Prof. Dr. Sermin ONAYGİL
İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü
Enerji Planlaması ve Yönetimi A.B.D. Başkanı 7 Ekim 2015
Ankara
Sanayide Verimlilik, Enerji Yönetimi
ve Tasarruf
Giriş
Türkiye’de 2007 yılından beri yoğun faaliyetler gerçekleştirilen enerji verimliliği çalışmalarında verimlilik, enerji yönetimi, enerji tasarrufu kavramları sıklıkla kullanılmakta, ancak aralarındaki farklılıklar gerçek verilerle ortaya konulamamaktadır.
ENER Jİ Verimlilik
Yönetim
Tasarruf
Verimlilik Nedir?
• Çok çalışmak?
• Hızlı çalışmak?
• Çok üretmek?
• Kaliteli üretmek?
• Tutumlu olmak?
• Zamanı iyi kullanmak?
Verimlilik Nedir?
GİRDİ (Kaynak)
ÇIKTI (Ürün) Enerji
Hammadde Su
Para
İnsan gücü
KAYIP-ATIK
SİSTEM
Verimlilik, en az girdi ile en çok çıktıyı elde etmektir.
Sanayi Ürünleri İş
Enerji Hizmet Enerji Kayıpları
(Isı ve Mekanik Kayıplar)
Atıklar
(Katı-Sıvı-Gaz Atıklar)
Hammadde
ENERJİ x100 GIREN
ENERJİ AN
YARARLANIL Verimlilikη
Verimliliği Arttırmak
GİRDİ ÇIKTI
KAYIP-ATIK
SİSTEM
Verimlilik artışı 3 şekilde gerçekleşebilir.
Aynı girdi ile daha çok çıktı sağlamak maksimum ÇIKTI Aynı çıktıyı daha az girdi ile sağlamak minimum GİRDİ Daha az girdi ile daha çok çıktı sağlamak minimum KAYIP
VERİM = ÇIKTI / GİRDİ
Enerji Verimliliği
• Enerji kaynaklarının üretimden tüketime kadar tüm aşamalarda en yüksek etkinlikte değerlendirilmesi,
• Yeni teknolojilerin kullanımı ile üretimi, kaliteyi ve performansı düşürmeden, sosyal refahı engellemeden enerji tüketiminin azaltılmasıdır.
Üretim İletim - Dağıtım Tüketim
Tasarruf & Verimlilik
• Enerji tasarrufu enerji ve enerji kaynaklarının verimli olarak değerlendirilmesi amacıyla, kullanıcılar tarafından alınan önlemler sonucunda harcanan enerji miktarında sağlanan azalmadır.
• Enerji verimliliği ise yeni teknoloji kullanma yoluyla üretimi, kaliteyi ve performansı düşürmeden, sosyal refahı engellemeden enerji tasarrufu sağlanmasıdır.
İki lambadan birini söndürmek tasarruf, aynı aydınlatmayı sağlayan, daha az enerji tüketen teknolojik lambaların kullanılması verimliliktir !
Nihai Enerji Tüketiminin Sektörel Dağılımı (2013)
2013 Yılında sanayi sektöründe enerji tüketimi yaklaşık 30,137 MTEP olarak gerçekleşmiştir.
Sektörlere Göre Elektrik Tüketimi (2013)
Kaynak: ETKB, 2015
Tüketim SektöründeTasarruf Potansiyellerimiz
2020 yılında 222 milyon TEP olması beklenilen enerji tüketimi en az %15 azaltılabilir.
www.yegm.gov.tr
Toplam Üretim İçindeki Enerji Maliyeti
55,0 50,0
30,0 30,0 30,0 25,0
25,0 20,0
15,0 12,5 10,0 7,5
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0
Çimento Amonyak Alüminyum Çelik Cam Gübre Kağıt Seramik Metalurji Tekstil Gıda Rafineri
BAZI SANAYİ KOLLARINDA TOPLAM ÜRETİM İÇİNDEKİ ENERJİNİN YAKLAŞIK MALİYETİ
Enerji Maliyetinin % dağılımı
www.yegm.gov.tr
Enerji Yoğun Sektörlerde Enerji Verimliliği Eğilimi
• Bir birim ürün elde edilebilmesi için harcanan enerji miktarı (özgül enerji tüketimi)
www.yegm.gov.tr
Enerji Yoğunluğu
Dünyada enerji verimliliği, enerji yoğunluğu ile ölçülmektedir.
Ülkelerin rekabetçi koşulları yakalayabilmeleri ve bunun sonucunda ekonomik gelişmelerini sağlayabilmeleri, enerji yoğunluğu tanımı ile doğrudan ilişkilidir.
Enerji Yoğunluğu
Gayri Safi Yurtiçi Milli Hasıla (GSYİH) başına tüketilen enerji miktarı (TEP: ton eşdeğer petrol)(baz yılında 1000 USD)
Enerji yoğunluğu değerinin düşük olması, enerjinin verimli kullanıldığını göstermektedir.
Enerji Yoğunluğu – Türkiye’nin Yeri
www.yegm.gov.tr
Türkiye Elektrik Enerjisi Görünümü (kWh)
Kaynak: Türkiye’nin Enerji Görünümü, 2014, MMO
Türkiye Elektrik Enerjisi Görünümü (kWh)
Kaynak: Türkiye’nin Enerji Görünümü, 2014, MMO
Ülkeleri Kıyaslamak için Kullanılan Başlıca Enerji Göstergeleri - Terimler
Gösterge (Ing.) Gösterge(Tr.) Birim
Population Nüfus milyon
GDP Gayri Safi Milli Hasıla milyar 2000 yılı US$
GDP (PPP) Gayri Safi Milli Hasıla (Satın alma gücü paritesi) milyar 2000 yılı US$
Energy Production Enerji Üretimi MTEP
Net Imports Net Enerji İthalatı MTEP
TPES Toplam Birincil Enerji Arzı MTEP
Electrical Consumption Elektrik Tüketimi TWh
CO2 Emissions CO2 Salımı Mt CO2
TPES/pop. Toplam Birincil Enerji Arzı / Nüfus TEP/kişi
TPES/GDP Toplam Birincil Enerji Arzı / GSMH TEP/1000 2000 yılı US$
TPES/GDP(PPP) Toplam Birincil Enerji Arzı / GSMH (Satın alma gücü paritesi) TEP/1000 2000 yılı US$
Electrical Consumption/pop. Elektrik Tüketimi / Nüfus TWh/kişi
CO2/TPES CO2 / Toplam Birincil Enerji Arzı tCO2/TEP
CO2/pop. CO2 / Nüfus tCO2/kişi
Ülkeleri Kıyaslamak için Kullanılan Başlıca Enerji Göstergeleri - 2010
World Energy Council, “World energy outlook”, 2012
Enerji Verimliliğinin Enerji Sektöründeki Yeri ve
Diğer Sektörlerle ilişkileri
Enerji Sektöründe Verimliliğin Başlıca Etkileri
Satış olanaklarının artması
Teknoloji Ürün-Hizmet
Ulusal ve uluslararası piyasalarda rekabet gücünün artması
Ekonomik Çevresel
Yeni istihdam sektörlerinin oluşması
Enerji verimliliği danışmanlık şirketleri Bina enerji kimlik belgesi vermeye yetkili kuruluşlar
Enerji Yönetimi
Minimum maliyet ile maksimum kar elde etmek ve rekabet edebilir pozisyonlar yaratmak için, enerjinin etkin ve akıllıca kullanımı…
Aynı ürün ve/veya çıktıları elde edecek biçimde enerji tüketimi ve de maliyetlerin azaltılması amaçlı prosedürleri, sistem entegrasyonunu ve optimizasyonunu kapsayan yönetim biçimi…
Enerji Yönetiminin Amaçları
Enerjiyi etkin kullanarak enerji tüketimini azaltmak, dolayısıyla maliyetleri düşürmek,
Enerji konuları arasında iyi bir iletişim sağlamak,
Enerji kullanım yöntemleri için etkin izleme, raporlama ve yönetim stratejileri geliştirmek ve uygulamak,
AR-GE çalışmaları ile enerji yatırımlarından geri dönüşümleri arttırmak için yeni ve daha iyi yollar aramak,
Tüm kullanıcıların enerji yönetim programı ile ilgilenmelerini ve onun bir parçası olmalarını sağlamak,
Enerji teminindeki kısıtlayıcı etkileri veya kesintileri azaltmak.
İzleme, Hedef Belirleme ve Önlen
Alma
Detaylı Enerji Etüdü
Sermaye Temini
Uygulama
Enerji
Yönetimi
Üst Yönetimin Katkı ve Desteği
Ön Enerji Etüdü
Enerji Muhasebesi Eğitim
Politika
Planlama Uygulama
Kontrol ve Önlem
TS EN 50001 Enerji Yönetim Sistemi
Enerji Politikası
Planlama
Gerçekleştirme ve İşlem
Kontrol Edilmesi
İç Tetkik İzleme ve Ölçme
Düzeltici ve Önleyici Eylem Yönetimin Gözden
Geçirmesi
Kazanlar
Pompalar
Aydınlatma Sistemleri
Elektrik Motorları
Trafolar HVAC Sistemleri
Enerji Sistemlerinin Etüdü
Aydınlatma Sistemleri
Verimli lambaların kullanımı
Elektronik balast kullanımı
Verimli armatürlerin kullanımı
Gün ışığından faydalanma, sensör
kullanımı...
Enerji Sistemlerinde Verimlilik Arttırıcı Önlemler
Toplam elektrik enerjisi tüketimi içinde Aydınlatmanın payı : ~ % 20
Endüstri Tesisleri
Alış-veriş
Merkezleri Ofisler
%30
%10 % 40
Aydınlatmada Verimlilik &Tasarruf
Aydınlatmada tasarruf, lamba söndürerek değil, görme yeteneği ve görsel konfordan ödün vermeden, gerekli minimum seviyede aydınlık düzeylerinin yaratılması ile sağlanır.
En yüksek enerji tasarruf değerlerine ulaşılması amaçlanırken,
güvenlik ve konfor koşulları açısından gerekli olan aydınlatma
kalitesinin tehlikeye sokulmamasına dikkat edilmelidir.
Lamba değişimi
Yardımcı ekipmanların değişimi
Armatür değişimi
Yeni Tasarım / Sistem Yerleşiminin Değişimi
Otomasyon Sistemi
Aydınlatmada Verimlilik
İş Performansı ve Verimlilik
Aydınlık
Düzeyi Görsel
Performans
+%175
~ 20 yaş ~ 50 yaş
İş Performansı ve Verimlilik
Kalitesiz Aydınlatma Koşulları
Yetersiz aydınlık düzeyleri
İş ile çalışma düzlemi arasındaki parıltı farkının uyumsuzluğu Kamaşma
Fliker problemleri
Olası Sonuçları
Göz ağrıları Stres
Aşırı yorgunluk şikayetleri
Aydınlatma ve Performans
• Görsel performans
• Parametreler – Yaş
– Yapılan iş
Zor iş
Kolay iş
Görsel performansın bağıl artışı (%)
200 300 500 700 1000 0
20 40 60 80 100
Aydınlık düzeyi (lux)
Aydınlatma ve Konfor
• Görsel konfor
– Daha az yorgunluk – Fiziksel iyilik
– Uyanıklık
Aydınlık düzeyi (lux)
Yorgun çalışan sayısı (%)
200 300 500 700 1000 0
20 40 60 80 100
Aydınlatma ve Kalite
• Hataların önlenmesi – Hatanın önlenmesi – Müşteri memnuniyeti – Kaliteli ürün
Kolay iş
Zor iş
Hataların bağıl azalması (%)
Aydınlık düzeyi (lux)
200 300 500 700 1000 0
20 40
60 80 100
Aydınlatma ve Güvenlik
• Kazalarda azalma
– Emniyet gerekleri – İş kazalarında azalma – Hastalıkların önlenmesi
Aydınlık düzeyi (lux)
Kazaların bağıl azalması (%)
0 20 40
60
80
100
200 300 500 700 1000
Örnek: METAL ENDÜSTRİSİ
Aydınlık Düzeyinde İyileştirme 300 lx 2000 lx
İş Kazaları %52 azalma
Hatalı ürün %29 azalma
Aydınlık düzeyinin 300 lx’ten 500 lx’e yükselmesi ile iş veriminde ortalama %8 artış..!
İş Performansı ve Verimlilik
Aydınlatma Kalite Kriterleri
TS EN 12464
Işık ve Aydınlatma - İş yerlerinin aydınlatılması
Bölüm 1: Kapalı alanlardaki iş mahalleri Ocak 2004 Bölüm 2: Bina dışı iş yerleri Nisan 2008
TS EN 12464-1
Aydınlık Düzeyi [lux] (iş) Alt sektör
Yapılan iş
Kamaşma sınırlama katsayısı
Renksel geriverim Notlar
Örnek Çalışma - Tekstil sektörü : İplik Üretim Fabrikası
Mevcut Aydınlatma Sistemi:
Armatürler : Duydan etanj, reflektörsüz, bant tipi Lamba : 36W / 2500 lumen / 6500 K / Ra=70
Balast : Elektronik balast / cosΦ=0,53 THD=%106
Aydınlık Düzeyleri
Bölümler Mevcut Kullanılan Armatür Tipi
Ölçülen E (lx)
Önerilen E (lx)
Uygulanan E (lx)
1. Bobinaj 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi
90 500 400
2. Ana Üretim Hattı 2x36 W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi
220 500 400
3. Fitil 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi
95 500 400
4. Hallaç ve Tarak 1x36W / 2x36W A3 Sınıfı EB
Duydan Etanj Bant Tipi
150 300 200
5. Balya Açma 1x36W A3 Sınıfı EB Duydan Etanj Bant Tipi
70 100 100
Önerilen Aydınlatma Sistemleri
Lambalar
Mevcut
36W / 2500 lumen / 6500 K / Ra=70
Önerilen
36W / 3250 lumen / 4000 K / Ra=80 32W / 3250 lumen / 4000 K / Ra=80 58W / 5000 lumen / 4000 K / Ra=80 51W / 5000 lumen / 4000 K / Ra=80
Balast
Mevcut
Elektronik balast / cosΦ=0,53 THD=%106
Önerilen
Elektronik balast / cosΦ=0,97 / THD=%12,1
Armatürler
Duydan etanj, reflektörlü, bant tipi
Basic scope / online
-5 -4 -4 -4 -3 -2 -2 -2 -1 0 0 0 1 2 2 2 3 4 4 4 5
I 1
Önerilen Aydınlatma Sistemleri
Tesisat Lamba gücü (W)
Sistem gücü (W)
(Lamba + Balast)
Işık Akısı (lm)
Etkinlik Faktörü (lm/W)*
Mevcut 36 38 2500 66
Öneri 1 36 36 3250 90
Öneri 2 32 32.5 3250 100
Öneri 3 58 55.5 5000 90
Öneri 4 51 51.5 5000 97
* Balast kaybı dahil
Önerilen Aydınlatma Sistemleri
Bölüm 1 Bölüm 2 Bölüm 3 Bölüm 4 Bölüm 5 Tüm Tesis
Tasarruf Oranı
Mevcut
1x36W 400 - 512 80 80 1072
2x36W - 392 - 240 - 632 -
Kurulu Güç [W] 15200 29792 19456 21280 3040 88768
Öneri 1
1x36W - - - - 32 32
%33.81
2x36W 250 238 184 128 - 800
Kurulu Güç [W]
18000 17136 13248 9216 1152 58752
Öneri 2
1x32W - - - - 32 32
%40.25
2x32W 250 238 184 128 - 800
Kurulu Güç [W]
16250 15470 11960 8320 1040 53040
Öneri 3
1x58W - - - - 22 22
%33.10
2x58W 160 154 122 88 0 524
Kurulu Güç [W]
17760 17094 13542 9768 1221 59385
Öneri 4
1x51W - - - - 22 22
%37.92
2x51W 160 154 122 88 0 524
Kurulu Güç [W]
16480 15862 12566 9064 1133 55105
Ekonomik Analiz
Öneriler
Toplam Yatırım Maliyeti
(TL)
Yıllık Enerji Tasarrufu
(TL)
Geri Ödeme
Süresi (Yıl)
İç Karlılık Oranı
Öneri 1 104116,00 49274,00 2.1 yıl %44.0
Öneri 2 107888,00 58651,00 1.8 yıl %50.0
Öneri 3 72058,00 48235,00 1.5 yıl %64.5
Öneri 4 75669,00 55261,00 1.4 yıl %69.0
Uygulama Sonuçları
Armatür sayısı 1704’den 546’ya düşürülmüştür.
Aydınlık düzeyi 90 lux’ten 400 lux’e yükseltilmiştir.
Aydınlatmanın kalitesi iyileştirilirken, elektrik enerjisi tüketim değerleri azaltılabilmektedir.
Verimli lamba + verimli balast + verimli armatür = ~ %40 tasarruf
Geri ödeme süresi = 1,4 yıl
Sonuç
Sanayide enerji verimliliği çalışmaları salt enerji tüketim faturalarındaki düşüş ile değil, rekabet koşullarını iyileştirebilecek tüm faaliyetlerle birlikte kapsamlı olarak ele alınmalıdır.
Ancak, bu şekilde katma değeri yüksek üretim ve iyi rekabet
koşullarına ulaşılarak enerji yoğunluğu azaltılıp, gerçek enerji
verimliliği sonucuna ulaşılabilir.
İlginize Teşekkürler…
İTÜ Enerji Enstitüsü
Enerji Planlaması ve Yönetimi A.B.D.
Prof. Dr. Sermin ONAYGİL E-posta: onaygil@itu.edu.tr Tel: 212 285 39 46
