ENERJİ PLANLAMASI VE ÇEVRE

Y ıldız ARIKANO

1973 petrol krizine kadar tüm ülke lerde düzgün bir yol izleyerek artan enerji ihtiyacını karşılamak üzere yi ne düzenli fakat düşük bir hızla fi yatları artan enerji kaynaklarından, elde edilebilirlik, uygunluk ve görece fi yat kriterlerine göre yararlanılmaktaydı. Bu nedenle herhangi bir ülke hangi enerji kaynağına (hidrolik enerji, kömür, doğal gaz vs.) sahipse, o kaynağı yoğun olarak kullanırken karşılanamayan enerji ihtiyaçları için çoğunlukla petrol ithal et me yoluna gidilmekte idi. Petrol fiyatları nın düzenli ve az artış gösteren bir yol izlemesi diğer bir deyişle petrolün ucuz olması tüm ülkelerde petrole bağımlı teknolojilerin kulla nımının yaygınlaşmasını, elektrik üretiminde ise yatırım maliyeti düşük yağ yakıtlı santralların hatırı sayılır oran larda kullanılmasını özendirdi. Bu dönemde geleceğin ve bu günün enerji talebinin eldeki seçeneklerle ülke ekono misi açısından en ucuz maliyete sahip bir yatırım ve işlet me programı çerçevesinde sağlanması anlamını taşıyan enerji planlaması, zor bir problem oluşturmuyordu. Deği şik enerji türlerine olan talep ve fiyatlar düzenli bir yol iz lerken ileriye dönük tahminler yapmak ve basit modeller aracılığı ile optimal bir strateji bulmak görece olarak çö zülmesi kolay bir planlama problemi idi. Bu dönemde enerji talebi, ekonomik gelişmeye paralel bir artış göste riyor, enerji türlerinin görece fiyatları çok az değiştiği için, fiyat duyarlılığı göstermiyordu. Çevre etkileri de pek dik kate alınmıyordu. Ancak 1973 de ve izleyen yıllarda kar şılaşılan petrol kıtlığı ve fiyat artışları bu düzenli resmi bir anda karıştırdı. Bütün ülkeler çok büyük petrol faturaları ödemek ve petrolü başka enerji türleri ile ikame etmek durumu ile karşılaştılar. Bu dönemde gelişmekte olan ül keler bir yandan artan petrol faturasını ödeyebilmek bir yanda da gelişmeyi sürdürebilmek gibi birbiri ile çelişen (*) Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

iki amacı sağlamak durumunda kaldılar. Doğal olarak, petrol faturasının etkileri yatırımların kısılması ve gelişme sürecinin yavaşlaması şeklinde oldu. Gelişmiş ülkelerde ise bu etkiler enerji ta sarrufu kavramının güncellik kazanması na yol açtı. Enerjinin verimliliğinin artırıl ması yolları arandı. Böylece 5 10 yıl için de ekonomik gelişmeyi yavaşlatmayacak biçimde % 25, % 30 enerji tasarrufu sağ lanırken petrol büyük ölçüde kömürle ika •me edildi. Yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili araştırma geliştirme faaliyetleri arttı. Nükleer enerji ilâ elektrik üretimi yaygınlaşırken ileride karşılaşılabilecek uranyum kaynağı kısıtını engellemek için hızlı üretken re aktörlerin (FBR) ticari hale getirilmesi yolunda stratejiler denenmeye başladı.

Bütün bu gelişmeler olurkan gelişmiş ülkelerde çevre so runlarına duyarlık artıyor, enerji kullanımının yarattığı çev re sorunları da ön planda göze çarpıyordu. Bu değişiklik ler, enerji planlaması probleminin, uzun dönemde enerji piyasalarında meydana gelebilecek belirsizlikleri ve ülke ler ve/veya dünya ekonomik konjonktürünü içeren bir çerçeve içinde ele alınması gereğini ortaya çıkardı. Bu nun sonucunda enerji planlaması konusunda çok kap samlı çalışmalar yapıldı. Ülke düzeyinde ve uluslararası çapta enerji modelleri geliştirildi, aynı varsayımlar altında karşılaştırıldı ve sonuçlar geleceğe ışık tutmak açısından incelendi.

Aşağıda, önce enerji çevre etkileşimine sonra da enerji çevre ekonomi boyutlu planlamaya değinilmektedir.

2 ENERJİ • ÇEVRE ETKİLERİ

Enerji üretimi ve tüketiminin bütün aşamalarında çevre sel etkiler yaratılmaktadır. Bu etkilerin ve yarattığı sorun ların bölgesel sorunlar olmadığı bütün dünyayı ilgilendir diği geç de olsa anlaşılmıştır. Bu durum enerji planlama sı probleminin çözülmesi için ülke veya bölge çapında, düşük ekonomik maliyet ve yüksek güvenilirlik amaçları nın sağlanmasının yeterli olmadığını, seçilen enerji politi

377 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

kasının çevre ile uyumunun tüm insanlığın iyiliği için ge rekli bir boyut oluşturduğunu vurgulamıştır. Günümüzde yaygın biçimde enerji kullanımından doğan çevre riskleri ve güvensizlikleri dört grupta toparlanmaktadır*1). Bunlar;

(1) Atmosfere bırakılan gazların sera etkisi nedeni ile ya ratacağı iklim değişiklikleri (özellikle fosil yakıtların yan masından kaynaklanan karbondioksit), (2) Yine fosil yakıtların yanmasından kaynaklanan kirleti cilerin (uçucu küller ve cüruf) neden olduğu kirlilik, (3) Çevrede aynı nedenlerle artan asit ve asit yağmurları, (4) Nükleer reaktör kazası riskleri, arıtma sorunları, yay gın biçimde nükleer enerji kullanımından doğacaktehli keler, ekonomik ömrünü doldurmuş reaktörlerin sökme riskleri.

Sözü edilen riskleri ve kuşkuları azaltmanın yolu daha az enerji kullanmak, yaratılan çevre kirliliğini ortadan kaldıra cak ya da azaltacak teknolojilerin geçiştirilmesi ve kulla nılmasından geçmektedir.

70'h yıllardan beri enerji planlaması problemi enerji ekonomi etkileşimine olanak veren modeller çerçevesin de ele alınmdktadır. Ülkesel veya bölgesel çapta olabilen bu modellerde değişik enerji türlerine olan arz ve talebin ekonomik gelişme, enerji fiyatları, tüketicilerin gelir ve fi yat esneklikleri, gelecek ile bu gün arasında tüketim açı sından yapılan seçimi vurgulayan bugüne indirgeme oranları gibi davranışsal özelliklere bağlı olarak eşitlen mesi sağlanmıştır. Böylece enerji talebi üzerinde fiyatla rın ve çeşitli kısıtların etkileri doğrudan ölçülebildiği için politika analizleri yapmak mümkün olmuştur.

Çeşitli varsayımlar altında üretilen değişik çözümlerin ka rar vericilere yararlı olabilmesi için "Belirsizlikler Altında Karar Verme" kuramından da geniş ölçüde yararlanıl maktadır. Bunun en iyi örneklerini hızlı üretken reaktörle rin araştırma geliştirme ve ticari hale getirme politikaları nın saptanması çalışmaları'2) ile "geleceğin yakıtı olarak hidrojen" için yapılan aynı tür karar verme analizi çalış malarında'3» görmekteyiz.

Daha az enerji tüketilen bir gelecekten anlaşılan, ekono

mik büyümeyi e n g e l l e m e y i bir tasarruf stratejisi ile

enerjinin yüksek verimlilik ile

kullanılması olmaktadır. Bu

.

nun sağlanması, nihai enerji

"* |

kullanımına dönük teknoloji

lerin yenilenmesini, ve/veya

verimliliklerini artırıcı yatırım

ları gerektirmektedir. Ayrıca

yasal düzenlerneler ve uy

gun yönetmelikler ile çevre

sel etkilerin değerlendirilme

si ve denetlenmesi uygula

maları da etkin bir biçimde

yürütülmelidir.

Çevre sorunlarının ve çevre kirlenmesinin ekonomik ma liyeti yanında, bu sorunların önlenmesi için gerekli harca maların boyutu enerji planla ması açısından büyük önem taşımaktadır. Günümüzde bu harcamaların yanında çevre sorunları ve kirlenmesi nin maliyetinin kat kat fazla olduğu hesaplanmaktadır. Çevre kirliliği yaratma etkisi daha az olan yenilenebilir enerji kaynaklarına, sürekli ve yaygtn olarak bulunabil dikleri de göz önüne alındığında 21. Yüzyıl için ümitle ba kılmaktadır. Bu kaynakların ticari olarak kullanılabilmesi büyük çapta araştırma geliştirme çalışmalarını ve tekno loji geliştirmeyi gerektirmektedir. Bu amaçla uluslararası işbirliğine gidilmesinin katkılarının büyük olacağı da orta dadır, özetle enerji çevre etkileşiminin yaratacağı sorun ların çözümü, çevresel etkileri az teknolojilerin geliştiril mesini, mevcut teknolojilerin iyileştirilmesini, enerji kulla nımında verimliliğin artırılmasını, çevre bilincinin yaratıl masını ve çevresel etkilerin ölçümü ve denetimini ve bu nu mümkün kılacak teknolojilerin ve yasal çerçevelerin geliştirilmesini gerektirmektedir.

3 ÇEVRESEL BOY UTLU ENERJİ PLANLAMASI

Enerji fiyatlarının ve kullanımında karşılaşılan zorlukların ekonomik gelişmeyi büyük ölçüde etkilediğinin anlaşıldığı

Bu modeller, enerji politikaları oluştururken, görece ener ji fiyatlarının rolünü sayısal olarak irdelemeye olanak ver miştir.

• i Böylece fiyat konusu açıklık 1 kazanırken ortaya çıkan çevre bilinçlenmesi enerji teknolojileri seçiminde çevre etkilerinin göz önüne alın ması boyutunu ön plana ge tirmiştir. Bu yeni boyutun eklenmesi enerji planlaması problemine birden çok ama cı sağlaması gereken bir çö züm aranmasını gerektirmiş tir. Böyle bir çözüm "çok amaçlı matematiksel prog ramlama" modellerini doğur muştur. Bu modellerde kar şılaşılan en büyük güçlük çevre etkilerinin ve gerekti receği ek maliyetin doğru olarak modele katılabilme sinde yatmaktadır. Ancak bu güçlük modelleme güçlü ğünden çok çevre etkilerinin ölçülmesi ve maliyetlerin belirlenmesindeki belirsizliklerden kaynaklanmaktadır. Alışılagelmiş ve yeni ve yenilenebilir enerji teknolojileri nin çevresel etkilerine ilişkin sağlıklı veriler olmadıkça modellerden alınacak sonuçlar güvenilir olmayacaktır.

Bütün modelleme çalışmala rında olduğu gibi enerji modellemesinde.de sonuçlar, ya pılan varsayımlar ve kullanılan veriler değiştiğinde büyük ölçüde değişecektir. Enerji planlaması çeşitli belirsizlikle ri içeren bir problemdir. Bu belirsizlikler dünya enerji pa zarlarındaki fiyatlara ve yakıtların bulunabilirliğine ilişkin belirsizlikler, enerji kaynaklarına sahip ülkelerdeki eko nomik ve politik belirsizlikler, ülkeler arası ilişkilerdeki be lirsizliklere bağlı belirsizliklerdir. Öte yandan temiz tekno lojilerin geliştirilmesi ve ticari hale getirilmesi mevcut kay nakların hangi süre ile yeterli olabileceği, fiyatlarının ne olacağı, bunlara olan çevresel tepki veya risk tepkisi beklentisinin ne olduğuna bağlıdır. 1973 krizinden sonra

304 37/ ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

Dünya da yaşanan gelişmeler nükleer enerji ile yenile nebilir kaynaklara olan ilgi artışı yukarıda sözü edilenle rin kanıtıdır. Ancak petrol fiyatlarının düşük bir düzeyde karar kılması ve nükleer santral kazalarından sonra bu teknolojilere gösterilen ilgi azalmıştır.

Enerji çevre bilincinin yaygınlaştığı günümüzde en önemli sorun bir ölçme sorunu olarak ortaya çıkmaktadır. Ayrıca akla yakın gelen çözüm sonuçlarının ima etiği çev re politikalarının eksiksiz uygulanması da ayrı bir sorun yaratmaktadır. Sonuç olarak günümüzde çevre enerji ekönomi etkileşimi üJke düzeyinde ve ülkeler arası dü zeyde bir çok amaçlı optimizasyon problemi oluşturmak tadır. Bu problemin çözümü, önce mevcut ve ileriye.dö nük teknolojilere ilişkin, maliyet ve çevre etkisi, verilerinin poütik belirsizlikler ortaraında'değerlendiril f a n sonuçlardan öğrenileceklerin ışığında tek nofcijUBflriİjşkin AR GE_çalışmalarjnın yeniden gözden geçirilmesini gerektirmektedir.

Bu alanda enerji politikaları saptama açısından önemli konular ve öneriler kısaca aşağıdaki gibi özetlenebilir.

(1) Enerji arz talep dengesi ve bu dengenin hangi seçe neklerle sağlanacağı (kömür, petrol, hidro elektrik vs.) enerji türlerinin görece fiyatlarına, ve bulunabilirliklerine ve görece çevresel kirletme faktörlerine bağlı olarak be lirlenmelidir.

(2) Yukarıdaki nedenlerle enerji politikalarının saptanma sı için öncelikle ölçme sorununun çözümü sağlanmalıdır. Ölçme sorunu çeşitli belirsizlikler içermektedir. Ayrıca çevre etkileri açısından sağlıklı verilerin üretilmesi de bir •sorun yaratmaktadır.

(3) Eldeki veriler ile yapılan çalışmalar bir ön çalışma gibi ele alınıp değişik varsayımlar altında hangi sonuçlar elde edileceği öğrenildiğinde geleceği şekillendirmek için ne ler yapılması gerektiği daha kolay saptanabilecektir.

(4) Hefhangi bir. enerji üretim veya tüketim teknolojisinin hangi koşullarda ekonomik ve çevre uyumlu olacağı di ğer teknolojilerin ekonomik ve çevre etkisi verilerinden bağımsız olarak belirlenemez. Ayrıcak bütün bu verilerin dünya enerji piyasalarına bağlı olarak değişeceği göz ar dı edilmemelidir.

D

KAYNAKLAR (1) Türkiye Çevre Sorunları Vakfı Yayını, "Ortak Geleceği miz", Ceneva, 1987. {2) A. Manne, R.G.Richels, "A Decision Analysis ofthe U.S. Breeder Programı", Energy 3, s. 747 767 (1978). (3) W.Hafele, AManne, "Strategies For a Transition From FossU to Nuclear Fuels", Energy Policy 3 (1975), RR 74 7, (International Institute For Applied Systems Anâtysis, Laxen burg, Austria, 1977.

305 MÜHENDİSLİĞİ