Doğalgazdan Elektrik Üretimi

Elektrik enerjisi, ikincil bir enerji türüdür. Yani farklı enerji kaynaklarının dönüştürülmesi ile elde edilir. Elektrik üretimi için kullanılan kaynaklar temel olarak yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları olarak gruplanabilir. Yenilenebilir enerji kaynakları çok çeşitli olmakla birlikte elektrik enerjisi üretiminde en yaygın kullanılan kaynaklar hidrolik, rüzgâr ve güneş enerjisidir. Ancak rezervuarlı yani barajlı hidroelektrik santraller dışındaki yenilenebilir enerji kaynakları 24 saat kesintisiz elektrik üretemediklerinden, kesintisiz elektrik arzı sağlayabilecek elektrik santrallerine ihtiyaç vardır. Arıza, bakım halleri dışında, özellikle nükleer, kömür, doğalgaz santralleri kesintisiz olarak elektrik enerjisi üretebilirler. Bunun yanı sıra, doğalgaz santrallerinin görece olarak yatırım maliyetleri düşük, kurulum süreleri hızlıdır. Ayrıca en büyük avantajları, elektrik talebindeki değişikliklere hızlı tepki verebilirler. Bu özellikleri sayesinde yenilenebilir enerji santrallerinin artması ile artan enerji arz dengesizlikleri karşısında doğalgazdan elektrik üretimi Türkiye için arz güvenliği bakımından çok önemli yedeklerdir. Tüm bu sebepler doğalgazdan elektrik üretimini cazip ve gerekli kılmaktadır. Öte yandan barajlı hidroelektrik santraller de depolama alanı büyüklüğüne bağlı olarak doğalgaz santrallerinin sağladığı gibi arz güvenliği bakımından önemli santrallerdir.

Doğalgaz santrallerinin dezavantajları ise başlıca, doğalgazın taşınması için boru hatlarına veya LNG tanklarına, LNG olarak taşınması durumunda LNG dönüşüm tesislerinin kurulmasına ihtiyaç duyulması ayrıca ülke olarak doğalgaz bakımından dışa bağımlı olmamız sebebi ile maliyetinin görece yüksek olmasıdır. Tankerlerle taşınan LNG, doğalgazın -160 dereceye kadar soğutulup sıkıştırılması ile elde edilmektedir. Bu sayede hem birim hacmi küçüldüğünden daha yüksek miktarda gaz tanışabiliyor hem de taşıması kolaylaşıyor. Taşınan LNG de dönüşüm tesislerinde yeniden gaz haline dönüştürülüyor. Türkiye, coğrafi konumu dolayısı ile doğalgaz zengini ülkelere yakın olduğundan boru hatları ile komşu ülkelerden doğalgaz tedarik edebiliyor. Dolayısıyla Türkiye’de LNG ticareti çok yaygın değil. Ancak örneğin; Japonya gibi doğal kaynaklara erişimi kısıtlı ülkeler ciddi miktarlarda LNG ticareti yapmaktadır. Boru hatları ile doğalgazın taşınması petrolün taşınmasına göre daha zor ve maliyetlidir. Boru hatları ile doğalgazın taşınmasında da gaz sıkıştırılır ancak LNG gibi sıvılaştırılmaz.

Doğalgaz birtakım gazların karşımı formundadır ancak çoğunlukla CH4 yani metan gazı ihtiva eder. Doğalgazdan elektrik üretimi yapan bir santralde üretim, gaz motorları ve buhar türbinleri olmak üzere iki kademede gerçekleşir. Öncelikle hava ile karıştırılan doğalgaz, gaz türbinlerinde yakılır. Bu şekilde elde edilen mekanik enerji gaz motoru ile aynı şaft üzerindeki bir jeneratöre iletilir ve bu sayede birincil elektrik üretilir. Doğalgazın yakılması ile oluşan sıcak gazların ısısı ile buhar üretilir. Elde edilen buhar da buhar türbinine gönderilerek buhar türbini ile aynı şaft üzerindeki jeneratör vasıtasıyla ikincil elektrik enerjisi üretilir. Buhar türbininden çıkan buhar yeniden kullanılmak üzere tesisin dizaynına bağlı olarak kuru veya ıslak (deniz suyu, göl suyu vb.) soğutma kulelerinden gelen soğutma suyu ile yeniden yoğuşturulur. Yeniden sıvı hale getirilen su tekrar kullanılmak üzere kazanlara gönderilir.

Doğalgazdan Elektrik Üretim Maliyeti

Rüzgâr, güneş, hidro gibi yenilenebilir enerji kaynakları söz konusu olduğunda enerji kaynağının uygun şartlar altında sınırsız ve bedava olduğunu kabul edebiliriz. Ancak söz konusu elektrik santrali, nükleer, kömür veya doğalgaz gibi yenilenemez kaynaklardan elektrik üretimi yapılıyorsa, kaynak maliyeti elektrik üretim maliyetinin büyük bir kısmını oluşturur ve değişkendir. Genel olarak, doğalgazdan elektrik üretim maliyetini etkileyen temel unsurlar; kaynak, verimlilik, yatırım, işletme, bakım maliyetlerini kapsar. Ancak her santral için birim başına üretim maliyeti spesifiktir ve yapılan kaynak alım anlaşmaları ve santralin teknik özellikleri gibi etkenler dikkate alınarak santral bazında hesaplanması gereklidir. Türkiye’de 2007 yılına kadar Botaş tek doğalgaz tedarikçisi konumundaydı. Ancak 2007 yılı itibari ile özel şirketlerin de doğalgaz piyasasında faaliyet göstermeye başlaması ile Botaş’ın doğalgaz satışı konusundaki Pazar payı azalmış olsa da halen ithal edilen doğalgazın %80’ den fazlası Botaş tarafından ithal edilmekte ve satılmaktadır. Yani doğalgazdan elektrik üreten firmaların maliyetlerine Botaş ve özel tedarikçilerle yaptıkları alım anlaşmaları temel oluşturmaktadır. Doğalgazdan elektrik üretim maliyeti hesaplanırken doğalgaz alım anlaşmasının yanı sıra santralin verimliliği en önemli diğer unsurdur. Konvansiyonel termik santrallerde ulaşılabilen verim oranı %40 civarlarındadır. Ancak yeni teknolojiler ile doğalgaz kombine çevrim santrallerinde verim oranı %60’lara kadar çıkabilmektedir. Santralin veriminin yüksek olması, birim üretim başına gereksinim duyulan kaynak miktarının az olması anlamına geldiğinden yüksek verimlilikteki bir santralin üretim maliyeti diğerlerine nazaran düşük olacaktır.

Türkiye elektrik piyasasında her gün saatlik bazda arz ve talep dengelemesi yapılır. Talebi karşılayan arz sağlandığında, ilgili zaman dilimindeki koşullara bağlı olarak üretim maliyeti yüksek ve ihtiyaç fazlası durumdaki santraller üretim yapamazlar. Bu sebeple doğalgaz santrallerinden üretim maliyeti düşük olanlar yıl içinde daha fazla saat üretim yapabilirken düşük verimliliği olan santraller diğerlerine göre daha az sürelerde çalışırlar. Bu gibi durumlar da doğalgazdan elektrik üretimi yapan firmalar için santral yatırımının geri dönüş süresi, kredi ödemelerinde sorunlar yaşanmasına sebep olabiliyor.

Doğalgazdan Elektrik Üretimi - Türkiye

Her ne kadar 2018 ve 2019 yıllarında ekonomik bir daralma yaşansa da, Türkiye geçtiğimiz yıllar içinde ciddi bir büyüme göstermiştir. Büyüyen ekonomi ve popülasyona paralel olarak elektrik enerjisine olan ihtiyaç da artış göstermiştir. Elektrik enerjisi tedarikinde arz güvenliğinin sağlanması amacı ile hem kaynak çeşitliliğini artıracak hem de yerli üretimlerin katkısını artıracak çeşitli teşvikler geliştirilmiştir. Buna bağlı olarak her ne kadar doğalgazdan elektrik üretimi Türkiye’de miktar olarak azalmış olsa da yukarıda da değindiğimiz gibi doğalgaz santralleri arz güvenliği bakımdan çok önemli konumdadır.

Türkiye doğalgaz tedariki bakımından %100’e yakın oranda dışa bağımlı durumdadır. Ancak coğrafi konumu dolayısı ile doğalgaz zengini ülkelere yakın olması, doğalgaz tedarikini kolaylaştırmaktadır. Türkiye’nin doğalgaz ithal ettiği ülkeler başlıca Rusya, İran, Azerbaycan’dır. Bunun yanı sıra Cezayir ve Nijerya’dan da LNG ithalatı yapılmaktadır. İthal edilen ve çok küçük miktarda Türkiye’de üretilen doğalgaz başlıca konutlarda, sanayi ve elektrik üretiminde kullanılmaktadır.

Doğalgazdan Elektrik Üretimi Yapan Firmalar

Doğalgazdan elektrik üretimi yapan firmalar çoğunlukla serbest üretim şirketleri yani özel sektör santralleridir. 2019 yılı Kasım ayı itibari ile Türkiye’nin kurulu gücü 91.269,6 MW ve santral adedi ile 8.474’dür. Doğalgazdan elektrik üretimi yapan 331 adet santral bulunmaktadır ve toplam kurulu güçleri ise 25.929,5 MW’dır. Bunun yanı sıra kurulu gücü 2MW olan 1 adet de LNG santrali bulunmaktadır. Bu santrallerin 286 tanesi yani 20.813,7 MW kurulu güce sahip olan kısmı serbest üretim şirketlerine, 4993,3 MW kurulu güce sahip 7 adet santral ise EÜAŞ’a aittir.

Doğalgazdan Elektrik Üretimi Ne Kadar?

Yeni santral yatırımları ve teşvikler uzun vadeli projeksiyonlar doğrultusunda yapılır. Ancak söz konusu bir ülkenin elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamak olduğunda elektrik, depolanması günümüz teknolojisi ile mümkün olmayan bir enerji türüdür. Bu sebeple ihtiyaç duyulan tüketim miktarı doğrultusunda üretim yapılmaktadır. Üretim planlamaları saatlik bazda yapılan tüketim ve üretim tahminlerine göre Teiaş tarafından yapılır. Bu planlamayı basitçe anlatırsak, her santralin üretim maliyeti farklı olduğundan öncelikle düşük maliyetli santrallerin devreye girmesi planlanır. Enerji talebi doğrultusunda sıra ile daha pahalı santraller devreye girerler. Bunun yanı sıra özellikle güneş enerjisinden gündüz saatlerinde üretim yapabilen santraller gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından üretim yapan santraller sürekli devrede olamazlar. Üretim planlaması tüm bunlar dikkate alınarak yapılır. Yani kaynak bazında üretime katılma payı saatlik olarak değişkenlik gösterir. Doğalgazdan elektrik üretimi ne kadar dediğimizde, 2015-2019 yıllarına ait toplam üretim miktarlarını aşağıdaki tablodan inceleyebiliriz.

Tablo 1- Yıllara Göre Doğalgazdan Elektrik Üretimi

Doğalgazın Elektrik Üretimindeki Payı

Kaynak bazında elektrik üretim miktarları saatlik olarak Epiaş tarafından yayınlanır. Önceki kısımlarda da açıklandığı üzere, kaynak bazında üretim miktarı ve payı saatlik olarak değişmektedir. Doğalgazın elektrik üretimindeki payı 2019 yılında son yılların en düşük seviyesinde gerçekleşmiştir. Doğalgazın elektrik üretimindeki payı diğer kaynaklara göre kıyaslandığında 2015-2019 yılları için aşağıdaki gibidir.

Grafik 1- Yıllara Göre Üretimin Kaynak Bazında Dağılımı

Doğalgazın elektrik üretimindeki payının gelişimi, toplam üretime göre kıyaslandığında ise da 2015-2019 yılları için aşağıdaki gibidir.

Grafik-2 Doğalgazdan Üretimin Toplam Üretime Göre Gelişimi

Sonuç olarak, Türkiye’de yenilenebilir ve yerli kaynaklardan elektrik üretim miktarı her geçen yıl daha da artsa da mevcut koşullar dikkate alındığında maliyeti görece olarak yüksek olsa da doğalgazdan elektrik üretimi yapan santral ve firmalar ülkenin elektrik enerjisi tedarikinin güvenilir ve kesintisiz bir şekilde sağlanabilmesi için elzem durumdadır.

Kaynaklar: 1- TÜİK 2- EPİAŞ 3- EPDK