Asmaz Enerji İletişim İnşaat
Ana Sayfa İletişim English

Ana Sayfa > Faaliyet Alanları > Enerji > Hidro Enerji

Hidro Enerji

Hidro EnerjiElektrik üretimi amaçlı kullanımı son 100 yılda gerçekleşmesine rağmen, asırlardan bu yana suyun gücünden bir enerji kaynağı olarak yararlanılmaktadır. Bugünlerde ise, hem Avrupa hem de dünyada kapasite ve enerji verimliliği açısından, önde gelen elektrik üreten yenilenebilir enerji teknolojisi konumundadır.

Hidroelektrik santraller üç ana grupta toplanabilir:

Büyük ölçekli ve küçük ölçekli. Küçük ölçekli tertibatlar, büyük elektrik üreticileri tarafından geliştirilip işletilmektedir ve kapasite olarak yüzlerce megawatt gücündedir. Bu tür tertibatlarda bir set bulunmaktadır ve su bir depoda biriktirilir. Küçük ölçekli hidroelektrik tertibatlar genellikle özel girişimler, mülk sahipleri, küçük firmalar ve elektrik ve hidro firmaları tarafında işletilmekte olup kapasiteleri 20 MW' ı aşmamaktadır, hatta tipik bir küçük ölçekli hidroelektrik tertibatlar 10 MW civarındadır. Kapasiteleri 10'lu kilowattlarla belirtilen sistemler ?mikro hidro? olarak anılırlar ve genelde bir şebekeye bağlı değillerdir. Küçük ölçekli ve büyük ölçekli hidroelektrik tertibatların çalışma prensibi aynıdır. Küçük çaplı bir tertibat aşağıdakilerden oluşmaktadır:

Büyük ölçekli tertibatlar da aynı işletim prensiplerini takip etmektedir, fakat farklı olarak elektrik üretimini talebe göre ayarlamak için günlük ve mevsimlik su birikimini sağlayan depoları bulunmaktadır.

Yüksek hidrolik kafası bulunan bir tertibatta, suyu türbinlere aktaracak bir boru bulunmaktadır. Eğer bu boru gömülürse, tertibatın en fazla görünebilecek bölümü, türbin ve yerel inşaat materyalleri kullanarak kabul edilebilir bir tarzda tasarlanabilen enerji üretim odasıdır. 100 kW?lik bir tertibat için transformer de dahil olmak üzere türbin odasının bulunduğu zemin 20 m2 olmak zorundadır. Geleceğe yönelik gelişim açısından, daha ekonomik oldukları için genelde yüksek hidrolik kafalar tercih edilmektedir. Düşük hidrolik kafalı tesisatlar, türbinler daha geniş çaplı ve akan su miktarı daha fazla olduğu için diğerine oranla daha görünürdür. Bu tür bir tesisat, bazen türbin odaları doğrudan setin içerisine veya ona paralel olarak inşa edilmesine rağmen, genelde türbin odasına su sağlayan setten oluşmaktadır. Mevcut su üretim sanayinin altyapısı üzerine inşa edilen hidroelektirk tertibatlar, genelde mevcut binaları kullandıkları için önemsenecek kadar görsel ve çevresel fazlalık oluşturmazlar. Deposunda çok fazla miktarda su biriktirebilecek nitelikte olan bir tertibat, tesisin bulunduğu arazi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Hidrolektirk tertibatlarının işletim ömürleri oldukça uzundur. İnşaat mühendisliği tarafından inşa edilen bir küçük veya büyük ölçekli tesis uygun bir yönetimle onlarca yıl çalışmaya devam edebilir. Mekanik ve elektrik tesisinin ömrü 15?50 yıl arasında değişmektedir. Artık ihtiyaç duyulmadığı düşünülen bir hidro enerjisi tesisinin kullanıma kapatılması hiçbir probleme neden olmaz.

Hidro Elektrik Üretiminin Ekonomisi

Hidro Elektrik Üretiminin EkonomisiGenel olarak, bir çoğrafik bölgede su kaynağının boyutunu belirleyen ön önemli faktörler:

Temel ekonomik kriterler:

Geçmiş maliyetlere bağlı olarak, geniş çaplı tesislerin birim üretim maliyeti kWh başına 1.0 ila 2.5 pence arasında değişmektedir. Küçük ölçekli tesislerin birim enerji üretim maliyeti oldukça fazla değişkenlik göstermektedir.

NFFO ve İngiltere Ticaret ve Sanayi Bakanlığı?nın sermaye tahminlerinin incelenmesi, kapasite ve hidrolik kaynak yükseldikçe daha ucuz birim maliyeti elde edilebileceğini gösteren fizibilite çalışmalarını desteklemektedir.

Öyle ki, yüksek kaynaklı bölgeler kW başına üretim açısından düşük kaynaklı bölgelere göre genelde daha ucuzdur (hız yükselticiye ihtiyaç duyulduğundan dolayı ve düşük kaynaklı tesisler için daha yüksek maliyet olmasından dolayı). Benzer şekilde düşük kapasiteli bölgeler kW başına maliyet açısından, özellikle sabit masraflardan dolayı yüksek kapasiteli bölgelerden daha pahalıdır.

Hidro teçhizatının maliyeti de son yıllardaki enflasyon paralelinde artış göstermiştir. Yeni teknoloji geliştiren kişilerin, fiyatları aşağıya çekecek bir güç ve tasarım ile ortaya çıkmamaları durumda, gelecekte de durum buna benzer şekilde olacaktır. Yeşil alan bölgelerinde gerçekleştirilen fizibilite çalışmalarının ortaya çıkardığı maliyet tahminleri, kW başına 1.250 £ (İngiltere'de) ile1.800 £ (Galler'de) değiştiğini göstermiştir. İngiltere ve Galler'deki hidro firmalarının bölgelerinin, kW başına 950 £ ile daha rekabet edebilir bir düzeydedir. İhtiyaç duyulan yenileme çalışmalarının kapsamına göre maliyet çok fazla değişiklik göstermesine rağmen, yenilenen bölgelerde ortalama kW başına
1.300 £ dir.

Ancak, projenin başlangıç maliyetleri projelerin detaylarına bağlı bulunmaktadır. Arazi fiyatları ve kiraları yerel şartlara göre değişiklik göstermektedir. Mevcut inşaat yapılarının kullanılması durumunda, küçük bir değişiklik yapılmasının gerekliliği dışında, kaynak harcaması önemli ölçüde düşürülebilir. Mevcut su kaynağı altyapıları üzerine yapılan projeler genellikle diğer projelerden daha ucuzdur.

Bir hidro tesisinin yıllık işletim ve bakım (O & M) maliyetleri genellikle proje maliyetinin % 2-3 ünü oluşturmaktadır. İşletim ve bakım maliyetleri, yenileme bölgelerine harcanan maliyetler içerisinde daha fazla bir orana sahiptir (% 3). Çünkü, yenilenen kontrol teçhizatı, yeni projelerde kullanılan otomatik ve modern teçhizatlara göre daha fazla
dikkat gerektirir. Sermaye maliyeti 675.000 £ olan ve 500 kW?lik bir yeşil alan nehir projesinin işletim ve bakım maliyetleri Tablo:1 de gösterilmiştir. Genellikle bu oran kWh başına 0.6 pence dir.

Hidro teknolojileri yeterince modern ve gelişmiş olduğundan dolayı, 2025 yılına kadar maliyetlerin önemli miktarda azalması beklenmemektedir.

Su Kaynaklarının Gelişiminde Sınırlamalar

Su kaynaklarından yararlanmaya engel teşkil eden genel kısıtlamalar:

Teknolojik Sınırlamalar

Türbinlerin ve hidrolik kafaları 3 metre veya daha alçak olan bir projenin inşaat maliyetlerinin ve giderlerinin yüksek oluşu, teknolojinin bu kısma yayılmasını kısıtlamaktadır. Potansiyel küçük su kaynaklarının bir çoğu, yerel enerji talebinin bulunmadığı uzak yerlerdedirler. Bu durum da, şebeke bağlantısı ve aktarma açılarından buralarda yapılacak tesislerin ekonomik olmamasına neden olur. Düşük hidrolik kafalardan enerji üretimine yönelik yeni sistemler konusundaki çalışmalar, yeni yaklaşımların mevcut ticari ekipmanların üreteceğinden daha ucuz üretim yapamayacağını göstermiştir. Ancak, hidrolik kafaları 1 metrenin altındaki değişik rüzgar türbinlerinde yeni araştırmalar yapılmaktadır. Geleneksel ekipmanların maliyetini düşürmek belki de gelişme kaydedilebilecek tek yoldur.

Kurumsal Sınırlamalar

Hidro enerji üretiminde kullanılacak suyu sağlamak için, gerekli planlama basamağı gelişmeye engel teşkil edebilir. Çevreye verilen önem son yıllarda artmıştır ve kanun yapıcılar ve planlama yetkilileri, daha dikkatli bir şekilde proje geliştirmeye ve uygulamaya başlamışlardır. Bir projenin geliştirilmesi için gerekli olan araziyi makul fiyatla satın alma veya kiralama yolu ile sağlamak, bazı durumlarda ciddi problemler oluşturabilmektedir.

Durum Örnekleri

Bu çalışmanın kapsamına göre, seçilen bazı yenilenebilir enerji kaynakları üzerine hazırlanan durum çalışmalarını özetlemek uygun değildir. Ancak, IEA CADDET Yenilenebilir Enerji Web Sitesinde (http://www.caddet-re.org) pek çok durum çalışması mevcuttur. Bu web sitesi, diğer bilgilerle birlikte aşağıdakileri içermektedir:¦ Sunulan yenilenebilir enerji projelerinin bir veri tabanı ( 4 Nisan 2001 tarihi itibari ile 94 rüzgar enerjisi ve 22 küçük ölçekli su projesi) ? ?Yenilenebilir Enerji Üye Bölümü?. Veri tabanındaki her bölüm projenin teknik bir açıklaması ile birlikte, ekonomik, çevresel ve performans bilgileri, yayın referansları, ve daha fazla bilgi için linkler içermektedir. Üye bölümünde bulunan durum çalışmalardan seçilen Teknik Broşürler. Bu broşürler üye girişi bölümünde bulunan bilgilerin daha geniş bir şeklidir ve bunların bir çoğu pdf formatında mevcuttur. Ekli bulunan Teknik Broşürlerden üç tanesi, ?Danimarka?daki Denizden Uzak Rüzgar Çiftliği, Rüzgar-Dizel Projesi Kuzey Rusya'ya Yenilenebilir Enerji Getirdi? ve ?İçme Suyu Pompalayan Hidro Türbinleri'dir. Ayrıca, İngiltere Uluslararası Kalkınma Bölümü de yenilenebilir enerji web sitelerinde bir çok durum çalışmasını sergilemektedir.

Yenilenebilir Enerjinin Gelişmesine Yardımcı Olunması

Yenilenebilir enerjinin gelişmesi ve yaygınlaşması için, Hükümetlerin, her biri üzerinde rolünün ve katılım oranının değiştiği, uygulayabileceği pek çok yol bulunmaktadır. En az müdahale ile destekleme, yenilenebilir enerjinin reklamını yapmak, potansiyel kullanıcıların son teknolojiden haberdar olmalarını sağlamak için , pazarlama ve promosyon teknikleri kullanmak, yeni teknolojilerin geleneksel kaynaklara göre faydaları ve maliyetleri konusunda bilgi vermek şeklindedir. Hükümet daha da ileriye giderek, potansiyel müşterileri, teknolojinin yatırım yapmaya değecek bir unsur olduğu hususunda ikna etmek için, yenilenebilir enerjinin gözlendiği canlı örneklerin yaratıldığı demonstrasyon projelerine kaynak sağlayabilir. Benzer teknik ve ekonomik şartlara göre hazırlanan, uygulanan örnekler diğer ülkelerde de mevcuttur. (Örneğin, Yenilenebilir Enerji Sicili). Hükümetin üstleneceği daha aktif bir rol, özellikle yenilenebilir enerjinin geliştirilmesine olanak sağlayan kanun ve yasaları tanıtmak olacaktır. Bu yasalar, bütün meskenlerin su ısıtılması amacı ile kullanılacak güneş enerjisi toplayıcılarının yaygınlaştırılmasını (İsrail?de olduğu gibi) ve bütün ticari binaların mümkün olduğu kadarı ile, geleneksek havalandırma yerine pasif serinletme önlemlerinin (California?nın bazı bölgelerinde olduğu gibi) kullanılmasını belirtebilir.

Son olarak, hükümet ya yenilenebilir enerjiye kaynak sağlayabilir ya da geleneksel enerji kaynaklarına ekstra vergiler uygulayabilir. Para yardımı nakit bağış şeklinde yapılabilir veya yenilenebilir kaynaklar tarafından üretilen enerjinin satışında değerinden fazla fiyat uygulayabilir ya da gelir vergisinde kolaylık sağlayabilir. Vergi önlemleri, geleneksel yakıttan enerji üretilmesine veya yakıtın oksitlenmesi ile oluşan yan ürünlere (CO2 emisyonu) yönelik vergi uygulamayı (örneğin, enerjiye veya karbona) kapsayabilir. Bu tür vergiler, elektrik üretiminde fosil yakıtı kullanımını engelleyebilir ve aynı zamanda yenilenebilir enerji kaynaklarına bağış yapmak için bir bütçe kaynağı oluşturur.

Bu politikaların bazılarının liberalleşmiş enerji pazarlarında kullanımına yönelik bazı örnekler aşağıda verilmiştir. A-1 DFID kısa bir süre önce tamamlanmış olan çalışmaların temel bulgularını içermektedir.

A-1: DFID ? Yenilenebilirleri Enerji Sistemlerine Entegre Etmek

15 1996 yılının Mayıs ayı ile 1999 yılının Mart ayı arasında, DFID, pazara en uygun uygulama biçimini bulmaya, yenilenebilir enerji teknolojilerinin yaygınlaşmasını sağlayacak olan pazar oluşumuna engel teşkil eden teknik ve finansal engelleri ortadan kaldırmaya yönelik bilgi sağlamak amacıyla, dünya çapında yenilenebilir enerji projelerini incelemiştir. Bu çalışmadaki asıl amaç, yenilenebilir enerji araştırmacılarına pratik yardım sağlamaktı. Analiz, Çin, Hindistan, Endonezya, Kenya, Güney Afrika, Tayland ve Zimbabwe?de gerçekleştirilen seminer ve durum çalışmalarından elde edilen bilgiye dayanmaktadır.

Çalışma, hiçbir pazar desteği yaklaşımının evrensel anlamda faydasının olmadığını ortaya koymuştur. Ancak, detaylı ve dikkatli bir şekilde kontrollü müdahale, sınırlı bir zaman diliminde, en az tahrifte bulunacak ve maksimum pazar desteği verecek şekilde kullanılabilir. Bu durum, karar veren kişinin, hedeflenen müdahaleyi, araştırmanın içeriğine göre seçmesini gerektirir. Müdahaleler, aşağıdaki genel başlıklardan bir tanesinin kapsamına girecektir:

15 Bkz. örnek olarak, ? Enerji Sistemlerine Yenilenebilirlerin Entegrasyonu? DFID Enerji Dergisi, Yayın No 5, Kasım 1997; ve ?Enerji Sistemlerine Yenilenebilirlerin Entegrasyonu? DFID Enerji Verimliliği Dergisi, Yayın No 8, Mayıs 1999. ? Gönüllü anlaşmalar ? Hedef belirleme ve yasal önlemlerin karışımıdır. Gönüllü anlaşmalar, teknoloji transferinin verimliliğinin artması ile sonuçlanacak bir anlayışın temeli olarak kullanılabilir.

Fosilsiz Yakıt Yükümlülüğü (NFFO)

İngiltere rüzgar enerjisi ve yenilenebilir enerji teknolojilerinin gelişimini, Fosilsiz Yakıt Yükümlülüğü (Non-Fossil Fuel Obgligation, NFFO) aracılığıyla sağlamaktadır16. 1989 yılında kabul edilen elektrik kanunu, fosilsiz kaynaklardan belli bir miktar elektrik enerjisi üretmek amacıyla, özelleştirilmiş enerji üretim sanayisinin (12 Bölgesel Elektrik Firmalalrı-REC) gerçekleştirilmesi konusunda bazı şartlar içermektedir17. Bu, REC?lerin bunu yapmasını zorunlu kılan Fosilsiz Yakıt Yükümlülüğü kapsamında ilgili Dışişleri Bakanlığı yayın kanunları tarafından gerçekleştirilmektedir. Dışişleri Bakanlığı bir NFFO belirlediği zaman, REC?ler onunla uyuşmak için bazı düzenlemeler yapmak zorundadır.

REC'ler NFFO'larını karşılamak için:

Yenilenebilir kaynaklardan elektrik enerjisi üretenler, elektrik enerjisine değerine oranla daha yüksek fiyat tarifesi uygulamaktadır. Elektriğin pazar fiyatı ile NFFO elektrik enerjisine ödenen fiyat arasındaki fark, NFFO elektrik enerjisine ödenen fiyatın, müşterilere yapılan elektrik satışları üzerinden ?Fosil Yakıt Vergisi? ile fon sağlanır. Yani, Fosil Yakıt Vergisi, yenilenebilir jenaratörler ödedikleri fiyat ile şebekeye yapılan satışlarda verilen ortalama Pazar fiyatı arasındaki farkı REC?lere geri ödemek için
kullanılır.

1990, 1991, 1994, 1997 ve 1998 yılları arasında yapılan NFFO?1, -2, -3, -4 ve ?5 NFFO sistemleri, İngiltere ve Galler?de kullanılmaktadır. İskoçya Yenilenebilir Enerji Yükümlülüğü (SRO?1) ilk defa 1994 yılında yayınlandı ve Kuzey İrlanda için ise ayrı bir Yükümlülük (NI?NFFO) bulunmaktadır.

Örneğin NFFO?2, 1992 yılından 1998 yılına kadar olan süreyi kapsamıştır ve kapasiteleri 472 Mw olan 122 projenin anlaşmasını içermektedir. Bu projelerden 78?inin toplam kapasitesi 175 MW?dir. Uygulanan temel teknolojilerin oranları, doğal gaz (% 24), yerel ve endüstriyel atık oksitlenmesi (% 23) ve rüzgar (% 19)?dur.

16 Bkz. örnek olarak, Mitchell, C. ?Enerji Politikasında NFFO Yenilenebilirleri, 23 (12), 1995; ve  Mitchell, C. ?Yenilenebilir NFFO ? Teknolojinin Yönetmeliklerle Yayımı?, Yönetmelik ve Innovasyon üzerine TIP Çalışması?,

Viyena, Avusturya, Şubat, 1997. 17 Elektrik Yasası, fosilsiz üretim santrallerini kömür, kömür ürünleri , linyit, doğal gaz, ham petrol ve petrol ürünlerinden herhangi birini yakıt olarak kullanmayan üretim santrali olarak tanımlar. Bu yüzden, fosilsiz tanımı içine yenilenebilirlerle beraber nukleer de girmektedir. Yenilenebilir, rüzgar, dalga, güneş, jeotermal, gel-git ve biyoyakıt (at ıklardan elde edilen
gaz) kavramlarını içerir.

31 Mart 2000 tarihi itibari ile NFFO kapsamında 317 anlaşma yapılmış, SRO ve NI?NFFo uygulamaya konulmuştur. Bu anlaşmalar dahilindeki projelerin net kapasitesi 762 MW?dir18.

Tablo 3: NFFO Tekliflerinin Ön Özeti 19

Sipariş (Tarih) Proje Sayısı Kapasite Ortalama Fiyat

(MW) (pence / kWh)
NFFO-1 (09/90) 75 152 7.18 (1)
NFFO-2 (10/91) 122 472 7.03 (2)
NFFO-3 (12/94) 414 627 4.35 (3)
NFFO-1 (02/97) 195 843 3.46 (3)
NFFO-1 (09/98) 261 1,177 2.71 (3)
Not:
1 Maksimum 8 year kontrat.
2 Makimum 7 year kontrat.
3 Makimum 15 year kontrat.

Sistem Yararına Ödemeler

Liberalleşmiş elektrik pazarlarında, yenilenebilirleri destekleyen diğer bir mekanizma, kullanıcının kullandığı her bir kWh üzerinden değerlendirilen doğrudan ücret veya iyi kullanıcı ücreti olup, buradan elde edilen gelirin yenilenebilir enerjiyi destekleme ve yaygınlaştırılmasında kullanılmasıdır. Bu tür ücretler genelde sistem yararına ücretler (SBC) olarak adlandırılır20. Bu destek mekanizması AB 1890 kanunu altında California?da kullanılmış olup 1998 ve 2002 yıları arasında elektrik kullanıcılarından 840 $ toplamayı amaçlamıştır. Buradan toplanan kaynak ise mevcut, yeni başlayacak, yenilenebilir enerji üretim teknolojilerini desteklemek amaçı ile kullanılmıştır21. California?ya ek olarak, ABD?de bulunan 9 eyalet daha, yenilenebilir enerji teknolojilerine destek sağlamak amacıyla SBC türünde politikalar uygulamıştır.

Yeşil Etiketleme ve Yeşil Pazarlama

Başta liberalleşmiş elektirk pazarlarında olmak üzere, alıcı tutumunu etkilemede yeşil etiket ve yeşil pazarlamanın oynayacağı rol, son gelişmelerin yenilenebilir enerji 18 Proje detayları RESTATS?da mevcuttur, Ingiltere Hukumeti?nin Yeni ve Yenilenebilir Enerji Programı desteğiyle ETSU tarafından bir veritabanı geliştirilmiştir. (http://www.etsu.com/RESTATS/html/).

19 Bkz ekte sunulan döküman ?İngiltere?de Yenilebilirlere Yeni Destek? (CADDET Yenilenebilir Desteği)

20 Haddad, B. and P. Jefferis (1999) ?Ulusal Yenilenebilir Politikası: Yenilenebilir Portfolyo Standardı ve Ulusal Kamu Yararı Fonu üzerine Konsensus? Elektrik Dergisi, 12 (2), pp. 69-80.

21 Wiser, R. (1999) ?Devlet Portfolyo Standartı ve Sistem Yararına Ödemelerin karşılaştırılması?, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarları, Berkeley, California. teknlojilerinin tanıtılmasında kapsamlı bir etki yaratacak olan roldür. Bu tür gelişmelerin örnekleri ekteki dosyalarda bulunmaktadır: