makale yayım koşulları | abonelik | reklam | iletişim | arşiv | kaynak arama

 MÜHENDİS ve MAKİNA
 Kasım 2003 - Sayı 526

 

 

makale

 

 

TÜRKİYE’DE RÜZGAR ENERJİSİ UYGULAMALARININ GELİŞİMİ ve GELECEĞİ *

 

BARIŞ ÖZERDEM 

 

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Makina Mühendisliği Bölümü

Makina Mühendisleri Odası İzmir Şubesi

 

 

 

 

Fosil yakıt kaynaklarının sınırlı oluşu ve hava kirliliği, asit yağmurları ile sera etkisi şeklinde ortaya çıkan çevresel sorunlar nedeniyle, yenilenebilir enerji kaynakları tüm dünyada giderek artan bir ilgi ile karşılanmakta ve enerji gereksiniminin karşılanmasında önemli bir kaynak olarak görülmektedir. Bu bağlamda pek çok ülke 2010 yılında elektrik enerjisi gereksinimlerinin %10'unu rüzgar enerjisinden  karşılamayı planlamaktadır. Çünkü; rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle ve dalga gibi yenilenebilir enerji kaynakları arasında elektrik üretimi konusunda en fazla ümit veren yenilenebilir enerji kaynağı,  rüzgar enerjisidir. Bu nedenle, pek çok ülke ulusal programlar ve teşvikler uygulayarak rüzgar enerjisi teknolojisini geliştirmeye çalışmaktadırlar. Bu bildiride  dünyada  ve Türkiye'de  rüzgar enerjisi  kullanımı mevcut durumu, gelişimi incelenerek, ele alınmıştır.   Yaşanan  sürece koşut olarak da, ülkemizde  rüzgar potansiyelinin en etkin ve yaygın şekilde kullanılması yönünde görüşler aktarılmış,  öneriler geliştirilmiştir.

 

Anahtar sözcükler : Rüzgar enerjisi, yenilenebilir enerji, rüzgar çiftliği

 

 

Due to limited fossil fuels and their negative impact on environment such as air pollution, acid rains and greenhouse effect, the interest on renewable energy resources has been increasing, gradually, all over the world. In this context, many countries have been planning to meet 10% of their electricity demand from wind energy by 2010. Because, wind energy is the most promising renewable energy, in terms of electricity production, among the others such as solar, geothermal, biogas, wave, etc. Therefore, many countries have been working to develop wind energy technology by applying national programs and intensives. In this paper, the present situation, future projection and developments of wind energy usage are studied by comparing Turkey and the World. The proposals are developed in order to use wind energy potential of our country, effectively.

  

Keywords : Wind energy, renewable energy, wind farm

 

 

 

*   Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi tarafından 24-27 Eylül 2003 tarihleri arasında İstanbul’ da düzenlenen “ Türkiye 9.Enerji Kongresi’nde”  TMMOB Makina Mühendisleri Odası adına  Makina Mühendisleri Odası İzmir Şube Yönetim Kurulu Üyesi Barış ÖZERDEM tarafından bildiri olarak sunulmuştur.”

 

 

GİRİŞ

Enerjinin yeterli, zamanında, kaliteli, ekonomik, güvenilir ve temiz olarak sunumu günümüzde ülkelerin gelişmişlik düzeylerini belirleyen en önemli göstergelerden biridir. Sanayinin olduğu kadar halkın günlük yaşantısının da en önemli girdilerinden olan enerjiye talep sürekli olarak artarken enerji kaynakları da hızlı bir şekilde tükenmektedir. Sürdürülebilir bir dengenin sağlanabilmesi için enerji kaynak çeşitliliğinin sağlanması ve konvansiyonel enerji kaynaklarının yanında, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıma sunulması büyük önem kazanmıştır.

Türkiye'nin ihtiyaç duyduğu enerji, gelişmiş bir ülke olma çabalarına koşut olarak günden güne artmaktadır. Sürdürülebilir kalkınmanın itici gücü olan enerji kaynaklarının çeşitlilik bakımından neredeyse tamamına sahip ülkemizde, yerli kaynaklarımız miktar bakımından yeterli değildir. Bu nedenle Türkiye enerji ithalatçısı bir ülke konumunda bulunmaktadır. 2000 yılında Türkiye'nin elektrik enerjisi talebi 128 500 GWh olarak gerçekleşirken bunun 3800 GWh'ı ithal edilerek karşılanmıştır. Ülkemizin elektrik enerjisi talebi yılda ortalama % 8 artış göstermektedir [1] . 1999 yılında Türkiye'nin toplam kurulu elektrik gücü 26 117 MW iken , 8. Beş Yıllık Kalkınma Planı'na göre, 2005 yılındaki kurulu güc 42 738 MW olacaktır. Aynı yıl için öngörülen elektrik tüketimi 195 100 GWh olmasına karşın, öngörülen üretim 193 900 GWh dır [2]. Farkın elektrik enerjisi ithal edilerek karşılanması planlanmıştır. Bu tahminlere göre Türkiye'nin enerji ihtiyacının güvenli olarak karşılanması için, birçok ülkede olduğu gibi ülkemizde de sonsuz, tükenmeyen, temiz ve dışa bağımlı olmayan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelinmesi önem kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları olarak bilinen hidrolik, rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle, dalga, gel-git enerjileri içerisinde en yaygın olan ve teknolojisi en hızlı gelişeni ise rüzgar enerjisidir. Rüzgar enerjisinin bu kadar hızlı gelişmesinin nedeni,  doğada serbest bir halde ve bol olarak bulunması ile enerji kaynağı çeşitliliği yaratması yanında dışa bağımlı olmayan temiz bir enerji kaynağı olmasıdır.
 

DÜNYADA ve TÜRKİYE'DE RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIMINDA SON DURUM


Binlerce yıldır insanlığın hizmetinde bulunan rüzgar enerjisinden elektrik üretimi ilk olarak 1891 yılında Danimarka'da  gerçekleştirilmiştir. Bundan kısa bir süre sonra da Amerika Birleşik Devletleri'nde yer değirmenlerinin küçük gücteki rüzgar türbinlerine dönüştüğü ve elektrik enerjisi ürettiği bilinmektedir. Fosil yakıtların ucuzluğu nedeniyle yeterli seviyede benimsenmeyen rüzgar enerjisi, 1970'li yıllardaki petrol krizi nedeniyle yeniden hatırlanmış ve bundan sonra, rüzgar türbinlerinin seri üretime geçilmesi ile, bu alandaki yatırımlar gittikçe artan oranlarda gelişmiş ve rüzgar enerjisi  santralleri oluşturulmaya başlanmıştır. Önceleri kara parçaları üzerinde oluşturulan bu santraller kıyı açıklarına yani deniz üzerine de kurulmaya başlamıştır.


Rüzgar enerjisi sistemlerinin tasarımı, planlaması  ve çalıştırılması için rüzgarın karakteristiklerinin tüm detaylarıyla bilinmesi gerekmektedir. Türbin yerleşimi ve rüzgar enerji potansiyelinin belirlenebilmesi için uzun süreli güvenilir verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun en iyi örneklerinden biri, Avrupa Birliği ülkelerindeki rüzgar enerjisi potansiyelini belirlemek için 200 den fazla yerde kurulan uygun meteoroloji  istasyonlarının 10 yılı  aşan verileri sonucu oluşturulan "Avrupa Rüzgar Atlas" ıdır [3]. Bu Atlas,  Ege Denizi ve buna komşu Yunanistan kıyılarının yüksek rüzgar enerjisi kapasitelerine sahip olduğunu göstermektedir. Ülkemizin özellikle Ege Denizi'ne kıyısı olan batı bölgelerinde yapılan  rüzgar ölçümleri de bu potansiyeli doğrulamaktadır [4 -8].

 
2002 yılı sonu itibariyle, tüm dünyada kurulu bulunan rüzgar santrallerinin nominal gücü 31 128 MW dır [9,10]. Sadece 2002 yılında ilave olan güc değeri 6868 MW dır ve bu durum bir önceki yıla göre %28'lik bir artışı belirtmektedir.. Rüzgar enerjisi kurulu gücünün  1995-2002 yılları arasındaki büyüme payı,  ortalama olarak, yıllık %31’dir. En büyük yıllık artışlar da 1998 ve 2001 yıllarında olmuştur. Tablo 1'de 1995-2002 döneme ait veriler daha detaylı bir şekilde verilmektedir [ 9-12].

 

Tablo 1. (1995-2002) Arası Dünya Pazarındaki Büyüme Oranları [9-12].

 

Yıl

Kurulan MW

Artış %

Toplam MW

Artış %

1995

1 290

-

4 778

-

1996

1 292

-

6 070

27

1997

1 568

21

7 636

26

1998

2 597

66

10 153

33

1999

3 922

51

13 932

37

2000

4 495

15

18 449

32

2001

6 824

52

24 927

35

2002

6 201

-

31 128

25

 
2002 yılında ilave olanlarla birlikte dünyadaki kurulu toplam   rüzgar gücünün kıtalara göre dağılımı ise Tablo 2'de verilmiştir.

 

 

Tablo 2. 2002 Yılı İtibarıyla Dünyadaki Kurulu Gücün Dağılımı [ 9,10].

 

Yer

Toplam MW

Amerika

5 148

Avrupa

23 291

Asya

2 585

Afrika

137

Diğer

33

 


Türkiye'nin de içinde bulunduğu Avrupa kıtasını ele aldığımızda Almanya, 2002 yılında tesis ettiği 3247 MW yeni kapasite ile toplamda 12 001 MW kurulu güce ulaşarak, tüm dünyadaki kurulu rüzgar gücünün % 38' ine ulaşmış durumdadır.  Avrupa'da bu alanda yatırım yapan belli başlı ülkelerdeki durum Tablo 3'de verilmektedir.

 
 

Tablo 3. 2002 Yılı İtibarıyla Avrupa’daki Bazı Ülkelerde Bulunan Kurulu Güç [9,10].

 

Ülke

2002’deki ilave MW

2002 sonu toplam MW

Almanya

3 247

12 001

İspanya

1 493

4 830

Danimarka

497

2 880

İtalya

103

785

Hollanda

217

688

İngiltere

87

552

İsveç

35

328

Yunanistan

4

276

Portekiz

63

194

Fransa

52

145

Avusturya

45

139

İrlanda

13

137

 

 
Şu anda rüzgardan elde edilen elektrik Avrupa'nın ihtiyacının %2 'sini karşılamaktadır. Tüm dünya dikkate alındığında ise, bu oran ancak % 0.4 dür. Tüm dünyadaki elektrik  üretim kapasitesi ile bunun içerisindeki rüzgar enerjisi payı yıllara göre Tablo 4'de  verilmiştir.

 
 

Tablo 4. Dünyada Kurulu Elektrik Gücü ve Rüzgar Elektriğinin Payı  [11,12].

 

Yıl

Tüm Elektrik Kapasitesi GW

Toplam Elektrik Enerjisi TWh

Büyüme %

Rüzgar Elektrik Kapasitesi GW

Rüzgar Enerjisi TWh

Büyüme %

1997

3 221

13 949

2.8

7.64

15.39

25.8

1998

3 298

14 340

2.8

10.15

21.25

38.1

1999

3 377

14 741

2.8

13.93

28.18

32.6

2000

3 458

15 153

2.8

18.43

37.30

32.0

2001

3 540

15 577

2.8

24.93

50.27

34.8

2002

3 625

15 951

2.8

31.14

62.77

28

Ortalama Büyüme

2.8

Ortalama Büyüme

31.8

 


Günümüzde, gelişen teknolojiye koşut olarak, gerek deniz üstüne gerekse kara üstüne inşa edilen santrallerde yüksek güc değerinde türbinler kullanılmaktadır. Almanya'da ortalama türbin boyutu  1 281 kW değerine ulaşmıştır. Bu değer  Amerika Birleşik Devletleri'nde  908 kW, Danimarka'da  ise 850 kW dır [ 12 ].


2006 yılına yapılan projeksiyonlara göre dünyadaki tüm rüzgar enerjisi kurulu gücünün 79 363 MW  olacağı düşünülmektedir . Burada en büyük katkının 54 067 MW ile Avrupa kıtasından geleceği varsayılmıştır.  2011 yılına yapılan daha ileri projeksiyonlar ise, toplam kurulu gücün 179 392 MW olacağını göstermektedir [ 12 ]. 


Bu tahminler yapılırken analiz edilen dinamikler şunlardır:

•    Ülkelerin rüzgar enerjisi potansiyellerini belirlemeye yönelik çalışmaları,

•    Ülkelerin şimdiye kadar gerçekleştirdikleri büyüme,

•    Ülkelerin yenilenebilir enerji kaynakları için verdikleri destek ve ulusal enerji planlamaları.

 

Şekil 1. 2006 ve 2011 Yılları İçin Yapılan Toplam Kurulu Güc Projeksiyon Değerleri [12].

 

Günümüze kadar, değişik ülkelerin rüzgar enerjisini desteklemek için uyguladıkları  çeşitli modeller vardır. Bunlar:

•    Rüzgardan elde edilen elektriğe  sabit fiyat vermek,

•    Rüzgar elektriği üretenlere vergi indirimi sağlamak,

•    Rüzgar elektriği yatırımcılarına ithalat ve yatırım kolaylıkları sağlamak,

•    Elektrik üreticilerine rüzgar enerjisi kotası koymak şeklinde sıralanabilir.


Tablo 5'de bu konuda ileri seviyede yatırım yapmış bazı ülkelerde uygulanan teşvikler sunulmaktadır.

 

Tablo 5. Bazı Ülkelerde Uygulanan Teşvikler  [12].

 

Ülke

Ücret

Euro-cent/kWh

Teşvik

ABD

4.28

10 yıl süre ile üretim vergisinde 0.017 $/kWh ‘lık bir indirim

Danimarka

5.76

Piyasa fiyatını sübvanse ederek destek vermek

Fransa

9.86

Verimliliğe bağlı teşvikler bağlı

İngiltere

4.86

Yenilenebilir enerji kaynaklı elektrik kullanımını zorunlu tutmak

İspanya

6.27

KWh üretim başına teşvik vermek 

İsveç

4.64

Yatırımlara %15 hibe desteği vermek

Japonya

10.25

Yatırımlara %50’ye varan hibe desteği vermek

Yunanistan

7.32

Yatırım sübvansiyonu vermek

 


İlki 1992 yılında Rio de Janeiro 'da  yapılan küresel boyuttaki sürdürülebilir kalkınma  konferansları sonunda, küresel ısınmayı  sınırlayıcı önlemler büyük önem kazanmıştır. 1997 yılında yapılan Kyoto Protokolü gereği 2008 yılından başlıyarak 2012 yılına kadar ,  toplam emisyon değerlerinin, 1990 yılına göre, %5.3 oranında azaltılması küresel hedef olarak belirlenmiştir. Ancak, bu hedefe ulaşılması olanaklı görülmemektedir. Örneğin, Avrupa Birliği'nin kendisine hedef olarak aldığı % 8'lik emisyon azalması gerçekleşmeyeceği gibi, söz konusu dönem için, %5.3'ün üzerinde bir artış gerçekleşmesi tahmin edilmektedir. Şu ana kadar tüm dünyada, 1990 yılına göre,  % 9 oranında emisyon artışı gerçekleşirken, bu oran Amerika Birleşik Devletleri'nde %18’dir [12].


Bugün Avrupa'nın toplam enerji ihtiyacı %50 oranında ithal petrole bağlıdır. Önümüzdeki 20-30 yılda bu bağımlılığın %70 oranlarına çıkacağı düşünüldüğünde, yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgarın kullanımının, çevresel kaygıların yanında arza bağlı politik bağımlılık kaygılarını da beraberinde taşıdığını unutmamak gerekmektedir. Ayrıca, özellikle kapasite faktörü yüksek bölgelerden üretilen rüzgar elektriğinin, teknolojide yaşanan gelişmeler doğrultusunda, önümüzdeki yıllarda 3-3.5 Euro-cent/kWh 'a    ineceği de göz önüne alınması gereken bir husustur [12].


Ülkemizde uygulamaları 1998 yılında  başlayan rüzgar santralları  küçük ölçeklidirler.  Şu anda, toplam kurulu gücü 17.4 MW olan iki santral "Yap-İşlet-Devret" modeliyle üretim yaparken, toplam kurulu gücü 1.7 MW olan bir diğer santral "Otoprodüktör" statüde üretim yapmaktadır.  Bu santrallerden elde edilen yıllık elektrik   enerjisi de yaklaşık 54 000 000 kWh’dır ve toplam üretim içerisinde çok küçük bir orana karşı gelmektedir. Ancak, şu anda ülkemizde yaklaşık 300 noktada rüzgar elektriği üretmeye yönelik ölçümler yapılmaktadır. 3096 sayılı Kanun [13]  kapsamında gerçekleştirilecek ve 3 Mart 2001 tarihinde yayınlanarak  yürürlüğe giren 4628 sayılı Kanun [14] çerçevesinde hazine garantisi verilebilecek 16 adet rüzgar enerjisi santrali fizibilite çalışmaları yapılmış olarak beklemektedir. Bu santrallerin yerleri Tablo 6  'da gösterilmektedir.


Tablo 6 incelendiğinde, İzmir ili çevresinin toplam 275 MW kurulu güç kapasitesi ile Türkiye genelindeki toplam 475 MW 'lık yeni rüzgar elektriği gücünün,  % 54'ünü bünyesinde barındırdığı görülmektedir. Bunu sırasıyla %18’lik pay ile Balıkesir, %12’lik pay ile Çanakkale, % 9’luk pay ile Manisa ve % 7 lik pay ile Hatay illeri takip etmektedir.

 

Tablo 6.  Hazine Garantili Rüzgar Enerji Santralleri [1].

 

Yer

Kurulu Güç (MW)

Yıllık Üretim (kWh)x106

Kocadağ I

50

135.5

Çanakkale

30

76.1

Mazı I

39

131.2

Mazı II

90

275.9

Mazı III

40

131.2

İntepe

30

77

Akhisar I

30

92.4

Kocadağ II

26

80.1

Bandırma

15

40.5

Datça

29

84

Çeşme

12

35.3

Akhisar II

12

37.6

Yalıkavak

8

21

Gökçeada

5

15

Kapıdağ

35

105

Belen

34