ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Rüzgâr Enerji Santrallerinin İnsan Kaynakları ve İstihdam Açısından Önemi Prof. Dr. Okan ÖZGÖNENEL okanoz@omu.edu.tr 1
Özet Alternatif enerji çözümlerinin öneminin arttığı günümüz dünyasında rüzgâr enerjisi çözümleri önem kazanmaktadır. Bu durum karşısında ülkemizin doğal kaynaklarından yararlanarak alternatif enerji sistemlerinin uygulanması, soruna genel ve kesin olmayan, ancak gelecek için umut verici bir çözüm olması nedeniyle gün geçtikçe artan bir önem kazanıyor. Bu enerji kaynaklarından rüzgâr, ülkemizde de çok iyi değerlere sahip olması, sınırsız, temiz, çevreyi kirletmeyen bir enerji kaynağı olması nedeniyle öne çıkıyor. Giriş Rüzgâr enerjisi son dönemde kullanımı en çok artan yenilenebilir enerji kaynağıdır. Rüzgâr enerjisi; enerji arz güvenliği, bağımsızlığının sağlanması ve enerji arzına katkısı bakımından önemli bir kaynaktır. Bununla birlikte sadece çevresel sorunların çözülmesine yardımcı olmakla kalmayacak aynı zamanda ticari faydalar, teknolojik araştırmalar, ihracat ve istihdam olanakları sağlayacaktır. Rüzgâr enerjisi elektrik enerjisi üretmek amacıyla kullanılması ülkelere göre farklılık göstermektedir. Bunun nedeni ise uygulanan enerji politikalarının ve destek sistemlerinin farklı olmasıdır. Yani sadece ekonomik potansiyelin olması tek başına yeterli değildir, ülkemiz içinde benzer durum söz konusudur. Enerji kaynaklarını günümüzde, yenilenebilir ve geleneksel kaynaklar olmak üzere ikiye ayırabiliriz. Fosil kökenli yakıtlar, geleneksel enerji kaynaklarını oluşturmaktadırlar. Bu yakıtların ömürlerinin sınırlı olmasına karşın günümüz için enerji kaynaklarının yokluğundan ya da eksikliğinden söz edebilmek mümkün değildir. Ancak ithal enerji kaynaklarına olan bağımlılık, artan yakıt fiyatlarının maliyetlere etkisi, özelliklede elektrik enerjisi üretim birim maliyetinin artırmasından dolayı önemlidir. Bununla birlikte bazı enerji 2
kaynaklarının belirli bölgelerde toplanmasından dolayı yaşanan sıkıntılar arz güvenliği kavramını geliştirmiş ve alternatif enerji kaynakları kullanımını yaygınlaştırmıştır. Bunun sonucunda özellikle elektrik enerjisi üretmek için kullanılan kaynakların kullanım oranları ve türleri tarihsel süreçte ülkeler ve bölgeler bazında ekonomik, teknik ve çevresel nedenlerden dolayı değişiklikler göstermiştir. 1990 lardan itibaren ise temiz çevreye verilen öneminin artması sonucu, 1992 yılında Rio Sözleşmesi, 1994 yılında Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi, 1997 yılındaki Kyoto Protokolü ve AB nin yaptırımlarının da etkisi ile yenilenebilir enerji kaynakları konusundaki çalışmalar hızlanmıştır. Rüzgâr enerjisi; başta elektrik üretimi olmak üzere su pompalama, çeşitli ürünleri kesme, biçme, öğütme, sıkıştırma gibi mekanik enerjiye ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılmaktadır. Rüzgâr enerjisi santrallerinin yapısı, fiziksel özellikleri, enerji üretim şekilleri, enerji dönüşümleri, enerji depolama türleri gibi özellikleri çeşitli istihdam alanlarını da (akademik endüstriyel bakımdan) beraberinde getirmektedir. Önemli Not: Her ne kadar; rüzgâr enerjisi santrallerinin görüntü, gürültü ve çevrebilimle ilgili bazı kirliliklerinden (sit alanları, arkeolojik sahalar, göçmen kuşlarının göç yolları gibi) söz edilse de, ülkemizin günümüz şartlarında enerjinin dışa bağımlılığının azaltılmasında RES ler gibi yenilenebilir kaynakların önemi çok büyük önem arz etmektedir. 3
Diğer yandan, fosil kökenli kaynakların azalması, kaynak temininde sorunlara ve buna bağlı olarak fiyatlarında artışlara neden olmaktadır. Bu nedenlerden ötürü ülkelerin kendi öz kaynaklarından olan yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını arttırmaları ve üretim teknolojileri konusundaki ar-ge çalışmalarını yapmaları oldukça önemlidir. Halen Avrupa ülkelerinde bu konu ile ilgili diğer ülkelere teknoloji iletimi ar-ge personelinin istihdamı ile sürdürülmektedir. Ülkemiz şartlarında da özel ve kurumsal organizasyonların bu konuya yoğun ilgi 4
göstermesini bekliyoruz. Unutulmamalıdır ki, bir ar-ge personelinin varlığı, birden fazla diğer çalışan elemanların varlığı demektir. Ülkemizde Rüzgârın Durumu Ondokuz Mayıs Üniversitesi Örneği Üniversite yerleşkesi içerisinde yer alan ve Dedebuzağı tepesi (588 m) olarak adlandırılan bölgede BAP projesi kapsamında 60m lik rüzgar ölçüm direği dikildi. 40 / 50 ve 60 metrelerden rüzgar hızları ve 48 / 58m den de rüzgar yönleri kaydedildi. Aynı zamanda, havanın nemi, sıcaklığı ve basıncı da 10dk lık aralıklarla kaydedildi. Tüm ölçümler 2009-2010 yılları arasında 13 ay boyunca kaydedilmiştir. Tipik olarak ilk iki ayın verileri ve hesaplanan büyüklükler aşağıdaki gibidir. 5
Tarihler: 24.08.2009 (saat: 14.00) ve 25.09.2009 (saat:13.10) Ölçüm yüksekliği: 60m / 1 En yüksek rüzgâr hızı: 24.22 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 45,000 4 35,000 3 25,000 2 15,000 1 5,000 Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,2 m/s 11,6 mph Mean Power güç yoğunluğu) 202 W/m^2 19 W/ft^2 6
Ölçüm yüksekliği: 60m / 2 En yüksek rüzgâr hızı: 24.81 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 45,000 4 35,000 3 25,000 2 15,000 1 5,000 Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,2 m/s 11,7 mph Mean Power güç yoğunluğu) 203 W/m^2 19 W/ft^2 7
Ölçüm yüksekliği: 50m En yüksek rüzgâr hızı: 22.89 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. probability 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 45,000 4 35,000 3 25,000 2 15,000 1 5,000 power density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 wind speed m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,2 m/s 11,6 mph Mean Power güç yoğunluğu) 202 W/m^2 19 W/ft^2 8
Ölçüm yüksekliği: 40m En yüksek rüzgâr hızı: 23.07 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 45,000 4 35,000 3 25,000 2 15,000 1 5,000 Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,1 m/s 11,4 mph Mean Power güç yoğunluğu) 198 W/m^2 18 W/ft^2 9
Tarihler: 25.09.2009 (saat: 13.10) ve 29.10.2009 (saat:21.00) Ölçüm yüksekliği: 60m / 1 En yüksek rüzgâr hızı: 13.72 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 6 5 4 3 2 1 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,0 m/s 11,2 mph Mean Power güç yoğunluğu) 175 W/m^2 16 W/ft^2 NOT: PS: 60m/1'deki sensör 29.10.2009 tarihinde saat 20.10 dan itibaren arızaya geçmiştir. Bu tarihten itibaren alınan veriler sağlıksız olduğu için, bu sensörden gelen verilerle yapılan hesaplamaların bir geçerliliği yoktur. 10
Ölçüm yüksekliği: 60m / 2 En yüksek rüzgâr hızı: 13.65 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 6 5 4 3 2 1 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,0 m/s 11,2 mph Mean Power güç yoğunluğu) 178 W/m^2 17 W/ft^2 11
Ölçüm yüksekliği: 50m En yüksek rüzgâr hızı: 13.73 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 6 5 4 3 2 1 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,0 m/s 11,2 mph Mean Power güç yoğunluğu) 178 W/m^2 17 W/ft^2 12
Ölçüm yüksekliği: 40m En yüksek rüzgâr hızı: 13.74 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 6 5 4 3 2 1 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 5,0 m/s 11,1 mph Mean Power güç yoğunluğu) 176 W/m^2 16 W/ft^2 13
Tarihler: 29.10.2009 (saat: 21.10) ve 06.11.2009 (saat:10.30) Ölçüm yüksekliği: 60m / 2 En yüksek rüzgâr hızı: 34.48 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 14 12 10 8 6 4 2 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 8,1 m/s 18,2 mph Mean Power güç yoğunluğu) 919 W/m^2 85 W/ft^2 14
Ölçüm yüksekliği: 50m En yüksek rüzgar hızı: 30.44 m/sn Rüzgar hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 14 12 10 8 6 4 2 Energy density Relative Frequency Energy Density 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 wind speeds m/sn Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 7,8 m/s 17,5 mph Mean Power güç yoğunluğu) 770 W/m^2 72 W/ft^2 15
Ölçüm yüksekliği: 40m En yüksek rüzgâr hızı: 30.33 m/sn Rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve enerji yoğunluğu aşağıdaki çizelgede görülmektedir. Probability 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 wind speeds m/sn 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Energy density Relative Frequency Energy Density Yukarıdaki çizelgeden aşağıdaki veriler hesaplanmıştır. Mean Ws rüzgar hızı) 7,7 m/s 17,2 mph Mean Power güç yoğunluğu) 746 W/m^2 69 W/ft^2 Bu projenin yaratmış olduğu istihdam olanakları şöyle özetlenebilir: Direk inşa öncesinde özel sektörden 5 (işçi) + 1 (mühendis) ve inşa sonrasında ise yurt dışı firma sorumlusu (İngiltere den akreditasyon işlemleri için hizmet satın alınması), tam zamanlı bir bekçi ve teknisyen görevlendirilmiştir. 16
İstihdam Olanakları İş Kolları Rüzgâr enerjisi sektörü istihdam yaratarak, ekonomik ve toplumsal gelişmeye katkıda bulunmaktadır. Rüzgâr enerjisi sektöründe günümüzde yaklaşık 400.000 kişi istihdam edilmekte olup, bu sayının artarak gelecek yıllarda 1.000.000 kişiye ulaşacağı beklenmektedir (Global Wind Energy Council, 2010). Türbin, kanat ve diğer bileşen üreticileri, üretilen elektriği satan/dağıtan işletmeler, danışmanlık, mühendislik ve uzmanlık gerektiren Ar-Ge, montaj-servis ve bakım, finans, pazarlama vb. çok sayıda teknik ve idari iş kollarında yeni istihdam olanakları yaratmaktadır. Genel olarak; bu iş kollarını aşağıdaki ana başlıklarda gruplandırabiliriz. 1. Proje Geliştirme Uygun arazi seçimi Rüzgâr analizi Ön çalışma (fizibilite) raporunun hazırlanması, (WAsP yazılımı ile) Rüzgâr türbin seçimi ve adedi Micrositting raporu (seçilen / lisanslanmış saha için gerekli teknik çalışmaların yapılarak, sahanın kapasitesinin değerlendirilmesi ve söz konusu saha için rüzgâr türbinlerinin tür ve konum açısından çeşitli etmenlere dayanarak seçim ve en-iyilemenin yapılmasıdır) 2. Proje Kaynak Durum tespiti Ekonomik analiz Anlaşmalar ve sözleşmeler Kaynak (finansman) alternatifleri 17
3. Proje Uygulama Altyapı inşası Türbin monte işlemi Şebeke bağlantısı 4. İşletme ve Bakım Deneme işletmesi Teknik bakım Ülkemizde bu konuda muhtemel iş alanları aşağıdaki çizelgede görüldüğü gibidir. Rüzgar Gücü 12 raporuna göre, 2020 yılında dünyada tüketilen elektrik enerjisi ihtiyacının %12 sinin rüzgar enerjisinden karşılanmasının teknik ve ekonomik olarak mümkün olduğu belirtilmekte, toplam rüzgar enerjisi kurulu gücünün ise 1.2 Milyon MW ı aşacağı, sektörde yıllık %20-25 lik bir büyümenin olacağı, bunun iki milyon kişiye iş olanakları sağlayacağı ve 10 milyar 700 milyon ton CO2 salınımının azaltmasının mümkün olacağı belirtilmektedir. 18
Çünkü; rüzgâr gücü, enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesine katkıda bulunmaktadır ve ithalat bağımlılığı, petrol ve gaz fiyatlarına bağlı kararsızlık gibi riskleri azaltmaktadır, bunun yanında istihdam ve ihracatı ise artırmaktadır. Türkiye de başta rüzgâr olmak üzere, yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimi 5346 sayılı kanun ile teşvik edilmektedir. Ancak verilen bu teşvikler, yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimi için dolaylı teşvikler niteliğindedir ve piyasada çoğu ortak girişim olmak üzere bazı üreticilerin oluşmasına neden olmuş, sınırlıda olsa istihdam yaratmıştır. Rüzgar santralleri yapım süresince MW başına anma güçlerine göre 0.4-1.4 arasında ve işletme/bakım süresince de 0.06-0.2 arasında iş olanağı sağlamaktadır. Rüzgâr santralleri çok değişik anma güçlerinde imal edildiklerinden ortalama bir rakam vermek zordur. Ancak 50 MW lık bir santralin yapım süresince 20 70 arası iş olanağına ve de işletme/bakım süresince de 10 adet iş olanağına sahip olduğu bilinmektedir. Burada söz konusu iş olanaklarının bu alanda yetkin iş güçleri olduğu da unutulmamalıdır. Bu bağlamda, üniversitelerinin Elektrik Elektronik Mühendisliği bölümü öğrencilerin ilgili anabilim dalından (Elektrik Tesisleri Power Engineering) mezun olmalarının önemi büyüktür. Yenilenebilir enerji kaynakları istihdam yaratma konusunda çok geniş bir potansiyele sahip ve sahadaki istihdam, 2004-2009 arasındaki kısa bir sürede ikiye katlanmıştır ve artış devam etmektedir. Dünya da yatırımlara bağlı olarak rüzgâr enerjisinde 2,1 milyon, güneş enerjisinde 6,3 milyon ve biyo-yakıt alanında 12 milyon olmak üzere toplam 20 milyon ek istihdam sağlanacaktır. (The World Wind Energy Association) 19
Renewables Global Status Report un 2014 se yayınlanan en güncel verilerinde, dünya çapında yenilenebilir enerji piyasalarındaki tahmini istihdam rakamları şöyledir: 20
Güney Marmara Kalkınma Ajansı verilerine göre: Ülkemizde 2020 yılına kadar 400-450 rüzgar santrali kurulması planlanıyor. Bir santralde büyüklüğüne göre değişmekle birlikte yaklaşık 12-14 kişi çalışıyor. Yani açılacak santrallerde yaklaşık 5.500 6.000 kişilik kalıcı istihdam sağlanacak. Ancak istihdam rakamı bununla sınırlı değil. Türbinlerin inşası sırasında da yaklaşık 6.500 kişilik geçici istihdam yaratılacaktır. Yani toplamda 12.000 kişilik bir istihdam rakamından bahsedebiliriz. Energy Revolution 2012 raporuna göre; rüzgâr enerjisi 2030 yılına kadar 1.7 milyon kişiye iş verecek. 2020 yılına kadar, 520.000 'den fazla kişi rüzgâr enerjisi tarafından istihdam edilecek. 2030 yılından itibaren de off-shore (kıyı ötesi) rüzgâr santrali işlerinde %62 oranında artış ile toplam 794.079 istihdam sağlanacağı öngörülmektedir. www.globalwindday.org bağlantısından alınan güncel bilgilere göre, geçtiğimiz yıl küresel rüzgâr piyasasında doğrudan ve dolaylı olarak toplan 670.000 kişi işe alındı. Rüzgâr enerjisindeki iş kollarının hangi alanlarda olduğundan söz etmiştik ve küresel anlamda rüzgâr alanında kalifiye işçi ve mühendis sıkıntısı bulunmamaktadır. 21
Sonuç ve Öneriler 22