Türkiye’de Rüzgar Enerjisinin
Kullanımı
Bir Alternatif Olarak Rüzgar Enerjisi
Enerji
santrallerinin hepsi aynı değildir. Bir gün içerisindeki enerji ihtiyacı talebe
göre büyük oranda değişiklik göstermektedir. Elektrik enerjisinin ihtiyaç
duyulan miktarlarda saklanamayacağından ve daima enerji talebine göre tüketileceği
zaman anlık olarak üretilmesi gerektiğinden dolayı değişen elektrik enerjisi ihtiyacı,
enerji santrali devreye sokularak veya devreden çıkarılarak dengelenmektedir.
Tekil enerji santrali türlerinin kullanımı; değişik ekonomik ve teknik
faktörlere, özellikle de farklı derecelerde yüksek olan elektrik üretim
maliyetlerine ve enerji santralinin işletime alınması ve yeniden durdurulması
için gereken zamana bağlıdır.
Enerji
santralleri kullanım durumlarına göre üçe ayrılabilirler:
1. Temel yük
enerji santralleri:
Temel yük
santralleri; yirmi dört saat kesintisiz çalışırlar. Bunlar birincil enerji ile
işletilen santrallerdir. Temel yük için öncelikle hidroelektrik, termik (kömür)
ve atom santralleri kullanılmaktadır.
2. Orta yük
enerji santralleri:
Bu
santrallerin işletimi daha esnektir, yani daha hızlı olarak devreye sokulup
devreden çıkarılabilirler. Bunların yapım maliyetleri daha düşüktür, buna
karşın enerji maliyetleri temel yük enerji santrallerinden daha yüksektir. Bu
gruba özellikle kömür ile işletilen termik santraller ile kısmen doğal gaz ve
petrolle işletilen santraller girmektedir.
3. Puant yük
enerji santralleri:
Bunlar bir
kaç dakika içerisinde sıfır konumundan azami güce kadar çıkabilirler. Yalnız
kısa süreli azami ihtiyaç halinde çalıştıkları için, bunların işletim
maliyetlerinin rolü fazla önemli değildir. Puant yük enerji santralleri örneğin
gaz türbinli enerji santralleridir.
Rüzgar
Rüzgar nedir?
Rüzgar esas
olarak sıcaklık farkları ve bununla birlikte basınç farklılıklarından ortaya
çıkmaktadır. Geostrofik denen rüzgar yer üzerinden 1.000 metreden daha
yükseklerde hareket etmektedir ve meteoroloji balonları yardımıyla
ölçülmektedir.
100 metreye kadar yüksekte olan rüzgarlar
ise yüzey rüzgarlarıdır. Bunlar yeryüzünün yüzey yapısından çok fazla
etkilenmektedirler. Engebeler ve engeller bu rüzgarları frenlemektedir.
Dünyanın dönmesinden dolayı yere yakın rüzgarlar geostrofik rüzgar yönlerine
göre kolaylıkla farklılık göstermektedir.
Eğer rüzgar enerjisi ile uğraşıyorsak,
bizi yüzey rüzgarları ve bunların enerji yükünden nasıl faydalanacağımız ve
bunu nasıl hesaplayacağımız ilgilendirir.
Rüzgar enerjisinden
faydalanma
Bir rüzgar
enerjisi santralı gücünü, rüzgarın gücünü rotor kanatlarındaki momentuma (dönen
kuvvete) dönüştürerek elde eder. Rüzgarın rotora aktardığı enerji miktarı hava
yoğunluğuna, rotor yüzeyine ve rüzgar hızına bağlıdır.
Hareket eden
bir cismin kinetik enerjisi kütlesine (veya ağırlığına) eşittir. Bu yüzden
rüzgarın kinetik enerjisi hava yoğunluğuna, yani birim hacim başına kütleye
bağlıdır. Diğer bir deyişle, hava ne kadar “ağır” olursa, tesis rüzgardan o
kadar çok enerji elde edebilir.
Normal
atmosferik hava basıncında ve 15° C bir metreküp hava 1,225 kg ağırlığındadır,
ama yoğunluk artan nem ile kolayca azalmaktadır. Ayrıca soğuk hava, sıcak
havadan daha yoğundur. Yüksek rakımlarda (dağlarda) hava basıncı ve buna bağlı
olarak da hava yoğunluğu daha düşüktür.
1.000 kW
gücünde tipik bir rüzgar türbinin kanatları 60 m çapındadır. Bu yaklaşık olarak
2.800 m² rotor yüzeyine eşittir. Rotor süpürme alanı, rüzgar enerjisi tesisinin
rüzgardan ne kadar enerji alabileceğini (“hasat edebileceğini”) belirler.
Rotor kanat
süpürme alanı yüzeyi kanat çapının karesi ile arttığından dolayı, iki kat daha
büyük bir tesis 2² = 2 x 2 = dört kat daha fazla enerji toplayabilir.
Türkiye’nin Ege kıyılarındaki
rüzgar potansiyeli
1999
yılından günümüze kadar Türk DeWind Ltd. hem kendi adına hem de ulusal ve
uluslararası kuruluşlar adına Türkiye çapında 84 rüzgar ölçüm direği dikmiş ve
Alman Rüzgar Enerjisi Enstitüsü (DEWI) ve Yunan Rüzgar Enerjisi Enstitüsü
(CRES) gibi tanınmış rüzgar enerjisi enstitüleri ile işbirliği içerisinde
rüzgar ölçümleri yapmıştır. Türkiye’de yaklaşık 600 noktada rüzgar ölçümü yapılmaktadır.
Ölçülen rüzgar
verilerinden Türkiye’nin Ege Bölgesi için gösterge niteliğinde bir rüzgar
atlası hazırladık. Bu atlas en azından bölgesel rüzgar dağılımının ve bölgesel
rüzgar potansiyelinin tahmin edilmesine olanak sağlamaktadır.
Yıllık bazda
kabaca aşağıdaki Tablo 1 dağılım elde edilmiştir:
Tablo 1 |
|||
|
Bölge |
30m yüksekliğinde ortalama
rüzgar hızı (m/s)
|
Rüzgar bakımından en
zengin aylar |
Gün içinde rüzgar
bakımından en zengin saatler |
|
Çanakkale, Balıkesir |
7 - 7,5 |
Kasım-Şubat, Mayıs-Eylül |
16.00 - 03.00 |
|
İzmir |
7,5 – 9 |
Kasım-Şubat, Mayıs-Eylül |
12.00 - 21.00 |
|
Bodrum |
7 - 7,5 |
Aralık, Mayıs-Eylül |
09.00 - 22.00 |
|
Datça |
7 - 7,5 |
Aralık, Mayıs-Eylül |
09.00 - 22.00 |
Yaz
aylarındaki ve saat 17:00’dan itibaren günlük puant yük zamanlarındaki yüksek
rüzgar hızı dikkat çekicidir.
Türkiye’nin Ege Bölgesi
enerji ihtiyacı
Türkiye’de elektrik
enerjisi tüketimi öğle saatlerinde artmaya başlamakta ve saat 17.00’den sonra en
fazla tüketilmektedir.
Grafik 1’de
de görülebileceği gibi, gün içerisindeki rüzgar hızı elektrik ihtiyacına
paralel olarak artmaktadır.
İzmir
civarında yerleşik olan sanayinin yanı sıra turizm de Ege Bölgesinin önemli
ekonomi faktörlerinden biridir. Pek çok yerde yaz aylarındaki nüfus ve bununla
birlikte de enerji ihtiyacı büyük ölçüde artmaktadır.
Grafik 2’den
de anlaşılacağı gibi, aylık elektrik ihtiyacı artışı rüzgar potansiyelinin
artışı ile örtüşmektedir.
Rüzgar enerjisi tesisleri
Puant yük enerji santralleridir
Grafik 1 ve
2’den Ege Bölgesi’ndeki rüzgar hızının enerji ihtiyacının yüksek olduğu zamanlarda
arttığı açıkça görülmektedir. Bu sayede rüzgar enerjisi santralleri günlük ve
mevsimlik azami ihtiyaçların karşılanması için kullanılabilir.
Temel yük
enerji santralleri (ör. termik ve atom santralleri) yılda yaklaşık 6.000 ila
7.000 saat, orta yük enerji santralleri (kömürlü termik santraller ve gaz
santralleri) ise normalde yaklaşık 4.500 saat çalışmaktadırlar. Buna karşın
rüzgar enerjisi santralleri (Türkiye’nin Ege kıyılarında) yılda yaklaşık 3.500
saat çalışmaktadırlar. Geleceğin yeniden kullanılabilir enerji kaynakları çok
sayıdaki birbirinden farklı enerji üretim tesis-lerinden oluşmak zorundadır.
Yukarıda
bahsedilen enerji santrallerinden hiçbiri tek başına güvenli bir enerji kaynağı
garanti edemez. Türkiye çapındaki kurulu tüm enerji santralleri, tekil enerji
santrallerinin devre dışı kalması durumunda tüm şebekeyi korumakta ve
desteklemektedir. Rüzgar enerjisi santralleri teknik olarak bir zorluk olmadan
bu bileşik ağa entegre edilebil-mektedirler. Bu sayede yalnızca çevre ve halk
sağlığı açısından zararlı maddeler taşıyan yakıtlardan kaçınılmakla kalmayıp,
çok sayıda yeni enerji santrali inşaatına da gerek olmayacaktır. Avrupa’da
özellikle şebekesi zayıf olan enerji dağıtım kuruluşları şebekeyi destekleyen
yüksek teknolojili rüzgar enerjisi santralleri ile ilgilenmektedirler.
Rüzgar
estiğinde ve rüzgar enerji santralleri elektrik şebekesini beslediğinde, başka
bir yerdeki konvansiyonel enerji santralleri kısılmaktadır. Bu süreç fizikteki
enerjinin korunumu kanunundan ortaya çıkmaktadır. Yani rüzgar elektriği
üretimi, enerji üretimindeki kömür, doğal gaz, petrol ve (Avrupa’nın bazı
kısımlarındaki) Uranyum gibi zararlı madde taşıyan yakıtları doğrudan
bastırmaktadır. Rüzgar enerjisi santralleri yakıt tasarrufunun yanı sıra
bileşik şebeke içerisinde konvansiyonel enerji santrali kapasitelerinin de
yerine geçebilirler.
Rüzgar
enerjisi santrallerinden ne kadar kesin güç sağlayabilecekleri istatistik
olarak belirlenen kapasite etkisinden elde edilmektedir. Araştırmalar, örneğin
1998 ortalarında Almanya’daki kurulu rüzgar enerjisi gücü yaklaşık 2.390 MW ile
% 32’lik bir kapasite etkisi sağladığını göstermiştir. Bu sayede 750 MW
kapasiteli bir taşkömürü termik santralinin yerine rüzgar enerjisi geçmiştir.
Dengeleme
etkilerinin ulusal bileşik şebekede olandan büyük ölçüde daha az belirgin
olduğu alan olarak daha kısıtlı bir bölgede bile bir kapasite etkisi
görülebilmektedir. Kuzey Almanya’daki “Emden” şehri işletmeleri kendi rüzgar
parkında 1994 ile 1996 yılları arasında yüzde 12 ile 18 arası bir enerji tasarrufu
ölçmüştür. Emden şehir işletmelerinin görüşüne göre “kurulu rüzgar enerjisi
santralinin nominal gücüne göre en sürekli az yüzde 10 güç tasarrufu
öngörülebilir”.
Rüzgar
türbinleri tarafından üretilen enerji sorunsuzca kamuya açık elektrik
şebekesinin enerji santrali planına dahil edilebilir. Enerji santralleri rüzgar
türbinlerinin enerji dalgalanmaları ile tüketicilere bağlı tüketim
dalgalanmalarından çok daha sorunsuz bir şekilde baş edebilmektedirler.
Rüzgar enerjisi santralleri bileşik
şebekede mevcut olan enerji santralleri ile yeni yapılacak konvansiyonel enerji
santrallerinin kismen yerine geçebilirler veya en azından bunların yapımını erteleyebilirler.
Günümüzde Türkiye’deki enerji
bileşkesi
Türkiye 1999
yılında yaklaşık 2.500 GWh elektrik ithal etmekteydi. Bu 500 MW kapasiteli
konvansiyonel bir enerji santralinin üretimine eşittir
Türkiye’de 1999 yılında üretilen
elektriğin %41 termik kaynaklarda elde edilmekteydi (ithal taşkömürü, doğal gaz
ve petrol).
Ulusal
toplam üretimin 116.440 GWh olduğu göz önünde bulundurulduğunda Grafik 3 elde
edilmektedir.
1999 yılı enerji
bileşkesi (Grafik 3) Hidroelektrik İthal enerji Linyit
Hidrolik enerjisinden faydalanma
olanağı ekonomik sınırlarına dayanmıştır. GAP gibi büyük projeler teknik ve
ekolojik sebeplerden dolayı gelecekte gerçekleştirilemeye-cektir. Türkiye’nin
linyit rezervlerinin de tükenmekte olmasından dolayı tek alternatif termik
enerji sektörünün genişletilmesidir. Bu da Türkiye’yi başta doğal gaz ve
taşkömürü olmak üzere fosil yakıtlı enerji kaynaklarına bağımlı kılmaktadır.
Her yıl milyarlarca Dolar fosil yakıtlı enerji kaynaklarının ithalatı için
yurtdışına çıkmaktadır.
TEAŞ’ın uzun
vadeli planları (2020’ye kadar) Türkiye’yi yeniden ithal yakıtlı enerji kaynakalrına
bağımlı olmaya götürmektedir. Grafik 4’ten de görüldüğü gibi ithal yakıtlı enerji
yakıtlarının payı %41’den uzun vadede %62’ye çıkmaktadır. Yet-mişli yıllardaki
petrol krizleri sa-nayileşmiş ülkelerin ne kadar kolay yara alabileceğini ve bu
türden sınırsız bağımlılıkların ne gibi etkileri beraberlerinde getirdiklerini
açıkça göstermişlerdir.
Rüzgar enerjisi bakımından
alternatifler
Türkiye’de
rüzgar enerjisi kullanımı, termik sektörün zorla genişletilmesine karşı faydalı
ve düşük maliyetli bir alternatiftir. Neredeyse tüm AB devletleri ile ABD ve
hatta Hindistan ve Brezilya bunun farkına varmış ve rüzgar enerjisini teşvik etmek için kanuni tedbirler almışlardır.
Eğer Türkiye’nin enerji ihtiyacının yalnız %10’u rüzgar enerjisinden
karşılansa, her yıl ithal fosil yakıtlı enerji kaynaklarını gidecek milyonlarca
Dolardan tasarruf edilirdi.
Rüzgar
enerjisi, ithal enerji kaynaklarına bağımlılığın azalmasının yanı sıra
sosyo-ekonomik etkileri de beraberinde getirmektedir. Rüzgar türbinleri ile
yıllık 600 MW kurulu güç olması, pek çok türbin üreticisini, türbinlerini
Türkiye’de imal etmeye sevk edecektir. Bu sayede devletin vergi geliri artacak
ve yüksek nitelikli işyerleri sağlanmış olacaktır. Almanya’da halen 40.000 kişi
rüzgar enerjisi sektöründe çalışmaktadır.
Ege
Bölgesi’ndeki rüzgar bakımından zengin pek çok yer tarım alanıdır. Tarım alanı
olarak kullanılan yerlerde bir rüzgar türbininin kurulması için temele yaklaşık
10 x 10 m alan ayrılması gerekmektedir. Çiftçilere yapılacak kira ödemeleri
onların gelirlerine bir katkı sağlarken, toprağın tarımsal olarak
kullanılmasına da olumsuz bir etkide bulunmayacaktır. Güncel hesaplamalar tesis
başına yıllık 2.000 USD kira ödene-bileceğini varsaymaktadır. Böyle bir rakamı
bir çiftçi 100 metrekare tarlada en yüksek nitelikli bitkileri yetiştirse bile
asla kazanamaz.
1. Alternatif - Yenilenebilir Enerji Kanunu
Neredeyse tüm
AB ülkeleri, ABD ve bazı gelişmekte olan ülkeler, rüzgar enerjisi santrali
işletmecisine ürettiği elektrik için asgari bir ücreti ödemeyi garanti eden
kanunlar çıkarmışlardır. Bunun için salt ekolojik veya ekonomik olsun, ya da bu
ikisinin bileşimi olsun, farklı nedenler vardır.
Elektrik
ihtiyacının neredeyse %70’ini (kendini amorti etmiş) atom enerjisi
santrallerinden elde eden Fransa bile 2001 yılında rüzgar enerjisinin önemini
görmüş ve bunun teşvik edilmesi için kanunlar çıkarmıştır.
Örneğin
Almanya’da rüzgar enerjisi santralı işletmecileri şebekeye verdikleri kWh
başına bölgesel enerji dağıtım şirketlerinin ortalama elektrik satış bedelinin
%90’ını almakta-dırlar. Bu 7 ile 8 USc tutarındadır.
Almanya’da
enerji kanununun çıkması 1992’deki 150 MW kurulu gücün 2001 yılında 8.500 MW’a
çıkmasını sağlamıştır.
2. Alternatif -Fosil yakıtlı enerji
kaynaklarının vergilendirilmesi
Fosil yakıtlı
enerji kaynakları diğerlerinin yanı sıra çevre üzerindeki zararların ortadan
kaldırılması için enerji bedeline dahil olmayan bir maliyet doğurmaktadırlar.
Bu zararların ortadan kaldırılması halen hastalık sigortaları ve resmi
makamlarca (yani hepimizin vergilerinden) karşılanmaktadır.
Buna göre
fosil yakıtlı enerji kaynaklarından elde edilen elektrik ayrıca
vergilendirilmelidir. Kömür veya gazdan üretilen her kWh başına yalnız 0,0015
USD tutarında vergi konması, bu gelirle rüzgar enerjisi ve küçük hidroelektrik
santrallerin teşvik edilmesine yetecektir.
Türkiye için çözüm olanakları
Çoğu AB
ülkesinde çıkarılan gibi bir enerji kanunu Şubat 2001 tarihli yeni Enerji
Piyasaları Kanununun temel düşüncesine aykırıdır. Burada enerji fiyatlarının
doğrudan devlet tarafından sübvanse edilmesi öngörülmemiş ve istenmemektedir
de. TETTAŞ’ın kendisi bile rüzgardan elde edilen enerjinin alıcısı olabilir,
ama bunu sübvanse edemez.
Örneğin
Almanya’daki kanunun uygulanması halinde, rüzgar enerjisi sübvansiyonlarının
yalnız özel Elektrik Dağıtım Şirketleri
tarafından sağlanması sonucu ortaya çıkar. Bu durumda Ege kıyılarındaki
elektrik dağıtım şirketleri büyük ölçüde mali dezavantaja sahip olurlar.
Buna karşın
devlet tarafından bir “çevre vergisinin” konması daha makul bir yol olarak
görülebilir. Bu aynı zamanda yeni Enerji Piyasaları Kanununun temel fikri ile
de çelişmez. Bu durumda bu vergi “Enerji Piyasaları Düzenleme Kurulu”
tarafından kararlaştırır, Maliye Bakanlığı tarafından toplanır ve TETTAŞ
üzerinden yine rüzgar enerjisi santralı işletmecilerine geri döner.
Bu senaryoda
TETTAŞ RES işletmecileri ile 20 yıllık alım sözleşmeleri yapar. Sözleşme ile
ilk on yıl için örneğin 6 USc/kWh tutarında sabit enerji katkı ücreti
kararlaştırılır. İlk on yıldan sonra da (yani işletmecinin tüm banka
borçlarının tamamen ödenmesinden sonra) işletmeciye yalnız 4 USc/kWh ödenir.
Bu şekilde
yeni Enerji Piyasaları Kanunu kelimesi kelimesine uygulanmış olur; “Elektrik
Piyasaları Düzenleme Kurulu” Türkiye’deki enerji üretimini gerçekten de
çevrenin korunması lehine düzenlemiş olur.
Çevre vergisinin maliyeti
1999 yılında
Türkiye’de 81.900 GWh fosil enerji santrallarında olmak üzere, 116.600 GWh
elektrik üreten 27.752 MW kurulu toplam kapasitede enerji santrali
bulunmaktaydı. 0,0015 USD/kWh tutarındaki bir “çevre vergisi” devlet kasasına
123 milyon USD “akıtırdı”.
TEAŞ’ın 2010
yılı elektrik üretimi projeksiyonu 294.530 GWh’tir, bunun 229.143 GWh’lik kısmı
fosil enerji santrallarındandır. 2010 yılı için %10 rüzgar enerjisi hedefi
(22.914 GWh) toplam 6.547 MW rüzgar türbini kurulmasını mümkün kılacaktır (bir
RES yılda yaklaşık 3,5 GWh üretmektedir). Eğer bu türbinlerden üretilecek her
kWh elektrik devlet tarafından 0,01 USD oranında sübvanse edilebilse, konulan
bu hedefe sorunsuzca erişilebilir. Tablo 2 bu hesaplamayı görselleştirmektedir.
|
Tablo 2 |
||||||||
|
|
TEAŞ’ın güncel projeksiyonu |
%10 rüzgar alternatifi ile |
||||||
|
|
HES (GWh) |
TS (GWh) |
Toplam (GWh) |
HES (GWh) |
TS (GWh) |
RES (GWh) |
RES (MW) |
Toplam (GWh) |
|
2000 |
30.898 |
94.051 |
124.949 |
30.898 |
84.646 |
9.405 |
2.687 |
124.949 |
|
2005 |
48.398 |
144.212 |
192.610 |
48.398 |
129.791 |
14.421 |
4.120 |
192.610 |
|
2010 |
65.387 |
229.143 |
294.530 |
65.387 |
206.229 |
22.914 |
6.547 |
294.530 |
Turkish wind energy graphs
Rüzgar
enerjisi sübvansiyonunun gerçek maliyeti 2010 yılında:
22.914 GWh
rüzgar enerjisi x 0,01 USD = 229,14 milyon USD olurdu.
Buna karşın
çevre vergisinden elde edilecek gelir:
206.229 GWh
x 0,0015 USc = 309,35 milyon USD olurdu
Rüzgar
enerjisi sübvansiyonunun tüm hanelerin elektrik faturalarına paylaştırılacağı
ve Türkiye’de her biri 5 kişilik 13 milyon hane olduğu düşünülecek olursa, bir
yılda hane başına düşecek olan pay:
309 milyon
USD : 13 milyon hane = 23,8 USD / yıl.....
veya ayda
neredeyse 2 USD. Bu iyi bir restorandaki bir fincan kahve fiyatına eşittir.
Çevremiz, ayda bir fincan kahve parasından daha değerli olmalıdır!
