Enerji üretimi

Özet

Öldürücü rekabetin yaşandığı günümüzde, sektörlerin ekonomik gelişme sağlayabilmesi için tüm kıt kaynaklarını etkin olarak yönetebilmesi gerekmektedir. Sektörlerin kıt kaynakları arasında bulunan enerji kaynağının, etkin olarak sağlanabilmesi ve yönetilmesi piyasalarda çözüm bekleyen en önemli sorundur. Enerjinin üretimi, çeşitlendirilmesi, sürekliliğinin sağlanması ve düşük maliyetli olması için her ekonomi de çalışmalar yapılmakta, devlet politikaları ve stratejiler geliştirilmektedir. Sanayide, ulaşımda, ticarette ve konutlar da ihtiyaç duyulan enerjinin karşılanabilmesi için planlı bir enerji üretimi politikası izlenmesi öngörülmektedir. İhtiyaçlar doğrultusunda enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için enerji kaynakları iyi incelenmeli, mevcut kaynaklar en verimli şekilde kullanılırken yenilenebilir kaynaklara da yeni yatırımların yapılması için özendirici teşvik yöntemleri geliştirilmelidir. Enerji üretimini geniş bir yelpazeye yayarak ekonomik büyümeyi göz önünde tutarak ülkenin enerji arz güvenliğini garanti edecek üretim planlamaları yapılmalıdır.

Bu bölümde dünyada mevcut alışılagelmiş olan enerji kaynaklarının en yaygın kullanım alanına sahip olanları incelenmiş ve geleceğe dönük üretim tahminlerinden bahsedilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Enerji Üretimi, Enerji Kaynakları, Enerji Yönetimi.

16.1 GiriÅŸ

İnsanlar tükettikleri enerjiyi üretebilmek için yüzyıllar boyunca çeşitli yöntemler kullanmıştır. Önceleri gayet ilkel tekniklerle yapılan bu enerji üretimleri teknolojinin gelişmesi ile ilerlemiş ve endüstriyel sektörün gelişmesinde büyük rol oynamıştır. Enerji, günümüz gelişmiş endüstri toplumunun temel taşı olmuştur. Konutlarda, sanayide, ulaşımda, ticari alanlarda ve tarımsal sulamada sürekli ve artan enerji ihtiyacını karşılamak için mevcut sistemler geliştirilmektedir. Buna paralel olarak üretilen enerjinin verimli kullanılması ve alışılagelmiş üretim çeşitlerine yanında alternatif enerji kaynaklarının bulunması ve geliştirilmesi alanında çok çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Günümüzde enerji, kendisine bağlı sektörlerle birlikte dünyada en çok istihdamın sağlandığı sektörlerin en başında gelmekte olup, enerji üretiminin dayandığı 4 temel ilke bulunmaktadır.

* Kesintisiz olmak

Enerji ihtiyacı sürekli bir kavram olduğundan bu ihtiyacın karşılanması için enerji üretiminin de kesintisiz olması gerekmektedir. İstenilen zamanda, ihtiyaç duyulan miktarda ve kalitede enerjinin karşılanabilir olması yani arz- talep dengesinin sağlanması üretim planlamalarının en önemli kriterlerinden biridir. Bu açıdan enerji ihtiyaç projeksiyonlarının doğru yapılması ve üretim kapasitelerinin planlanması daima ihtiyaca göre yapılmalıdır.

* Güvenilir olmak

Enerji üretimin güvenilir olması için stratejik enerji politikalarının geliştirilmesi, üretimin ve fiyat güvenliğinin ikili sözleşmeler ile garanti altına alınması gerekmektedir. Bu açından bakıldığında stratejik olarak üç önemli kavramdan söz edilmesi gerekmektedir.

* Jeopolitik koÅŸullar

Ülkenin güvenilir enerji üretimine sahip olabilmesi için “enerji arz güvenliği açısından enerji kaynaklarının varlığı ya da bu kaynaklara güvenli bağlantılar gerekmektedir.

* Yedeklilik ilkesi

Enerji kaynağından enerji elde eden birimlerin her zaman hazır bir yedeğinin olması gerekmektedir. Herhangi bir arıza veya bakım gibi durumlarda yedek üniteler veya tesisler herhangi bir gecikme olmaksızın hızlı bir şekilde devreye girerek tedarikte süreklilik sağlanmalıdır.

* Çeşitlilik (Kaynak) ilkesi

Enerji üretiminde bir kaynağa bağlı kalmak hiç bir zaman güvenli değildir. Mutlaka birden fazla kaynaktan üretim yapılmalı ve kaynak adedi ve çeşitliliği arttırılmaya çalışılmalıdır. Enerji arz güvenliğini sağlamak için enerji üretimini geniş bir (enerji kaynağı açısından) yelpazeye yaymak daha gerçekçi bir yol olacaktır. Tek enerji kaynağında karşılaşılabilecek olası sorunlarda diğer alternatif kaynaklardan elde edilen enerji ile talebin karşılanması yapılacaktır. Böylece tedarik açısından enerji arzında süreklilik sağlanmış olacaktır. Enterkonnekte sistemine verilen enerji yurtiçinde üretiliyor veya yurtdışından ithal ediliyor olsa dahi kaynakta çeşitlilik ve yedeklilik ilkeleri daima göz önünde bulundurulmalıdır.

* Düşük maliyetli ve kaliteli olması

Tüketilen enerjinin düşük maliyetli olması günümüz rekabetçi piyasa ekonomilerinde en önemli koşullardan biridir. Sanayi üretiminde ve ulaşımda kullanılan enerjinin birim maliyetinin düşmesiyle imalat, taşıma ve tarım ürünleri maliyetleri de enerji maliyetlerine paralel olarak azalacaktır ve bunlara bağlı olarak ülkede daha güçlü bir ekonomi oluşturulabilecektir. Ülke içerisinde satın alma gücü artarken, ihracattan elde edilen kar da artmış olacaktır. Günümüzde yapılan çalışmaların temelinde çevreye zarar vermeden ucuz ve uluslar arası standartlarda kaliteli enerji üretilen kaynaklarının bulunması ve enerji maliyetlerinin düşürülmesi yatmaktadır.

* Çevre ile uyumlu olması

Son yıllarda yapılan çalışmalarda öne çıkan bir konu da küresel ısınmadır. Geleneksel fosil yakıtlarla çalışan elektrik üretim santrallerin, sanayi kuruluşlarının ve ulaşımda kullanılan içten yanmalı motorlu araçların atmosfere yaydığı sera gazlarının sonucunda dünya genelinde sıcaklıkların ortalama değerleri üzerinde seyretmekte olduğundan kutuplardaki buzullar hızla erimektedir. Bunun sonucunda iklim değişiklikleri gözlenmektedir. Bu küresel ısınmanın temel nedenlerinden birisi enerji elde etmede kullanılan fosil yakıtlardır. Bu küresel problemin çözümüne katkı sağlamak için temiz enerji üretimi her zamankinden daha önemli bir duruma gelmiştir. Rüzgâr ve güneş, su, jeotermal, hidrojen gibi yenilenebilir enerji kaynakları alternatif enerji olarak sunulan temiz enerji kaynaklarının başında gelmektedir. Bu yenilenebilir enerji kaynakları, günümüzde enerji sektöründe üzerinde en çok çalışılan ve geliştirilen birer güvenilir enerji kaynağı durumundadırlar.

16.2 Enerji Sektörünün Genel Yapısı ve Değer Zinciri

Her geçen gün artan enerji tüketiminin, 2006 yılı verileri göz önüne alındığında 2030 yılına kadar yaklaşık %44 oranına artış göstermesi beklenmektedir. Ekonomik Ä°ÅŸbirliÄŸi ve Kalkınma TeÅŸkilatı (OECD) ülkeleri baz alındığında bu oran %15 olurken OECD dışı ülkelerde bu oran %73 olarak öngörülmektedir [1]. AÅŸağıdaki Åžekil’de dünya enerji piyasalarındaki toplam tüketim verileri gösterilmektedir.

Enerji üretiminde kullanılan kaynaklar arasında petrol türevi yakıtlar en büyük paya sahiptir. Petrol fiyatlarındaki artışa raÄŸmen günümüzde en çok kullanılan enerji kaynağı olmaya devam etmektedir. Ä°leriye dönük tahminlerde de bu artışın devamı ön görülmektedir. Petrolün varil başına fiyatı 2008 yılı temmuz ayında 147$ ile zirve yapmış. Sonrasında 2009 yılında 61$’a kadar gerilemiÅŸtir. Tekrar yükseliÅŸe geçen varil başına fiyatların 2030 yılında 130$ civarında olması beklenmektedir. Bu yüksek ve deÄŸiÅŸken maliyetler karşısında enerji tüketicileri yeni alternatiflere daha fazla ilgi göstermek zorunda kalmıştır. Fosil yakıtların en önemlisi olan petrolün bilinen rezervlerin gelecek 40-45 yılda tükenme noktasına geleceÄŸi öngörülmektedir. Bu durum ülkelerin yeni enerji kaynakları için arayışlarını ve çalışmalarını hızlandırmıştır[2].

DoÄŸalgaz bir enerji kaynağı olarak sanayide ve elektrik üretiminde kilit rol oynamaktadır. 2006 yılında 104 trilyon ft3 olan Dünya tüketiminin 2030 yılında 153 trilyon ft3’e çıkması beklenmektedir. Sanayi kuruluÅŸları bu tüketim içerisinde en büyük paya sahip kalem olarak öne çıkmaktadır. 2030’da rezerv kullanımında %40’lık paya sahip olması beklenen sanayi kuruluÅŸları, bu alanda 2006’daki %32’lik payından %35’e çıkması beklenen elektrik enerji üretiminden de fazla tüketim gerçekleÅŸtirmektedir[3].

Artan doÄŸalgaz ihtiyacının karşılanabilmesi için 2030 yılına kadar toplam üretimde yıllık 49 trilyon ft3’lük bir artış gerçekleÅŸtirilmesi gerekmektedir. Ãœretimdeki bu artışın büyük kısmının OECD harici ülkelerden gelmesi beklenmektedir. Afrika ülkeleri bu artışın %15’ini karşılayarak bu alanda öne çıkmaktadırlar. DoÄŸalgaz rezervlerinin bulunduÄŸu bölgelerdeki siyasi istikrarsızlık ve Rusya’nın dünyada tekel oluÅŸturması fiyatların yükselmesine neden olmaktadır. Günümüzde en hızlı devreye girip çıkabilen gaz türbinli elektrik santrallerin elektrik enerji arzında en güvenilir bir kaynak olmuÅŸtur. Türkiye gibi tükettiÄŸi doÄŸalgazı %97’sini ithal eden ülkelerin enerji planlanması ve üretim projeksiyonlarını çok dikkatli yapmaları gerekmektedir.

Enerji politikalarının ve sera gazlarını azaltıcı anlaÅŸmaların (Kyoto Protokolü) getirdiÄŸi kısıtlamalar nedeniyle dünya genelinde kömür tüketimi yıllık ortalama %1.7’lik bir artışa sınırlandırılması öngörülmektedir. 2006 yılında 127 katrilyon Btu olan kömür tüketiminin 2030 yılında 190 katrilyon Btu’ya ulaÅŸması beklenmektedir [4]. Asya bölgesindeki Çin Halk Cumhuriyeti (ÇHC) ve Hindistan gibi geliÅŸmekte olan ülkelerin ekonomilerindeki büyüme bu artışta %90’lık bir paya sahiptir. Elektrik üretiminde ucuz olmasından dolayı kömürü tercih eden bu ülkeler ekonomik kalkınmalarında kömüre ağırlık veren politika izlemektedir. Öyle ki, gelecek 20 yılda sanayisinde %60’a varan bir büyüme beklenen ÇHC’de kömür odaklı üretimdeki büyüme %300’lere ulaÅŸacaktır [5].

Dünyada 2006 yılında 18 trilyon kwh olan elektrik enerjisi üretiminin gelecek 20 yılda %77’lik bir artışla 23.2 trilyon kwh olarak gerçekleÅŸtirileceÄŸi öngörülmektedir. Global krizin etkisinin azalmasıyla birlikte ülke ekonomilerinin resesyondan çıkması sonucu ekonomilerdeki pozitif büyüme oranlarının etkileri elektrik enerjisi tüketimine de yansımaktadır. Elektrik altyapısı ve tüketici profili olgunlaÅŸmış olan OECD ülkelerinde yıllık ortalama artış oranı %1,2 olarak öngörülürken, OECD üyesi olmayan ülkelerde bu artışın ortalama olarak %3.5 dolaylarında gerçekleÅŸmesi beklenmektedir [6].

Yenilenebilir enerji kaynaklarının giderek önem kazanmasının ardında; yükselen petrol fiyatları, sera gazlarının salınımının sınırlandırılması ve petrole bağımlı ekonomilerden kurtulma çabası yatmaktadır. Yenilenebilir enerji sektörü, günümüzde enerjinin en hızlı büyüyen kolu haline gelmiÅŸtir. Bu alandaki devlet teÅŸviklerinin fazla olması da bu büyümede itici güç olmuÅŸtur. Halen enerji tüketiminde talebin karşılanmasında %19’luk bir paya sahip olan yenilenebilir enerjilerin 2030 yılına kadar yıllık ortalama %2,9’luk bir büyüme ile toplamdaki payını %21’e çıkarması beklenmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının büyük bölümünü hidroelektrik santraller oluÅŸturmaktadır. Rüzgar, güneÅŸ, hidrojen, biyokütle gibi diÄŸer kaynaklar %19’luk bu pay içerisinde çok az yer tutmaktadır. Fakat rüzgar ve güneÅŸ enerjisi alanındaki geliÅŸmeler ve devlet teÅŸvikleri bu iki enerji kaynağının üretimdeki payının giderek artmasını saÄŸlamaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerji de 2030 yılına kadar gerçekleÅŸmesi öngörülen toplam 3,3 trilyon kwh’lik artışın %33’lük bölümün rüzgar enerjisinden karşılanması öngörülmektedir [7].

Tek başlarına ekonomik olarak fosil yakıtlarla rekabet edemeyecek durumda olan yenilenebilir enerji kaynaklarının birlikte kullanımı ile oluşturulan hibrid sistemler günümüzde düşük güçlü uygulamalarda başarı sağlamaktadırlar.

Her ne kadar devlet teşvikleri ve gelişen teknolojilere rağmen hidroelektrik santrallerin dışında kalan yenilenebilir enerji kaynakları fosil yakıtlar ve nükleer santrallerle ekonomik olarak rekabet edecek düzeyde değildir.

Nükleer enerji üretimi 2006 yılında 2,7 trilyon kWh olarak gerçekleştirilirken 2030 yılında bu üretimin 3,8 trilyon kWh olarak gerçekleştirilmesi öngörülmektedir [8]. Petrol fiyatlarındaki artış, enerji yollarının güvenliği konusundaki endişeler, petrolden bağımsız ekonomiler yaratma çabaları ve sera gazlarını azaltıcı anlaşmalar da nükleer santrallerin sayısında artış sağlanmasında etken faktörler olarak ortaya çıkmaktadır. Petrol ve doğalgaz fiyatlarındaki artışla birlikte gelişen teknolojiler, nükleer enerjinin birim fiyatının, bu yakıtların birim fiyatlarıyla ekonomik olarak rekabet edebilmesini sağlamıştır.

16.3 Fosil Yakıt Santralleri

Kömür, petrol ve doğalgaz doğada en çok bulunan fosil yakıtlardır. Tarih öncesi dönemlerde bitki ve hayvanlar denizde yaşıyordu. Fosil yakıtlar; milyonlarca yıl önce yaşayan ve öldükten sonra çamur ve kum içinde gömülü kalan, daha sonra yerküre kabuğunun hareketleri sonucunda oluşan yüksek ısı ve basınçtan etkilenen, toprak ve kayaç altında kaldıktan sonra organik maddeler olarak dönüşüme uğrayan bitki ve hayvanlardan oluşmuştur. Bu antik bitki ve hayvan kalıntıları önceleri çamur içindeyken, geçen milyonlarca yıl sonrasında kuruyan ve katılaşan kayaçlar içinde kaldılar. Kalıntılar ve tarih öncesi hayvanların kemik artıkları fosiller olarak tanımlanmaktadır. Fosil yakıtların yaşları olarak 300-400 milyon yıl verilmektedir. Fosil yakıt elektrik üretim tesislerinde kömür, doğalgaz ve petrol türevleri yakılarak elektrik elde edilmektedir. Fosil yakıt santralleri büyük ölçekli olarak inşa edilirler ve sürekli çalışmaya göre tasarlanırlar. Birçok ülkede bu tür santraller ülkede üretilen enerjinin büyük bölümünü karşılarlar. Santral yakıtı, santral tipi ve kullanılacak ek tesisler gibi birçok faktör, kurulan tesisin ve üretilen enerjinin maliyetine etki etmektedir.

Kömür santralleri yatırımı yapılırken öngörülen maliyet 815- 1.930 $/kw arasında deÄŸiÅŸim göstermektedir. Kombine gaz/buhar türbinli santrallerin birim tesis bedeli 300 – 1200 $/kw arasında deÄŸiÅŸim göstermektedir. OECD ülkelerinin çoÄŸunda bu fiyat 350 – 800 $/kw civarındadır. Santral inÅŸasında dikkate edilmesi gereken bir baÅŸka husus da tesisin kurulu gücü arttıkça, birim yatırım bedelinin düşmesidir. Tek enerji üretim tesisi yerine ikiz tesis inÅŸasının seçilmesi de ekonomik bir tercih olacaktır [ 9].

2000’li yıllardan itibaren devreye girmeye baÅŸlayan modern kömür santrallerinde elektrostatik tutucu (ESP), desülfirizasyon ünitesi (FGD), düşük NOx yakma sistemi (LNB), seçici katalitik tutucu (SCR), ıslak kireç taÅŸlı SOx tutucu (WLS) gibi baca gazı temizleme sistemlerinin tamamı veya bir bölümü bulunmaktadır. Bunlar da enerji maliyete etkiyen faktörlerdir.

Tablo 16.1: Çeşitli Ülkelerde Kömür Santrali Kurulum Maliyetleri [6]

Ãœlke

Güç [Mwe]

r=%5

r=%10

Ä°nÅŸaat

Faiz

DiÄŸer

Toplam***

Ä°nÅŸaat

Faiz

DiÄŸer

Toplam***

Kanada

4×749

1167

110

243

1620

1167

239

149

1555

Fransa

2×500

1025

105

68

1197

1025

219

68

1313

Almanya

1×700

1495

127

63

1685

1495

259

62

1815

Japonya*

4×700

1932

165

2097

1932

480

2412

Ä°spanya

1×500

1752

253

245

2250

1752

632

246

2620

Ä°ngiltere

1×200

1823

145

1968

1832

226

2048

ABD

2×600

1223

284

264

1771

1223

615

237

2075

Çin

2×600

815

148

91

1054

815

318

91

1224

Hindistan

4×190

1012

185

51

1248

1012

597

51

1751

Rusya**

3×317

545

113

24

682

545

245

3

793

* 0 ile gösterilen bilinmeyen masraflar %7 ila %10 olarak inşaat bedeli içerisine mütalaa edilmiştir.

** Fiyat 1989 Ruble olarak verilmiÅŸtir.

*** Toplam Bedeller 1.7.1991 tarihine göre $/kWe olarak verilmiştir.

r: İskonto oranı

Bu büyük ölçekli santrallerin kurulmasında ilk amaç kar elde etmek değil, ihtiyacı karşılamaktır. Uzun yıllar Temel Yük elektrik üretim tesislerinin çalışması planlanan bu tesislerin kurulum, bakım ve yakıt maliyetleri de oldukça büyüktür.

Tablo 16.2: 500 MWe Gücündeki Kömür Santralinin Tesis Bedeli Dökümü[7]

Tesisler

%

Tutar 106 $

$/kWe

Santral yeri, satınalma ve düzeltme masrafları

8,67

53.355

İnşaat masrafları, temeller, binalar v.b.

21,67

140.855

Nehirden su alma ve atma tesisleri

6,5

42.25

Kömür ve kül tesisleri, depolama, taşıma, v.b.

3,25

21.125

Türbin binası tesisatı

21,67

Kazan dairesi tesisatı

28,18

Boru donanımı

2,38

Elektrik Donanımı, şalterler, transformatörler, v.b.

7,37

Paratoner tesisatı, aletler ve eşyalar v.b.

0,31

Tesis Bedeli (Direkt)

100

650.000

1300

Mühendislik, Bilinmeyen

7,70%

50.000

İnşaat Tutarı

700

Desülfirizasyon ve denitrasyon

15%

800

İnşaat süresince faiz

200

Toplam Yatırım Masrafı

1000

2000

Fosil yakıtların rezervlerinin önümüzdeki 50 yıl içerisinde tükeneceği öngörülmektedir. Fosil yakıtların tümden bir tükenişi söz konusu olmasa da yeni rezervlerin bulunması ve çıkarılması maliyetleri günümüzdeki maliyetler oldukça fazla olacaktır. Artan bu fiyatlar karşısında diğer yakıt türlerinin ön plana çıkması beklenmektedir.

Fosil yakıtlar, enerji üretiminin yanı sıra ulaşımda ve sanayide de oldukça fazla miktarda kullanılmaktadır. Bu durumda yapılması gereken öncelikli iş mevcut santrallerin verimliliğini arttırmak yönünde çalışmaların hayata geçirilmesi olmalıdır.

Enerji üretiminin verimli planlanmasıyla mevcut kaynaklar daha uzun süre kullanılabilecektir. Bu süreçte yeni rezerv bölgelerinin bulunması ve daha düşük maliyetli olarak kullanıma sunulabilmesi yönünde atılacak adımlar için zaman kazanılmış olur.

Yeni teknolojilere yatırım yapılarak, fosil yakıt kullanan sistemlerin verimi arttırmak enerji üretimi yönetiminin birinci görevi olmalıdır.

16.4 Nükleer Santraller

Nükleer reaktörler nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Temel olarak fisyon sonucu açığa çıkan nükleer enerji nükleer yakıt ve diğer malzemeler içerisinde ısı enerjisine dönüşür. Bu ısı enerjisi bir soğutucu vasıtasıyla alınarak bazı sistemlerde doğrudan bazı sistemlerde ise ısı enerjisini başka bir taşıyıcı ortama aktararak türbin sisteminde kinetik enerjiye ve daha sonra da jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülür. Nükleer elektrik üretim tesislerinde üretilen elektrik enerji maliyetinin hesabı da fosil yakıtlı tesislerinin maliyet hesabı ile benzerlik göstermektedir. Nükleer enerji üretim tesislerinde farklılık yaratan durum, nükleer yakıtların maliyet hesabının daha karmaşık olmasıdır. Nükleer enerjiden elektrik üreten tesislerde yakıt olarak kullanılan uranyum ekonomik olarak elverişli rezervleri açısından sınırlı bir kaynaktır[14]. Nükleer yakıt, reaktöre kullanılmadan önce çeşitli ön işlemlerden geçmektedir. Reaktörde kullanıldıktan sonra da çeşitli işlemlerden geçerek atık depolama tesislerine gönderilir. Nükleer atıkların depolanması oldukça maliyetli, zor ve ileri teknoloji gerektiren riskli bir iştir.

Nükleer elektrik üretim tesislerinin fiziksel tesis bedelleri 1.000- 2.500 $/kw arasında deÄŸiÅŸmektedir. Bu bedel 3500 $/kw deÄŸerlerine kadar çıkabilmektedir[10]. Tablo 3’de referans nükleer santrallerde birim tesis bedelinin ülkelere göre deÄŸiÅŸimi gösterilmektedir.

Tablo 16.3: Referans Nükleer Santrallerde Birim Tesis Bedelinin Ülkelere Göre Değişimi [$/kWe][8]

Ãœlke

Güç [Mwe]

Direkt Ä°nÅŸaat Bedeli

r=%5

r=%10

Faiz

Kapatma

DiÄŸer

Toplam

Faiz

Kapatma

DiÄŸer

Toplam

Kanada

4×881

1746

278

14

2053

609

5

2360

Fransa

4×1400

1179

174

29

93

1475

378

5

96

1658

Almanya

1×1258

2400

415

201

3016

795

222

3417

Japonya

4×1350

2154

296

34

2484

779

6

2939

Ä°ngiltere

1×1245

2512

452

49

3013

1000

31

3543

ABD

1×1200

1237

306

80

521

2144

665

50

428

2380

Çin

2×600

1074

298

35

119

1526

665

11

119

1869

Hindistan

2×194

1249

331

12

63

1655

746

2

63

2060

Rusya*

4×1000

520

60

50

62

695

155

20

65

760

* Fiyat 1989 Ruble/kWe olarak verilmiÅŸtir.

r: İskonto oranı

Nükleer santrallerin tesis masrafları göz önünde bulundurulduğunda, diğer santrallere oranla daha büyük maliyetler söz konusu olmaktadır. Fakat fosil yakıtların giderek tükenmesi bu teknolojinin kullanımını zorunlu kılmaktadır.

Çernobil felaketinin ardından daha da çekinceli bakılan nükleer enerji üretim tesisleri bu imajından yavaÅŸ yavaÅŸ kurtulmaktadır. Günümüzde nükleer enerjinin (emisyon bakımından) temiz enerjiler arasında olduÄŸu düşünülmektedir. Bu tesisler, fosil yakıtlı elektrik üretim tesislerine oranla çevreye (emisyon bakımından) çok daha az zarar vermektedir. Nükleer elektrik üretim tesislerinde en büyük maliyeti nükleer atıkların depolanmasıdır. Bu problemin önümüzdeki kısa ve orta vadede çözümlenmesi çok zor gözükmektedir. Mevcut sistemlerin verimlerinin arttırılması ve toryumun yakıt olarak kullanıma girmesiyle nükleer santrallerin maliyetlerinde belirli bir azalmalar görülecektir[10]. 1285 MW gücündeki Basınçlı Su Reaktör (PWR) tipi nükleer elektrik üretim tesisin giderleri aÅŸağıdaki Tablo’da verilmiÅŸtir.

Tablo 16.4: 1285 MW Gücündeki PWR Tipi Nükleer Santralin Tesis Masrafları Dökümü[9]

Tesisler

%

Masraf [M$]

Toplam [M$]

* DoÄŸrudan (Direkt) Masraflar

* Santral yeri temini ve düzenlenmesi

2

36

* Yapılar ve binalar

16

288

* Nükleer ada, reaktör sistemi

37

666

* Türbin-jeneratör binası tesisatı

29

552

* Kontrol ve elektrik tesisatı

10

180

* Santralin geri kalan mekanik tesisatı

2

36

* Taşıma ve taşıma sigortası

4

72

* Fiziki Santral Direkt Masraflar Toplamı

100

1800

1800

* Dolaylı (Endirekt) Masraflar

* Alıcının genel idari masrafları

15

67,5

* Müşavir mühendislik hizmetleri

33

148,5

* Alıcının inşaatla ilgili masrafları

7

31,5

* EÄŸitim ve staj giderleri

5

22,5

* Yedek parça stoku

4

18

* Bilinmeyen masraflar

36

162

* Dolaylı (Endirekt) Masraflar Toplamı

100

450

450

* Santralin Toplam İnşaat Tutarı

2250

* Parasal Masraflar

* İnşaat süresince eskalasyon

5%

516,76

* İnşaat süresince faiz

6%

682,16

* Santralin kapatılma masrafları

35 $/kWe

44,98

* Parasal Masraflar Toplamı

1243,8

1244

* Santralin Toplam Yatırım Tutarı

3494

Nükleer santraller oldukça yüksek kuruluş maliyetlere sahip olsa da enerji çeşitliliği ve enerji arz güvenliği açısından önemli bir enerji kaynağıdır. Nükleer elektrik enerji üretim tesis teknolojisindeki gelişmeler de enerji maliyetleri fosil yakıtların seviyesine çekmektedir. Nükleer enerji üretim tesislerinin en büyük dezavantajı; işletim zorluğu, nitelikli personel gereksinimi ve atıkların depolanmasıdır.

Nükleer yakıtlar gelecekte fosil yakıtların büyük ölçekli üretimine rakip olabilecek tek enerji türü olarak bir adım öne çıkmaktadır. Bu alanda yapılacak çalışmaların temelinde nükleer yakıtların en güvenli biçimde kullanımının araştırılması olmalıdır.

Bu alanda çalışacak insanların oldukça kabiliyetli olması ve risk faktörlerini en aza indirebilecek şekilde eğitilmeleri yöneticilerin öncelikleri arasında yer almalıdır. Çernobil felaketinden sonra oldukça tedbirli yaklaşılan bu alan sonraki olası kazalar sonucunda çok uzun bir süre üretimden uzak tutulabilir.

Nükleer yakıtların zenginleştirilmesi, mevcut sistemlerin daha verimli hale getirilmesi de planlamalarda yer almalıdır. Toryum reaktörlerinin gelecekte devreye girmesi diğer yakıtlarla rekabette oldukça büyük avantaj sağlayacaktır. OECD Nükleer Enerji Ajansı ve Uluslararası Atom Enerji Ajansının birlikte hazırladıkları “Uranyum 2003: Resources, Production and Demand “ isimli rapor, kurulu durumda bulunan nükleer güç tesislerinin 70 yıldan az bir süre içerisinde mevcut kaynakların tamamıyla tükeneceği öngörülmüştür [14].

Yenilenebilir enerjili sistemlerden hidrojen enerjisi ile birlikte kullanılabilir olması da nükleer enerjiyi gelecek projeksiyonlarında yer bulmasına yardımcı olacaktır.

Üretim yönetiminde atıkların daha ucuz depolanması ve çevreye zararın en aza indirilmesi çalışmaları büyük bir yer tutmalıdır.

16.5 Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Üretimi

Son yıllarda giderek önem kazanan bir konu olan yenilenebilir enerji kaynakları, günümüzde büyük ölçekli fosil yakıt kullanan enerji üretim tesisleriyle ekonomik olarak rekabet edecek güçte değildir. Ancak bu kaynaklar, bağımsız olarak küçük yerleşim alanlarının enerjilendirilmesinde kullanılabilmektedirler. Ayrıca GSM istasyonları ve tarımsal sulama istasyonları gibi küçük birimlerin şebekeden bağımsız çalışmasında tek başına veya güneş panelleri ile birlikte çalıştırılan bir enerji kaynağını oluşturmaktadırlar.

Rüzgar türbinleri alanında birçok çalışma halen sürmektedir. Büyük güçlü rüzgar türbinlerinin inşaatları devlet teşvikleri ile desteklenmektedir. Off-shore türbinler, yüksek irtifa rüzgar türbinleri büyük enerji ihtiyacına cevap verebilecek yeni nesil teknolojiler olarak karşımıza çıkmaktadır.

Güneş enerjisinden enerji üretimi iki şekilde gerçekleştirilebilir: Fotovoltaik pillerden elektrik enerjisi üretimi ve güneş kolektörlerinden elde edilen ısının su buharı elde edilmesinde kullanılıp buhar türbinlerinden elektrik enerjisi elde edilmesi. Fotovoltaik sistemlerden elektrik enerjisi elde edilmesi günümüzde halen çok pahalıdır. Yeni nesil güneş panellerinin geliştirilmesi yönünde çalışmalar sürmekle birlikte devlet teşvikiyle de bu alanda üretimin arttırılmasına yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Yine de günümüzde fotovoltaik sistemler küçük çapta enerji uygulamalarına daha uygundur.

Çin’de üretilen panellerde birim güç başına maliyet 2 $/Wp’ye kadar inmiÅŸ olsa da süreklilik saÄŸlayabilecek güvenilir sistemler kurulması için uygun deÄŸildir. Daha kaliteli sistemlerde de maliyet sorunu ortaya çıkmaktadır. GüneÅŸ kolektörlü santraller ise ÅŸu ana kadar enerji üretiminde pek de baÅŸarılı olamamıştır. Kurulan altı adet santralden sadece 1 tanesi çalışmaktadır. DiÄŸer 5 santral ekonomik olmadıklarından kapatılmıştır [13].

Doğa enerji üretimi için pek çok kaynakları maliyetisiz seçenek olarak sunmaktadır. Esas problem güneş ışığını,rüzgarı,biyokütleyi veya suyu nasıl en verimli,sürdürülebilir ve ekonomik olarak enerjiye dönüştürebileceğimizdir. Hidroelektrik santralleri ayırdığımızda yenilebilir enerji kaynaklarından rüzgar enerji oldukça büyük gelecek vaat etmektedir. Üretim yönetiminde rüzgar ve güneş enerjili sistemlerin düşük güçlü sistemlere entegrasyonuna önem vermesi gerekmektedir.

Kurulum maliyetleri oldukça fazla olan bu sistemlerin kurulum öncesi planlamalarının doğru yapılması çok önemlidir. Rüzgar ve güneş enerjisine dayalı enerji üretim sistemleri ile hidrojen enerjisinin de gelecek 20 yılda büyük önem kazanması beklenmektedir. Yenilenebilir enerji sistemlerinin şebekeye entegrasyonu ile küçük sistemlerden giderek artan kapasiteli sistemlere geçiş sağlanmaktadır.

Sistemlerin verimlerinin arttırılması ve geliştirilmesi üretimde yeni malzemelerin kullanımı için çalışmalar yapılması da maliyetleri düşürüp üretimi arttıracaktır. Gelecekte temiz enerji kullanımı bugünkü kullanımından çok daha fazla olacaktır. Bu süreci hızlandıracak doğru stratejiler izlenmelidir.

16.6 Sonuç ve Öneriler

Günümüzde gelişmiş ülkelerin temel politikaları enerji ekseninde şekillendirilirken, ülkemizin bu konuya kayıtsız kalarak ekonomik büyümeyi sağlaması düşünülemez. Ülkemizde enerji arz güvenliğinin sağlanması için; tüm ülkedeki enerji kaynakları hakkında mevcut kapasiteler ayrıntılı incelenmeli ve geleceğe yönelik isabetli öngörüler yapılmalıdır. Enerji kaynak çeşitliği olabildiğince arttırmalı ve bu alanlarda Ar-Ge çalışmaları teşvik edilmelidir. Eğer enerji kaynağı ithal ediliyorsa kaynak ülke sayısı artırılmalı ve ülke içerisin enerji kaynağına bağlı olarak depolama sistemleri geliştirilmelidir.

Sonuç olarak, dünyada sürekli artan enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için oldukça yoğun çalışmalar yapımaktadır. Konvansiyonel enerji kaynaklarında son yüzyılda olgunlaşmış bu sektörün bir yüzyıl daha varlığını sürdürmesi için çok önemlidir. Yeni enerji kaynaklarının kullanılması, enerjinin ucuzlatılması ve maliyetlerin düşürülmesi açısından oldukça önemlidir. Dünya genelinde tüm politikalar enerji ekseninde şekillenirken, üretimin doğru planlanması, verimliliğin arttırılması, yeni kaynakların bulunması ve geliştirilmesi her zamankinden daha büyük önem taşımaktadır. Gelişen teknolojiler enerji alanına destek olurken, aynı zamanda enerji tüketiminde arttırmaktadır. Büyüyen ekonomileri desteklemek için enerjiyi en doğru şekilde üretmeli, planlamalı ve tüketmeliyiz. Bunu başaramayan ekonomilerin ayakta kalması günümüz dünyasında oldukça zor gözükmektedir. Elimizdeki mevcut kaynakları verimli kullanmalı ve yeni kaynaklar bulmak, geliştirmeliyiz. Bu kaynakları enerji dönüştürecek yerli teknolojilerine sahip olmak için çalışmalarımızı hızlandırmalıyız. Ayrıca bu yenilenebilir kaynakların daha fazla kullanılması için yatırımcıları daha fazla yatırıma teşvik için yeni yöntemler geliştirilmelidir. Ülkede enerji arz güvenliğinin sağlanması için enerjinin cinsine göre depolama sistemleri inşaa edilmelidir.

Kaynakça

[1] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008), web site www.eia.doe.gov/iea. Projections: EIA, WorldEnergy Projections Plus (2009).

[2] Energy Information Administration (EIA), International Energy Annual 2006 (June-December 2008), web site www.eia.doe.gov/iea. Projections: EIA, World Energy Projections Plus (2009).

[3] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008), web site www.eia.doe.gov/iea. Projections: EIA, WorldEnergy Projections Plus (2009).

[4] Energy Information Administration (EIA), International Energy Annual 2006 (June-December 2008), web site www.eia.doe.gov/iea. Projections: EIA, World Energy Projections Plus (2009).

[5] Energy Information Administration (EIA), International Energy Annual 2006 (June-December 2008), web site www.eia.doe.gov/iea. Projections: EIA, World Energy Projections Plus (2009).

[6] Enerji Maliyeti Prof. Dr. Nejat AYBERS, Prof. Dr. Basri ŞAHİN YTÜ Yayınları, İstanbul 1995 Syf.96

[7] Enerji Maliyeti Prof. Dr. Nejat AYBERS, Prof. Dr. Basri ŞAHİN YTÜ Yayınları, İstanbul 1995 Syf. 100

[8] Enerji Maliyeti Prof. Dr. Nejat AYBERS, Prof. Dr. Basri ŞAHİN YTÜ Yayınları, İstanbul 1995 Syf.127

[9] Enerji Maliyeti Prof. Dr. Nejat AYBERS, Prof. Dr. Basri ŞAHİN YTÜ Yayınları, İstanbul 1995 Syf.130

[10],[11] http://www.eie.gov.tr/turkce/YEK/ruzgar/dunya_RES.html

[12] http://www.eie.gov.tr/turkce/YEK/gunes/gunespv.html

[13] EPIA (Avrupa PV Endüstrisi Birliği), www.epia.org

[14] Turkiye Enerji Devrimi-Surdurulebilir Bir Turkiye Icin Enerji Yol Haritasi

Ekim 29, 2009. (http://www.yapi.com.tr/V_Images/2009/sektorel/68061_yenilenebilir_enerji.jpg)

[i] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.1

[ii] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.1

[iii] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.3

[iv] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.3

[v] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.3

[vi] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.3

[vii] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.4

[viii] Energy Information Administration (EIA),International Energy Annual 2006 (June-December 2008) Syf.4