Termik SantrallerEnerji Ekonomisi Sunum Notları

2011

TERMİK SANTRAL NEDİR, NASIL ÇALIŞIR?

• Termik santraller katı, sıvı ve buhar halindeki yakıtlarda var olan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine, ısı enerjisini mekanik enerjiye, mekanik enerjiyi de elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir.

Termik Santrallerde Yakıt olarak;

-Linyit-Doğalgaz,-Motorin,-Fuel-Oil-Taş Kömürü-Tabii Buhar kullanılabilmektedir,

Kullandıkları Yakıtlara Göre Türkiye deki Başlıca Elektrik Santralları ve Yüzdeleri:

•Katı Yakıta Linyit ve Taş Kömürü: % 23,48•Sıvı Yakıta fuel-oil ve motorin: % 7,65•Gaz yakıta Doğal gazı göstermek mümkündür: % 35,53•Bir diğeride Jeotermal (Yeraltı Buhar Santralı): % 0,04 ile elektrik enerjisinin üretimine katkısı ile Toplam % 66,7 yaparak bu da gösteriyor ki elektrik enerjisi üretimimizin yarıdan fazlasını Termik Santrallar tarafından üretilmektedir.

Yakıt olarak kömür kullanan termik santrallerin proseslerini örnek olarak inceleyecek olursak

• Ocaktan getirilen kömür taşıyıcı bantlar yardımıyla aşamalı olarak kırıcılardan geçirilir,

• Örnek olarak verecek olursak Çan Termik Santralinde uygulanan proseste kömür konveyörler yardımıyla 3 adet kırıcıdan geçirilmektedir ;

• 1.Kırıcıdan geçerken 300 mm’den küçük ebata• 2.Kırıcıdan geçerken 30 mm’den küçük ebata• 3.Kırıcıdan geçerken kömür 10 mm’den küçük

ebata getirilir.• Bu arada kömürün içinde olabilecek metal

parçalardan arıdındırılması için manyetik saparatörlerden faydalanılır.

• Görüldüğü gibi yakıt olarak kömürün tercih edilmesi ek tesisler de gerektirmektedir.

Bir Santralin Temel Elemanları Şunlardır:

1-Kazan2-Buhar Türbini3-Jeneratör

Başta da belirtildiği gibi Termik Santraller; yakıttaki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir.

-Santralde bu enerji değişimi tek kademede gerçekleşen bir olay değildir. Yakıtın kimyasal enerjisinin ısı enerjisi şeklinde açığa çıkması için kimyasal bir olay olan ‘’yanma’’ gerçekleşmelidir.

-Bu prosesin termik santrallerinde oluşturulduğu yere kazan denir.

Kazanın içerisine döşenen boruların içinden saf su geçirilir ve yanma sırasında ortaya çıkan ısı enerjisi ile bu boruların içerisinden geçen sular buhar fazına geçer. Suyun buhar fazına geçmesi yeterli değildir. Buhar fazına geçen bu suya ısı enerjisi verilmeye devam edilir. .

Proses süreci yukarıda anlatıldığı gibi yüzeysel değildir, bu aşamaları biraz daha açarak anlatırsak:Kazanda su buharlaştırıldıktan sonra bu buharın yüksek basınç altında (136bar) ve yüksek sıcaklıkta(535 C) çok ısıtılması sağlanır. Bu işlem ′sırasında yanma işleminde kireç taşı katılarak desülfürizasyon işlemi doğrudan kazanın içinde gerçekleştirilmektedir bu sayede santralin çevreye verebileceği zararlar ortadan kaldırılmakla birlikte santral verimini de arttırmaktadır.

• Enerji yüklü bu kızgın buhar, buhar sevk boruları üzerinden türbine ulaşır ve türbin kanatlarına çarparak türbin milinin dönmesine neden olur bu sayede ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşmüş olur. Türbin miline akuple edilmiş jeneratör rotoru türbinle aynı hızda döner türbin hızı belirli bir hıza ulaştığında(Çatalağzı T.S ‘de 3000 dev/dak) jeneratör rotuna ikaz verilir ve jeneratör çıkışından elektrik enerjisi elde edilmiş olur, böylece santralin nihai amacı olan elektrik enerjisi elde edilmiş olur.

• Türbinde iş gören basınç ve sıcaklığı düşen buhar yoğuşmak üzere ‘’kondanse’’ ye gelir. Kondansede soğutma suyuyla yoğunlaşan buhar su fazına geçer ve saf su olarak yeniden sisteme gönderilir santralde soğutma suyu olarak deniz suyu kullanılır.

• Deniz suyu bu haliyle kullanılamaz önce denizden klorlama havuzuna alınır. Pompalar yardımıyla iki koldan kondanseye gönderilir burada buharın ısısını üzerine alan deniz suyu iki koldan kondanseden çıkarak denize geri gönderilir.

TERMİK SANTRALLERDE KULLANILAN SU

• Termik santrallerde kullanılan su; 1-Su-buhar çevrimi suyu, 2-Soğutma suyu olmak üzere iki ana gruba ayrılır:

• 1. Su-Buhar Çevrimi Suyu: Yanma esnasında kazan çeperlerinde bulunan boruların içinden geçen saf su buhara dönüştürülür.

Santralde kullanılan saf suyu elde etmek için belirli kimyasal işlemlerden faydalanılır

• Örnek olarak verecek olursak Çatalağzı Termik Santralinde bu su santrale 3 km uzaklıkta olan Dereköy mevkiinde bulunan göletten temin edilir.

2. Soğutma Suyu: Santralde soğutma suyu olarak kullanılan deniz suyu, pompalarla denizden alınır ve klorlama işlemine tabi tutulduktan sonra pompalarla sisteme gönderilir.Deniz suyu, kül ve curufun ıslanması ve nakledilmesinde, soğutma suyu tanklarında ve kondanse soğutma suyu olarak kullanılır.

a) Kondanse Soğutma Suyu: Alçak basınç türbininde iş görmüş buharı yoğuşturma işleminde kullanılan deniz suyudur. Sirkülasyon pompaları vasıtasıyla kondanseye basılan bu su, borulardan geçerek üzerine dökülen çürük buharı yoğuşturur.b) Yardımcı Soğutma Suyu: Santralin çeşitli yerlerinde çalışan parçaların soğutulmasında kullanılan saf sudur. Soğutma işlemini tamamladıktan sonra sıcaklığı artan su, kondanse soğutma suyu ile soğutulur.

• KONDENSE VE SOĞUTMA KULELERİ

Kondense ve Soğutma Kuleleri; İşlem görmüş yani elektriğin üretilmesinde katkı sağlayan buhar tekrar sistemde kullanılmak ve suya dönüştürülmesi için kondenser sistemi ve genel olarak Soğutma Kuleleri dediğimiz sistemlerden faydalanılır.(Soğutma kuleleri yerine farklı sistemler de kullanılabilir)

• Kondenser ve Soğutma Kuleleri; Türbinden çıkan, buhar enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürülür. Bu işlemin sebebi buharın depolanamamasına karşılık suyun depolanabilme özelliğinin olmasıdır. Oluşan su sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman su buharıdır.) Bu suyu sisteme geri gönderen soğutma suyu pompaları ile bu işlem kapalı çevrim şeklinde sürekli devam etmektedir.,

ELEKTRİK ENERJİSİNİN DAĞITIMI

•ELEKTİK ENERJİSİNİN DEPOLANMA İMKANI ELEKTİK ENERJİSİNİN DEPOLANMA İMKANI OLMADIĞI İÇİN ÜRETİLDİĞİ AN HARCAMAK OLMADIĞI İÇİN ÜRETİLDİĞİ AN HARCAMAK GEREKMEKTEDİR; YANİ TÜKETİCİYE ULAŞTIRILMASI GEREKMEKTEDİR; YANİ TÜKETİCİYE ULAŞTIRILMASI ZORUNLULUĞU VARDIR. ZORUNLULUĞU VARDIR. BU İŞLEMDE ENERJİ NAKİL HATLARI İLE BU İŞLEMDE ENERJİ NAKİL HATLARI İLE YAPILABİLMEKTEDİRYAPILABİLMEKTEDİR

Türkiyedeki Termik SantrallerTermik Santral Adı

Bulunduğu İl/İlçe Kur. Yılı Ana Yakıt Yardımcı Yakıt Kurulu Güç(MW)

18 Mart Çan Çanakkale/Çan 2003 Linyit Fuel Oil-Motorin

320

Afiş Elbistan-A

Kahramanmaraş/Afşin

1984 Linyit Fuel Oil-Motorin

1355

Afiş Elbistan-B

Kahramanmaraş/Afşin

2004 Linyit Fuel Oil-Motorin

1440

Aliağa İzmir/Aliağa 1975 Motorin Motorin 180

Ambarlı Doğalgaz

İstanbul/Ambarlı 1988 Doğalgaz - 1350.90

Ambarlı Fuel-Oil

İstanbul/Ambarlı 1967 Fuel-Oil Motorin 630

Bursa Doğalgaz

Bursa/Osmangazi 1998 Doğalgaz - 1432

Çatalağzı Zonguldak/Çatalağzı

1989 Taş kömürü Fuel Oil-Motorin

300

Türkiyedeki Termik Santraller(Devamı)

Termik Santral Adı

Bulunduğu İl/İlçe

Kur. Yılı Ana Yakıt Yardımcı Yakıt

Kurulu Güç(MW)

Denizli Jeotermal

Denizli/Sarayköy

1984 Tabii buhar - 15

Hamitabat Kırklareli/Lüleburgaz

1985 Doğalgaz - 1120

Hopa Artvin/Hopa 1973 Fuel-Oil Motorin 50

Kangal Sivas/Kangal 1991 Linyit Fuel-OilMotorin

457

Orhaneli Bursa/Orhaneli

1992 Linyit Fuel-OilMotorin

210

Seyitömer Kütahya/Seyitömer

1973 Linyit Fuel-OilMotorin

600

Soma-B Manisa/Soma 1981 Linyit Fuel-OilMotorin

1034

Tunçbilek-B Kütahya/Tunçbilek

1956 Linyit Fuel-OilMotorin

365

Maliyet Yönünden İncelemelerAçıklamalar 03/2011

Per.Sat.Hiz.Bd. 0.28

İlet.Sis.Kul.Bd. 0.44

Dağıtım Bedeli 2.01

Enerji Fonu 0.10

TRT Payı 0.19

Bel.Tük.Ver. 0.48

K.D.V. 2.34

Fatura Tutarı 15.40

Bu verilerden de görüleceği gibi fatura tutarını oluşturan kalemlerden TRT Payı, Bel.Tük.Ver. ve K.D.V. enerji sektörüyle ilgili değildir. Bu üç kalemde alınan “vergiler” de toplam olarak 3,01 TL ediyor.

• Faturadaki fatura tutarından bu değeri çıkartırsak geriye kalan ( 15.40 – 3.01 = ) 12.39 TL kullanılan enerjinin tüketiciye yansıyan fiyatıdır.

• Faturamızdaki tüketim miktarı:61 kwh olduğuna göre

• 12.39/61=0.203 tl/kwh bulunmaktadır.Yani elektriğin 1 kwh değerine 20.3 kr eski parayla (203000 Lira)(13.53 cent) vermekteyiz.

Elektrik santrallerinin kuruluş maliyetleri

Birincil Kaynak 1000 MW Santral Maliyeti (milyon dolar)

Kömür 750

Petrol 760

Doğalgaz 650

Su 650

Rüzgar 1000

Bir elektrik santralı en az 30 yıl çalışır. 1000 MW kurulu güçteki bir termik santral yılda ortalama 7 milyar kWh enerji üretir. Termik santral için üretim maliyetindeki kuruluş giderlerinin payını bulmak üzere: 7 milyar kWh/yıl x 30 yıl = 210 milyar kWh.

Termik Santralde üretilen 1 kwh elektriğin değeri

• 750 milyon dolar / 210 milyar kWh = 0.0035 dolar/ kwh Genellikle dolar cent kullanıldığından 0,35

cent/kWh termik santraller için kuruluş maliyeti, finansman kaynaklarının maliyetini de eklersek bu değer en fazla 0,5 cent/kWh olur.

Bu miktar sadece kurulum maliyetidir. Şimdi termik santrallerin çalışması için giderlerini hesaplayıp kurulum bedeliyle toplayalım.

Termik Santrallerin Giderleri

• Termik santrallerin işletme maliyetlerindeki en büyük oran yakıt maliyetidir.

• Doğal gaz ve akaryakıtlı santraller için bu oran % 90’lar civarındadır.

• Kömürlü termik santraller için de yakıt maliyeti % 60 – 70’ler düzeyindedir.

• 1300 MW kurulu güçteki bir kömür santralı örnek olarak alınmıştır. Kömür havzasının da açık işletme olduğu kabul edilmiştir. Bu santral yılda 9 milyar kWh elektrik üretecektir. Ürettiği bu 9 milyar kWh enerjinin 1,5 milyar kWh kadarını kendi iç ihtiyacı ile kömür havzasının enerji tüketimini karşılayacak ve şebekeye net 7,5 milyar kWh enerji verecektir.

• Bu santral şebekeye 7,5 milyar kWh enerji verecek ve buna karşılık ne harcayacaktır? Ele aldığımız bu santralde toplam giderlerin % 70’i yakıt gideri olacaktır.

• Bu santrale yakıt sağlayan kömür işletmelerinde en fazla 1500 kişi çalışacaktır. 1500 kişinin çalışarak ürettiği kömür bir santralın yakıt ihtiyacını karşılamaktadır. Bu durumda kömür işletmesinin toplam maliyetine bakılması gerekecektir.

• Açık ocak şeklinde çalışan kömür işletmesinin toplam harcaması içindeki işçilik payı % 70 civarındadır.

• 1500 kişinin yıllık maliyeti ise; kişi başına 2000 dolar aylık maliyetten,

• 1500 x 2000 x 12 = 36 milyon dolar.

• Santralın yıllık giderleri ise: • 36 milyon $ x 100 / 70 = 51,4 milyon $ kömür

işletmesinin toplam giderleridir. • 51,4 milyon $ x 100 / 70 = 73,4 milyon $ santralin

toplam giderleridir. • Kömür yakıtlı termik santral yılda 73,4 milyon $

harcayıp şebekeye 7,5 milyar kWh enerji vermiştir. Buradan hareketle birim maliyet bulunabilir:

• 73,4 milyon $ / 7,5 milyar/kWh = 0,009 $/kWh = 0,9 cent/kWh

• Yatırım maliyetiyle birlikte 0,5 + 0,9 = 1,4 cent/kWh. • Bu değer kömürlü santraller için toplam üretim

maliyetidir.

• Tablodan da görüldüğü gibi elektriğin üretim maliyeti 2,06 cent/kWh.,

• 2 cent/kWh • Elektrik şebekelerinde üretim maliyeti kadar da

iletim ve dağıtımın giderleri olduğunu bilinmektedir. Ülkemiz için elektriğin toplam maliyetinin üretim, iletim ve dağıtım giderleriyle birlikte

• 2+ 2 = 4 cent / kWh elde edilir. • İşte yukarıda incelenen elektrik faturalasında

görüldüğü gibi 13-14 cente satılan elektriğin gerçek maliyeti 4 cent’tir.

Termik Santrallerin Zararlı Etkileri

1997 yılında Avrupa Birliği’nce yayınlanan Yenilenebilir Enerjilere İlişkin Beyaz Belge, 2010 yılına kadar üye devletlerde tüketilen tüm elektriğin % 23,5’i olan 675 milyar kilowat saatin yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilmesini öngörüyor.

• Beyaz Belge’de yenilenebilir enerjilerden üretilmesi hedeflenen 675 milyar kilovat saatin,

• 355 milyar kilovat saati (%12,4) hidroelektrik (dev barajlar hariç),

• 230 milyar kilovat saati (%8) biyokütle,• 80 milyar kilovat saati (%2,8) rüzgar,• 7 milyar kilovat saati (%0.2) jeotermal,• 3 milyar kilovat saati (%0.1) ise güneş

(fotovoltaik) enerjisinden sağlanacaktır.

Üye devletlerin elektrik üretimleri içindeki yenilenebilir enerji hedefleri 2010 yılı için şöyledir: Danimarka %29; Finlandiya %21,7; Avusturya %21,1; İspanya %17,5; İsveç %15,7; İtalya %14,9; Yunanistan %14,5; İngiltere %9,3 ve Almanya %10,3 [1].

Termik santrallerde üretilen enerjinin sadece %30-40 oranındaki bir bölümü elektrik enerjisine dönüştürülebilmekte; kalan kısmı ise "kaçak enerji" olarak adlandırılmakta ve kazanından radyasyon ile çıkmakta ya da baca gazıyla birlikte bacadan atılmaktadır.

• Termik santrallerin en önemli çevresel etkilerinden biri de soğutma suyuyla ilgilidir ve termik santrallerin soğutma suyu gereksinimi büyüktür. Bu nedenle termik santraller genellikle nehir, göl veya deniz gibi soğutma suyu kullanılabilecek kaynaklara yakın yerde kurulmaktadır.

• Yakın çevredeki göllere nehirlere atılan sıcak su buradaki ekolojik dengeyi bozmakta gerek su altı canlılarını gerek de karada yaşayan canlıların hayatını tehlikeye atmakdır.

• Termik santrallerin bacasından çıkan ve bitki örtüsünü en çok etkileyen gazlar kükürt dioksit ve azot oksitleridir. Yapraklardaki stomalar vasıtasıyla yaprak bünyesine giren bu gazlar yapraktaki klorofillerin yapısını bozmaktadırlar. Bitkiler üzerinde kirletici etkisiyle ortaya çıkan zararlar üç ayrı boyutta görülebilmektedir. Akut zararlanmaya uğrayan bitkiler derhal ölmekte, kronik zararlanma öldürücü olmamakla birlikte bitki kalitesini büyük oranda bozmaktadır. Görünmeyen (gizli) zarar ise zaman içinde ortaya çıkmaktadır.

• Diğer dikkat çekici bir nokta ise Zonguldak Çatalağzı Termik Santralin’de yakıt ihtiyacı olarak Türkiye Taş Kömürü’nden alınan düşük kalorili kömürler kullanılmaktadır. Bu kömür doğaya daha fazla zarar vereceği gibi termik santralin verimini ve ortaya çıkacak olan küllerin miktarını da aynı oranda arttırmaktadır.

• Dinlediğiniz İçin Teşekkür Ederiz.