Raporun Tamamına Ulaşmak İçin Lütfen Tıklayınız
Transkript
Raporun Tamamına Ulaşmak İçin Lütfen Tıklayınız
T.C. BATI KARADENİZ KALKINMA AJANSI BAKKA İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER........................................................................................................................... 1 ŞEKİLLER VE TABLOLAR LİSTESİ ..................................................................................... 2 ÖZET…………………. ............................................................................................................. 4 ABSTRACT ............................................................................................................................... 5 1. GİRİŞ……. ............................................................................................................................ 6 1.1.Hidrolik Döngü ................................................................................................................. 9 1.2.Hidroelektrik Enerji Türleri ............................................................................................ 10 1.2.1.Depolamalı Enerji Eldesi ......................................................................................... 10 1.2.2.Nehir Tipi Santrallerden Enerji Eldesi ..................................................................... 11 1.2.3.Pompajlı Rezervuarlı Hidroelektrik Santrallerden Enerji Eldesi ............................. 13 1.3.Hidrolik Türbin Çeşitleri ................................................................................................ 14 1.3.1.Aksiyon Türbinleri ................................................................................................... 15 1.3.2.Reaksiyon Türbinleri ............................................................................................... 16 2.HES İLE İLGİLİ MEVZUAT ............................................................................................... 17 3.HES PROJELENDİRMELERİ ............................................................................................. 20 3.1.İnşaat Öncesi................................................................................................................... 20 3.1.1.Keşif Çalışmaları ..................................................................................................... 21 3.1.2.Ön fizibilite Çalışmaları ........................................................................................... 21 3.1.3.Fizibilite Çalışmaları ................................................................................................ 22 3.2.Uygulama Aşaması ......................................................................................................... 23 3.3.Çalıştırma ve Devamlılık Aşaması ................................................................................. 23 4. KARABÜK’TE HES ........................................................................................................... 24 5.ZONGULDAK’TA HES ...................................................................................................... 30 6.BARTIN’DA HES ................................................................................................................ 33 7.SONUÇ. ................................................................................................................................ 36 KAYNAKLAR......................................................................................................................... 39 1 ŞEKİLLER VE TABLOLAR LİSTESİ TABLOLAR Tablo 1: 2010-2040 Yılları Arasında Dünya’nın Net Elektrik Üretiminin Kaynağına Göre Değişimi. 7 Tablo 2: Hidroelektrik Enerji Kullanımına Göre Ülkeler ......................................................... 9 Tablo 3: HES Mevzuatı İncelemeleri ...................................................................................... 17 Tablo 4 : Karabük’te Kurulan veya Kurulması Planlanan HES’ler ........................................ 24 Tablo 5: Karabük’teki HES’lerin Enerji Verileri .................................................................... 26 Tablo 6 : Zonguldak’ta Kurulan veya Kurulması Planlanan HES’ler .................................... 30 Tablo 7 : Zonguldak’taki HES’lerin Enerji Verileri ............................................................... 31 Tablo 8 : Bartın’da Planlanan HES’ler Listesi ........................................................................ 33 Tablo 9 : Enerji Kapasitelerine Göre Bartın’da Planlanan HES’ler ........................................ 34 2 ŞEKİLLER Şekil 1: Dünya’da Elektrik Tüketimi ......................................................................................... 8 Şekil 2: Hidrolik Döngünün Şekilsel Gösterimi ...................................................................... 10 Şekil 3: Örnek Bir Nehir Tipi Santralin Gösterimi .................................................................. 12 Şekil 4: Su Canlıları İçin Geçiş Yolu ...................................................................................... 13 Şekil 5: Pompaj Depolamalı HES Kesit Örneği ...................................................................... 14 Şekil 6: Örnek bir Pelton Türbini ............................................................................................ 15 Şekil 7: Örnek bir Francis Türbini ........................................................................................... 16 Şekil 8: Aşamalarına Göre HES’ler ......................................................................................... 26 Şekil 9: Aşamalara Göre HES’lerin Kurulu Güçleri. .............................................................. 29 Şekil 10: Aşamalarına Göre HES’lerin Yıllık Toplam Enerji Kapasiteleri. ............................ 29 Şekil 11: Zonguldak’taki HES’lerin Aşamalarına Göre Dağılımları…………………...……31 Şekil 12: Zonguldak’taki HES’lerin Aşamalarına Göre Enerji Dağılımları………………….32 Şekil 13: Aşamalarına Göre Bartın’daki HES tesisleri………………………………………34 Şekil 14: Bartın’daki HES’lerin Aşamalarına Göre Enerji Dağılımları……………………...35 3 ÖZET Yenilenebilir enerji kaynaklarının gün geçtikçe ön plana çıktığı ve ülkelerin karbon bazlı yakıt içeren enerji üretim tesislerinin çevreye verdiği zararın ispatlanmasıyla temiz enerjiye daha çok önem verdiği günümüzde, bilimsel ve teknolojik araştırmalar da temiz enerjinin kullanımını kolay kılan bulgular elde etmeye başlamışlardır. Bu bulgular şüphesiz ki güneş, rüzgâr, su gibi en temel enerji kaynaklarından daha fazla yararlanmaya yardımcı olacaktır. Temiz enerji elde etme yöntemlerinden biri de Hidroelektrik Enerji’dir. Engel tanımaksızın akıp giden bir nehir düşündüğümüzde bu nehrin barındırdığı gücü hayal etmek pek de zor değildir. Bu enerjinin insanoğlunun kullanımına sunulması için araç olan Hidroelektrik Santraller, nehrin hareket enerjisinden elektrik enerjisinin elde edilip şebekeye aktarılmasını sağlarlar. Uygun planlama evresinden geçirilip, çevresel, sosyal, ekonomik verimleri en iyi şekilde hesaplanarak kurulan Hidroelektrik Santrallerin doğal yaşama etkisi oldukça düşüktür. Ancak yanlış uygulama yöntemi ve eksik planlama verileri ile kurulan bazı yapıların çevreye geri döndürülemez büyüklükte zarar verebildikleri de bilinmektedir. Bu çalışmada Hidroelektrik Santrallerin yapıları, çalışma prensipleri, doğru planlama aşamaları ve çevresel etkilerinin araştırılmasının yanı sıra TR81 bölgesinde kurulu olan veya kurulması planlanan HES’lerin analizleri, planlanan güçleri ve maksimum kapasiteleri elde edilecek ve açıklanacaktır. Anahtar Kelimeler: Enerji, Hidroelektrik, HES, Yenilenebilir. 4 ABSTRACT As renewable energy supllies take vital importance day by day and states start to prove damages of energy generation facilities where use carbon based fuels nowadays, scientific and technological research also have findings to use clean energy easily. These findings will help to benefit more from sun, wind and hydropower that are the most basic energy supplies, undoubtedly. One of the method to obtain clean renewable energy is Hydroelectric Energy. When we think a flowing river without impediment, it is not so difficult to dream how much energy it has. Hydroelectric Power Plants are tools that present this power to use of human, provide to generate electrical energy from kinetic energy of river and to transfer to network. Hydroelectric Power Plants that built after calculations of environmental, social and economical productivities and after suitable planing phase, have little impacts to natural habitats. However it is known that some plants what built with incorrect application method and missing data for planning, can harm to environment irreversibly. In this study, constructions, operating principles, proper planning stages and environmental impacts of hydroelectrical power plants will be investigated and also analysis, planned Powers and maximum capacities of Hydroelectric Power Plants that are built or considered to be built in TR81 region will be obtained and described. Key Words: Energy, Hydroelectric, Hydroelectric Power Plant, Renewable. 5 1. GİRİŞ Küreselleşen Dünya’da ekonomik ve sosyal hayata yön veren değerlerin başında enerji faktörü gelmektedir. Evrenin var oluşu da dahil bütün doğal döngülerin sağlanması için gerekli kavram olan enerji, aynı zamanda insanoğlunun yaşam standartlarını artırmak için doğal döngünden ayrılabilmekte ve insan öngörülü döngüye uyarlanabilmektedir. Bu amaçla, insanoğlu var oluşundan bu yana enerjiyi sosyal hayatına dahil etmek ve onu kontrol edebilmek için çalışmalar ve araştırmalar yapmıştır. 18. ve 19. yüzyılda etkisini gösteren sanayi devriminden önce ısınma enerjisini kontrol etme gayesinde olan insanoğlu tarafından, sanayi devriminden sonra başlangıç olarak buhar gücü keşfedilmiş ve buharlı makinelerin, makineleşmiş endüstriyel bölgeleri oluşturmasının sonucu olarak büyük ölçekli enerji yatırımlarına başlanmıştır. Artan nüfusla orantılı olarak teknolojik gelişmeler, enerji talebinin de artmasına sebebiyet vermiştir. Enerji ölçeğinin büyümesi, enerjinin dönüştürülmesi, depolanması yani kontrol edilmesi zorluğunu da büyütmüştür. Enerjinin kontrolü ve depolanması amacıyla yapılan ve gelecek vadeden çalışmalar, daha fazla enerji üretimine yol açmıştır. Bu kapsamda karbon bazlı, bir başka değişle fosil kaynaklara dayanan enerji üretimi hız kazanmıştır. Böylece üretilen enerji, sanayide ihtiyaç duyulan enerji talebini karşılamaya kısa vadeli olarak yetmiştir. Ancak gelişen sanayi kültürünün de etkisiyle daha da artan enerji ihtiyacı, karbon bazlı enerji santrallerinin yanı sıra nükleer enerji santrallerinin de kullanımı artırmıştır. Böylece teknolojik anlamda enerji arzı, insanoğlunun ihtiyaç duyduğu talebi yakalamış veya yakalayabilecek düzeye gelmiş olsa da, çevreye olan olumsuz etkileri sebebiyle yöntemsel olarak tartışma konusu olmuştur. Bu durum yakın geçmişte yaşanan hava kirliliğinin sebebiyet vermiş olduğu iklimsel değişikliklerin olumsuz etkileri ve nükleer felaketlerle, enerji üretimi politikasının yeniden gözden geçirilmesine sebebiyet vermiştir. Yeni odak noktası çevreye zarar vermeyerek elektrik üretimini mümkün kılan yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji üretimindeki payını artırmak, karbon bazlı enerji üretimini bırakarak hidrojen bazlı enerji üretimine geçmek olmuştur [1]. 6 Çevreye etkisi göz önünde bulundurulduğunda mevcut şartlarda en temiz ve en uygun enerjinin elde edilebileceği yenilenebilir enerji çeşitleri; güneş enerjisi, hidroelektrik enerji, rüzgar enerjisi, biyokütle enerjisi, hidrojen enerjisi ve jeotermal enerji olarak öne çıkmaktadır. Bahsi geçen enerji kaynağı çeşitlerinden biri olan ve özellikle bulunduğumuz coğrafyada son zamanda daha çok ön plana çıkan hidroelektrik enerji ve çevresel-elektriksel etkisi bu çalışmada incelenecektir. Bir ülkede, ülke sınırlarına veya denizlere kadar bütün doğal akışların %100 verimle değerlendirilebilmesi varsayımına dayanılarak hesaplanan hidroelektrik potansiyel, o ülkenin brüt teorik hidroelektrik potansiyelidir. Türkiye’nin brüt teorik hidroelektrik potansiyeli 433 milyar kWh olup, Dünya’daki toplam teorik potansiyelin yaklaşık %1’ine, Avrupa’daki potansiyelin ise yaklaşık %16’sına karşılık gelmektedir. Mevcut teknolojilerle bu potansiyelin tümünün kullanılması mümkün değildir. Teknik olarak kullanılabilir potansiyelin, brüt potansiyelin yaklaşık yarısı olduğu öngörülmektedir [2]. Dünyada enerji kullanımına baktığımızda ise, yaklaşık yenilenebilir kaynaklara dayalı enerji üretimine yönelik projelerin %80 oranında arttığını ve bu artışın özellikle de hidroelektrik ve rüzgar enerjisi tesislerine dayalı olduğu görülmektedir. 5,4 trilyon kWh’lik yenilenebilir enerji üretiminin içinde 2,8 trilyon kWh enerji üretimi ile %52’lik pay hidroelektrik enerjide, 1,5 trilyon kWh enerji üretimi ile de %28’lik pay rüzgar enerjisindedir. Artan teknoloji ve yenilenen tesislerle birlikte yenilenebilir enerjinin payının yıllar içerisinde hızla artacağı öngörülmektedir. Tablo 1’de 2010 yılı ile 2040 yılları arasında trilyon kWh birimi cinsinden enerji kaynaklarına göre elektrik üretimi belirtilmiştir [3]. Tablo 1: 2010-2040 Yılları Arasında Dünya’nın Net Elektrik Üretiminin Kaynağına Göre Değişimi [3]. Yıllar Kömür Doğal Gaz Nükleer Hidroelektrik 2010 8,1 4,5 2,6 3,4 2015 9,2 5,0 2,9 3,8 2020 10,1 5,5 3,6 4,5 2025 11,3 6,2 4,3 4,8 2030 12,3 7,2 4,8 5,2 2035 13,2 8,3 5,1 5,7 2040 13,9 9,4 5,5 6,2 7 Tablo 1’de belirtilen değerlerin grafiksel gösterimi Şekil 1’de belirtilmiştir. Buna göre artan enerji ihtiyacına bağlı olarak diğer enerji kaynakları gibi hidroelektrik enerji kullanımı da zamanla artacağı öngörülmektedir [3]. Şekil 1: Dünya’da Elektrik Tüketimi [3]. Ülkeler bazında mevcut hidroelektrik güçlerinin elektrik üretimindeki oranları Tablo 2’de belirtilmiştir. Tabloya göre Norveç elektrik ihtiyacının %99,4’ünü, Avusturya ise %70,4’ünü hidrolik kaynaklardan karşılamaktadır. Türkiye’de ise bu oran %25,21’dir [4]. 8 Tablo 2: Hidroelektrik Enerji Kullanımına Göre Ülkeler [4]. Ülke Elektrik Üretiminin Mevcut Hidroelektrik Hidroelektrik’ten Kurulu Gücü (MW) Karşılanma Oranı (%) Norveç 27.569 99,4 Fransa 25.200 15 İspanya 20.076 20 İsveç 16.200 55 İtalya 15.267 18,4 İsviçre 13.240 57,9 Avusturya 11.700 70,4 Romanya 5.860 34,8 Ukrayna 4.732 6,7 Almanya 4.525 2,6 Portekiz 4.394 27,0 Yunanistan 3.080 9,6 Yugoslavya 2.910 35 Bosna-Hersek 2.380 46 Finlandiya 2.340 21,5 TÜRKİYE 12.494 25,21 1.1.Hidrolik Döngü Suyun enerji üretim potansiyeli ve hidroelektrik santrallere geçmeden önce, doğal ortamda mevcut hidrolik döngüden bahsedilecektir. Hidrolik döngü; atmosfer, göl, deniz, okyanus, kara, yeraltı suları, nehir arasında suyun döngüsel taşınması işlemine verilen isimdir (Şekil 2). Buharlaşma ve yoğunlaşmada, güneş enerjisi ve yer çekimi kuvveti en etkili rolleri oynamaktadır. Güneş enerjisi ve mevsimsel koşulların etkisiyle yer yüzünde bulunan su birikimleri, buharlaşma ve terleme yöntemlerini tetikleyerek atmosfere su buharı geçişine sebebiyet verir. Atmosferde yoğunlaşan su buharı bulutları, uygun koşullar altında yoğunlaşıp, yağış olarak yeryüzüne geri döner. Yeryüzüne inen su taneciklerini bir kısmı 9 düştüğü kara tarafından emilirken diğer kısmı yüksek yüzeyden alçak yüzeye doğru hareket eder. Aynı durum benzer şekilde kendini tekrar eder ve döngüyü canlı tutar. Hidrolik döngü, zaman, mevsimsel hava durumu ve toprak şartları, jeolojik konum vb. birçok bilinmeyeni, ve çok sayıda parametresi olan bir döngüdür [5]. Şekil 2: Hidrolik Döngünün Şekilsel Gösterimi [5]. En eski enerji kaynaklarından biri olan hidrolik enerji, hidrolik döngüde de bahsedilen, belirli yükseltideki su birikintisinin alçak yüzeye hareketi esnasında sahip olduğu mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmeyi amaç edinir. Kanal ya da borular içine alınan su, türbinlere doğru akarak, elektrik üretimi için türbinlerin dönmesini sağlar. Türbinlere bağlı olan jeneratörler de böylece hareket enerjisinden elektrik enerjisinin teminini sağlarlar. 1.2.Hidroelektrik Enerji Türleri Hidroelektrik santraller, depolamalı, doğal akışlı ve pompajlı rezervuarlı olmak üzere üç grupta değerlendirilebilir [6]. Bunların dışında düşülerine göre, ürettikleri enerjinin karakter ve değerine göre, kapasitelerine göre, yapılışlarına göre ve üzerinde kuruldukları suyun özelliklerine göre de sınıflandırmak mümkündür. 1.2.1.Depolamalı Enerji Eldesi Depolamalı sistemde suyun önü bir set ile kapatılarak oluşturulan barajın gerisinde bir birikinti oluşturulur. Böylece, yağışlı sezonda akar suyun debileri bu birikintide depolanır. Yağışsız ve kurak sezonda ihtiyaç duyulan su eksiği bu birikmiş su hacminden temin edilir. 10 Ayrıca, biriken sular baraj yüksekliğine yakın bir düşüş mesafesi de kazanarak potansiyel enerjilerini artırmış olurlar. Bilindiği gibi enerji üretimi, yükseklik ve debi ile doğru orantılıdır. Debi ve düşü ne kadar artarsa, üretilecek enerji de o kadar artar. Barajların en büyük avantajı debi düzenlemesidir. Depolamalı hidroelektrik santrallerde, zaman içinde rasgele bir değişken niteliğinde olan akım, depolama yapılmak suretiyle düzenlenmekte ve bu düzenli debiyle akarsudan elde edilen güvenilir enerji büyük ölçüde artmaktadır. Debi düzenlemesi yalnız enerji barajlarının değil, içme suyu ve sulama maksatlı barajların da sağladığı önemli bir faydadır. Barajlardan başka bu hizmeti sağlayacak bir tesis yoktur. Barajlar debi düzenlemesini mevsimler arasında (yağışlı mevsimde biriktirip kurak mevsimde su vermek) yaptıkları gibi, yıllar arasında da (yağışlı yıllarda biriktirip kurak yıllarda su temin etmek) yapabilirler [6]. 1.2.2.Nehir Tipi Santrallerden Enerji Eldesi Nehir tipi santrallerde akarsuyun üzerine yapılan bir regülatör ile su seviyesi bir miktar kabartılır. Böylece debilerin su alma yapısı tarafından daha kolay su alınması sağlanır ve bir miktar düşü kazanılmış olur. Bu tip tesislerde debi düzenlemesi olmaz. Santralin üreteceği elektrik enerjisi mevsimlere bağlı olarak değişir. Üretilecek güvenilir enerji akarsuyun doğal şartlarda gelen minimum debisi ile sınırlıdır ve küçük bir miktardır. Üretilen elektriğin büyük bir kısmı ikincil enerjidir. Oysa depolamalı baraj tesislerinde, tam tersine, üretilen elektriğin büyük bir kısmı güvenilir enerji olur. Eğer nehir tipi santrallerin güzergâhında büyük barajlar varsa, o barajların depolarında sağlanan debi düzenlemesinden su güzergâhındaki nehir tipi santraller de istifade ederler. Bu durumda onların ürettiği güvenilir enerji de büyük miktarda artar. Nehir tipi santrallerin ilk yatırım masrafları düşüktür. Yakıt masrafları olmadığı gibi, işletme ve bakım masrafları da oldukça düşüktür. Bu sebeplerden dolayı ürettikleri enerjinin maliyeti de düşük olur [7]. 11 Şekil 3: Örnek Bir Nehir Tipi Santralin Gösterimi Dere yatağındaki doğal hayatın devamlılığını sağlamak için, en kurak zamanda bile dere yatağına bir miktar su bırakması zorunludur. Halk dilinde “can suyu” denilen bu miktarın ne kadar olacağı ülkemizde yönetmeliklerle belirlenmiştir. Yönetmelikte, dere yatağına bırakılacak can suyu miktarı, HES projesine esas alınan son on yıllık ortalama akımın en az %10’u olarak saptanmıştır. ÇED sürecinde ekolojik ihtiyaçları tespit ederek bu miktarın artırılıp artırılmaması gerektiği ise şirketlerin inisiyatifine bırakılmıştır. Kamu kurumu olsun, özel sektör olsun herkes bu yönetmeliklere uymak mecburiyetindedir [8]. 12 Nehir tipi santrallerde dikkat edilmesi gereken bir diğer husus da akarsuda bulunan ekoloji yaşamın devamı için gerekli su kanallarının imarıdır. İklimsel değişimlerin önüne geçilebilmesi amacıyla yenilenebilir enerji kaynağı olarak öne sürülen bu yapıların, ekolojik yaşama en az tesirle aynı amaca hizmet edebilmesi için bu tür yapılandırmalara dikkat edilmelidir. Örnek bir su kanalı Şekil 4’te belirtilmiştir. Şekil 4: Su Canlıları İçin Geçiş Yolu [9]. 1.2.3.Pompajlı Rezervuarlı Hidroelektrik Santrallerden Enerji Eldesi Hidroelektrik santrallerin bir çeşidi de pompajlı depolamalı santraller olup, amaçları enerji talebinin düşük olduğu saatlerde şebekeden aldıkları enerji ile suyu pompalayarak bir üst rezervuarda depolamak ve enerji ihtiyacının fazla olduğu saatlerde biriktirilmiş suyu üst rezervuardan alt rezervuara akıtırken türbinleyerek hidroelektrik enerji elde etmektir. Gerçekte pompajlı depolamalı santraller ülkenin toplam enerji üretimini artırmazlar, sadece kullanılmayan, ziyan olan enerjiyi enerjinin en kıymetli, en pahalı olduğu zamana taşıyarak arz-talep dengesini sağlamaya hizmet ederler. Özellikle zaman dilimine göre fiyat uygulamalarının olduğu bölgelerde kurulmasının oldukça uygun olduğu bu sistemler, elektrik enerjisinin ucuz olduğu saat diliminde suyun yüksek zemine pompalanması, elektrik enerjisinin pahalı olduğu dilimde ise suyun yüksek zeminden alçak zemine bırakılarak elektrik enerjisi üretimini hedefleyen ekonomik sistemlerdir [10]. 13 Şekil 5: Pompaj Depolamalı HES Kesit Örneği [11]. 1.3.Hidrolik Türbin Çeşitleri Hidrolik türbinler, suyun hidrolik enerjisini döner çarklar (rotorlar) yardımı ile mekanik enerjiye çeviren hidrolik makinelerdir. Bu makineler, su türbinleri ve su çarkları olmak üzere ikiye ayrılırlar. Hidrolik türbinlerde, türbin rotorunun kanat aralıklarından geçirilen suyun basıncı, dönen türbin rotorunun kanat aralıklarında mekanik enerjiye dönüştürülürken, su çarklarında suyun mevcut potansiyel enerjisi, suyun çark kepçelerine dolması ve ağırlık tesiri ile çarkı döndürmesi suretiyle mekanik enerjiye dönüşür. Her iki yöntemde de mekanik enerjisinin elde ediliş metodolojisi aynıdır. Kullanılabilir güç “P=η.ρ.g.Q.H” formülüne göre hesaplanır. Yani güç, η türbin verimi, ρ suyun yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi, Q su debisi ve H net yükseklik ile doğru orantılıdır [12]. İşletme tarzlarına, yapılış şekillerine, hidrolik düşüye ve hidrolik akımın rotordaki yönüne göre, hidrolik türbinleri çeşitli sınıflandırmalara tabi tutmak mümkündür. Ancak genellikle hidrolik türbinler aksiyon türbinleri ve reaksiyon türbinleri olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar [12]. 14 1.3.1.Aksiyon Türbinleri Aksiyon türbinleri genel olarak Pelton Türbinleri, Turgo Türbinleri ve Banki (MichellOssberger) Türbinleri olmak üzere üçe ayrılır. Pelton Türbinleri genellikle büyük hidroelektrik sistemlerde 150 metre brüt düşünün üzerinde uygulamaya konulmasına rağmen mikro hidrolik sistemlerde daha alçak düşülerde de kullanılabilir. Bu tip türbinlerde suyun enerjisi, önce uygun şekle sahip bir borudan geçirilip, çıkış ağzında su jeti haline getirilerek kinetik enerjiye dönüştürülür. Daha sonra bu jet, kap şeklindeki rotor kanatlarına püskürtülür. Pelton Türbinleri, düşey veya yatay olarak konumlandırılabilir. Jetlerin sayısını artırmak suretiyle, tek bir rotordan sağlanan gücü arttırmak mümkündür. Yatay konum için genellikle iki olan jet sayısı, dikey konumlar için çoğunlukla dört veya daha fazla olabilir. Çalışma prensibi bakımından Pelton Türbinlerle aynı sayılabilecek Turgo tipi türbinlerin kepçe yapıları farklılık göstermektedir. Ayrıca daha ucuz maliyet, daha hızlı devir sayısı ve aynı boyuttaki bir Pelton Türbinden daha fazla su tutabilme gibi daha üstün özellikleri de vardır. Banki Türbinleri ise özellikle küçük ve orta güçlü su kuvvetlerinde rahatlıkla kullanılır. Bu tip türbinlerin ise en büyük özelliği suyun döner çarktan iki kez girip çıkmasıdır [13]. Şekil 6: Örnek bir Pelton Türbini [14]. 15 1.3.2.Reaksiyon Türbinleri Reaksiyon türbinleri grubuna, Francis tipi hidrolik türbinler ile Kaplan tipi hidrolik türbinler girmektedir. Bu tip türbinlerde, türbin rotoru kanatçıkları arasındaki suyun giriş basıncında bir düşüş meydana gelir. Su basıncında meydana gelen bu düşüş, suyun hızının artmasına neden olur. Hidrolik düşünün ve türbinden geçecek su debisinin değerlerine göre, hidrolik türbinlerin kullanım alanları değişmektedir. Kaplan tipi hidrolik türbinler büyük su debilerinde küçük düşülerde kullanılırlar. Francis tipi hidrolik türbinler ise, genel olarak orta yükseklikteki su düşülerinde ve orta değerlerdeki su debilerinde kullanılırlar [13]. Şekil 7: Örnek bir Francis Türbini [14]. 16 2.HES İLE İLGİLİ MEVZUAT Tablo 3: HES Mevzuatı İncelemeleri Elektrik Tesisleri Proje ve Kabul Yönetmeliği Taslağı Elektrik Tesisleri Proje Yönetmeliği Elektrik tesislerinin tasarımı ve projelendirilmesi, yapım ce kontrolü, kabulü, işletmeye alınması ve işletilmesi, bakım ve onarımı, tesislerde asgari emniyetin sağlanması ile ilgili standart ve dokümanlar belirtilmiştir. Hidroelektrik santral projelerinde lisansa işlenen maksimum su seviye kotu ile kuyruk suyu kotu dikkate alınır. Lisansa işlenen ve DSİ tarafından belirlenen memba ve mansap sınırları kullanılır. Hidroelektrik santralların inşaat ve montajında görevlendirilen KDF (Kontrol ve Denetim Firması), DSİ tarafından belirlenerek yetkilendirilir. Hidroelektrik santrali ve yardımcı tesisleri proje onayı için sunulması gereken klasör ve klasörde bulunması gereken belgeler açık bir şekilde belirtilmiştir. Mikro kojenerasyon tesisleri hariç hidroelektrik tesisler için DSİ’den gerekli görüş alınarak proje onayı ve kabul işlemleri Bakanlık veya Bakanlığın yetki verdiği kuruluş ve/veya tüzel kişilikler tarafından yapılır. Elektrik Piyasasında Üretim Faaliyetlerinde Bu yönetmeliğin amacı, tüzel kişiler Bulunmak Üzere Su Kullanım Hakkı Anlaşması tarafından hidroelektrik enerji üretim tesisleri İmzalanmasına İlişkin Usul ve Esaslar Hakkında kurulması ve işletilmesine ilişkin lisanslar Yönetmelik için DSİ ve tüzel kişiler arasında düzenlenecek Su Kullanım Hakkı Anlaşması imzalanması işlemlerinde uygulanacak usul ve esasları belirlemektir. Su kullanım hakkı anlaşmasında yer alması gereken hükümler, anlaşmanın 17 imzalanmasına, yenilenmesine, tadiline ve sona ermesine ilişkin usul ve esaslar belirtilmiştir. Bazı Yatırım ve Hizmetlerin Yap-İşlet-Devret Kamu kurum ve kuruluşlarınca yapılan, ileri Modeli Çerçevesinde Yaptırılması Hakkında teknoloji Kanun gerektiren bazı yatırım ve hizmetlerin, yap- veya işlet-devret yüksek maddi modeli kaynak çerçevesinde yaptırılabileceği belirtilmiştir. Bu kanun baraj, sulama, içme ve kullanma suyu, artıma tesisi, elektrik iletim ve dağıtım işletmeleri ve benzeri hizmetlerin işletilmesi ve devredilmesi konusunda, yap-işlet-devret modeli çerçevesinde sermaye şirketlerinin veya yabancı şirketlerin görevlendirilmesine ilişkin usul ve esasları şeklindedir. Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine Bu İlişkin Yönetmelik lisanssız üretim için gerekli usul ve esaslar yönetmelik yenilenebilir enerjide belirtilmektedir. Hidrolik kaynakları dayalı üretim tesisi kurmak isteyen gerçek veya tüzel kişiler sisteme bağlantı ve su kullanım hakkı edimi amacıyla, yönetmelikte belirtilen belgeleri hazırlayarak tesisin kurulacağı yerin İl Özel İdaresi’ne başvuruda bulunur. İl Özel İdaresi görüş almak için alınan başvuruları DSİ’ye gönderir. DSİ’nin olumlu görüşünün olması halinde, İl Özel idaresi bağlantıya ilişkin başvuruyu ilgili şebeke işletmecisine iletir. DSİ tarafından çıkarılan mevzuatta istenen bilgi veya belgeler tamamlanmadan hidrolik kaynaklara dayalı üretim tesisi kurmak amacıyla başvuru yapılamaz. DSİ tarafından uygun görülmesi halinde İl Özel İdaresi Su Kullanım Hakkı İzin Belgesi 18 düzenlemeye yetkilidir. İlgili şebeke işletmecisi başvurunun kendilerine ulaşmasına müteakip bağlantı noktalarının uygunluğunu kontrol eder. Bağlantı noktasının uygun olmaması halinde sorunların giderilmesi için başvuru sahibine bildirimde bulunur. Uygunluk verildiği takdirde kendi internet sitesinde yayınlamak suretiyle başvuru sahibini sözleşme imzalamaya davet eder. Yenilenebilir Enerji Kaynak Belgesi Verilmesine İlişkin Usul ve Esaslar Hakkında Yönetmelik Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim tesisleri için üretim lisansı sahibi tüzel kişilere Yenilenebilir Enerji Kaynak Belgesi verilmesine ilişkin usul ve esaslar belirlenmiştir. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından Elektrik Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik Enerjisi Üreten Tesislerde Kullanılan Aksamın enerjisi Yurt İçinden İmalatı Hakkında Yönetmelik bütünleştirici parçaları ile birlikte yurt içinde üreten tesislerde kullanılan ve imal edilen aksamın, kanun kapsamında belirlenen cetvele belirlenmesi, göre ilave belgelendirilmesi fiyatının ve denetlenmesi ile ilgili usul ve esaslar belirtilmiştir. 19 3.HES PROJELENDİRMELERİ Türkiye yenilenebilir enerji kaynaklarının çeşitliliği açısından elverişli bir coğrafi konuma ve iklimsel özelliklere sahiptir. Başlıca yenilenebilir enerji kaynakları arasında hidrolik, biyokütle, rüzgar, jeotermal ve güneş enerjisini bulunduğu Türkiye’de elektrik üretiminde yenilenebilir enerjinin payı yeterli düzeyde değildir. Diğer taraftan Türkiye’de yenilenebilir enerjinin payının artırılabilmesi için hidroelektrik enerji yatırımlarına önem verilmektedir. Hidroelektrik enerji planlamaları geniş bir aşama başlıklarını kapsamaktadır. Bir çok denetim metotlarından en uygun olanları hidroelektrik projelerin planlama ve uygulama safhalarında yer almalıdır. Teknik yönden, finansal, çevresel ve sosyal bakış açılarıyla en uygun dizayn yöntemlerinin geliştirilebilmesi için, inşaat mühendisleri, makine mühendisleri, jeoloji mühendisleri, ekonomistler, ekolojistler, sosyologlar ve daha birçok konusunda uzman personelin uyum içerisinde kendi yeteneklerini proje formatına uyarlamaları önerilmektedir. Bu aşamada hidroelektrik enerji projelerinin yapılandırılması inşaat öncesi, uygulama aşaması, çalıştırma ve devamlılık aşaması olarak sınıflandırılabilir [15]. 3.1.İnşaat Öncesi Araştırma, planlama ve tasarlama çalışmalarının büyük bir bölümü bu aşamada tamamlandığı için, inşaat öncesi aşaması, proje geliştirme çalışmalarının en önemli bölümünü oluşturmaktadır. Projelendirmede, geliştirilmeye açık birkaç alternatif proje önerisi daha olması ve her birinin değerlendirilmesi gereken farklı özelliklerinin bulunması muhtemeldir. Bu alternatif uygulamalar, artırılan detaylandırmalara, önemine ve gerçekçiliğine dayanan sıralı aşamalarla değerlendirilirler. İnşaat öncesi aşamasının bölümleri keşif çalışmaları, ön fizibilite çalışmaları ve fizibilite çalışmaları olarak sıralanmaktadır. Her bir basamakta, alternatif örnekler, belirlenen amaca göre en derin çözüm önerisini sunabilecek, sürdürülebilir olup olmadıkları denenerek araştırılır. İlgili basamakta gereksinimleri karşılayamayan alternatif örnekler elenir ve geride kalanları daha detaylı araştırmalara, projenin kaldırabileceği maksimum ölçütlere göre değerlendirmelere maruz kalacağı yeni aşamaya geçerler. Bu eleme prosedürleri ihtiyaç 20 fazlası ve ilgi çekmeyen seçenekleri barındıran alternatif örneklerin erken aşamada elenmesine sebebiyet verdiği için, ekonomik anlamda para kurtarıcıdır [16]. 3.1.1.Keşif Çalışmaları Bu çalışmalar proje planlaması için yapılan ilk adım olup, ana teması alternatif projelerin tanılandırılması ve değerlendirilmesidir. Planlamanın ilk aşamasında alternatif projeler için yapılacak başarılı bir tanılandırılma ve değerlendirilme çalışması, denetimli hidroelektrik plancılara dayanmaktadır. Araştırmalara genellikle hidroelektrik projelerin inşaatı ve planlamasında oldukça tecrübeli bir mühendis başkanlık etmektedir. Ücretlendirme ve ölçümleri bütçeleştirme için müteahhitlik deneyimine de ihtiyaç duyulur. Deneyimli mühendislerin uyumu, daha fazlı pratik mühendislik çözümü kazanmış dengeli bir projeyi formüle etmeye yardım eder. Keşif çalışmalarında ilk adım olarak enerji pazarı, hidroloji, jeoloji, topografi, çevresel ve sosyo-ekonomik veriler vb. bütün ilgili bilgi ve veriler toplanır. Uygun veriyi kullanarak, plancı, proje için akış hızı, tepe noktası ve çevresel etki değerleri gibi temel parametreleri kurgulandırmaya çalışır. Bunlar kesin parametreler olmamakla beraber planlama işlemleri boyunca gelecek revizyon ve ayarlamalara konu olacaktır. Belirlenen geçici parametrelerle ilk proje planlaması başlar. Saha turlarıyla ortaya çıkan birkaç tasarı hazırlanır, bu tasarıların proje alanı içerisindeki sürdürülebilirliği değerlendirilir ve uygun olmayan seçeneklerden arındırılır. İlk yatırım tahminleri de sabit parametreler ve projenin kaldırabileceği ekonomik esneklik etkeni dikkate alınarak hazırlanır. Alternatif proje tasarıları genel kapasitelere (birim kWh başına yıllık elektrik üretimi bütçesi) dayanarak karşılaştırılır. Keşif çalışmaları sonucunda, çalışma bulgularıyla beraber projenin uygulanabilirliği ile ilgili planlamacıların görüşlerini yansıtan bir rapor hazırlanır [16]. 3.1.2.Ön fizibilite Çalışmaları Bu aşamada, tanılanan projeler planlama işlemlerinde bir adım daha öteye taşınır. Daha gerçekçi sonuçlar elde etmek için daha detaylı araştırmalar yapılır. Belirsizlikler maliyet üzerindeki ana etkinler olduğu için, kuruluş belirsizliklerinin bulunduğu alanlarda denemeyanılma, örnekleme ve test işlemlerini içeren jeolojik incelemeler yaygınlaştırılır. Bunun dışında, inşaat materyallerinin ve geçici depo bölgesinin uygunluğu incelenir, kurulu kapasite ve proje tipi (nehir tipi veya depolamalı olup olmadığı) gibi ana proje özelliklerinin başlangıç seçimleri anlaşılır, alternatif tasarılara göre mümkün çevresel ve sosyal etkiler tanımlanır. 21 Ön fizibilite araştırmasının yapılması ve daha detaylı verilerin temininden sonra, alternatif projeler üzerinde çalışılır ve proje planlarını geliştirebilmek için sırasıyla test edilir. Gereklilikler ve fiyatlar, temel niceliklere ve artık anlaşılan alternatif projelerin karşılaştırmalarına bağlı olarak tahmin edilir. Ön fizibilite çalışmasının sonunda ise kapsamlı bir rapor oluşturulur. Bu rapora dayanarak, proje sahipleri yatırıma devam edip etmeyeceklerine karar verir. Bu durum proje sahiplerine, eğer yatırıma devam etmeye karar verirlerse bütçedeki temel bir ödenek planını da görme fırsatını mümkün kılar [16]. 3.1.3.Fizibilite Çalışmaları Fizibilite çalışmaları, öne sürülen projenin kapsamlı analizi ve detaylı bir çalışmasıdır. Olası bir yatırımın teknik, ekonomik ve çevresel yönden uygulanabilir olup olmadığını ve tahmini ekonomik durum için mantıklı olup olmadığını anlamaya yönelik araştırmaları içerir. Fizibilite çalışmaları, yanılgı tahminlerini, tasarım ve olası maksimum taşkınları, yükseltiye ve uygun görülen proje için kurulu kapasiteye göre potansiyel güç miktarı kararlarını, ana yapının ilk tasarımlarını, deprem etkisi analizlerini, proje uygulama bölgesinin uygunluğunu, su seviyesi ve ekipmanlarını, ayrıntılı maliyet tahminlerini, nakdî akış tablosu gelişimini, uygulama ölçümlerinin ve geliştirme planlarının üretimini, ekonomik ve finansal analizlerin yanında çevresel etki-tepki mekanizmasını içerir. Fizibilite çalışmasının sonunda bir fizibilite raporu hazırlanır. Bu rapor, yatırımcı kuruluşa, yatırımcı proje yatırımı için devam edip etmeyeceğine karar vereceği için, ayrıntılı ve güvenilir bilgileri sağlamaktadır. Ayrıca, rapor proje fonlaması için de önemlidir. Destek sağlayıcı kurumlar projenin maliyetlerinin uygun ve güvenilir kaynaklara dayanıp dayanmadığına karar verebilmek için bu fizibilite raporlarını talep ederler. Fizibilite çalışması raporu, aynı zamanda yatırım lisansı için gerekli başvuru dokümanları için de gereklidir. Türkiye’de hidroelektrik enerji projeleri için yatırım yapma isteğinde olan firmalar, kendi bağımsız enerji üretim lisanslarını alabilmek için DSİ’ye yapacağı başvurudan çok daha önce fizibilite raporu hazırlamak ve sunmak zorundadır [16]. 22 3.2.Uygulama Aşaması Projenin uygulama safhası 3 basamağa dayanır. Birinci basamakta planlama çalışması belirlenir. İkinci basamakta ihale ve kontrat işlemleri yapılır ve son basamakta yapım işine geçilir. Bu basamakların birbirinde ayrı tasarılar gibi gözükmesine rağmen, çoğu kısımları proje işleyişindeki gibi simultane olarak ortaya çıkar. Belirli plan çalışmasında, projenin en son formülasyonları ve yapılandırması ele alınır. Proje ekipmanlarının ayrıntılı tasarımları sonuçlandırılır. İhale çizimleri hazırlanır. Elektromekaniksel ve iletimsel çalışmalarla birlikte bütün mühendislik detaylarına karar verilir. İhale prosedürlerine bağlı olarak yol yerleşim tasarımları, nicel fatura ve özellik miktarları, inşaat ve kaynak listeleri ve finansal planlamalar hazırlanır. İhale ve kontrat kısmı ihaleyi alan firmayla birlikte başlar ve yüklenici belirlenir. Nihayetinde pazarlıklar sonucunda kontrat imzalanır. Kontratların imzalanması sonrasında inşaat başlar. İnşaat aşamasında da bazı tasarım işleri devam eder. Sergi çizimleri, yarı tasarı çizimleri, uygulama ve süreklilik işlemleri, çalışan personellerin eğitimi de inşaat işi süresince devam eder. İnşaat işi, bütün mühendislik, mekanik, elektriksel ve iletimsel işler tamamlandığında sonuçlanır [17]. 3.3.Çalıştırma ve Devamlılık Aşaması Çalıştırma ve devamlılık aşamasının ana fikri başarısızlık riskini azaltmak ve tesisin düzgün çalışmasından emin olmaktır. Bunu başardıktan sonra koruyucu bakım programları önceden hazırlanmış olmalıdır. Hidroelektrik projenin her bir ekipmanın ekonomik bir ömrü vardır. Dikkatli bakım ve onarım sağlanarak bu ekipmanların ömrü uzatılabilir, böylece dikkate değer miktar nakit tasarrufu sağlanabilmektedir. Bununla beraber bazı durumlarda bazı ekipmanları yenilemek daha uygundur. Örneğin bir santralin rehabilte edilme durumu ve türbinlerinin yenilenmesi gündemde olsun. Bu yenileme çalışmalarının giderleri, artan verimlilikle birlikte tesisin yıllık gelirine denk bir rakama tekabül edebilir. Bu da yenilemenin bir veya iki yılda kendini amorti edeceği ve şirketi kâra geçireceği anlamına gelmektedir. Hidroelektrik santraller genellikle otomasyona dayalı ve uzaktan kontrol edebilecek şekilde tasarlanır. Dolayısıyla çok fazla çalışan gerektirmez. Periyodik bakımları ve küçük tamir işleri şirkette çalışan elemanlar tarafından çözülebileceği gibi, büyük ölçekli görevler, bakım ve onarımlar genellikle elektrik üretim ekipmanlarının üreticilerine yaptırılmaktadır [18]. 23 4. KARABÜK’TE HES Özellikle ilçelerinde mevcut bulunan Soğanlı, İncedere, Banaz, Karakaya gibi akarsu zenginliklerine sahip Karabük, son zamanlarda aldığı HES yatırımları ile adından sıklıkla söz ettirmektedir. Zaman zaman toplumsal tepkiler de görmesine rağmen, şuana kadar toplam 21 HES projesi hazırlanmış ve bu HES’lerden inşaata başlanan 1 adet proje durdurulmuştur. Tablo 4 : Karabük’te Kurulan veya Kurulması Planlanan HES’ler [19]. Projenin Adı Akarsu Aşaması Bitiş Tarihi Yalnızca HES Filyos/Yenice İşletmede 2009 Kadıbükü HES Filyos/Araç Fizibilite Filyos HES Filyos/Yenice Ön Rapor Aktaş HES Soğanlı/Filyos/Yenice Planlama İkiler HES Soğanlı/Gerde/Filyos/Yenice İnşa Halinde 2015 Eren HES Soğanlı/Filyos İnşa Halinde 2014 Karakaya HES Karakaya/Filyos/Yenice FizibiliteSKHA Pirinçlik HES Filyos/Soğanlı İnşa Halinde Şimşir HES Şimşir/Filyos/Yenice FizibiliteSKHA Suçatı HES Filyos/Yenice İnşa Halinde Filyos/Yenice/Araç/Eflani FizibiliteSKHA Suçatı II HES Filyos/Yenice SKHA Doğan HES Soğanlı/Filyos Fizibilite Han Regülatörü ve HES 2014 Durdu 24 Eskipazar Çayı Çalkaya Regülatörü ve Soğanlı/Filyos/Yenice/Eskipazar Ön Rapor ve Soğanlı/Filyos/Yenice/ Eskipazar Ön Rapor ve İncedere /Filyos/Yenice FizibiliteSKHA İncedere/Filyos/Yenice Fizibilite Çatacık HES Banaz/Filyos/Yenice/Eskipazar/ Ön Rapor Yenice HES Şimşir/Filyos/Yenice Fizibilite Buldan/Filyos/Yenice/Araç Ön Rapor İncedere/Filyos/Yenice FizibiliteSKHA Cemal Ovası HES Alacıkgüney Regülatörü HES Alaboğa Regülatörü HES Alel Regülatörü 5 ve HES Mağara Regülatörü ve HES Uzunburun HES Tablo 4’ta belirtilen değerlerin grafiksel gösterimi Şekil 8’de belirtilmiştir. Şekil 8’e göre Karabük’teki HES’lerin büyük bir çoğunluğu fizibilite aşamasında olup, işletmede bulunan bir adet HES, 2009 yılından bu yana işletmede bulunan Yalnızca tesisleridir. Bu özelliği ile Yalnızca HES diğer yatırımlara da örnek teşkil etmektedir. İşletmede bulunan HES sayısının 2015 yılı sonunda en az dörde çıkması beklenmektedir. Bununla beraber toplam 10 adet santral fizibilite aşamasındadır veya DSİ ile arasında Su Kullanım Hakkı Anlaşması (SKHA) 25 kabul görmüştür. Mevcut kapsamda bir adet santral planlama aşamasında olup, beş adet tesis için ise DSİ’ye ön rapor iletilmiştir. Şekil 8: Aşamalarına Göre HES’ler Karabük’te kurulu olan, kurulmakta olan ve kurulması planlanan santrallerin kurulu güçlerinin yanında sağladıkları yıllık toplam enerji miktarları tabloda belirtilmiştir. Tablo 5’e göre Karabük’te işletmede bulunan ve işletmeye alınması planlanan bütün santrallerin toplam kurulu güç miktarı 217,61 MW’a tekabül etmektedir. Bu santrallerin yıllık toplam enerji üretimi ise 713,703 GWh olacaktır. Bu rakamlara inşa aşamasında durdurulan 32,5 MW’lık kurulu güç ve 85,34 GWh toplam yıllık enerji üretimi kapasitelerine sahip olan Suçatı I HES de dahil edilmiştir. Bütün santraller içinde işletmede bulunan Yalnızca HES, 15,3 MW kurulu güce sahiptir ve toplam yıllık enerji üretimi miktarı 56,88 GWh’tir. Tablo 5: Karabük’teki HES’lerin Enerji Verileri [19]. Toplam Enerji Projenin Adı Kurulu Güç (MW) Yalnızca HES 15,3 56,88 Kadıbükü HES 8,27 26,36 Filyos HES 10,4 53,6 (GWh) 26 Aktaş HES 12,5 37,74 İkiler HES 3,3 11,38 Eren HES 37,038 141,898 Karakaya HES 4,6 14,27 Pirinçlik HES 22,5 76,85 Şimşir HES 4,9 15,75 Suçatı HES 32,5 85,34 Han Regülatörü ve HES 6,14 16,21 Suçatı II HES 10,5 24,36 Doğan HES 8,55 29,07 Cemal Ovası HES 10 29,5 Alacıkgüney Regülatörü ve HES 0,7 3,6 Alaboğa Regülatörü ve HES 4,73 18,41 Alel 5 Regülatörü ve HES 2,84 7,75 Çatacık HES 1,15 4,81 Yenice HES 7 21,54 Mağara Regülatörü ve HES 1,24 6,3 Uzunburun HES 13,45 32,084 Eskipazar Çayı Çalkaya Regülatörü ve 27 Tablo 5’te belirtilen santrallerin aşamalarına göre kurulu güç miktarları Şekil 9’da belirtilmektedir. Şekilden daha net bir biçimde anlaşılabileceği gibi, işletmede bulunan santralin sahip olduğu kurulu güç miktarı bütün santrallerin kurulduğu varsayımı yapıldığında toplam kurulu gücün %7’sine tekabül etmektedir. Şekil 9: Aşamalara Göre HES’lerin Kurulu Güçleri. 28 Şekil 10’da tüm aşamalardaki santrallerin yıllık toplam enerji kapasiteleri belirtilmiştir. Bu şekilde inşa halindeki santrallerin kapasitelerinin fizibilite ve Su Kullanım Hakkı Anlaşması aşamasında olan santrallere göre daha yüksek olduğu görülmektedir. Bu duruma bulundukları bölgedeki akarsu hatlarının kotları, yoğunluğu gibi çeşitli etkenler sebebiyet vermektedir. Burada da işletmede bulunan santralin sahip olduğu yıllık toplam enerji üretimi kapasitesi, bütün santrallerin işletmeye alındığı varsayımı yapıldığı takdirde toplam üretimin %8’ine tekabül etmektedir. Şekil 10: Aşamalarına Göre HES’lerin Yıllık Toplam Enerji Kapasiteleri. 29 5.ZONGULDAK’TA HES Zonguldak’ta kurulan veya kurulması planlanan HES’lerin büyük bir bölümü Filyos üzerinde kümelenmiştir. Kurulu oldukları yere göre HES’lere ait liste Tablo 6’da belirtilmektedir. Tablo 6 : Zonguldak’ta Kurulan veya Kurulması Planlanan HES’ler [19] . Projenin Adı Akarsu Aşaması Bitiş Tarihi Gülüç Irmağı Fizibilite Aralık HES Alaplı SKHA Devrek HES Devrek/Filyos Fizibilite Çayaltı I HES DevrekFilyos İnşa Halinde Buldan HES Devrek / Buldan / Filyos Ön Rapor Çay HES Devrek / Filyos Planlama Tefen HES Yenice / Filyos İşletmede 2011 Eğerci HES Devrek / Eğerci / Filyos İnşa Halinde 2014 Devrek / Filyos İnşa Halinde 2015 Kızılcapınar HES Çayaltı II HES 2015 Tablo 6’da isimleri belirtilen HES’lerin grafiksel olarak gösterimi şekil 11’de belirtilmiştir. Grafiğe göre Zonguldak’ta mevcut durumda işletmede bulunan 1 adet tesis, inşa halinde 3 adet, fizibilite ve Su Kullanım Hakkı Sözleşmesi imzalanma aşamasında 3 adet, ön rapor ve planlama aşamasında ise toplam 2 adet olmak üzere dağılımını göstermektedir. 30 Şekil 11 : Zonguldak’taki HES’lerin Aşamalarına Göre Dağılımları. Kurulu güçlerine göre Zonguldak’taki HES’ler dikkate alındığında 30,5 GWh firm, 110,7 GWh sekonder olmak üzere toplam 141,2 GWh’lik enerji seviyesi ile dikkat çeken ve mevcut durumda da işletmede olan Tefen HES, 30,5 MW’lık kurulu güce sahiptir. HES tesislerinin tamamı aktif duruma alındığında Zonguldak 106,75 MW kurulu güce ve 427,26 GWh’lik toplam enerji kapasitesine sahip olacaktır. Kapasitelerine göre Zonguldak’ta bulunan HES listesi Tablo 7’de belirtilmektedir. Tablo 7 : Zonguldak’taki HES’lerin Enerji Verileri [19] . Projenin Adı Kurulu Güç (MW) Toplam Enerji (GWh) Kızılcapınar HES 5,25 18,33 Aralık HES 8,2 27,13 Devrek HES 9 52,37 Çayaltı I HES 4,98 14,5 Buldan HES 4 20 Çay HES 33 127,72 31 Tefen HES 33 141,2 Eğerci HES 2,53 6,09 Çayaltı II HES 6,79 19,92 Aşamalarına göre Zonguldak’taki santrallerin kurulu güç miktarları ve toplam enerji kapasitesi dağılımları Şekil 12’de belirtilmektedir. Şekle göre mevcutta işletmede olan santral tarafından elde edilen enerji miktarı diğer aşamalardaki santrallere göre daha fazladır. Ancak aşamalarına göre sıralanan bütün santrallerin işletmeye alınmasıyla elde edilen enerji, mevcut kapasitenin iki katından daha fazla olacaktır. Şekil 12 : Zonguldak’taki HES’lerin Aşamalarına Göre Enerji Dağılımları. 32 6.BARTIN’DA HES Gökırmak, Arıt, Kozcağız gibi ırmak ve akarsu bölgelerine sahip olan Bartın’da herhangi bir HES inşaatı bulunmamaktadır. Bunun dışında Kirazlıköprü Barajı inşaatına başlanacak olup, baraj inşaatının bölgesinde HES tesisi bulunmamaktadır. Kurulu oldukları yere göre Bartın’daki HES’ler Tablo 8’de listelenmektedir. Tablo 8 : Bartın’da Planlanan HES’ler Listesi [19] . Projenin Adı Akarsu Aşaması Orsa I HES Gökırmak/Ova SKHA Bartın HES Bartın Irmağı Planlama Nazire HES Gökırmak/Ulus Fizibilite Kozcağız/Kumluca Fizibilite Kozcağız/Kumluca/DeğirmenUluköy SKHA Arıt SKHA Ulus II Regülatörü ve HES Gökırmak/Ulus SKHA Ulus I Regülatörü ve HES Gökırmak/Ulus SKHA Kozcağız/Kumluca/Katırova Fizibilite Gökırmak Proje Kozcağız/Güney Ön Rapor Kumluca HES Karataş HES Kayadibi HES Katırova HES Kirazlıköprü HES Güney HES Tablo 8’de belirtilen tesislerin aşamalarına göre grafiksel gösterimi Şekil 13’te belirtilmiştir. Bartın’da henüz tesisi inşaatına başlanmış olan mevcut bir tesis bulunmadığı için, projelerin bitiş tarihlerinde netlik belirlenememektedir. 33 Şekil 13 : Aşamalarına Göre Bartın’daki HES tesisleri. Kurulu güçlerine göre Bartın’daki HES tesisleri öngörüleri incelendiğinde, 19,56 MW kapasite ile Kayadibi HES ve 12,3 MW ile Kirazlıköprü HES dikkat çekmektedir. Tesislerin tamamı işletmeye alındığında, Bartın’da HES’lerin sahip olduğu kurulu güç miktarı 75,67 MW’a, bu tesislerden elde edilebilecek yıllık toplam enerji miktarı ise 264,89 GWh’e ulaşacaktır. Enerji getirilerine göre Bartın’daki HES tesisleri Tablo 9’da belirtilmiştir. Tablo 9 : Enerji Kapasitelerine Göre Bartın’da Planlanan HES’ler [19]. Projenin Adı Kurulu Güç (MW) Toplam Enerji (GWh) Orsa I HES 8,41 32,53 Bartın HES 8,68 37,17 Nazire HES 3,75 11,72 Kumluca HES 2,1 7,77 Karataş HES 2,1 7,61 19,56 42,67 Kayadibi HES 34 Ulus II Regülatörü ve HES 3,7 18,68 Ulus I Regülatörü ve HES 4,11 21,21 Katırova HES 6,46 24,53 Kirazlıköprü HES 12,3 41,2 Güney HES 4,5 19,8 Tablo 9’da belirtilen tesislerin aşamalarına göre sahip oldukları enerji dağılımları da Şekil 14’te belirtilmektedir. Böylece en yüksek enerji dağılımlarının mevcut durumda fizibilite aşamasında olduğu görülen Bartın’da, bütün tesislerin işletmeye alınması durumunda yeterli bir hidroelektrik potansiyelin mevcut olduğu görülmektedir. Şekil 14: Bartın’daki HES’lerin Aşamalarına Göre Enerji Dağılımları. 35 7.SONUÇ Mevcut durumda çevreyi kirleten fosil yakıt kaynaklı enerji üretim tesisleri Türkiye’de hâlen birincil ve en yüksek enerji girdisi sağlayan kaynak durumundadır. Avrupa ve Dünya politikalarının da çevresel ve iklimsel değişimleri gözeterek uyguladıkları yeni enerji politikalarından Türkiye de etkilenmiş olup, yenilenebilir ve çevreci enerji uygulamalarına daha fazla önem verilmeye başlanmıştır. Suyun hareket enerjisinin de elektrik enerjisine çevriminin mümkün olduğu Hidroelektrik Enerji de uygun ve verimli şekilde konumlandırıldığında çevreye en az zarar veren çevrimsel enerji yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada da Karabük, Zonguldak ve Bartın’da kurulu ve kurulması planlanan HES yatırımları incelenmiş olup, HES yatırımları hususunda dikkat edilmesi gereken durumlar hakkında araştırmalar yapılmıştır. İklimsel özellikleri benzerlik gösteren bölge illeri, yıl boyunca ortalama düzeyde yağmur alan, güneş enerjisi kullanımı ve rüzgar enerjisi potansiyeli anlamında yüksek sürdürülebilirlik vadetmeyen, genellikle sanayi kültürüyle anılan illerimizdendir. Bazı ilçelerinde yaygın tarım uygulamaları ve verimli ovaları bulunan illerde, yeterli düzeyde akarsu potansiyeli vardır. Yeni enerji düzenlemeleriyle enerji üretimi lisansının özel firmalara verilmesine yönelik kanuni uygulamaların hayata geçmesi sonucunda bölgede bazı özel firmalar enerji yatırımlarında bulunmaktadır. Bu yatırımlardan aynı zamanda araştırma konumuz olan HES üzerine 2009 yılında işletmeye geçen Yalnızca santralleri ve 2011 yılında işletmeye geçen Tefen santralleri bölgedeki örnek durumundadır. Karabük’te işletmede bulunan mevcut santral dışında, toplam 20 adet, Zonguldak’ta işletmede bulunan mevcut santral dışında toplam 9 adet ve Bartın’da toplam 11 adet enerji üretimi lisansı almış şirket ve yatırım planı mevcuttur. Bunlardan 7 adet firma inşaat aşamasında olup, inşaat aşamasındaki firmalardan 1’i inşaatı durdurma kararı almıştır. Bunun dışında planlama aşamasında bulunan 3 adet, DSİ’ye ön raporlarını sunma aşamasında olan ise 7 adet HES yatırımı mevcuttur. 21 adet yatırım ise Su Kullanım Hakkı Anlaşması aşamasında veya fizibilite hazırlığındadır. Mevcut yatırım planlarının tamamı işletmeye alındığı takdirde, Karabük’te 217,61 MW kurulu güce ve 713,703 GWh toplam yıllık enerji üretim miktarına, Zonguldak’ta 106,75 MW kurulu güce ve 427,26 GWh toplam yıllık enerji üretim miktarına ve Bartın’da 75,67 MW kurulu güce ve 264,89 GWh toplam yıllık enerji üretim miktarına ulaşılmış olacaktır. 36 Bölgede kurulması planlanan HES’lerin üretme potansiyelinde oldukları yıllık enerji miktarlarının yanı sıra, doğal yaşama ve çevresel döngülere etkileri de birçok HES projesinde de olduğu gibi tartışılmaktadır. Bu tartışmalar, projenin uygulama bölgesi olan kırsallarda yaşayan bölge insanı tarafından protestolara dönüşebilmektedir. Özel firmalar projelerini uygulamadan önce projenin uygulanacağı ilin Özel İdare birimlerince gerekli izinleri almanın yanı sıra DSİ ile Su Kullanım Hakkı Sözleşmesi imzalamalı, fizibilite çalışmalarını iletmeli, projenin ilerleyişi hakkında DSİ’ye gerekli bilgi ve dokümanları sunmalıdır. Ancak yeterli denetimlerin yapılmadığı veya eksik bilginin verildiği durumlarda HES’lerin inşaat ve işletme sürecinde bir takım çevresel etkiler meydana gelmesi kaçınılmaz olacaktır. İnşaat ve işletme sürecindeki etkiler projeden daha yüksek verim elde etmek adına yapılan bazı uygulamaların detaylı araştırma yapılmaması durumunda sonuçlandıracağı olumsuz etkilerdir. HES’lerde kot farklarının yüksek olması gerekli düşü yüksekliğinin elde edilerek daha fazla enerji sağlanması adına tercih sebebidir. Buralardaki faaliyetler dik yamaçların yol, cebri boru, tünel, veya iletim kanalı kurulabilmesi için yarılmasına erozyon ve toprak kayması riskinin artmasına sebebiyet verebilir. Buralardan çıkarılan hafriyat atıkları da uygun alanlarda depolanmak zorundadır. Ayrıca doğal hayatı sürdürülebilir kılmak için su canlılarına ilave kanal yapılarak ilgili tesisten etkilenmemeleri sağlanmalı, akarsu yatağı daraltılarak ilgili su debisinde yaşamaya adapte olmuş su canlılarının ölümüne sebebiyet vermemeli, inşaat sürecinde kullanılan patlayıcıların çevresel etkileri iyice analiz edilmelidir. Bunun dışında planlama aşamasında enerji nakli detaylarıyla planlamalı, nakil için gerekli ekipmanların taşınımında ağaçlık alanlar göz ardı edilmemelidir. Su Kullanım Hakkına Dair Yönetmelik gereğince, hidroelektrik üretim tesisi kuran şirketler, doğal hayatın idamesini sağlayacak miktarda suyu dere yatağına bırakmakla yükümlüdür. Can suyu olarak bilinen ve HES projesine esas alınan son on yıllık ortalama akımın en az %10’u olarak saptanan bu su miktarı, o bölgeye yatırım yapacak firma tarafından, doğal hayatı döngüsü düşünülerek zorunlu olduğu durumlarda artırılmalıdır. Kamu eliyle veya özel firma eliyle çevresel akış sisteminin devreye alınması ekolojik anlamda önemli gelişmeler sağlayacaktır. Çevresel akış, temelde nehrin su kalitesini korumaya yöneliktir ve bir nehir için çevresel akış metodu belirlerken, nehrin sağlığının ne derecede muhafaza edileceği, çevresel varlıkların koruma gereklilikleri, nehrin insana sunduğu hizmetlerde kabul edilebilir risk boyutu ve suyun tarım ve hayvancılık gibi diğer kullanımlarına verilecek öncelikler göz önüne alınır. Böylece çevresel akış sadece nehir ekolojisini korumaya yönelik değil, aynı zamanda sosyoekonomik koşulları da muhafaza etmeyi amaçlar. Çevresel akış planlaması 37 farklı coğrafi ve iklimsel özelliklere sahip olan ülkemizde, her bir iklim bölgesi için ayrı ayrı yapılacak bilimsel çalışmalarla ve uygun çevresel akış metotları ile saptanmalıdır. Belirli tedbirlerin alınması şartıyla bölgede sürdürülebilir Hidroelektrik Enerji yatırımının mümkün olduğu öngörülmektedir. Bu tedbirlerin önemle dikkate alınması, su kaynakları yönetiminin, suyu, içme ve kullanma gibi temel ihtiyaçları karşılamada ve elektrik üretiminde kullanılırken, aynı zamanda ekosistem hizmetlerini, devamlılığını, tatlı su türleri ve habitatlarının korunmasını da güvence altına alan bir anlayış çerçevesinde yapılandırılması ve uygulanması gerekmektedir. Bu süreçte HES işletim aşamalarında çevresel akış uygulamalarına dikkat çekilmesi, uygulayıcıların ve yüklenicilerin de bu konuda kapasitelerinin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu uygulamalar, bölgemize herkes tarafından kabul gören temiz enerji kaynaklarının kazandırılmasında etkili olacaktır. 38 KAYNAKLAR 1- A. Akçakaya, H. Atay ve Ö. Demir, 6th Atmospheric Science Symposium (ATMOS), 2013. 2- Enerji Sektörü Raporu, Barajlar ve Hidroelektrik Santraller Daire Başkanlığı, DSİ, Ankara, 2004. 3- www.eia.gov/forecasts/ieo/more_highlights.cfm, International Energy Outlook, 2013. 4- www.eie.gov.tr, Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü Resmi İnternet Sitesi, 2009. 5- J. P. Harvey, Water Quality, Sediment, Benthos and Fisheries Baseline Survey: River Don Water Injection Dredging, Report to British Waterways, 1998. 6- Blue Energy for a Green Europe: Strategic Study fort he Development of Small Hydro Power in the European Union, Universita Commerciale Luigi Bocconi, Milano, İtaly, 2000. 7- E. Kossler, Installed and Planned Minihydro Power, Osstructiron, 1992. 8- M. Aksungur, O. Ak ve A. Özdemir, Nehir Tipi Hidroelektrik Santrallerinin Sucul Ekosisteme Etkisi, Trabzon, 2011. 9- Nationalencyklopedin, Binding 19, 1996. 10- N. S. Yorgancılar ve H. Kökçüoğlu, Pompaj Depolamalı Santrallerin Türkiye’de Geliştirilmesi, EİE Genel Müdürlüğü. 11- M. G. Jog, Hydro Electric and Pomped Storage Plants, 1989. 12- Layman’s Guidebook On How to Develop a Small Hydro Site (Second Edition), European Small Hydropower Association, 1998. 13- İ. Çallı, Hidrolik Makinalar Ders Notları, Sakarya, 2007. 14- http://www.hydro-turbines.com 15- R. Mutlu, Feasibility Study of a Hydropower Project, Final Thesis, Ankara, 2010. 16- Planning and Implementation of Hydropower Projects, Norwegian Institute of Technology, Division of Hydraulic Engineering, 1992. 17- RETScreen International, Small Hydro Project Analysis, Canada, 2004. 18- A.F. Karamustafaoğlu, “Küçük ve Orta Ölçekli Hidroelektrik Santraller için KontrolKumanda, Ölçme ve Koruma Sistemi Tasarımı, Geliştirilmesi ve Prototip Üretimi Projesi, TEMSAN, 2010. 19- Hidroelektrik Enerji Şubesi, DSİ 23. Bölge Müdürlüğü, Kastamonu. 39