ÖZET
Günümüzde elektrik enerjisi hayatımızın vazgeçilemez bir parçası haline gelmiştir. Her geçen yıl artan elektrik ihtiyacını irdelediğimizde katlanarak artan bir elektrik talebi olduğu görülmektedir. Artan talebi karşılamak ve kesintisiz olarak elektrik enerjisi sunmak için sürekli geleceğe yönelik yatırımlar yapılmakta ve bunun için sürekli yeni enerji santralleri kurulmaktadır.
Önümüzdeki günler de beklenen enerji talep artışının yanı sıra elektrikli arabaların hayatımıza girmesi ile öngörülene ilave bir enerji talebi oluşacaktır.
Bu gibi durumları inceleyerek ve 2040 yılında elektrikli araçların hayatımıza tamamen girmesi durumunda oluşacak senaryo ve olası çözüm yöntemleri ile ilgili bilgiler makalemizde detaylı olarak incelenmiştir.
1.BÖLÜM- Türkiye’de Elektrik Enerjisi
Ülkemizde elektrik enerjisi üretimine ilk kez 1902 yılında Tarsus’ta ki küçük bir su türbini ile 2 kW güç kapasitesine sahip tesiste başlamıştır. İlk büyük üretim kapasiteli diyebileceğimiz tesis ise 1913 yılında İstanbul’da 15 MW kapasiteli termik santral ile üretime başlamıştır. İlerleyen süreçte yeni tesislerin de yapılmasıyla birlikte günümüzdeki toplam kurulu üretim kapasitesi yaklaşık olarak 88.000 MW’dır.
Ülkemiz de her geçen gün elektrik enerjisi ihtiyacı artmaktadır. Artan nüfus ve yaşam tarzında meydana gelen değişiklikler sonucunda da kişi başına düşen elektrik enerjisi ihtiyacındaki artış verilerini grafiğe döktüğümüzde parabolik bir artış görülmektedir.
Elektrik ihtiyacının kesintisiz olarak sağlanabilmesi amacı ile saatlik olarak hesaplanan elektrik ihtiyacı verilerini kullanan EPDK mevcut elektrik ihtiyacını karşılamak ve sistemin çökmesini engellemek amacıyla elektrik enerjisini gerektiğinde yurt dışından temin etmektedir. Şekil 1’de bulunan verileri incelediğimizde 1970-2015 yılları arasında tüketilen enerji miktarlarını görmekteyiz.
Şekil 2’de görüldüğü gibi kurulu enerjimizin çoğunluğu fosil yakıtlar ile karşılanmaktadır. Bu fosil yakıtların çoğunluğu yurt dışından temin edilmektedir. 1990’lı yıllar ile birlikte ciddi miktarlarda kömür ithalatı yapılmıştır. Bunun sebebi elektrik üretimi yapmaktır.
Genel olarak baktığımızda Şekil 3’ten anlaşılacağı gibi günlük enerjimizin önemli bir miktarını ithal kaynaklardan elde etmekteyiz. Elektrik üretimini ülkemizde yapıyor olmamıza rağmen, üretim için kullanılan kaynaklar ithal olarak karşılanmaktadır.
2.BÖLÜM – Elektrikli Araçlara Geçiş
Elektrikli araçlar içten yanmalı motorlar ile kıyaslandığında çalışma prensipleri dolayısı ile çok daha verimli motorlara sahiptir. Bir senkron motorun verimi yaklaşık %95 olabilirken içten yanmalı bir motorun verimi ise %35 gibi düşük bir oranda olmaktadır. Araçların dinamik yapıları, teknik özellik ve donanımları gibi etkenler de sisteme dâhil edildiğinde km başına düşen maliyet analizinde yaklaşık olarak 1/3 oranında elektrik motorlu araçların daha az enerji tüketimine sahip olduğu görülmektedir. Ayrıca elektrikli araçların bakım maliyetlerinin içten yanmalı motorlara göre çok daha az olması, işletme maliyetini düşürmektedir. Tüm bu etkenler göz önüne alındığında önümüzdeki yıllarda içten yanmalı motora sahip araçların yerini elektrikli araçlara bırakması beklenmektedir. Büyük otomobil üreticilerinin piyasaya sürmeye başladıkları elektrikli ve hibrit araçlar sektörün bu yöne yönlendiğini göstermektedir. Elektrikli araçların yaygınlaşması ile toplam enerji kullanımı düşecektir ancak bunların yakıt tüketimi yerine elektrik tüketmesi mevcut elektrik tüketimine ek olarak belirli bir artışa sebep olacaktır. Mevcut tahmin analizlerinden elde edilen sonuçlara elektrikli araçların ortalama elektrik tüketimi eklenildiğinde meydana gelen artış, araçların genellikle akşam ve gece saatlerinde şarj edileceği de düşünüldüğünde, puant saatleri üzerinde ciddi bir enerji talep artışına sebep olacaktır. Puant saatlerinde kurulu gücün yetersiz kalması ülke dışından elektrik temin edilmesine sebep olacak böylece yurt dışına olan bağımlılığımızın artması söz konusu olabilecektir.
Şekil 4’de verilen grafikte tahmini veriler ile hesaplanan, gelecekteki tüketim miktarları elektrikli araçların da şebekeye olacak etkileri eklenerek hazırlanmıştır.
Şekil 5’de yer alan gelecekteki olması beklenen araç sayısı 2040 yılında yaklaşık 46.500.000 adet olmaktadır. Oldukça yüksek olan bu sayı içten yanmalı motora sahip araçların kullanılması ile yüksek miktarda petrol tüketimine sebep olacaktır.
Elektrikli araçların kullanıma geçilmesi ilerleyen yıllarda beklenen enerji artış hızını ivmelendirmektedir. Bunun sebebi elektrik tüketimi artışına etki eden nüfus ve sanayileşme gibi etkenlerin dışında ulaşım etkeninin de eklenmesidir. Bunu Şekil 4’ de açıkça görebilmekteyiz.
Elektrikli otomobiller hayatımızda yer almayacak olsaydı beklenen enerji artış miktarı Şekil 6’daki gibi olacaktı. Her iki grafik birbiri ile karşılaştırılırsa arasında oluşan fark açıkça görülebilmektedir.
3.BÖLÜM- 2015/2040 Planlanan Enerji
Tüm gelişmekte olan ülkeler de olduğu gibi Türkiye’de de her geçen gün elektrik enerjisi ihtiyacı artmaktadır. Yapılan hesaplamalar da %1’lik elektrik enerjisi kullanımındaki artışın yaklaşık olarak %0,35 ekonomik büyümeyi artırdığı görülmektedir.
Üretilen enerjinin büyük bir kısmı sanayilerde kullanılmaktadır. Elektrik enerjisi tüketiminin artması sanayi işlemlerinin artması ve dolayısı ile GSYİH artışı üzerinde olumlu bir etki göstermektedir.
Dünya geneline bakıldığında da sanayileşmenin artışı ile kullanılan elektrik enerjisi artışının aynı oranda arttığının görülmesi de bunu destekler niteliktedir. Buna örnek olarak Çin’de elektrik enerjisi tüketimini incelersek 2017 yılında toplam %6,6 artan elektrik enerjisi tüketiminin %5,5’i sanayi de kullanılan elektrik enerjisi tüketimi olarak görülmektedir.
Ülkemizde artmakta olan sanayi ve gelişmişlik düzeyleri de göz önüne alındığında geçmiş veriler ile küçük kareler yöntemi hesaplaması sonucunda 2015-2040 yılları arasındaki elektrik enerjisi tüketimi şekil 6’daki gibi ön görülmektedir.
İlerleyen yıllar için de elektrikli araçların piyasada çoğalması söz konusu olduğu için bu araçların şarjı için de şebeke üzerinde düşen yük miktarında artış meydana gelecektir. Bunu da tahmin verilerine eklersek sonuç grafikteki gibi olmaktadır.
Şekil 7’de turuncu ile gösterilen çizgi elektrikli araçların kullanıma geçmesiyle beklenen tüketim artışını, mavi kesikli çizgi ise normal şartlarda beklenen artışı göstermektedir.
4.BÖLÜM- Türkiye’de Petrol Tüketimi
Ülkemizde ulaşım için yüksek miktarda petrol tüketilmekte ayrıca artan nüfus ve kişi başına düşen araç sayısıyla birlikte bu ihtiyaç katlanarak artmaktadır. Bunun sonucunda günümüzde ortalama günlük 601.000 varil petrol tüketilmektedir. Grafiksel olarak gelecek yıllar için tüketim analizi yapılırsa -Şekil 8’de de görüleceği üzere- 500.000.000 ton gibi ciddi miktarlara ulaşacağı öngörülmektedir.
Tüm bu petrol talebine karşılık gezegenimizde bulunan mevcut petrol rezervlerindeki azalış sebebi ile zorunlu olarak yaklaşık 40 yıl içinde tamamen elektrikli araçlara geçilmesi gerekecektir.
Tahmin hesaplamalarına göre yapılan bu petrol tüketimi kcal türünden hesaplanıp elektrik enerjisi türüne çevrildiğinde bulunan sonuç petrol ile çalışan araçların elektrik enerjisi ile çalışması halinde gereken enerjinin üç katı daha fazla çıkacaktır. Elektrikli araçlara geçilmesi ile de toplam enerji harcanma miktarı açısından da tasarruf oluşacağı görülmektedir.
Tüm bunların yanında elektrikli araçların doğada bıraktıkları karbon miktarı da daha az olduğu için diğer araçlara göre oldukça doğa dostudur.
5.BÖLÜM- ELEKTRİĞİN CARİ AÇIĞA ETKİSİ
Endüstri devrimi ile Türkiye’de 1980 yılından sonra önemli bir enerji talebi artışı meydana gelmiştir. Ülkelerin enerji tüketimindeki artışı ile ekonomik olarak gelişmişlikleri arasında bir bağ olduğu bilinmektedir ancak enerji tüketimi sebebi ile oluşan cari açık konusu fazla gündeme gelmemektedir.
Ülkemizde her yıl artmakta olan enerji tüketimi maalesef cari açıktaki artışı da beraberinde getirmektedir.
Ülkemiz yenilenebilir enerji kaynakları açısından yüksek bir potansiyele sahip olmasına rağmen bu potansiyelin %15’inden yararlanmaktadır. Bu oran da yaklaşık olarak 35.692,4 MW enerjiye denk gelmektedir. Ülkemizde bulunan yenilenebilir enerjiden %100 yararlanılması durumunda yaklaşık olarak 238.000 MW’lık enerji ihtiyacımızı karşılayacaktır. Bunun sağlanması durumunda elektrik enerjisi üretmek için herhangi bir hammadde ihtiyacı olmayacağı için ülke dışına para çıkışı bir miktar önlenmiş olacak ve cari açığın kapatılmasına pozitif bir etki oluşturacaktır. Ancak bu yeterli bir seviyede değildir.
Şekil 9’da belirtildiği gibi günümüzde üretilen enerjinin büyük bir kısmı ithal kaynaklardan elde edilmektedir. Bu enerjinin büyük bir kısmı fosil kaynaklar kullanılarak elde edilmektedir. Enerji ihtiyacımızı tamamen karşılayabilmek amacı yerli kaynakların kullanımı ile üretim yapacak santrallere yatırım yapılmalı. Yapılacak yatırımlar yerli kaynak ile üretim yapmasının yanı sıra, verimlilik ve çevre için de en uygun enerji santrali türü seçilmelidir.
Şekil 10’da görüldüğü gibi çevreye zararının da diğer kaynaklara göre çok az olması, sadece olası bir kaza durumunda yüksek zarar vermesi açısından birçok gelişmiş ülkede enerji ihtiyacının çoğunluğunu nükleer santraller ile karşılamaktadır.
Ülkemizde her ne kadar yenilenebilir enerji kaynağı potansiyeli yüksek olsa da ihtiyacımızı karşılamaya yetersiz kalacağı için çevreye zararı en az ve verimi yüksek olan nükleer santraller tercih edilmeli ve bu doğrultuda yatırımlar yapılmalıdır.
Nükleer enerjinin çevreci oluşunu ise Greenpeace’in yayınladığı Nükleer Enerji İçin Çevreciler(Nuclear Energy for Enviromental) adlı kitabındaki bu ifadelerden görebilmekteyiz:
- Nükleer enerji etkin olarak fosil yakıtların yerine geçecek ve küresel ihtiyacı karşılayacak, sera gazı salınımı olmayan yegâne enerji kaynağıdır. s:23
- Ben kişisel olarak insanların nükleer silahların barbarlığını reddederek, nükleer enerjinin faydalarını kabul edecek kadar akıllı olduğuna inanıyorum. s:47
- Bugün nükleer enerjinin çevresel açıdan diğer yaygın olarak kullanılan enerji şekilleri ile karşılaştırıldığında mükemmel avantajları olduğunu, halen toplumsal bilinçaltına derin olarak yerleşmiş önyargılı fikirlerin aksine, açıklamak için bu kitabı kesinlikle yazmak zorunda olduğumu hissettim. s:48
- Halk atom bombası ile elektrik üreten nükleer enerji santralini açıkça ayırt edememektedir. s:47
Ülkemiz enerji açısından dışa bağımlılığını azaltmak ve cari açık seviyesini azaltmak için kendi elektriğini tamamen karşılayabilecek seviyeye gelmelidir.
Madenler açısından zengin olan ülkemizde dünya rezervinin büyük bir kısmı ülkemizde yer almaktadır. Uranyum rezervi çok fazla olmamasına rağmen toryum açısından (744.000 RAR Ton (%14)) en fazla rezerve sahip olan ülkelerden biri konumundayız.
Mevcut toryumu ve uranyumu kullanarak enerji üretimi yaptığımız zaman ülke ekonomisine ciddi katkı sağlayacağı görülmektedir. Ülkemizde kişi başına tüketilen enerji miktarı gelişmiş ülkelerdeki kişi başına düşen enerji miktarının yaklaşık 1/3’ü kadardır. Ülkemizdeki kişi başı tüketim bu miktarlara ulaştığında üretimimizi nükleer enerji santralleri ile yapmamız dış ülkelere bağımsızlığımızı azaltacaktır.
Bunun yanı sıra elektrikli otomobillere geçilmesi ile azalacak olan petrol ihtiyacı da cari açığın belirli bir seviyede azaltılmasını sağlayacakken kendi elektriğimizi yeterli miktarda karşılayabilmemiz durumunda ise etkin bir şekilde dışa bağımlılığımız, cari açık seviyemiz düşecek böylece ekonomimizin güçlenmesi sağlanacaktır. Olumsuz durumları önlemek için yapılabilecek öneri bir sonraki bölümde detaylı olarak anlatılmıştır.
6.BÖLÜM -ELEKTRİKLİ ARAÇLARIN KULLANILMASI İLE ARTAN TALEBE YÖNELİK OLASI ÇÖZÜM YÖNTEMİ
Ülkemizde elektrik ihtiyacı çoğunlukla karşılanabilir duruma gelmiştir ancak puant saatlerinde üretilen elektrik enerjisi tüketileni karşılamaya yetersiz olabilmektedir.
Elektrikli araçların artışı ile sisteme eklenecek olan yük miktarını dengede tutmak için şarj zamanlarının puant saatleri dışında tutulması enerji ihtiyacımızı dışarıya bağımlı olmaktan kurtaracaktır. Ancak bu araçların daha çok gündüz saatlerinde kullanılacak olması bunu mümkün kılmayacaktır.
Şebekeden şarj için çekilecek enerjiyi puant saatleri dışında tutmak için şu şekilde bir yöntem izlenebilir;
Yapılacak olan araç şarj istasyonları kendileri için yeterli bir miktardaki bataryayı puant saatleri dışında şarj ederek gündüz şarj edilecek araçları da bu birimden şarj etmek sureti ile (powerbank mantığı) ülke ekonomisine büyük katkı sağlayabilirler.
Bir benzin istasyonunda günlük ortalama 8 ton akaryakıt satıldığı düşünülürse, gerekli enerji dönüşümleri yapıldığında şarj için yaklaşık olarak 25565 kWh elektrik enerjisi ihtiyacı ortaya çıkacaktır. Bunun yarısının puant saatlerinde harcanacağı düşünülürse 12782 kWh puant saatlerinde tüketilmesi beklenen enerji olmaktadır. Bu değerlere uygun bir depolama ünitesi kullanımı ile işletme maliyeti düşürülebilir. Bu şekildeki bir sistem sayesinde şebeke üzerindeki yük miktarı da artmayacağı için cari açığın azaltılmasına oldukça etkili olacaktır.
Bu şekildeki olası bir çözüm yöntemi puant saatlerinde talebi karşılamak için olası yurt dışı bağımsızlığının önüne geçerek kendi enerjimizi kendimizin kullanabilmesine olanak sağlayacaktır. Bu sistem kullanılırken şarj istasyonlarının kendi bataryalarını da puant saatleri dışında şarj etmeleri kendileri için düşük maliyet ile ticaret yapmalarını sağlayacağı gibi tüketiciye de daha ekonomik bir imkân sunulması söz konusu olacaktır.
Şekil 10’da bir günlük enerji tüketimini saatlik olarak görmekteyiz. Burada görüldüğü üzere elektrik tüketimi genellikle akşam saatleri artmaktadır. Puant saatleri ise her ay değişebilmekle birlikte genellikle saat 17.00-23.00 aralığında olmaktadır. Bunun sebebi insanların yaşam tarzları, işten çıkış saatleri gibi nedenlere bağlı değişmektedir. Bu saatlerde enerji ihtiyacını tam olarak karşılamak zor bir hal aldığı için ücret olarak fazla bir fiyattan satılmaktadır. Bu da o saatlerde enerji tüketiminin artmasının kişilere fazladan maliyet olarak yansıması anlamına gelmektedir.
Yukarıda belirtildiği gibi araçların en çok şarj edilmesi mümkün olan bu saatler dışında şarj edilmesi bu sorunları önleyebilecek nitelikte olduğunu göstermektedir.
Ertuğrul KOYUNCU – Elektrik – Elektronik Mühendisi
Umur ORUÇÖZ – Düzce Üniversitesi Mühendislik Fakültesi – Elektrik Elektronik Mühendisliği Öğr.
Kaynakça
1-NÜKLEER ENERJİ VE SİNOP RAPORU, T.C. KUZEY ANADOLU KALKINMA AJANSI
2-TÜRKİYE’DE ELEKTRİK ENERJİSİ, ERDAL TANAS KARAGÖL-MEHMET RIDA TÜR
3-TÜRKİYE’DE ELEKTRİK ENERJİSİ KURULU GÜCÜ, TEİAŞ
4-ENERJİ ÜRETİM SANTRALLERİ MALİYET ANALİZİ, KADİR KAYA-ERDEM KOÇ
5-TÜRKİYE’NİN ENERJİ İHTİYACINA YENİ ÇÖZÜM:TORYUM, ekolist.net
6-YENİ ENERJİ KAYNAKLARI, ZEHRA YUMURTACI
7-URANYUM VE TORYUM, www.enerji.gov.tr
8-TÜRKİYE YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELİ, www.yenienerji.info
9-TÜRKİYE ENERJİ POTANSİYELİ VE YATIRIM-ÜRETİM MALİYET ANALİZİ, ERDEM KOÇ-MAHMUT CAN ŞENEL
10-ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI-KÖMÜR, www.energi.gov.tr
11-TÜRKİYE’DE NE KADAR KÖMÜR ÜRETİLİYOR, İTHAL EDİLİYOR, NERELERDE KULLANILIYOR?, www.iklimhaber.org
12-TÜRKİYE ELEKTRİK ÜRETİMİNİN TARİHÇESİ, www.emo.org.tr
13-TÜRKİYE ELEKTRİK ENERJİSİ İSTATİSTİKLERİ, www.emo.org.tr
14-TÜRKİYE’DE ENERJİ TÜKETİMİ, EKONOMİK BÜYÜME VE CARİ AÇIK İLİŞKİSİ, RÜSTEM YANAR-GÜLDEM KERİMOĞLU
15-TÜRKİYE’DE ENERJİ TÜKETİMİ VE CARİ AÇIĞIN EKONOMİK BÜYÜME ÜZERİNE
ETKİSİ, RABİA EFEOĞLU-CEREN PEHLİVAN
16-Türkiye’de kaç tane elektrikli araç satıldı? – otomobil.haber7.com
17-YAKITLARIN ISIL DEĞERLERİ, www.kar-el.com.tr
18-TÜRKİYE PETROL REZERVLERİ, PETROL ÜRETİMİ VE TÜKETİMİ, www.ekodialog.com
19-TÜRKİYE AKARYAKIT TÜKETİMİ, www.enerjiatlasi.com
20-TÜRKİYE NÜFUSU, www.nufusu.com