazı küçük kapasiteli türbinleri yerli tasarımla da imal etmeye başlamıştır. Üretimi tamamlanmış olan Cuniş, Gelinkaya HES ile devam etmekte olan İncebel, Kirazdere ve Rize BelHES e ait türbinlerin tasarımı yerli olarak yapılmıştır. Aşağıdaki tabloda verilen türbinlerin üretimi TEMSAN da devam etmektedir. 22
ŞU ANDA NELER YAPILIYOR? TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, su türbinleri için bil-yap ın ( know how ) oluşturulması ve ilk kez sertifikalandırılmış olarak yurtiçinde tasarımı, prototip imalatı ile testleri için Su Türbini Tasarım ve Testleri Merkezi nin kurulum çalışmalarına başlamıştır. Bilgi birikiminin en kısa sürede oluşturulmasını ve üniversite/sanayi işbirliği çerçevesinde kullanılmasını sağlamayı hedefleyen bu proje, Kalkınma Bakanlığı, Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği tarafından maddi, TEMSAN tarafından ise deney düzeneği işçiliği ile desteklenmektedir. 23
ŞU ANDA NELER YAPILIYOR? DPT Altyapı Projeleri desteği ile gerçekleştirilen ve 2010 yılında hizmete alınan İTÜ Su Türbini test laboratuvarında, 300 kw güce kadar reaksiyon tipi su türbinlerinin IEC / TS EN 60193 standardına göre model testleri, aynı proje kapsamında oluşturulan mobil laboratuvar ın ölçme cihazları ile de her tip ve güçte su türbininin IEC / TS EN 60041 standardına göre saha testleri yapılmaktadır. Bu laboratuvarda, debi, basınç, dönme hızı, türbin milindeki tork, titreşim, gürültü, generatörün gerilim, akım, güç, Cosφ (her faz üzerinde ayrı ayrı, ortalama ve kümülatif olarak) ölçülmektedir. 24
ŞU ANDA NELER YAPILIYOR? Taşçı Makina, 5 MW'a kadar hidrolik türbinlerin tasarım ve üretimi ile ilgili çalışmayı bir TÜBİTAK destekli proje olarak yürütmektedir. Bu konuda ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümünden Prof. Dr. Kahraman Albayrak, Taşçı Makina'ya danışmanlık hizmeti vermektedir. Uygulama öncesi, ilk olarak 300 kva'lık bir prototip türbin üretilmesi planlanmıştır. Prototip türbinle ilgili tasarım çalışmaları tamamlanmış olup önümüzdeki günlerde imalatına başlanacaktır. 25
ŞU ANDA NELER YAPILIYOR? Karadenizli vatandaş da, kendi yaptığı hidroelektrik santal ile kendi elektriğini kendisi üretmektedir. 26
YASAL MEVZUAT 26 Temmuz 2012 tarih ve 28365 sayılı Resmi Gazete de yayımlanmış olan Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından, Elektrik Enerjisi Üreten Tesislerde Kullanılan Aksamın Yurt İçinde İmalatı Hakkında Yönetmelikte Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmelik ile yönetmeliğin bazı maddelerinde açıklayıcı değişiklikler yapılmış, Yönetmelik ekinde verilen yandaki ve bir sonraki yansidaki Yurt İçinde İmal Edilen Aksam ve Bütünleştirici Parçalar Listesinde aksamı oluşturan Bütünleştirici parçaların tanımı yapılarak yerli aksam oranları ayrı ayrı verilmiştir. Bütünleştirici parçaların yerli aksam oranı bazında en az %55 inin yurt içi katma değerle üretilmesinin, ilave bedele hak kazanmak için gerektiği belirtilmiştir. 27
YASAL MEVZUAT Şu anda ülkemizde tümüyle bir türbin ve jeneratör üretimi olmadığı her kesim tarafından bilinmesine karşın, Yönetmelik içinde yer alan teşvik tablosunda verilen bölümlerde en büyük oranlar türbin ve jeneratörün ana teknolojik parçalarına verilmiştir. Bu durumda da yerli üretim toplamında ilk aşamada %55 e ulaşmak yatırımcılar açısından oldukça zor görünmektedir. Bu Yönetmelikte, santral yatırımcılarını ve elektromekanik teçhizat yatırımı yapmaya yönelik çalışmaları olanları belirsizliğe iten bir başka husus da listedeki Jeneratör ve Güç Elektroniği bölümündeki belirsizliktir. Jeneratör ve Güç Elektroniği olarak verilmiş olan bölümde sırasıyla verilen %55 ve %45 yerli aksam oranı gerçekçi değildir. Güç elektroniğinin tamamı tasarlanıp üretilse bile, kullanılacak olan elemanların bir çoğunun yurt dışı firmalardan doğrudan satın alma yolu ile elde edilmesi, verilen teşvikten yararlanılamaması sonucunu doğurabilecektir. Bu nedenle Jeneratör bölümlerinin (statör, rotor, mil, yataklar gibi) ve Güç Elektroniği bölümlerinin açıkça donanım olarak belirtilerek bölümlendirilmesi ve teşvik oranlarının buna göre belirlenmesi yatırımcılar açısından belirsizliğin ortadan kakmasını sağlayacaktır. 28
YASAL MEVZUAT Santral yatırımcılarına yönelik, imalat sektöründe büyük hamleler yaptırabilecek bir diğer teşvik ise, halen yürürlükte olan kanun ve yönetmeliklerde var olan yerli malı santral teçhizatının santral yatırımcıları tarafından tercih edilmesi halinde onlara sağlanan, satış bedeline ek olarak verilen bedelin çok daha uzun bir süre olarak belirlenmesidir. Şu anda 5 yıl olarak belirlenmiş olan bu süre, ne yazık ki bazı yatırımcıların yatırımlarının kredi geri ödeme sürelerinden ve/veya yatırımın geri ödeme süresinden bile kısadır. 29
NELER YAPILMALIDIR? Yerli malı santral teçhizatının santral yatırımcıları tarafından tercih edilmesi halinde onlara sağlanan, satış bedeline ek olarak verilen bedelin Yürürlükteki kanun ve yönetmeliklerde 5 yıl olan süresinin daha uzun bir süre olarak belirlenmesi gereklidir. Santral yatırımcısı, bu sürenin uzun olması durumunda yerli imalata daha sıcak bakacaktır. İlave satış bedeli teşviği getiren Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından, Elektrik Enerjisi Üreten Tesislerde Kullanılan Aksamın Yurt İçinde İmalatı Hakkında Yönetmelik te tanımlanmış olan bütünleştirici parçaların detaylandırılması ve oranların daha gerçekçi olarak belirlenmesi gereklidir. Yenilenebilir Enerji Kaynakları (YEK) Destekleme Mekanizmasının sağladığı teşvik mutlaka gereklidir ve yerli yapım oranı da zamanla artabilir. Ancak, taşeron düzeyinde projesi verilerek ve denetlenerek yapılan imalat işinden bir türbin jeneratör imalatçısının kısa zaman doğması ve faaliyete geçmesi beklenemez. İnşaatı devam eden HES ler için mevcut YEK Destekleme Mekanizması sürebilir, alınacak başka bir önlem de fayda sağlamaz. İşi bütününden çözmek gerekir. YEK Destekleme Mekanizmasının biteceği 31.12.2015 tarihi hedef alınarak, TEMSAN dahil, bir-iki özel statülü firmanın, Türkiye de türbin ve jeneratör imal etmek üzere organize olması önerilmektedir. 30
NELER YAPILMALIDIR? Büyük kapasiteli türbün ve jeneratörlerin üretimi için yeni bir imalat tesisinin kurulmasına gerek olmadığı görüşündeyiz. Ancak var olan tesisler gereksinime göre tevsi ve tadil edilebilir. Örneğin Ankara da kurulu Şeker Makina Fabrikası büyük kapasiteli türbin ve jeneratör imalatı için uygun bir fabrikadır. Uluslararası Enerji Ajansı na (IEA) göre dünyada mevcut olan hidroelektrik enerji potansiyelinin sadece üçte biri geliştirilmiştir. Gelecekte çok sayıda yeni HES projeleri beklenmektedir. Kurulacak tesis ve firmalar uluslararası standartlarda yapılandırılmalı ve dışarıya açılmak hedefiyle hareket etmelidir. Amacı,... elektrik tesislerinin milli menfaatlere ve modern teknolojiye en uygun şekilde kurulması ve işletilmesini, mevcut ulusal iletim veya dağıtım şebekelerine uyumlu olarak bağlanmasını, can ve mal emniyetinin sağlanmasını amaçlayarak elektrik tesislerine ait proje, onay ve kabul işlemlerinin ilgili mevzuat ve standartlara uygun olarak yapılmasına veya yaptırılmasına ilişkin usul ve esasların belirlenmesidir olan Elektrik Tesisleri Proje ve Kabul Yönetmeliği nin bir an önce yayımlanarak yürürlüğe girmelidir. Bu Yönetmeliğin çıkması kalitesiz ürünlerlerle haksız rekabetin de önüne geçecektir. 31
NELER YAPILMALIDIR? Özel sektör, HES yapımında hidromekanik ekipmanı doğrudan üretici firmaya ihale etmesi halinde, sektörün gelişmesine yardımcı olacaktır. Kalifiye eleman yetiştirilmesi için, gerek üniversiteler gerekse de kamu ve özel firmalar gerekli öğretim ve eğitim çalışmalarını yapmalıdır. Bu anlamda üniversite-sanayi işbirliği ile konuya hedefli pilot çalışmalar öngörülmelidir. Bu pilot projeler mevcut uygun barajların ekonomik olanları arasından seçilebilir ve kamu eliyle gerçekleştirilebilinir. Santralını bir an önce işletmeye almak için çalışan özel sektörden bu desteği beklemek fazlaca iyimserlik olur. Bu gün dünyanın en büyük uluslararası düzeydeki üretici firmaları, başlangıçta çok uzun yıllar devlet-kamu desteği ile ayakta kalmış, zamanla gelişmiş ve başarıya ulaşmıştır 32
AMAÇ NE OLMALIDIR? Cumhuriyetimizin 100. yılına onlarca tamamı yerli üretim hidroelektrik santralı ile ulaşmayı umut ediyoruz. 33
HİDROELEKTRİK SANTRALLARDA ENERJİ EKİPMANLARININ YERLİ ÜRETİMİ TEŞEKKÜRLER. 34