ENERJİ ve TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI
ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ
ENERJİ TASARRUFU KOORDİNASYON KURULU ve
ULUSAL ENERJİ TASARRUFU MERKEZİ
22. ENERJİ TASARRUFU HAFTASI ETKİNLİKLERİ
23 - 24 OCAK 2003
M. Ender ARKUN
TÜBİTAK İnşaat ve Çevre Teknolojileri
Araştırma Grubu Yürütme Komitesi Sekreteri

TÜBİTAK-İÇTAG Atatürk Bulvarı 221 Kavaklıdere 06100, ANKARA
e-posta: endera@tubitak.gov.tr

ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ÇAĞDAŞ YAKLAŞIM
VE TÜRKİYE

ÖZET

Çağdaş dünyada enerji verimliliği; üretimi, iletimi ve tüketilmesi alanlarında kullanılan teknolojilerle, enerjinin en düşük kayıpla ve en yüksek yarar sağlayacak şekilde kullanımı anlamını taşımaktadır. Enerji tasarrufu kavramı ise bazı alanlarda enerji tüketiminin azaltılması değil, enerjinin ekonomik üretimi ve savurganlığının önlenmesi anlamını taşımaktadır.

Enerji verimliliğine çağdaş yaklaşım çerçevesinde hem talep hem de arz alanlarında atılabilecek önemli adımlar vardır. Bunlar kısa, orta ve uzun vadede alınabilecek önlemlerle ve hem üretim ve iletim hem de tüketim alanlarında benimsenecek teknolojilerle gerçekleştirilebilecektir.

Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulunun, TÜBİTAK koordinasyonunda yürütülmek üzere, ilgili kamu ve akademik kuruluşlara vermiş olduğu görev çerçevesinde "Enerji Teknolojileri Ar+Ge Programı Hazırlanması" çalışması ilgili kuruluşlardan 45 kadar uzmanın katılımıyla oluşturulmuş bulunan bir Çalışma Grubu tarafından yürütülmektedir. Çalışma Grubu tarafından kurulmuş bulunan 5 Alt Komisyon; hazırlamış oldukları raporları Çalışma Grubunun tartışmasına sunmuşlardır.

Bu bildiride, bu çalışmanın ortaya koyduğu, henüz yayınlanmamış araştırma ve geliştirme gereksinimleri çerçevesinde, Türkiye'nin önündeki enerji verimliliğine çağdaş yaklaşım perspektifi tartışılacaktır.


SUMMARY

MODERN APPROACH TO ENERGY EFFICIENCY AND TURKEY

The concept of energy efficiency in the modern world refers to technologies that enable generation, transportation and utilisation of energy with a minimum of loss and a maximum of benefit to the user. The concept of energy economy is no longer indicative of using energy sparingly, but concerns economy in generation and utilisation of energy and preventing its waste.

In context of the modern approach to energy efficiency, there are measures to be taken both in energy supply and demand for energy. These measures are to be realised through technologies to be applied in generation and transportation as well as consumption of energy.

The Supreme Council for Science and Technology (BTYK) has mandated The Scientific and Technical Research Council of Turkey (TÜBITAK) to organise a Working Group consisting of members from various public and private bodies as well as academia, to work out an "Energy Technologies R&D Programme for Turkey". The Working Group consisting of around 45 select experts in energy matters, has appointed 5 sub-committees, in 5 major topics and these sub-committees have submitted their reports to the general assembly of the Working Group to be discussed.

This paper, seeks to discuss the energy efficiency perspective before Turkey, in the light of R&D requirements proposed by this initiative, the results of which are yet unpublished.


1- ENERJİ VERİMLİLİĞİ KAVRAMINA TÜRKİYE AÇISINDAN YAKLAŞIM


Enerji verimliliği ile ilgili evrensel ölçüde kavramlar olduğu gibi, her ülkenin kendi özel koşullarını ilgilendiren, o ülkeye özgü kavramlar da vardır. Bu yaklaşım belki en önemli ölçüde Türkiye için geçerlidir. Çünkü Türkiye bazı enerji kaynakları açısından zengin, diğerleri açısından fakirdir. Türkiye'nin fakir olduğu kaynaklar açısından komşuları oldukça zengindir. Türkiye'nin 800 bin kilometre kareyi bulan batıdan doğuya uzanan dikdörtgen şeklindeki toprakları üzerinde yerleşim yerleri arasındaki mesafeler büyük, iletim hatları uzundur.

Türkiye'nin enerji verimliliğine bakış açısı aşağıdaki yaklaşımları ve ilkeleri içermektedir:
- Kaynakların etkin kullanımı: Türkiye, ülke dışı kökenli enerji kaynakları ile dengeli biçimde kendi öz kaynaklarını kullanmalı, kaynaklara bağımlılığı dağıtmalıdır.
- Birim enerji arzı başına harcamaların azaltılması: İthal edilen veya yurt içi kaynaklardan elde edilen birincil ve ikincil birim enerji başına yapılan harcamalar düşürülmeli ve/veya birim enerji tüketimi başına elde edilecek katma değer artırılmalıdır
- Yeni enerji dönüşüm tesisi gereksiniminin azaltılması: Mevcut enerji dönüşüm tesislerinin verimliliği ve buna bağlı olarak gücü artırılarak elde edilecek ek enerji arzı ile yeni enerji dönüşüm sistemlerine gereksinim azaltılmalıdır.
- Birim maliyetlerin düşürülmesi: Birim maliyetlerin düşürülmesi, ekonominin temel girdilerinden olan enerjide ucuzlama sağlayacağından enerji kullanan sektörlerde rekabet edebilirliği artıracaktır.
- Enerji kalitesinin yükseltilmesi: Enerjinin sürekli ve yeterli miktarda sunulması ile kalite sabitliğinin sağlanması verimliliği artırıcı bir faktördür.
- Rekabetçiliğin korunması: Gerek iç ve gerekse de uluslar arası piyasada enerji arzı ve talebi alanlarında rekabetçiliğin korunması şarttır.
- Global enerji krizlerine hazırlıklı olmak: Dünyanın bilinen petrol ve doğal gaz rezervlerinin 21. yüzyıl içinde tükenmesi veya çeşitli global veya bölgesel olasılıklarla kullanılamayacak duruma gelmesine karşı alternatif enerji kaynaklarıyla hazırlıklı olmak gereklidir.
- Çevrenin korunması: Enerji üretimi ve kullanımının çeşitli emisyonlarla çevreye vermekte olduğu zarar da bir maliyet unsuru olduğundan bu zararı kaynakta önlemek maliyet etkinliğe katkıda bulunacağından, bir verimlilik unsuru olarak görülmelidir.

2- TÜRKİYEDE SEKTÖRLER BAZINDA ENERJİ KULLANIMI VE ENERJİ TASARRUFU POTANSİYELİ

Türkiye'de sektörlerin birincil enerji tüketimi bazında enerji tasarrufu potansiyeli EİEİ'nin çalışmaları sonucunda Şekil 1'de gösterilen ölçüde olduğu belirlenmiştir. Buna göre, sanayi sektöründe 5,3 Mtep, binalarda ve hizmet sektöründe 5,1 Mtep, çevrim tüketiminde 3,5 Mtep, ulaşım sektöründe 2,8 Mtep ve tarımda da 0,4 Mtep olmak üzere toplam 17,1 Mtep tutarında enerji tasarrufu olanağı bulunmaktadır [1].


Şekil 1- Sektörler bazında Mtep cinsinden tasarruf potansiyeli
Kaynak: EİEİ

1997 yılı verilerine göre, Türkiye'de birincil enerji arzının %22,8'i çevrim ve enerji sektörü kayıplarına gitmiş olup, bu kayıptan %60,5 ile en büyük payı elektrik santralları almıştır. İç tüketim, petrol rafinerileri ve kok fabrikaları bunu izlemektedir. Bu kayıpta petrol rafinerilerinin payı %11 civarında olup, kok fabrikalarının payı %6,8'dir [1]. Bu verilerden de anlaşılacağı gibi, çevrim alanı teknolojik olarak enerji verimliliği açısından üzerine gidilmesi gereken sektörlerden biridir.

1998 yılı verilerine göre sanayi sektörü toplam enerji tüketiminden %39,9 ve elektrik enerjisi tüketiminden %51,5 oranında pay almıştır. Sanayi sektöründe en büyük enerji tüketici sektörler, toplam sanayi tüketiminin % 35'i ile demir çelik ve %19'u ile çimento sanayiidir [2]. Sanayi sektöründe bu iki alan dışında petrokimya, seramik, kağıt, gübre ve tekstil sanayii, bunları izleyen yüksek kullanıcılardır. Bu alanlarda etkin yalıtım ve ısı dönüştürme, tekrar çevrimleme teknolojilerinin kullanımı enerji verimliliğine önemli katkı sağlayabilecektir.

Toplam enerji tüketiminden %34,5 oranında pay alan bina, özellikle konut ve hizmet sektöründe tüketilen enerjinin yaklaşık %80'i binaların ısıtılmasında kullanılmaktadır. Yeni ısı yalıtımı standartlarının uygulanmasıyla binalar için ısıtma enerjisi kullanımı 200 - 250 kWh/m2'den 100 - 150'ye düşürülme potansiyeli vardır. Bu da bina ısıtmada yarı yarıya tasarruf anlamını taşımaktadır.

Ulaştırma sektörü nihai enerji tüketiminden %20,6 pay alarak bu alandaki önemli aktörler arasına girmiştir. Ulaştırma sektöründe tüketilen enerjinin %99'undan fazlası petrol türevlerinden kaynaklanmaktadır. Ulaştırma sektöründe elde edilecek enerji tasarrufu, motor teknolojisi ve alternatif taşıt araçlarıyla ilgili olduğu kadar yol kalitesi ve sürdürülebilir trafik akışı hızlarıyla da ilgilidir.

Türkiye'de enerji yoğun çağdaş tarım yaygın olmadığından bu sektörde tüketilen enerji miktarları marjinal kalmaktadır.

3- ENERJİ VERİMLİLİĞİ SAĞLAYACAK TEKNOLOJİLER

Enerji verimliliği sağlayacak teknolojileri aşağıdaki başlıklar altında incelemek mümkündür:

- Enerji üretiminde enerji verimliliği sağlayacak teknolojiler
- İletim ve dağıtımda enerji verimliliği sağlayacak teknolojiler
- Enerji tüketiminde enerji verimliliği sağlayacak teknolojiler

3.1- Enerji Üretiminde Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler

Enerji üretiminde enerji verimliliğini sağlayacak teknolojiler özetle şöyle sıralanabilir:

- Elektrik enerjisi üretiminde santralların iç tüketimini azaltmaya yönelik teknolojiler. Türkiye'de kömür yakan termik elektrik santrallerinin iç tüketimi %5 oranında yüksek bir rakamdır. Bunun düzeltilmesinde başta santralların güçlerinin yükseltilmesi gelmekte olup, yakıt kalitesi ile kazan, kül-kömür, baca, su soğutma ve su besleme sistemlerinde yapılacak gelişmeler iç tüketimi azaltacaktır. Özellikle kazan tasarımı ile yakıt türünün uyumunun sağlanması önem taşıyan konular arasındadır.
- Isı verimliliğini sağlayacak, örneğin kömür yakmada akışkan yataklı sistemlerin kullanımına yönelmek, gaz yakmada gaz türbinli kombine çevrim santrallarına yer vermek ısı ve kaynak kullanımı verimliliğini artıracaktır.
- Hidrokarbon içeren fosil yakıtların madenciliğinde yerli kaynaklardan üretilen petrol ve gaz gibi yakıtların üretiminde ve saklanmasında üretim kapasitesi artırıcı teknolojilerin uygulanmasına yer verilmelidir.

3.2- Enerjinin İletim ve Dağıtımında Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler

Türkiye'de enerji iletiminde sağlanan %3 kayıp oranı, Türkiye ölçüsünde geniş toprakları olan gelişmiş ülkelerde gerçekleştirilen büyüklüktedir. Bu açıdan, Türkiye gerekli teknolojik düzeye erişmiş bulunmaktadır. Ancak dağıtım için aynı şeyi söylemek olanaklı değildir. Batı Avrupa ülkelerinde %7-8 oranında ortaya çıkan dağıtım kayıpları, Türkiye'de 1990 yılında %9'dan başlayarak hızla artmış, 2001 yılında %20,15'e ulaşmıştır. Bu yüksek oranın büyük bölümü teknolojik değil, sosyal kayıplardır. Ulaşılamayan bölgelerden tahsil edilemeyen kaçak tüketim bedelleridir. Bu soruna çözüm oluşturmak için abone tüketimlerinin merkezden izlenip denetlendiği teknolojilerin uygulamasına hızla yönelinmelidir.


Hidrokarbon yakıtların iletim ve dağıtımı; doğalgaz kullanımı ve petrol hatları geçişlerinin gündeme gelmesiyle, son on yılda Türkiye'de gittikçe önem kazanmıştır. Boru hatları ve tesisleri ile ilgili teknolojiler, önümüzdeki yıllarda Türkiye'yi yaygın biçimde ilgilendirir olacaktır.

3.3- Enerjinin Tüketiminde Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler

Enerji verimliliğinin gözetiminde en yaygın teknolojik birikim tüketim alanında bulunmaktadır. Bu çerçevedeki teknolojileri bina ve hizmet; sanayi ve ulaştırma olmak üzere üç alt başlık altında özetlemeye çalışacağım.

3.3.1- Bina ve Hizmet Sektörlerinde Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler

Bina ve hizmet sektöründe en önemli enerji kullanımı alanları ısıtma ve aydınlatma olarak öne çıkmaktadır. Makine ve cihaz güçleri için tüketim bunların gerisinde kalmaktadır. Bu alanda enerji verimliliği sağlayacak teknolojiler aşağıdaki konuları kapsamaktadır:

- Binaların dış kabuk ısı yalıtım niteliklerinin yükseltilmesiyle binalardan ısı kayıplarının 200-250 kWh/m2'den 100-150 kWh/m2'ye indirilebileceği anlaşılmaktadır. İleri yalıtım tekniklerinin önceden yapılmış binalarda da uygulanması için gerekli finansman ve teknolojik kolaylıklar araştırılmalıdır.

- Değişken tarifeli elektrik sayaçlarına geçiş özendirilmelidir.

- Az enerji tüketen yüksek randımanlı aydınlatma elemanlarının kullanımı ve yurt içinde üretimi özendirilip yaygınlaştırılmalıdır.

- Düşük enerji tüketen elektrikli ev cihazlarının teknolojilerinin elde edilmesi ve üretimi özendirilmelidir.

- Enerjinin randımanlı kullanımını sağlayan bina otomasyon teknolojilerinin yaygınlaştırılması özendirilmelidir.

- Güneşle bina ve su ısıtma sistemleri fotovoltaik panellerle beslenen çevre aydınlatma sistemlerinin kullanımı özendirilmeli ve yaygınlaştırılmalıdır.

3.3.2- Sanayide Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler:

Türk sanayi yapısının özelliklerinden biri de yüksek enerji tüketen sanayileri içermekte olmasıdır. Bu özellik, demir-çelik, diğer metal, taş, toprak, çimento sanayii, kağıt sanayii gibi enerji yoğun sanayileri yaygın olarak içermesi diğer taraftan da bu alanlarda kullanmakta olduğu teknolojilerin eskiliğinden ve bir ölçüde bunların bakım eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Türkiye'de enerji maliyetlerinin yüksekliği ve gittikçe artan uluslar arası pazarlarda rekabet zorunluluğu bu duruma çözüm bulma gereksinimini zorlamaktadır. Sanayide enerji verimliliğinin sağlanması aşağıdaki genel endüstriyel süreçlerde iyileştirilmelerin gerçekleştirilmesinden geçmektedir:

- Fırınlarda, sıcak buhar, sıcak su ve kondansat hatlarında etkili ısı yalıtımının sağlanması.

- Yüksek verimli buhar kazanları, uygun yakıt ve yakma sistemlerinin (akışkan yatak, yüksek verimli brülörler vb.) kullanımı.

- Özellikle tekstil (iplik) sanayiinde yüksek verimli klima sistemlerinin kullanımı.

- Fırın atık ısılarının (özellikle demir, taş/toprak ve çimento sanayiinde) geri kazanımı ve ısıtma veya başka proseslerde kullanımı.

- Taş/toprak, çimento ve cevher kullanan sanayilerde enerji etkin öğütme sistemlerinin kullanımı.

- Transport sistemlerinin enerji etkin olacak şekilde modifikasyonu.

- Kağıt, cam vb. sanayide atıkların yeniden girdi olarak üretime sokulması.

3.3.3- Ulaştırmada Enerji Verimliliği Sağlayacak Teknolojiler:

Türkiye'de ulaştırma sektörü enerji verimliliği gözetilmeden oluşmuş olup, büyük oranda karayolu taşımacılığı üzerine kurulmuştur. Ulaştırma alt gruplarına göre birim kişi ve yük başına enerji tüketimleri aşağıda Çizelge 1 ve 2'de verilmiştir.


Çizelge 1- Taşınan Kişi Başına Enerji Tüketimi
Kaynak: 1998 EDMC Enerji ve Ekonomi İstatistikleri


Çizelge 2 - Taşınan Yük Başına Enerji Tüketimi
Kaynak: 1998 EDMC Enerji ve Ekonomi İstatistikleri

Çizelgelerden görüldüğü gibi, kişi ve yük taşımacılığını öncelikle demiryoluna yöneltmek enerji verimliliği açısından önemli avantaj sağlayacaktır. Bu genel gözlemin dışında ulaştırmada enerji etkinliğini sağlayacak aşağıdaki teknolojik önlemlerden söz edilebilir:

- Yüksek randımanlı benzinli ve dizel motorların kullanımı

- Araçlarda sürtünme kayıplarını azaltıcı önlemlerin alınması (Motorlar, gövde tasarımı ve aktarma sistemlerinde alınacak önlemler)

- Alternatif yakıtlı ileri teknoloji motorlara yönelmek (Hidrojen yakıtlı, yakıt hücreli, elektrikli)

- Enerji etkin hovercraft vb. taşıt araçlarının kullanımını yaygınlaştırmak

- Düşük sürtünmeli hızlı demiryolu taşıtlarının kullanımı

- Karayollarında enerji verimliliğini sağlayıcı, trafik akışını kolaylaştırıcı düzenlemelerin yapılması.
Görüldüğü gibi, enerji verimliliği, bir kısmı kolay ve düşük maliyetli önlemlerin alınmasıyla bir kısmı ise enerji etkin teknolojilere ciddi yatırımlar yönlendirmekle sağlanabilecek bir niteliktir. Ancak, kaynak bulunabildiği taktirde, bu konulara yapılacak yatırımların gittikçe daha çok ve daha pahalı enerji tüketme zorunluluğuyla karşı karşıya kalacak olan ülkemizde, orta vadeden başlayarak kazanıma yol açacağı açıktır.

KAYNAKLAR:

[1] ÜLTANIR, Mustafa özcan, "21. Yüzyıla Girerken Türkiye'nin Enerji Stratejisinin değerlendirilmesi" TÜSİAD raporu, Aralık 1998.

[2] International Energy Agency, "Turkey 2001 Review" OECD / IEA 2001