Mevcut Yöntem

Hali hazırda ülkemizde enerji talebinin karşılanmasında hidroelektrik ve termik santrallar kullanılmaktadır. Su biriktirme özelliklerine sahip (rezervuarlı) hidroelektrik santralların çok kısa sürede değişen güç ve enerji talebine kolayca

uyum sağlayabilmesi, yerli ve yenilenebilir kaynak olması buna paralel olarak da çevresel problem yaratmaması, ayrıca yakıt masrafı olmaması ve düşük işletme ve bakım masrafları olması bu tesislerin avantajlı taraflarını, inşaat sürelerinin uzunluğu ise mahsurlu taraflarını oluşturmaktadır.

Termik santralların ise inşaat süreleri kısa ve yatırım maliyetlerinin düşük olmasına karşılık, ekonomik ömürlerinin dolayısıyla işletme sürelerinin kısa olması, çevresel problemler yaratması, yerli linyit kaynaklarımız dışındaki fosil kaynakların arz güvenliğinde sıkıntılar yaratması, yüksek yakıt, işletme ve bakım maliyeti gibi mahsurları vardır.

Su biriktirme özelliği taşımayan, bir başka ifade ile nehir tipi hidroelektrik santrallar ile kömür yakıtlı termik santrallar ve nükleer santrallar baz yükteki talebe cevap verirken, enerji talebindeki değişimleri karşılayabilecek ve yakıt maliyeti olmayan rezervuarlı hidroelektrik santrallar ile, yakıt maliyeti yüksek doğalgaz çevrim santralları ve fuel-oil yakıtlı termik santrallar pik güç ihtiyacı karşılamak maksadıyla kullanılmaktadırlar. Bütün bunlara rağmen pik talebin karşılanmasında devreye alma ve devreden çıkarma açısından en avantajlı santral tipi biriktirmeli hidroelektrik santrallardır.

Hidroelektrik santralların enerji birim faydalarının hesabında, hidroelektrik santrala alternatif olabilecek termik santralların sabit ve değişken yıllık maliyetleri dikkate alınır. Alternatif olarak seçilmiş olan termik santralların bahse konu maliyetleri, hidroelektrik santralların faydalarını meydana getirmektedir.

Ancak bütün bu kabullere rağmen, hidroelektrik santralların enerji üretimlerinde sera gazı emisyonu yaratmaması, yüzde yüz yerli kaynak olmasının yanı sıra ilave katma değer oluşturması gibi özellikleri, termik santralların yaratmış olduğu çevresel olumsuzluklar ve yakıt temininde dışa bağımlılıktan kaynaklanan güvenilirlik problemi gibi hususlar dikkate alındığında, alternatif olarak seçilen termik santral, hidroelektrik santralın sağladığı avantajları tam olarak karşılayamamaktadır. Yapılan çalışmalar neticesinde; doğal gaz ve ithal kömür yakıtlı termik santralların yukarıda aranan özeliklere en yakın alternatif santrallar grubu olduğu düşünülmektedir. Firm Enerji Birim Faydası

ile çarpılması sonucu elde edilen değerler toplamının, sera gazı emisyonu yaratmaması (temiz enerji) avantajından dolayı bir katsayı ile çarpılması sonucu elde edilen değerdir.

Sekonder Enerji Birim Faydası

İthal kömür santralının değişken giderlerinin (yakıt + işletme bakım), enerji bölüşüm oranı ve sera gazı emisyonu yaratmaması (temiz enerji) avantajından dolayı bir katsayı ile çarpılması sonucu elde edilen değerdir.

Güvenilir Güç Birim Faydası

Alternatif termik santral kombinasyonundaki (kömür + doğalgaz) her bir santrale ait sabit giderler toplamının güç kaybı katsayısı ve yük bölüşüm oranı ile çarpılması sonucu elde edilen değerler toplamının yük değişimine daha uyumlu olması, yerli kaynak olması ve dolayısı ile arz güvenliğinde sıkıntı oluşturmaması gibi avantajlarından dolayı bir katsayı ile çarpılması sonucu elde edilen değerdir.

Hesap Kriterleri

Hidroelektrik Enerji Tesislerinin Ekonomik Değerlendirilmesinde Kullanılan Değerler

Alternatif olarak seçilen santralların; Ekonomik ömürleri:

İthal kömür yakıtlı termik santral (n) : 25 yıl Doğalgaz yakıtlı çevrim santralı (n) : 15 yıl Yük bölüşümü:

İthal kömür yakıtlı termik santral : %50 Doğalgaz yakıtlı çevrim santralı : %50 Enerji bölüşümü:

İthal kömür yakıtlı termik santral : %70 Doğalgaz yakıtlı çevrim santralı : %30

Sosyal iskonto oranı (i) : %6 ile %9,5 arasında değerler kullanılmıştır.

Yatırım maliyeti:

İthal kömür yakıtlı termik santral : 1200 $/kW Doğalgaz yakıtlı çevrim santralı : 750 $/kW

Sermaye geri ödeme faktörü i i i n ₋ + + = 1 ) 1 ( (2.12) Enerji Faydaları Hesap Özeti

Yukarıda kabul edilen değerlere bağlı olarak bu çalışmada; güç ve enerji kayıplarının hesaplanmasında aşağıda verilen kayıp değerleri dikkate alınmıştır. Güç ve enerji kaybı oranları %6 ile %9,5 arasında iskonto oranlarının uygulanması sonucunda sekiz alternatifli enerji faydası değerleri elde edilmiştir.

Kayıplar

Çalışmada Çizelge 2.11a ve Çizelge 2.11b’ de verilen kayıplar dikkate alınmıştır.

Çizelge 2.11a: Kayıplar (Büyükmıhçı ve diğ., 2007)

Kayıp cinsi (%) Kömür Hidrolik

kW kWh kW kWh

Zorunlu devre dışı 19.00 2.00

Bakım 8.20 4.00

İç tüketim 5.60 10.50 1.45

İletim 1.10 2.70 2.70

Çizelge 2.11b: Kayıplar (Büyükmıhçı ve diğ., 2007)

Kayıp cinsi (%) Kömür - Hidrolik

kW kWh

Zorunlu devre dışı 17.00

Bakım 4.20

İç tüketim 5.60 9.05

İletim 0.00 0.00

Güç kaybı = 1/(1 – (hidrolik santralda güç kayıpları – termik santralda güç kayıpları))

Hesap yolu ile kayıpların bulunması;

Güç kaybı = 1/((1-0.17)*(1-0.042)*(1-0.056))=1.332 kW Enerji kaybı = 1/(1-0.095) = 1.100 kWh

Hesaplanan güç ve enerji kayıpları Çizelge 2.12 Enerji Birim Faydaları Hesabı’nda yerine konularak alternatif enerji birim faydaları elde edilmiştir, (Büyükmıhçı ve diğ., 2007).

Çizelge 2.12: Enerji Birim Faydaları Hesabı (Büyükmıhçı ve diğ., 2007)

BİRİM _{TERMİK SANTRAL} KÖMÜR YAKITLI

D.GAZ YAKITLI TERMİK SANTRAL Kurulu güç MW 300 300 Yük Bölüşümü % %50 %50 Enerji Bölüşümü % %70 %30 Tesis Faktörü % 70 70

Birim Yatırım Maliyeti $/kW 1200 750

Hizmet Süresi Yıl 25 15

İnşaat Süresi Yıl 4 3

Güç Kaybı 1,332 1,332

Enerji Kaybı 1,100 1,100

İskonto Oranı % %9,5 %9,5

Capital Recovery Factor 0,10596 0,12774

Kömürün Isı Değeri kcal/kWh 6500 -

Fuel-Oil Isı Değeri kcal/kWh 10000 -

Doğalgaz Isı Değeri kcal/kWh - 2200

Kömür Isı Tüketimi kcal/kg 2250 -

Fuel-Oil Isı Tüketimi kcal/kg 2200 -

Doğalgaz Isı Tüketimi kcal/m3 _{- 8500}

Birim Üretim İçin Kömür

Tüketimi (%95) kg/kWh 0,35 -

Birim Üretim İçin Fuel-

Oil Tüketimi (%5) kg/kWh 0,011 -

Birim Üretim İçin

Doğalgaz Tüketimi m3/ kWh - 0,196

Birim Kömür Maliyeti $/kg 0,06 -

Birim Fuel-Oil Maliyeti $/kg 0,44 -

Birim Doğalgaz Maliyeti $/ m3 - 0,265

Yıllık Maliyet

Faiz, Amortisman ve

Yenileme Maliyeti $/kW 127,15 95,8

İşletme Bakım Gideri

(sabit) $/kW 32,4 20,25

İşletme Bakım Gideri

(değişken) $/kWh 0,00059 0,0004

Yakıt Maliyeti $/kW 0,02584 0,0519

Toplam (sabit) $/kW 159,55 116,06

Toplam (değişken) $/kWh 0,02643 0,05231

%9,5 Faiz Oranı İle Örnek Enerji Birim Faydası Hesabı

Firm Enerji Faydası=(0,02643×1,100×0,7+0,0523×1,100×0,3)×1,2=4,5 cent/kWh

Pik Güç Faydası=(159,55×1,332×0,50+116,06×1,332×0,50)×1,3=238,67$/kW

2.3 Birim Enerji Faydalarının Hesabı Hakkında M. Doğan Pekçağlıyan’ın