Yerli kömür, baz yük sağlamaktan uzak

Türkiye’de 2023 yılındaki en düşük saatlik tüketim 19,6 GWh ile Nisan ayında gerçekleşirken en yüksek tüketim 54 GWh ile Temmuz ayında gerçekleşmiştir. Son beş yıllık ortalamalar dikkate alındığında toplam tüketimin en düşük olduğu Mayıs ayında elektrik tüketimi 25 GWh’in altına düşmezken tüketimin yüksek olduğu Ağustos’ta minimum talebin 32 GWh olduğu görülmektedir. Özetle mevsim, hava sıcaklığı ve insan davranışlarına bağlı olarak minimum elektrik tüketimi değişmekle birlikte, Türkiye’nin sürekli elektrik ihtiyacının yaklaşık 20 GWh olduğu söylenebilir. Sürekli olarak gerçekleşen bu talep baz yük olarak adlandırılmaktadır. 

Baz yük santralleri, sürekli olarak sabit miktarda elektrik üretimi yapan ve elektrik şebekesinin minimum talebini karşılayan santrallerdir. Santraller sabit miktarda elektriği şebekeye sağlarken elektrik sistemindeki dalgalanma ve kesintilerin de azaltılmasına katkıda bulunur. Baz yük santralleri bu nedenle yüksek kapasite kullanım oranı ile çalışmaktadır.  Bu santraller, uzun süreli ve sürekli çalıştıkları için genellikle düşük işletme maliyetlerine sahiptir. Bu da ulusal elektrik üretim maliyetlerinin düşmesine katkıda bulunur. Baz yük santralleri sabit güçte çalışmaları nedeniyle üretilen güçte esneklik sağlayamaz ve tasarlanmadığı güçlerde çalıştıklarında verim kayıpları yaşar. 

Yukarıda sayılan özelliklerden ötürü bir baz yük santrali yüksek kapasite kullanım oranı ile çalışmalıdır. Kapasite kullanım oranı veya kapasite faktörü bir elektrik üretim tesisinin belirli bir zaman dilimi içerisindeki gerçek üretim miktarının, tesisin maksimum üretim kapasitesine hangi oranda yaklaştığını gösterir ve temel baz yük santral göstergelerindendir. Bir santral için bu oran ne kadar yüksek olursa, baz yük santrale o derece yaklaşmış olur.

Rapor kapsamında Türkiye’deki 200 MW üzeri kurulu güce sahip kömür yakıtlı santrallerin elektrik üretim performansları, baz yük santral seviyelerine ne kadar yakın oldukları açısından değerlendirilmiştir (Bkz: Metodoloji). Toplam kömür kurulu gücünün %96’sını temsil eden bu santrallerin sekizi ithal kömür, on altısı linyit ve birer tanesi yerli taş kömürü ile yerli asfaltit kömür kullanmaktadır.

Rüzgar santrallerinin kapasite faktörü değerlendirildiğinde, özellikle son beş yılda devreye giren rüzgar santrallerinin kapasite faktörlerinin yerli kömür santrallerine eşit ve hatta daha yüksek olduğu görülmektedir. Başka bir deyişle, Türkiye’deki bazı rüzgar santralleri, bazı kömür santrallerinden daha yüksek kapasite kullanım oranına sahiptir.

Türkiye’de 30 MW ve üzeri kurulu güce sahip her bir rüzgar santraline ait kapasite kullanım oranınına bakıldığında beş yıllık ortalamaların %19 ile %49 arasında değiştiği görülmektedir.  Toplam 9,8 GW kurulu güce sahip bu rüzgar santralleri incelendiğinde santrallerin yaklaşık beşte birinin %40’tan fazla kapasite kullanım oranı ile çalıştığı hesaplanmıştır. 

Santrallerin temel elektrik üretim performans göstergelerinden bir diğeri olan emre amadelik, elektrik üretim tesislerinin şebekeye sağlayabileceği güç kapasitesini ifade etmektedir. Emre amade kapasite, santral üretim yapmasa dahi üretime hazır bulundurduğu kapasiteyi ortaya koymaktadır (Bkz: Metodoloji). Baz yük santrallerinin, elektrik talebini sürekli ve güvenilir bir şekilde karşılayabilmeleri için yüksek emre amadeliğe sahip olmaları gerekmektedir. 

Son beş yıllık dönemde kömür santrallerinin ortalama emre amadelik oranı %62 olarak hesaplanırken bu oran yerli kömür ve ithal kömür santrallerinde sırasıyla %52 ve %74 olarak hesaplanmıştır. Diğer bir ifadeyle kurulu kapasitesi 10,4 GW olan yerli kömür santrallerinin ortalama emre amade güçleri yalnızca 5,4 GW olarak gerçekleşmiştir. Bu durum yerli kömür kurulu gücünün neredeyse yarısının atıl durumda olduğunu ve istenilse dahi elektrik üretiminde kullanılamayacağını ortaya koymaktadır. 

Özellikle 10 yıldan eski yerli kömür santrallerinin emre amadelik oranlarının (%48) ithal kömür santrallerine (%74) göre belirgin şekilde daha düşük olması, bu santrallerin güvenilirlik ve sürekli üretim kapasitesi açısından yetersiz olduğunu ortaya koyarak bu santrallerin baz yük santrali olarak işlev göremediğini açıkça göstermektedir. Diğer yandan, ithal kömür santralleri kurulu gücünün dörtte birinin de benzer şekilde atıl kaldığı göz önünde bulundurulduğunda 22 GW olarak hesaplanan kömür kurulu gücünün, gerçekte 13 GW elektrik üretim kapasitesine sahip olduğu söylenebilir. 

Kapasite kullanım oranı ve emre amade kapasitenin yanı sıra santrallerin baz yük üretim performansını gösteren bir diğer gösterge de santrallerin arıza kaynaklı üretim kayıplarıdır. Baz yük santralleri elektrik talebinin bir kısmını kesintisiz ve yüksek güvenilirlik ile sağlayan santraller olarak tanımlandığından, bu santrallerin arıza sıklıklarının oldukça düşük olması beklenmektedir.

Son üç yıllık ortalamalar dikkate alındığında; kömür santrallerinde gerçekleşen arıza kaynaklı üretim kayıplarının toplam gerçekleşen üretimin beşte birinden yüksek olduğu tespit edilmiştir. Diğer bir ifadeyle yıllık 21 TWh’ten fazla elektrik enerjisi arızalar nedeniyle ulusal şebekeye verilememektedir. Bu kayıp miktarı, en yüksek kapasite kullanım oranına sahip yedi yerli kömür santralinin 2023 yılındaki toplam üretimine eşittir.

Santrallerin baz yük üretime sahip olup olmadıklarını belirleyen bir diğer ölçüt üretimin sürekliliğidir. Üretim, saatlik bazda ne kadar az değişkenliğe sahipse santralin baz yük etkisinin o kadar yüksek olduğu söylenebilir. 

Bu çalışma kapsamında farklı kurulu güce sahip olan santrallerin üretim değişkenliklerinin kıyaslanabilmesi için bir değişim katsayısı kullanılmıştır. Değişim katsayısı, veri serilerindeki standart sapmanın ortalama değere oranını ifade etmekte ve yüzde cinsinden ifade edilmektedir. Veri serilerindeki değişkenlik düzeyini karşılaştırmak ve yorumlamak için kullanılan bu yöntem, basitçe saatlik üretimin ortalama üretim değerinden ne kadar uzak ve dağınık olduğunu göstermektedir. Bu oranın değeri ne kadar düşükse, üretimin o kadar düzenli olduğu ve dolayısıyla baz yüke olan yakınlığının o kadar yüksek olduğu çıkarımı yapılabilir. 

Uluslararası kabul gören çalışmalar %30 ve üzerindeki oranları görece yüksek değişken olarak tanımlamaktadır. Türkiye’de bulunan yerli kömür santralleri incelendiğinde sadece dört santralin %30’un altında değişkenlik gösterdiği ve değişkenliklerin %22 ile %70 arasına değiştiği saptanmıştır. Yerli kömür santrallerinin yarısından fazlası yüksek değişkenlik ile çalışmaktadır. EÜAŞ uhdesinde bulunan linyit santralleri ortalama %56 değişkenlik oranına sahipken özel sektör tarafından işletilmekte olan yerli kömür santrallerinde bu oran %39 olmuştur. 10 yaşın altındaki ithal kömür santralleri ise %27 ile kömür santralleri arasında en düşük değişkenlik oranına sahip şekilde çalışmaktadır.

Yüksek değişkenlik gösteren elektrik üretiminin tahmin edilebilirliği düşüktür ve bu durum, şebeke işletimini zorlaştırarak elektrik talep ve arz dengesinin kurulmasını güçleştirir. Özellikle puant elektrik talebinin gerçekleştiği sürelerde bu durum enerji arz ve talebi arasındaki dengeyi bozarak enerji arz güvenliğini tehlikeye atmakta ve şebeke işletim maliyetlerini artırmaktadır.