11.0 TÜRKİYE AÇISINDAN HİDROLİK ENERJİNİN YERİ

Enerji talebinin yeteri kadar yedekli bir arz ile karşılanmasında yerli kaynakların katkısı büyük olmaktadır. Hidrolik enerjinin yeri ve yenilebilir bir kaynak oluşu, çevre etkisindeki olumsuzlukların azlığı, işletme ve bakım masraflarının düşüklüğü, olabildiğince geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Türkiye'deki su kaynaklarının kullanılmasına öncelik verilmesi bir ulusal politika olarak benimsenmiştir. Bugüne kadar hidroelektrik kurulu güçte önemli gelişmeler sağlanmış olsa da, yukarıda açıklandığı gibi yeterli değildir. Hidroelektrik enerjini geliştirilmesi yeni bir strateji ile ele alınmak zorundadır.


TEAŞ tarafından yapılan ENPEP ELECTRIC ve WASP III + optimizasyon modelleri kullanılarak yapılan çalışmaya göre hidroelektrik kurulu gücün 2005 yılında 17981MW, 2010 yılında 24935 MW, 2015 yılında 28806 MW ve 2020 yılında 29984 MW olması gerekmektedir. Böylece 2020 yılında üretilecek hidrolik enerji103715 GWh olacaktır. Diğer bölümde açıklanan bu rapor için EOM modeli ile yapılan çalışmaya göre, ekonomik hidroelektrik potansiyelinin tamamının 2023 yılında kullanılır duruma getirilmesi için hidroelektrik kurulu gücün 2005 yılında 20824 MW, 2010 yılında 25565 MW, 2015 yılında 30628 MW, 2020 yılında 33186 MW ve 2023 yılında 35635 MW olması gerekmektedir. Böylece 2023 yılında üretim 124721 GWh 'a çıkabilecektir. Önerilen üretim serisi aşağıda grafikte gösterilmiştir ( Şekil-54 ).


Hidroelektrik santrallerin yapılması; inşaat işleri ve elektro mekanik donanım kurulması olmak üzere iki ana bölümde gerçekleştirilmektedir. Hidroelektrik santral inşaatı için yerli teknoloji yeterli durumdadır. Ancak, küçük güçlü elektro mekanik donanım için yerli olanak varken, orta ve büyük güçlüler için bu olanak yeterli değildir. 50-250 MW güç kademesi için yerli elektro mekanik sanayiinin desteklenerek geliştirilmesi, hidroelektrik projelerin gerçekleştirilmesine büyük kolaylık sağlayacaktır. Yerli elektro mekanik sanayi, yabancı sermaye ve teknoloji transferinin katılımıyla geliştirilmelidir.


2001 yılında hidroelektrik kurulu gücün 12628,1 MW 'a, ortalama yıllık üretiminde 45,5 TWh /yıl düzeyine ulaşması beklenmektedir. Dünyadaki gelişime bakılınca, 21. yüzyılın ilk çeyreğinde ekonomik hidroelektrik potansiyelin bugünkü düzeyini aşmış biçimde tam değerlendirilmiş olması hedeflenmelidir. Cumhuriyet 'in 100. yılına ekonomik hidroelektrik potansiyelinin tamamı değerlendirilmiş olarak girebilmek için her sene yaklaşık 1000 MW 'lık hidrolik proje gerçekleştirmek gerekmektedir. Resmi raporlarda hidroelektrik santrallerin birim kurulu güç için yatırım maliyetleri 800-1600 ABD $ / kW olarak belirtilmektedir. Sağlıklı bir ekonomik değerlendirme inşaat, hidromekanik ve elektro mekanik teçhizat, şalt tesisi, iletim hattı, mühendislik ve organizasyon giderleri ile hidroelektrik santral yapımı her yıl en az 1,6 milyar ABD $ yatırım istemektedir.

Hidroelektrik potansiyelin kullanımın geliştirilmesinde devlet payını aşağıya çekici ve bu alana yerli+yabancı özel sermayenin girmesini kolaylaştırıcı yasal ve yönetimsel düzenleme hızla yapılmalıdır. Yapılacak hidroelektrik santrallerde gecikme oluşması gibi gerekçelerle, devlet ağırlığının sürdürülmesi istemleri ve görüşü dikkate alınması gibi gerekçelerle, devlet ağırlığının sürdürülmesi istemleri ve görüşü dikkate alınmamalıdır. Şimdiye kadar yapılan uygulamalar, en büyük gecikmenin devlet yatırımcılığından kaynaklandığını göstermiştir. Mevcut uygulama büyük güçlerde Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından santrallerin yapılması ve TEAŞ 'a devredilmesi, küçük ve orta güçlerde sınırlı olarak Yap-İşlet-Devret modelinin uygulanması biçimindedir.

Oysa tüm hidroelektrik santraller yerli+yabancı özel sektör işbirliği ile kurulabilir. Türkiye'de büyük hidroelektrik projelerin bir kısmı devlet eli ile tamamlanmış, kalanı da devlet ve bir ölçüde özel sektör tarafından ele alınmış durumdadır. Devlet eliyle kurulmuş ve kurulmakta olan, mülkiyet devlet elinde bulunan hidroelektrik santrallerinin işletme haklarının bir plan kapsamında özel sektöre devredilmesi, yeni kurulacak santrallerin özel sektör eliyle kurulmasına öncelik ve olanak tanınması temel politika olmalıdır. Bugünkü mevzuata göre, özel sektör hidroelektrik santralleri yap-işlet-devret modeli ile yapabilmektedir. Bu modele yeni bir işlerlik kazandırmak, bu amaçla anayasal ve yasal düzenlemeler yapmak , hidrolik santrallerin ekonomik ömrü boyunca yada belli süre için işletmeciye tam bir mülkiyet hakkı tanımak gerekmektedir. Bu mülkiyet hakkı süre bitiminde belli koşullarla yenilenmeli, kaynağın kötü kullanılması durumunda süre bitmeden kaldırılabilmelidir.

Yeni bir strateji saptanırken projelerin büyüklüğü önemlidir. Türkiye'nin işletmede olan altı büyük hidroelektrik santralının (Atatürk, Karakaya, Keban, Altınkaya, Oymapınar, Hasan Uğurlu) güçlerinin toplamı 7270 MW ve yıllık ortalama üretimleri toplamı 26,7 TWh /yıl olup, kurulu gücün %72'sini ve ekonomik hidroelektrik potansiyelinde %21,5'ini kapsamaktadır.

Türkiye'de inşaatına henüz geçilemeyen 360 proje kapsamında: 1000 MW 'dan büyük bir proje, 500 MW 'dan büyük 2 proje bulunmaktadır. Bunların toplam güçleri 2253 MW 'dır. 250-500 MW güç kademesinde toplam gücü 3596,6 MW olan 11 proje vardır. Hidroelektrik projelerin 300 adet ile büyük bir bölümü 10-100 MW arasında olup, toplam güçleri 8137,7 MW 'dır.Aşağıdaki tabloda (Tablo-9) inşaatına henüz geçilemeyen toplam 360 adet hidroelektrik projenin güç kademesine göre sınıflandırılması verilmiştir.

2000-2025 döneminde özellikle orta ve küçük hidroelektrik santrallerin yapımı ağırlık kazanacaktır. Bu kapsamda 100-1000 MW 'lık projeler ile 10-100 MW 'lık projeler kendilerine özgü teknik ve ekonomik koşullar içinde ayrı değerlendirilmelidir. Hidroelektrik santral gücü küçüldükçe genelde birim kurulu güç başına maliyeti artmakta ise de, 5 MW 'dan küçük ucuza mal olurken, 5-50 MW arasındaki santrallerin birim kurulu güç başına yatırım maliyeti yüksek olmaktadır. Bu tür santrallerin kurulmasında dünyada örnekleri olduğu gibi, çeşitli yoldan sağlanabilecek devlet katkısı ile maliyetleri düşürerek özel sektörü teşvik edici önlemler uygulanmalıdır. 20-250 MW güçlü santrallerin özel sektör tarafından yapımı sorunlu gözükmemektedir. 250 MW 'dan büyük santrallerin finansmanı büyük olduğundan, yine özel sektör elinden gecikilmeden yapılmaları için çeşitli yollarla devlet desteği sağlanabilir.

Hidroelektrik santraller pek çok ülkede puant yükü karşılamak için kullanılır. Türkiye gibi su kaynakları zengin olan ülkelerde, bir ölçüde sistemi besleyen baz santraller olarak kullanılmaları olağandır. Ancak Türkiye'de puant talebinin karşılanması sorunu vardır ve hidroelektrik santrallerin sürekli aşırı yüklenerek çalıştırılması puant talebin karşılanmasında olumsuzluklar yaratmaktadır. Puant yükün karşılanmasında hidrolik enerjiden yararlanmak için "pompa depolamalı hidroelektrik santraller" dönemine adıma atılmalıdır.




Pompalı depolamalı hidroelektrik santraller yüke uyabilmede esneklik sağlama, yedek enerji tutabilme , güç faktörünün iyileştirme frekans regülasyonu yapabilmek gibi avantajlar getirmektedir. Pompa depolamalı hidroelektrik santraller konusunda ABD ve batıda yapılan uygulamalar ekonomik çalışmaya olanak tanıdıklarını kanıtlamıştır. Pompa depolamalı hidroelektrik santrallerin dünyadaki durumuna bakıldığında toplam 82804 MW kurulu güç ile 390 santralın işletme olduğu ve yaklaşık 30000 MW kurulu güç ile 42 santralın da inşa halinde bulundukları görülmektedir.

ABD'de 18000 MW, Japonya'da 17000 MW, İtalya'da 6500 MW, Almanya'da 5700 MW, İspanyada 3000 MW kurulu güçte pompa depolamalı santraller vardır. Bugün dünya genelinde pompa depolamalı santrallere artan bir eğilim gözlenmektedir. Örneğin; Çin 3400 MW, Japonya 9930 MW, Hindistan 2620 MW pompa depolamalı santral inşa etmekte, Rusya gibi hidroelektrik potansiyeli zengin bir ülkede bile pompa depolamalı santral planlanmaktadır. Türkiye 'de de bu konuda TEAŞ ve DSİ işbirliği ile fizibilite hazırlanması üzerinde uzlaşılmıştır.

Pompalama ile yüksek bir rezervuarda su depolama, mekanik enerji depolama yöntemlerinden biridir. Barajlı hidroelektrik santrallere uygulanmasında, baraj gölünün dışında ayrı bir rezervuar depolama için kullanılmaktadır. Bu amaçla normal koşulda türbinden ve santralden nehre atılan suyun (Kuyruk suyunun) bir kısmı özel rezervuarlara pompalanmaktadır. Pompa depolamalı hidroelektrik santral entegre bir sistem olup pompaj için gerekli enerji santralın normal ünitelerinden sağlanmaktadır. Normal koşullarda barajdan santralın türbinlerine baraj cebri boruları ile su gelmesine karşın, pik yük için çalışma koşulunda vanalarla komuta edilen depo cebri borularından yine aynı türbinlere su gelmektedir. Tipik değerlerle pompa-motor ve türbin jeneratör randımanları sırasıyla %88 ve %85'dir.Buna göre toplam randıman (0,88)x (0,85) = 0,75 olduğundan, pik zaman dışındaki 4 kWh harcanarak depolanacak enerji, pik yük anında 3 kWh olarak yeniden üretilebilmektedir.

Yapılan uygulamalarda pompalı santrallerin depolama kapasitesi daha çok 20-60 MWh olmasına karşın, 2 MWh'a kadar düşebilen küçük ve 100 MWh'a kadar çıkabilen büyük depolarda vardır. Pompalı santrallerin depolama kapasitesi, yatırım tutarı, depolanan su için geniş emre amedelik (yararlanabilirlik), çevresel etkiler ve sistemin toplam verimi gibi dört temel faktöre bağlıdır. ABD'deki uygulamalara göre pompalı su depolama sistemlerinin tesis maliyeti 16-26,5 ABD$/m3 sınırları arasındadır. Depo rezervuar düşüşü 30m dolaylarında olmaktadır. Suyu 30 m düşü yüksekliğine pompalamakla kazanılan potansiyel enerji 0,082 kWh/m3 kadardır. Buna göre 20000 kWh'lık bir deponun hacmi 250000 m3 ve 60000 kWh'lık deponun hacmide 750000 m3 dolaylarındadır. Sisteme 40 yıllık ömür tanınarak amortisman hesaplanmaktadır. Normal çalışma koşulunun dışında, pik yük anında bu sistemle üretilecek enerjinin birim maliyeti 1,31-2,18 cent/kWh olarak bildirilmektedir.

Pompa depolamalı sistemin devreye sokulmasındaki çabukluk, bu sistemleri, enterkonnekte şebekeyi besleyen termik santrallerin devreden çıkmasında yada yetersiz kalması sırasında ideal bir çözüm aracı durumuna getirmektedir. Bu tür santraller elektrik sisteminin işletme güvenirliliği sağlanmasına büyük katkı yaptığından, çeşitli ülkelerde yaygınlaştıkları görülmektedir. Türkiye'de 2000-2025 Döneminde pompalı hidroelektrik santralleri kurulmasına girişilmeli ve ilk etapta kurulu gücün %5'i kadar bir hedef seçilmelidir.

Hidroelektrik santrallerinin ekonomik ömrünün 50 yıl sayılmasına karşın, bakım ve yenilemelerle ömrünün 75-100 olabileceği görülmüştür. Bu nedenle, işletmede olan santrallerin bakım ve yenilenmeleri, özel bir proje kapsamında ele alınmalıdır. Mevcut santrallerin ünite güç ve verimlerini yükseltebilecek rehabilitasyon çalışmaları bir an önce başlatılmalıdır. Bakım ve rehabilitasyon çalışmalarının gerektirdiği mali kaynak göz önünde tutulursa, hızlı ve etkili biçimde yapılabilmesi için en iyi yöntem, hidroelektrik santrallerin işletme haklarının bir an önce özel sektöre devredilmesidir.

Şekil-54

12.0 ENERJİ SİSTEMLERİNİN ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Özet: Sanayileşme, ekonomik ve sosyal hayatın en önde gelen unsurlarından biri haline gelmiştir.Kişi başına tüketilen enerji ülkelerin gelişmişlik seviyelerinin saptanmasında önemli bir kriter olarak ele alınmaktadır. Ülkeler enerji tüketirken bu enerjiyi çevreye zarar vermeden üretme çabasında olmalıdırlar.Bu çalışmada başlıca üretim sistemlerinden olan hidroelektrik santrallerinin çevreye olan etkileri incelenmiştir.

12.1 Giriş:
Çevre, canlıların yaşadığı bir yer olup onların ayrılmaz bir parçası olarak tanımlanmaktadır.Yaşam alanları ile enerji üretimi, iletimi ve tüketimi arasında olumlu yada olumsuz bir ilişki her zaman için olmuştur.

Enerji üretildikten sonra tüketileceği son noktaya ulaşıncaya kadar doğal çevrenin iklim, toprak topografya, ormanlar, flora ve hayvan topluluklarını olumsuz yönde etkilemiştir.Meydana gelen kirli çevrede hayvanlar ve insanlar için yaşam güçleşmiştir.Üretilen yüksek enerjinin meydana getirdiği maliyeti de yüksek olmuştur.Bu maliyetin büyük bir kısmı çevrenin temizlenip yaşanılabilir hale getirilmesi için kullanılacaktır.Bu çalışmada üretim sistemleri ele alınmış ve yaşam alanları üzerinde meydana getirdiği ve getirmekte olduğu olumlu ve olumsuz etkiler incelenmiştir.

12.2 Enerji Üretimi İle Çevre-İklim İlişkisi:
İnsan faaliyetlerini etkileyen faktörlerin başında iklim gelmektedir.İnsan davranışları, psikolojisi iklimden etkilenmektedir.Elektrik enerjisi üretim aşamasında kullanılan teknikler iklim koşullarını etkilemektedir.Üretim tekniğine göre iklim etkilenmesi farklı boyutlarda gerçekleşmektedir.Örneğin termik santrallerin baca artıkları ile atmosfere salınan CO2,so2 vb. gazlar kimyasal olarak iklimi etkiler.Bunun dışında da diğer üretim tekniklerinde iklim etkilenmesi söz konusudur.Ayrıca bu etkilenme yalnızca iklim ile sınırlı değildir.Üretim kaynakları yönünden en tehlikeli olan jeotermal enerji hava kirliliğine neden olabilecek en önemli kirletici olarak atmosfere amonyak, borik asit, partiküller ve bazı radyoaktif elementler salmaktadır.İklim değişiminin sonucu olarak da tarımsal üretim, toprağın kalitesi ve insan etkilenmektedir.

12.3 Üretim Sistemlerinin Çevre Üzerine Etkileri:

Bu çalışmada üretim sistemi olarak hidroelektrik santralleri, ele alınmıştır.


Hidroelektrik Santrallerin Etkisi:
Hidroelektrik santrallerin etkilerini üç temel başlık altında toplayabiliriz.



12.3.1 Hidroelektrik Santrallerin Fiziksel Çevreye Etkileri:

Hidroelektrik santralın su haznesi genelde doğada bir değişikliğe neden olmaktadır.Bunlar; akarsu akış düzeninin değişmesi, baraj göllerinin büyük alanları sular altında bırakması ve yer altı su seviyelerinin yükselmesi olarak sıralanabilir.Fiziksel çevre etkilerinin örnekleri dünyada mevcuttur.Örneğin Mısır'da Asuan barajının kurulması ile oluşan Nasır gölünün 1970 yılına kadar 160 milyar metre küp su toplaması gerekiyordu.Fakat halen bunun yarısına ancak ulaşılabilmiştir.Belki de hedeflenen düzeye hiçbir zaman ulaşamayacaktır.Buharlaşama yoluyla yılda ortalama 15 milyar metreküp su kaybı olmaktadır.



12.3.2 Hidroelektrik Santrallerin Biyolojik Çevreye Etkileri:

Baraj gölünden yararlanılarak su yapılması da amaçlanmaktadır.Fakat bunun önemli bir sonucu olarak su temelli bulaşıcı hastalıklar yaygınlaşabilmektedir.Bazı durumlarda sulama amacını içeren projelerde besin maddesi üretimini azaltacak sonuçlarda ortaya çıkmaktadır.Bu sorunlar tuzluluk ve alkalinite yüzünde toprak veriminin azalması, sonuç olarak da iyi nitelikli toprakların kaybına neden olmaktadır.Bu tür sonuçlar Pakistan, Meksika, Afganistan,Suriye ve Irakta görülmüştür.




12.3.3 Hidroelektrik Santrallerin Sosyal Çevreye Etkileri:

Hidroelektrik santrallerin sosyal çevreye etkileri doğrudan veya fiziksel ve biyolojik etkileri sonucu dolaylı olarak ortaya çıkmaktadır.Bu tür etkiler olumlu veya olumsuz etkilerdir.Bazı baraj gölleri çevreyi yeşillendirmeye katkıda bulunabilmektedir..

Bununla birlikte baraj gölünün altında kalan verimli topraklar, ormanlar, köyler ve tarihi eserler büyük bir kayba neden olmaktadır.Verimli arazileri baraj gölünün altında kalan insanlar göçe zorlanmakta, baraj gölü altında kalan arazilerine karşılık daha verimsiz araziler verilmektedir. Bunu dünyada örneklerine rastlamak mümkündür.1964 yılında Gana'da yapılan Volta barajı ülkenin en verimli topraklarını yok etmiş ve 90 bin kişinin yer değiştirmesine neden olmuştur.Ayrıca Türkiye'de Keban barajı da 30 bin kişinin yer değiştirmesine neden olmuştur.


12.4 Elektrik ve Manyetik Alanların İnsan sağlığına Etkileri:

Endüstrileşme ve elektrikifikasyonun gelişimi sonucunda, tüm frekanslarda yüksek değerlerdeki elektromanyetik (EM) alanlara insanların, hayvanların ve çevrenin maruziyeti sonucunu ortaya çıkarmıştır.Bu elektriksel çevre değişimine en önemli katkıda bulunan öğelerden biri elektrik güç üretimi ve iletim sistemlerinin büyümesi ile ilgili teknolojik gelişmelerdir. Buna ilaveten, genellikle insanlar tarafından, EM alan üreten cihazların kullanımı toplumun her kesiminde artmıştır.EM alanlar, genellikle biyolojik etkilerine kolayca engel olunamayacağını araştırmalar göstermiştir, bunun nedeni de alanların farkına varılamamasıdır.



12.5 ELF Elektrik ve Manyetik Alanların Biyolojik Etkileri:


Bugün ELF EM alanlarının biyolojik etkilere neden olduğu açık olarak bilinmektedir.Bu etkiler için esaslar ve etkileşim mekanizmalarını oluşturan unsurlarda büyük miktarlarda bilinmeyen mevcuttur.ELF biyolojik etkileri üzerine yürütülen araştırmalar; insan üzerine çalışmalar (öncelikle Epidemiyolojik), hayvan deneyleri ve hücrelerle ilgili (mekanizma) çalışmaları olarak birkaç seviyede düzenlenmiştir.Biyolojik araştırmaların çoğunun hücre sistemleri ve hayvan modelleri ile yürütülmesi daha uygun ve etkili olmaktadır. Elektrik alana maruz kalan hayvanlarda ve modellerde bir kısa devre akımı indüklenir. Bu akımların seviyeleri aşağıdaki tabloda (Tablo-12) görülmektedir.
Burada; f, Hz olarak frekans, W türlerin gram olarak ağırlığı, E0 ortalama V/m olarak elektrik alan şiddetidir.


12.6 Sonuç:


Elektrik enerjisi üretim kaynaklarından olan termik ve nükleer santrallerin çevre üzerindeki potansiyel olarak bilim adamları tarafından titizlikle incelenmektedir.Ancak ülkemizde henüz az bir kısmı kullanılan su gücünün çevreye olabilecek olumsuz etkileri üzerini yeteri kadar araştırma yapılmamaktadır.Hidrolik enerjinin kaynaklarının geliştirilmesinin ekonomik, sosyal ve çevresel sonuçları çok boyutları olmaktadır.Farklılaşan sosyal ve ekonomik şartlar, projenin yapımı sırasında önemsenmeyen sakıncaların ileride büyük sorunlar ortaya çıkarmasına neden olabilir.

Nükleer enerjiden yararlanarak kurulan santraller Türkiye'de planlama aşamasında olduğundan dolayı bu enerji kaynağına açık ve büyük bir tepki Türk kamuoyunda oluşmamıştır.Fakat özellikle Avrupa ülkelerinde ve Amerika'da mevcut nükleer santrallerin çevreye olumsuz etkilerinden dolayı büyük bir kamuoyu tepkisi mevcuttur.Çevreci gruplar bu konuda yoğun bir çalışma yapmaktadır.

Rüzgar enerjisi, yenilebilir enerji kaynakları gibi insanlığın gelecekte büyük ölçüde kullanmayı planladığı çevre dostu bir enerji kaynağıdır.Yeni enerji kaynakları arayışında çalışmalarının öncelik kazanmasının başlıca nedeni, tükenmez ve temiz olmasının yanında ekonomik kriterlere dayanmasıdır.

Özellikle iletim hatları ve elektrikli cihazların insan üzerindeki etkilerine medyada dikkat çekilmektedir.Böylece toplumda bilinçlenme artmaktadır.İletim hatlarının ve elektrikli cihazların yayacağı elektrik ve manyetik alanlardan korunmak veya etkiyi minimuma indirmek için çalışmaların yoğunlaştırılması gerekmektedir.

Tablo-12