TÜRKİYE ENERJİ SEKTÖRÜ İÇİN BİR YATIRIM PLANLAMASI MODEL ÇALISMASI: TÜRKİYE ENERJİ MODELİ

Türkiye enerji sektörü için bir yatırım planlaması model çalışması:

TÜRKİYE ENERJİ MODELİ

Kemal İnan

10.Dünya Enerji Konferansında, Türk Organizasyon Grubu tarafından Boğaziçi Üniversitesine yaptırı lan ve konferansta da "Türkiye îçin Bir Enerji Modelleme Sistemi" ismi altında özeti sunulan ça lışma, bir yuvarlak masa toplantısında tartışıldı. Konferansa katılan çeşitli ülkelerin uzmanlarından oluşan bu yuvarlak masa toplantısında, ilk önce çalışmanın ana çizgileri Doçent Dr.İbrahim Kavrak tarafından sunuldu. Daha sonra panel üyeleri görüş ve eleştirilerini açıkladılar ve bunun ardından da toplantıya katılanların yazılı olarak sorduk ları soruları, çalışmanın yöneticisi Dr.Kavrak yanıtladı. Daha önce 20 Haziran 1977 tarihinde, "Türkiye Enerji Modeli" ismi altında sunulan bu çalışma Ankara'da yapılan bir panelde eleştiriye açılmıştı (Bakınız: Elektrik Mühendisliği, 248/Agustos 1977 s.350 355).

Enerji konusunun elektrik kısıntılarının güncel olduğu bir dönemde ne denli ilgi çekeceği düşünü lürse, Türkiye Enerji Modeli isimli çalışmanın başında yer alan yankılarına şaşmamak gerekir. Bu yankıların, çoğu kez, çalışmanın niteliğini ve özünü eksik veya yanlış olarak yansıttığı da bir gerçek. Bu gerçekten hareket ederek, yazımız da, ilk önce Türkiye Enerji Modeli isimli çalış mayı kısaca tanıtmayı ve daha sonra da modele yö

Kemal İnan, Y. Prof. Dr., ODTÜ.

neltilen çeşitli eleştirileri temel bir çerçeve ye oturtarak sunmayı uygun gördük. Böylece okuyu cuya, bu çalışmanın özünü daha iyi tanıtabilmiş olmayı umuyoruz.

TÜRKİYE ENERJİ MODELİ NEDİR ?

Türkiye Enerji Modeli, Türkiye'deki enerji sektö rü için hazırlanmış bir yatırım planlaması mode lidir. 3'er yıllık 8 süreyi toplam 24 yıl kap sayan bir zaman aralığı içinde enerji tüketim ta lebini karşılayabilmek için belirli bütçe kısıt lamaları altında ve bir amaca yönelik olarak, ya tırım ve işletme kararlarını çözümlemektedir bu model. Enerji talebi; sanayi, ulaşım, konut ve tarım olmak üzere 4 ayrı sektörün tüketim talep lerinden oluşmaktadır.

Modelde tüm sektörlerin tüketim talep tahminleri, enerji tüketiminin "gayri safi milli hasıla" (GSMH) ile ilişkisi kullanılarak ve çeşitli ener ji türlerinin zaman içindeki tüketim artışlarının ilerki yıllara projeksiyonu alınarak elde edilmiş tir. Bu konu, sonuçların irdelenmesinde önemli rol oynayacağından, Türkiye Enerji Modeli isimli ça lışmanın raporundan sanayideki enerji talebinin tahmin yöntemini aynen izleyelim: "Sanayi sektörü nün yakıt ve enerji talebi iki değişik yoldan tah min edilmiş ve sonuçlar birleştirilmiştir. Yöntem lerden biri GSMH'nin gelişmesine dayandırılmıştır. Bir baz yılın gerçekleşmiş sanayi enerji girdisi ile sanayinin GSMH içindeki payı oranlanmış ve bu oran ilerki yılların GSMH tahminlerine uygulanmış tır. Ayrıca, sanayide kullanılan yakıtların iler ki yıllara tek tek projeksiyonları yapılarak bu yakıtların kalorifik değerlerinden toplam enerji talebi hesaplanmıştır. Toplam enerji talebi ile yakıtların toplam arasındaki fark 'ikame edilebi lir enerji' olarak belirlenmiştir." Bu açıklama dan görüleceği gibi gelecek için yapılan sanayi deki talep tahminleri, bugünkü talebe ve bu tüke tim artış hızlarına dayandırılmaktadır. Diğer bir deyişle, talep tahminleri, bir ana planın belir leyeceği enerji gereksinmeleri yerine bugünkü ta lep artış hızlarına ve GSMH içindeki oranlara bağ lı olmaktadır. Raporda, diğer sektörler için de benzer tahmin yöntemleri uygulandığı belirtilmek tedir.

Modelde birincil enerji kaynakları olarak linyit, kömür, ham petrol, doğal gaz, nükleer yakıt, tur ba kömürü, bütümlü şist, asfaltit, odun, tezek, su, jeotermal enerji, güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi öngörülmektedir. Bunlardan, gerekirse; kömür ve linyit için ithal ve ihraç; ham petrol, doğal gaz ve nükleer yakıt için ithal olanakları tanınmış, diğer tüm kaynakların yerli olma koşu lu kabul edilmiştir. İkincil enerji türleri ise, petrolden elde edilebilecek sıvı yakıtlar; kömür, linyit veya yakıt yağından elde edilebilecek gaz yakıtlar; elektrik ve elektrik üreten santrallar dan veya jeotermal kaynaklardan elde edilebilecek merkezî ısı olarak belirlenmiştir.

Enerji çevrim teknolojisinin ayrıntılı bir şekil

de yer aldığı belirtilen modelde çevrim kademele ri: yakıt çıkarma; rafinasyon; yakıt enerji ileti mi; birincil, ikincil ve kullanıcı çevrimi olarak belirlenmiştir. Özellikle kullanıcı çevrim veri minin zaman içinde değişebilmesinin modelde yer alması ile teknolojik gelişmelerin enerji tasar rufuna yardımcı olacak bir şekilde modelin kapsa mında olduğu görüşü çalışmanın raporunda açıklan maktadır.

Modelde yer alan tesisler: elektrik üretim ve ile tim tesisleri, rafineriler, çeşitli yakıt (petrol, kömür vb.) çıkarma tesisleri, merkezî ısı tesisle ri, gazhaneler ve güneş ve rüzgar enerjisi tesis leri olarak özetlenebilir. Bu tesisler spesifik ve gruplandırılmış tesisler ismi altında iki bö lümde düşünülmüştür. Spesifik tesisler, yatırım hacımları büyük sayılabilecek, etüdlerinin yapıl mış olduğu ve özelliklerinin bilindiği ifade edi len tesisler olarak belirlenmiştir. Örneğin, Kara kaya, Karababa, Altınkaya ve Gölköy su santralla rı projeleri ile Çan ve Elbistan linyit santral ları projeleri, modelde spesifik tesisler olarak yer almaktadır. Spesifik tesislerin ilk hizmete girişteki üretim kapasitelerinin belirlendiği varsayılmış ve değişken olarak da ilk işletmeye giriş dönemleri ve işletmeye girdikten sonraki kapasite genişletme programları alınmıştır. Spe sifik tesislerin dışında kalan tesisler de grup landırılarak birim kapasite yatırım maliyetleri için belirli ortalama değerler alınmıştır.

Modelde yatırımlarla ilgili teknolojik ve parasal kısıtlar yer almaktadır. Teknolojik kısıtlar, ku rulacak tesislerin özelliğine göre, zaman içinde kapasite artış hızlarına tavan sınırları koyarak belirlenmiştir.. Öte yandan enerji sektöründe yapı lan harcamaların toplamının yaklaşık GSMH'nm % 10'u olduğu olgusundan yola çıkılarak ve bu ora nın gelecekte değişmeyeceği varsayılarak bütçe kı sıtları konmuştur. Bütçenin dövizle ödenmesi gere ken bölümüne ayrıca kısıtlar getirilmiştir. Tekno lojik ve parasal kısıtların yanısıra, bilinen bi rincil kaynak rezervlerinin tükenmesi ile ilgili kısıtlar da modelde yer almaktadır.

Yatırım kararlarının iki değişik türden amaca yö nelik olarak hesaplanabilmesi için, iki ayrı amaç fonksiyonu tanımlanmaktadır. En aza indirgenmesi amaçlanan bu .fonksiyonlardan ilki, 24 yıllık süre içinde toplam yatırım ve işletme harcamalarının . bugüne indirgenmiş değeridir*. Harcamalar 3 bölüm de düşünülmüş, bunlar da; yakıt ithali için ödenen döviz, yatırımlar için gereken ithalat dövizi ve yatırımlar için ödenen yerli para olarak belirlen miştir. Amaç fonksiyonunda yer alan bu üç tür har camaların herbiri ayrı ağırlık katsayıları ile çarpılmış ve böylece dış dövize olan bağımlılığın amaç fonksiyonunda yansıtılabildiği raporda belir lenmiştir.

"Bugüne indirgenmiş değer" gelecekteki harcama ların belirli bir iskonto haddine göre bugünkü değeridir, örneğin 10 yıl sonraki 1 milyon TL' lık bir harcamanın $ 10 iskonto haddine göre bu günkü değeri 10* • 1/(1+0.1)10 =385,543 TL olarak hesaplanır.

Modelde kullanılan ikinci amaç fonksiyonu, toplam birincil enerji girdilerinden oluşmaktadır. Özet lenirse bu amaç fonksiyonu ile problem, enerji talebinin, birincil enerji kaynakları yönünden en ekonomik şekilde karşılanabilmesi veya diğer bir deyişle; enerjinin, birincil kaynaklardan tüketi ciye, kayıpları en aza indirgeyecek şekilde yan sıtılabilmesi olarak tanımlanmaktadır.

Yatırım planlaması doğrusal bir amaç fonksiyonu nun çeşitli doğrusal kısıtlar altında en aza in dirgenmesi biçiminde bir matematiksel programla ma problemi olarak sunulmaktadır. Ancak spesifik tesisler olarak isimlendirilen tesislerin modelde yer alması, bazı değişkenlerin tamsayı olması kı sıtlarını getirmiş ve böylece problem bir karışık tamsayı programlama problemi olarak belirlenmiş tir. Eğer spesifik tesisler de gruplandırılmış ol saydı, problem bir doğrusal programlama problemi ne indirgenebilirdi. Gerek modelleme, gerek çözüm yönünden çok daha karmaşık ve zaman alıcı bir yön tem olarak bilinen karışık tamsayı programlama mo delinin seçilmesi, çalışmacılar tarafından da ra porda açıklandığı gibi şimdiye dek pek rastlanma yan bir uygulamadır. Bunun da temel nedeni enerji sektörü için makro düzeyde sayılacak bir problemin modellenmesinde bu tür ayrıntıya girilmesinde faz la yarar görülmeyişi olsa gerek. Çünkü, zaten normal işleyen bir planlama çalışmasında uygulama ya yönelik ayrıntılı çözümler ayrıntılı alt sek tör modellerinden elde edilecektir.

Türkiye Enerji Modeli çalışmasının raporunda, ka rışık tamsayı programlama türündeki modelin Boğa ziçi Üniversitesindeki UNIVAC 1106 bilgisayarının UNIVAC FMPS yazılım paketinden yararlanılarak çö züldüğü açıklanmaktadır. Aynı raporda, verileri de açıklanan bir uygulamanın sayısal sonuçları çok kısa bir yorumlama ile birlikte verilmektedir. Da ha sonra 10.Dünya Enerji Konferansına verilen bir ikinci özet raporda, verilerde yapılan bazı deği şiklikler ile elde edilen yeni sonuçların özet eğ rileri sunulmuştur.

TÜRKİYE ENERJİ MODELİ ÇALIŞMASI BİR ENERJİ POLİTİKASI OLUŞTURMADA NE ÖLÇÜDE ETKEN OLABİLİR ?

Bir ülkenin enerji politikasını, o ülkenin ekono mik politikasından bağımsız olarak düşünmek ola naksızdır. Bu nedenle Türkiye Enerji Modeli isim li çalışmanın kapsamı, bir enerji politikası oluş turmak için yetersizdir. Enerji politikasını oluş turacak en kritik kararlar, modelde değişken de ğil, veri olarak alınmaktadır, örneğin talep tah minleri, bütçe kısıtları ve yatırımlar ile ilgili maliyetler ancak ana çizgileri ile oluşmuş bir enerji politikası sonucu elde edilebilir. Birin cil enerji kaynaklarının aranmasına ne ölçüde ya tırım yapılacağı, çeşitli sektörlerin enerji ge reksinmelerinin ne olması gerektiği*, çeşitli sa

nayi dallarına (örneğin elektroteknik sanayii) ya pılacak yatırımların enerji yatırımlarında ne öl çüde döviz tasarrufu sağlayacağı ve bütün bu tür kararların alınması sonucu enerji sektörüne nasıl bir bütçe ayrılması gerektiği sorunları, kanımız ca enerji politikasının en temel sorunlarıdır. Bu nun yanısıra, istenilen talebin oluşması için na sıl bir vergilendirme ve fiyat politikasının uygu lanacağı da en az yatırım kararları kadar önem ta şımaktadır. Bu çerçeve içinde düşünülürse Türkiye Enerji Modeli isimli çalışma, oluştuğu varsayılan (kullanılan verilere bağlı olarak) bir enerji po litikasının enerji yatırım planlamasını uygulama ya yönelik bir model çalışması olarak düşünülebi lir.

Modelin kapsamı içine alınan, değişik enerji tür leri arasında ikame olanaklarının tanınması, as lında enerji politikasını önemli ölçüde etkileye cek sonuçlar önermektedir. Ancak modelin, belki de enerji politikasına katkıda bulunabilecek tek özelliği olan bu özellik, eksik olarak ele alınmış ve yanlış ve aldatıcı sonuçların elde edilmesine neden olmuştur. Modelde, değişik enerji türleri arasında tercih kararları yalnız enerji üretim ma liyetlerine ve kullanıcı tüketim verimlerine da yandırılmıştır. Örneğin, Türkiye Enerji Modeli ra porundan yakın gelecek için sanayi sektöründe ter cih edilen enerji türünün elektrik veya yakıt ya ğı yerine, linyit enerjisi olduğunu görüyoruz. Linyit üretiminin elektrikten daha ucuz olması bu kararda temel etken olmuştur. Elektrik üretiminde kullanılan en ucuz birincil kaynaklardan birinin linyit olduğu düşünülürse bu besbelli sonuca şaş mamak gerekir. Ancak sanayicinin linyiti tercih etmeye zorlanması pek ekonomik bir karar sayıla maz. Bu kararın ekonomik olabilmesi için linyit ve elektrik enerjisi üretim maliyetlerinin yanısı ra, ilgili sanayi dalının bu iki değişik türdeki enerji ile ayrı ayrı birim üretim maliyetlerinin de hesaba katılması gerekmektedir. Gerçekçi bir enerji tercih politikasının saptanabilmesi için sanayi sektörü, birçok alt sektöre bölünmeli ve her sektör için değişik enerji türlerine göre bi rim üretim maliyetleri gözönüne alınarak o sektö rün değişik enerji türlerine olan tercih katsayı ları hesaplanmalıdır*. Özetlersek, yanlış veya al datıcı sonuçlara neden olmaması için kullanılan enerj i ikame yöntemi ya daha ayrıntılı ve doğru bir biçimde ele alınmalı, yada tümü ile modelden çıkarılmalıdır.

VE DİĞER ELEŞTİRİLER

Yukarda özetlemeye çalıştığımız temel eleştirile rin yanısıra bazı ayrıntı olarak nitelendiremeye ceğimiz eksikliklere de değinmekte yarar var. Bun lardan ilki modelde kullanılan ve toplam birincil enerji girdilerinden oluşan amaç fonksiyonu ile ilgili. Daha önce de açıklandığı gibi bu amaç

* Bu gereksinmenin ne olacağı, daha önce de açık landığı gibi, büyük ölçüde bugünkü tüketim ar tışlarına dayandırılmıştır.

* Bu tür bir yaklaşımın ayrıntıları için bkz: Pikler F., "Optimization of Decisions Concer ning Long Term Energy Supply", Açta Oeconomica, Vol.6 (1 2), s.87 105, 1971.

fonksiyonu ile talebin karşılanabilmesi için bi rincil kaynakların en verimli kullanımını yansı tan (en az enerji kaybına karşılık olan) çözümü elde edilmekte. Bu amaç fonksiyonunda para birimi yerine yalnız enerji birimi kullanılmakta, ancak dış ticarette para biriminin kullanılma zorunlu luğu düşünülürse bu yaklaşımda enerji ithal ve ihraç olanaklarının gerçekçi olarak yansıtılması olanaksız görünüyor. Modeldeki yaklaşım, tüketici ye az bir kayıpla yansıyabilecek her tür ithal enerjisini tercih etmek gibi yanlış sonuçlara var maktadır. Türkiye Enerji Modeli raporundan görül düğü gibi bu amaç fonksiyonu kullanıldığında, çö zümlerin büyük ölçüde elektrik enerjisi ithalini öngörmesi bu yanlışı çok güzel örnekliyor. Kanı mızca bu yanlışın önüne geçmek için, raporda da önerildiği gibi, hem enerji üretim verimliliğini, hem de maliyetleri yansıtan bir karışık amaç fonk siyonu kullanmak gerekmektedir.

Modelde elektrik sektörünün ele alınışında da ba zı eksiklikler gözümüze çarptı. Elektrik enerjisi yükünde güç ve enerji taleplerinin ayrı ayrı be lirlenebilmesi için enerjinin yanısıra toplam ve zirve olmak üzere iki ayrı güç seviyesi tanımlan mış. Toplam gücün belli bir yedekle tüm santral 1 arın kurulu güç toplamından küçük olması, zirve gücün de su santralları ile gaz türbinlerinin ku rulu gücünden küçük olması biçiminde kısıtlar ge tirilmiş. Bu yaklaşımdaki yanlışlığı aşağıdaki ba sitleştirilmiş örnekte göstermeye çalışalım.

Şekil l'deki yük eğrisinin verildiği örneğe model deki yaklaşım uygulanırsa;

Enerji talebi = 18.8 milyar kWs Toplam üretilebilir enerji = (1400 x «32 + 2000)

x 8000 MWs = 19.6 milyar kWs olarak hesaplanabilir. 0 halde % 4.25'lik bir enerji yedeği ile enerji talebinin karşılandığı görülüyor. Öte yandan modeldeki yaklaşımla;

Toplam güç talebi=3000 MW<3400 MW = Toplam kurulu güç

Zirve güç talebi = 1300 MW<1400 MW = Zirve kurulu gücü (Su santralının kurulu gücü)

olduğuna göre belirli yedekler ile güç talebinin de karşılandığı görülmekte. Ancak bu örnek biraz

»Yük (MW) 3000 1700

8000 Saat

Taban santral (termik): Kurulu güç 2000 MW Su santralı : Kurulu güç 1400 MW Yük faktörü % 37

Şekil 1.

daha ayrıntılı incelenirse sistem nasıl işletilir se işletilsin 416 milyon kilovat saatlik bir ener ji açığı olacaktır. Yani % 2.2'lik bir enerji açı ğı ! Bu enerji açığının ilk 4000 saatlik süre içinde yer alacağını belirtip, ayrıntıları ilgi duyan okuyuculara bırakmakla yetineceğiz. Yine ay nı örnekte su santralının kurulu gücünü 1200 MW alıp yük faktörünü de diyelim % 50 alırsak, zirve güç talebi bağıntısı saklanmadığı halde, sistem belirli bir güç ve enerji yedeği ile kolaylıkla işletilebilir. 0 halde model, geçerli çözümleri geçersiz, geçersiz çözümleri de geçerli kılan bir özelliğe sahiptir. Modeldeki bu yanlışlık gerek Ankara'da gerekse de 10.Dünya Enerji Konferansında (yuvarlak masa toplantısındaki panel üyesi İtalyan uzman tarafından) dile getirilmişti.

Yukarda özetlenen çeşitli eleştirilerin yanısıra, kanımızca model, yararlılığını koruyabilme kaydı ile daha basit bir yapıya indirgenebilir. Bu ba sitleştirme özellikle talebin ayrı ayrı sektörle re bölünmeden tek bir değer ile yer alması* ve spesifik tesislerin de gerekli kısıtları koyarak gruplandırılarak doğrusal programlamaya geçişin sağlanması biçiminde yer alabilir.

SONUÇ

Türkiye Enerji Modeli isimli çalışma genel enerji politikasını oluşturacak üst düzeydeki ekonomik modeller ile ayrıntılı uygulamanın yapılacağı alt sektör modelleri arasında yer alan bir enerji sektörü yatırım programı uygulaması model çalışma sıdır. Modelde bazı eksiklikler görülmekle bera ber bir başlangıç çalışması olarak olumlu bir ça bayı yansıtmaktadır. Yukarda açıklanan çerçeve içinde değerlendirilirse ve daha önce açıklanan değişiklikler de yapılırsa, alt sektör modelleri ne, özellikle yakıt gölge fiyatlarını yansıtması yönünden, yararlı bilgiler sağlayabilir.

Modelden elde edilen sayısal sonuçların karamsar veya iyimser bir yönde yorumlanması kanımızca ge çerli olmayacaktır. Ancak, yalnız eldeki veriler den bile görülmektedir ki bilinen birincil enerji kaynakları zengin olmayan Türkiye, enerji yönün den büyük ölçüde dışa bağımlı olma durumundadır. Bu da birincil kaynak araştırma gereksinmesinin önemini bir kez daha ortaya çıkarmaktadır. Bunun yanısıra enerji konusunda, en azından, üzerinde biraz düşünülmüş bir politikanın izlenmesi ivedi likle gerekmektedir. İnsanı karamsarlığa? süren sonuç, enerji konusunda dışa bağımlılığın izlenen genel ekonomik politika çerçevesinde değerlendi rilmesi ile ortaya çıkmaktadır. Unutmayalım ki enerji sektöründe büyük ölçüde dışa bağımlı olan Japonya ve Belçika gibi ülkelerin üzülünecek bir durumu olmadığı gibi, petrol içinde boğulan Suudî Arabistan'ın da gelişmiş bir ülke olduğu söylene mez.

* Eğer enerji ikamesi olanağının, daha önce açık landığı gibi gerçekçi bir biçimde yer alması için gerekli değişiklikler yapılacaksa böyle bir basitleştirmenin gerekmeyeceği açıktır.