Hidrolik Enerji

Doğanın dengesini koruyabilmesi YEK’lerin önemini arttırmaktadır. Bu kaynaklardan biri de sudan yararlanılarak elde edilen enerjidir. Hidroelektrik santraller akan suyun gücünü elektriğe dönüştürürler. Akan su içindeki enerji miktarını suyun akış veya düşüş hızı tayin eder. Büyük bir nehirde akan su büyük miktarda enerji taşımaktadır. Su çok yüksek bir noktadan düşürüldüğünde de yine yüksek miktarda enerji elde edilir. Her iki yolla da kanal ya da borular içine alınan su, türbinlere doğru akar, elektrik üretimi için pervane gibi kolları olan türbinlerin dönmesini sağlar. Türbinler generatörlere bağlıdır ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler. Başka bir deyişle suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir. Türkiye’de kurulu gücü 20 MW ve altında olan rezervuarlı hidroelektrik üretim tesisleri, yenilenebilir enerji sınıfında değerlendirilmektedir. Rezervuarsız nehir ve kanal tipi, herhangi bir kurulu güç sınırı olmadan yenilenebilir enerji sınıfına konmuştur (Bariş, 2007). Türkiye’nin deniz seviyesinden ortalama yüksekliği 1300 m civarındadır. Türkiye’ye düşen yıllık ortalama yağış miktarı 643 mm’dir. Türkiye’deki mevcut yağış miktarları ve akarsuların durumu göz önüne alındığında bu enerji kaynağından güvenilir olarak tam kapasite ile yararlanma oranı ancak % 65 olabilecektir (Yüksek ve diğ., 2006).

Tablo 4.1 Bazı ülkelerin teknik hidrolik kapasiteyi değerlendirme oranları

ABD 85% Japonya 77% Norveç 66% Kanada 57% Almanya 80% Fransa 76% Türkiye 21%

Bir ülkenin ve akarsuyun hidroelektrik potansiyeli, bu değerin brüt, teorik, teknik yapılabilir ve ekonomik yapılabilir olduğunun belirtilmesine bağlıdır.

• Brüt teorik potansiyel, o ülkedeki bütün tabii akışkanların, deniz seviyesine kadar, % 100 verimli türbinlenerek elde edilebileceği tahmin edilen yıllık enerji potansiyelidir.

• Teknik yapılabilir potansiyel, ekonomik diğer şartlar göz önüne alınmadan, varolan teknoloji ile değerlendirilebilecek toplam yıllık enerji potansiyelidir.

• Ekonomik yapılabilir hidroelektrik, potansiyel, teknik yapılabilir potansiyelin varolan ve tahmin edilen yerel ekonomik şartlar içinde geliştirilebilecek bölüm olarak tanımlanabilir. Bir başka deyişle diğer enerji kaynaklarına göre fiyat yönünden daha ekonomik olarak kullanılabilecek potansiyeldir.

Teknik ve ekonomik yapılabilirlik sınırlamaları göz önüne alınmaksızın, Türkiye’nin brüt potansiyeli 430 milyar kWh/yıl’dır. Ekonomik yapılabilir olmasına bakılmaksızın, teknik yapılabilirlik koşulu ile bu kaynaktan sağlanabilecek teknik potansiyel, bugün için 129,9 milyar kWh/yıl olarak bildirilmektedir. Ancak, ekonomik potansiyele bağlı güvenilir enerji üretim potansiyeli 79,7 milyar kWh/yıl kadardır. Bugün için 129,9 milyar kWh olan ekonomik hidroelektrik potansiyelinin % 35’i (45.930 GWh) işletmede, % 8’i (10.518 GWh) inşa halinde ve % 57’si (73.459 GWh) ise çeşitli aşamalardan oluşan projeler (ilk etüt ön inceleme, mastır planlama ve kesin proje) düzeyindedir. 129,9 milyar kWh’lık yıllık ortalama enerji üretim değerini oluşturan 747 adet hidroelektrik santralin 142’si işletmede, 40’ı inşa halinde ve 565 adedi ise proje seviyesindedir (EİE, 2006).

4.2.1.1. Hidrolik Enerjinin Avantajları

• Acil durumda hızla devreden çıkarılabilir. • Doğal kaynaklar kullanılır. Dışa bağımlı değildir.

• Yapılan yatırımlar sadece enerji için değil sulama amaçlıda kullanılabilmektedir. • Maliyeti düşüktür.

• Kirlilik yaratmaz.

• Hidroelektrik santrallerin ekonomik ömrü diğer tip santrallerden çok daha uzundur (75 yıl).

4.2.1.2. Hidrolik Enerjinin Dezavantajları • Yatırım maliyetleri fazladır. • Toplam inşaat süresi uzundur.

• Yağışlara bağlı olumsuz etkilenmesi söz konusudur.

• Yüksekten düşen baraj suları nedeniyle hava azotunun aşırı doygunluk düzeyinde çözülmesi ile balıklar için öldürücü bir etki oluşturabilir.

• Baraj gölünün yüzey itibariyle nehre göre daha geniş olması ve bunun sonucu olarak buharlaşmanın artması görülebilir. Buharlaşmanın artması ile havadaki nem oranı artmakta ve hava hareketleri değişmekte, sıcaklık, yağış, rüzgar olayları farklılaşmaktadır. Bunun sonucunda yöredeki doğal bitki örtüsü, tarım bitkileri ve çeşitli hayvan türleri ani bir değişim içine girmekte; uyum sağlayamayan türler yok olmaktadır.

• Baraj gölünün sahası içinde bulunan yerleşim alanlarının boşaltılmak zorunda kalınması ve insanların göçe zorlanması sosyal sorunlara neden olmaktadır.

4.2.1.3. Türkiye’nin Hidroelektrik Potansiyeli

Türkiye’de değişik akarsu havzasına dağılmış olan su kaynaklarının enerji üretimi açısından toplam debisi 186 km3 düzeyindedir. Bu doğal olanakta havzaların en büyük payları sırasıyla; Fırat % 17, Dicle % 11,5 Doğu Karadeniz % 8, Doğu Akdeniz % 6 ve Antalya % 5,9 düzeylerindedir. Türkiye’deki akarsu rejimleri düzgün değildir. Akarsu debisi aşırı sulak yıllarda 1,5–2 kat artabilirken, aşırı kurak yıllarda yarıya düşebilmektedir. Ayrıca yıl içinde Nisan ile Haziran döneminde akarsu debileri ortalamadan yüksek iken Haziran ile Ağustos döneminde akarsu debileri ortalamadan düşük olmaktadır (Yüksek ve diğ., 2006).

Tablo 4.2 Havzalarla Türkiye'nin ekonomik hidrolik enerji potansiyeli (Ültanır, Ö., 1998)

Havza Adı Güç (MW) Yıllık Ortalama

(GWh) Enerji Güvenilir (GWh) Susurluk 507 1.602 1.262 Kuzey Ege 16 42 26 Gediz 94 243 78 Küçük Menderes 48 143 62 Büyük Menderes 222 853 115 Batı Akdeniz 680 2.526 1.094 Antalya 1.431 5.173 2.092 Sakarya 1.057 2.341 1.427 Batı Karadeniz 594 2.111 1.126 Yeşilırmak 1.259 5.298 4.265 Kızılırmak 2.224 6.595 4.325 Konya (Kapalı) 32 104 --- Doğu Akdeniz 1.520 5.253 3.136 Seyhan 1.886 7.307 3.513 Asi 50 120 15 Ceyhan 1.416 4.662 2.796 Fırat 9.675 38.141 30.104 Doğu Karadeniz 3.419 11.369 5.619 Çoruh 3.199 10.507 6.264 Aras 594 2.334 1.837 Van (Kapalı) 62 257 156 Dicle 5.060 16.818 10.400 TOPLAM 35.045 123.799 79.712

Hidroelektrik potansiyelin belirlenmesinde, “brüt potansiyel, teknik Potansiyel ve ekonomik potansiyel” kavramları önem taşımaktadır. Bir akarsu havzasının hidroelektrik enerji üretiminin teorik üst sınırını gösteren brüt su kuvvet potansiyeli; mevcut düşü ve ortalama debinin oluşturduğu potansiyeli ifade etmektedir. Topografya ve hidrolojinin bir fonksiyonu olan brüt hidroelektrik enerji potansiyeli, Türkiye için 433 milyar kWh değerindedir. Buda dünyadaki hidroelektrik enerji potansiyelinin % 1’lik kısmına denk gelmektedir. Teknik yönden değerlendirilebilir su kuvveti potansiyeli; bir akarsu havzasının hidroelektrik enerji üretiminin teknolojik üst sınırını göstermektedir. Uygulanan teknolojiye bağlı olarak düşü, akım ve dönüşümde oluşabilecek kaçınılmaz kayıplar hariç tutulmaktadır. Bölgede planlanan hidroelektrik projelerin teknik açıdan uygulanabilmesi mümkün olan tümünün gerçekleştirilmesi ile elde edilecek hidroelektrik enerji üretiminin sınırlarını temsil etmektedir. Bu niteliği ile teknik yönden değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyel, brüt potansiyelin bir fonksiyonu olmakta ve çoğunlukla onun yüzdesi olarak ifade edilmektedir. Türkiye’nin teknik yönden değerlendirilebilir hidroelektrik enerji potansiyeli 216 milyar kWh civarındadır. Ekonomik olarak yararlanılabilir hidroelektrik potansiyel, bir akarsu havzasının hidroelektrik

enerji üretiminin ekonomik optimizasyonun sınır değerini gösteren, gerek teknik açıdan geliştirilebilmesi mümkün, gerekse ekonomik yönden tutarlı olan tüm hidroelektrik projelerin toplam üretimi olarak yararlanılabilir hidroelektrik potansiyel, beklenen faydaları (gelirleri), masraflardan (giderlerinden) fazla olan su kuvveti projelerinin hidroelektrik enerji üretimini göstermektedir. Hidroelektrik santrallerin ekonomik yapılabilirliğinin hesaplanabilmesi için, enterkonnekte sistemde aynı enerjiyi üretecek kaynaklar gözden geçirilmekte ve en ucuz enerji kaynağı belirlenerek hidroelektrik santral (HES) projesi bu kaynakla mukayese edilmekte ve ancak daha ekonomik bulunursa önerilmektedir. Türkiye’nin 2006 yılında tespit edilen teknik ve ekonomik hidroelektrik enerji potansiyeli 129,9 milyar kWh’dır. Bu potansiyel, en az ilk etüt seviyesindeki hidroelektrik projelerle, ön inceleme, mastır plan, fizibilite (planlama yapılabilirlik), kesin proje, inşa ve işletme aşamalarından oluşan 747 adet hidroelektrik projenin toplam enerji üretim kapasitesini ifade etmektedir (Balat, 2006; EİE, 2006).

Havza gelişme planlarını farklı zamanlarda hazırlanmış olmalarından dolayı projeler sonraki tarihlerde ekonomik yönden tutarsız hale gelebilmektedir. Bu nedenle havza gelişme planlarının belirli aralıklarla, özellikle enerji faydalarına esas teşkil eden alternatif referans santral gurubundaki değişikliklerden sonra, tekrar gözden geçirilip değerlendirilmesi uygun olacaktır. Buna karşılık, su kaynaklarının geliştirilmesinde görev üstlenen EİE ve DSİ gibi kuruluşların yapmış oldukları, yeni enerji kaynaklarının yaratılmasına yönelik ilk etüt çalışmalarıyla bu potansiyele her yıl ilaveler olabilmektedir. Bütün bu olumlu ve olumsuz etkilerinde dikkate alınmasıyla, Türkiye’nin ekonomik hidroelektrik potansiyeli yıldan yıla ufak farklılıklar göstermekle birlikte bugün için 129.9 milyar kWh civarında olduğu kabul edilebilir (EİE, 2006).

Türkiye, 129.9 kWh ekonomik olarak yapılabilir potansiyeli ile Avrupa ekonomik potansiyeli içinde yaklaşık olarak % 15’lik hidroelektrik potansiyeline sahiptir (TMMOB, 2005).

Tablo 4.3 Avrupa Ülkelerinde hidroelektrik enerji kullanımı (Arman, 2004). Ülkeler Mevcut Hidroelektrik Kurulu Güç (MW) Elektrik Üretiminin Hidroelektrik’ten Karşılanma Oranı (%) Norveç 27.569 99.4 Fransa 25.200 15.0 İspanya 20.076 20.0 İsveç 16.200 55.0 İtalya 15.267 18.4 İsviçre 13.240 57.9 Avusturya 11.700 70.4 Romanya 5.860 34.8 Ukrayna 4.732 6.7 Almanya 4.525 2.6 Portekiz 4.394 27.0 Yunanistan 3.080 9.6 Yugoslavya 2.910 35.0 Bosna - Hersek 2.380 46.0 Finlandiya 2.340 21.5 TÜRKİYE 12.494 25.2

Türkiye genelinde henüz etüdü yapılmamış 1-30 MW arası küçük tesislerden minimum 10-15 milyar kWh/yıl, kanal ve barajlara konulacak türbinler yoluyla da 3-5 milyar kWh/yıl Elektrik üretebileceği düşünülmektedir. Bütün bu kriterler göz önüne alındığında, Türkiye’nin ekonomik hidroelektrik üretim potansiyelinin 190 milyar kWh/yıl civarında olacağı ve kurulu güç değerinin 48-50 bin MW olacağı tahmin edilmektedir (Arman, 2004).