Elektrik Mühendisliği · Sayı 1 · Aralık 1956
ELEKTRİK ENERJİSİNİN MALİYETİ
Elektrik üretimi ve santraller Teknik / bilimsel makale
- Yıl
- 1956
- Sayfa
- 3
- Okuma süresi
- 7 dk
- Görüntülenme
- 1
Konu
Elektrik üretimi ve santraller
İlgili: Enerji politikası, piyasa ve özelleştirme
Anahtar kelimeler
- elektrik enerjisi maliyeti
- termik santral
- hidrolik santral
- amortisman
- kullanma saati
- kWh maliyeti
Özet
Yazıda önce genel endüstri işletmelerinde maliyet unsurları (sermaye faizi, amortisman, bakım-tamir, personel, hammadde) açıklanır; ardından bu esaslar elektrik enerjisi üretimine uygulanarak termik ve hidrolik santrallar için kWh başına maliyet formülleri türetilip dönemin rakamlarıyla örnek hesaplamalar yapılır.
Tam metin
Metin PDF'ten otomatik çıkarılmıştır; tablo, şekil ve formüller eksik ya da hatalı olabilir. Özgün dizgi için PDF'e bakın.
Elektrik EJ eıji inin Mali)eli
Elektrik enerjisinin maliyetini hesapla mazdan evvel bir hazırlık malryeUnde olmak üztre herhangi bir endüstri işletmesinde ma liyetin nasıl bulunduğunu tetkik edelim. Yal nız şuna da işaret edelim ki model olarak ala cağımız işletme, sosyal maksatlarla değil, kâr gayesiyle kurulmuş, bir tesis olacak, yani bu, ikt;sat ilminin "asgari sarfiyatla azamî fajda sağlıyan müteşebbis" diye tarif e'.tiği "homo oacoTiomicus" tarafından işletilecektik. Çünkü maliyet nazar'yesinde her türlü sarfiyat bu ölçüye vurulmaktadır.
A. Endüstride maliyet unsurları:
Herhangi bir endüstri işletilmesini mey dana getirmek için bir yatırım yapmak icap ettiği malûmdur. Bu yatırım ya öz kaynak lardan temin edilir veyahut da ödünç alın ı.\ Her iki halde de bu sermayenin memlekeî.Lc âdet olan faiz haddinin icap ettirdiği kadar se nelik bir masrafı olur. Hemen şuna işaret e delim ki sermayenin öz kaynak'ardan tem'ıi edilmesi halinde faiz yürütülmiyeceği husu sundaki telâkki yanlıştır. Çünkü sermaye sa hibi daima külfetli ve bazan da riskli olan bir yatırım işine gireceğine parasını ödünç verse bu faizi tabialiyle alacaktı.
Bir tesis bünyesine giren her makine ve ya malzemenin muayyen bir ömrü vardır. Bunlar zamanla eskir. Bundan başka mütema diyen ilerliyen teknik, randımanı daha yük sek yeni makineler meydana getireceğinden eski makinelerin rekabet kabiliyeti azalır ve değiştirilmeleri icap eder. Bunun iç'n, normal olarak bir tesisin tamamı veya bir kısmı es kidiği zamp.n bunların yerine ikame edilecek tesis veya makinenin en az ilk bedeli kadar bir meblâğın bankada birikmiş olması lâzım gelir. Bu maksatla her sene tesisin ömrüne uygun olarak yatırım sermayesinin muayyen bir yüzdesi ayrılır ki buna amortisman diyo ruz.
Kolayca tahmin dileceği gibi faiz ve a mortisman masrafları yapılacak istihsale tâbi değildir. Bunun için bunlara sabit masraflar
Yazan : Mehmet ERDEMİR Yüksek Mühendis denir. Fakat sabit masraflar sadece bunlar dan ibaret değildir. Bakım ve tamir masraf larının bir kiüJiı dâ sab.t masraflardandır. Her ne kadar neı sonel adedi de istihsale tâbi gibi gşrünrüse de mütehavvil olan istihsale uygun olarak mütemadiyen personel çıkarıp almak mümkün olmadığından personel mas raflar ıTim da mühim k.smı sabittir. Meseleyi basitleştirmek için biz gerek bakım ve tamir masraflarını ve gerekse işçiliği sabit masraf lardan sayacağız. Sabit masrafların bir unsu ru da umumi masraflardır. K'saca tekrar e dersek, bir tesisin sabit masrafları, ki bunu yüzde olarak p ile göstereceğiz, şu unsurlar dan müteşekkildir :
1. Sermaye faizi, 2. Amortisman, 3. Bakım Tamir, 4. Personel masrafları, 5. Umumi masraflar.
Bir işletmenin istihsal ile mütenas'p olan masrafları da vardır. Bunların da başl cası ham madde ve vergilerdir (bilhassa muamele vergisi).
Şimdi senelik istihsal miktarı M olan bir işletme düşünelim (M: m, kg, metre küp, adet v.s. ile ölçülan bir kemiyeti ifade etmektedir). Bu işletmenin yatırım sermryosi A TL. olsun. Böyle bir işletmenin senelik sabit masrafı yu karıki izahatımıza nazaran : p.A krş. tur. Yi ne farzedelim ki istihsal birimi başına sarfe dilen ham maddenin bedeli vergiler dahil b krş. olsun.. Buna nazaran mütehavvil masraf lar b.M krş tutaı\ Tendik masrafların mec mu yekûnu ise, ki bı\nu K ile göstereceğiz, K = pA + bM krş olur. M ile bu eşitliğin her iki tarafını bölersek k ile göstereceğimiz bi rim maliyet fiatını buluruz :
l*=pA/M+b Bu formül, basitleştirecek ik' unsura in dirdiğimiz maliyet formülüdür. Bu formülden görüleceği üzere birim flatı ile istihsal mikta rı arasında hiperbolik bir münasebet mevcut tur. Açıkça görülen diğer bir husus da mali
yetin bir optimum'unun mevcut olmayışı, is tihsal miktarı arttıkça maliyetin düşmesidir. Buna göre bir tesis mümkün mertebe tam ka pasite ile istihsalde bulunmalıdır.
Bu umumi izahattan sonra elektrik ener jisinin maliyet hesabına geçelim.
B E.lektrik enerjisinin maliyeti :
Prensip itibariyle elektrik enerjisinin ma liyet unsurları da endüstrideki maliyet un surlarından farklı değildir. Yalnız elektrik e nerjisi ile diğer emtia arasında mühim bir fark vardır : Elektrik enerjisi akümülâtörler de mahdut miktardaki akümülâsyonundan sarfınazar, depo edilemez, yani istihsal edildi ği anda istihlâki lâzımdır. İstihlâk ise devam lı olarak artıp eksildiğinden istihsal de mü temadiyen, değişmek mecburiyetindedir. Bu ise maliyete çok tesir eder. Bu noktaları tebarüz ettirmek ve yukarıda istihraç ettiğimiz for müle benzer bir formülü de elektrik enerjisi için elde etmek maksadiyle aşağıdaki günlük yük eğrisini inceliydim. Cu eğri (Nm) KW te sis takatındaki bir santralın bir iş günü zar fındaki yük değişimini göstermektedir. Eğri i le zaman ekseni arasında kalan satıh 24 saat zarfında istihlâk edilen enerjiyi gösterir. Bu diyagrama göre şebekeden çekilen takat N,
istihsal e^ 24. Nm dir. Eğer santral Nm ta kati ile çalışsa idi e kadar enerjiyi vermesi, için 24 saatten daha az çalışması icap ederdi. Bu zamanı t ile gösterirsek e = t.Nm olur. Umumiyetle beslenen bölgenin strüktürüne göre değişen bu t zamanına günlük faydalan ma zamanı denir, t = = e/Nm nin dimansiyonu KWh/KW olduğundan t ayni zamanda beher müesses KW başına elde edilen günlük enerji miktarımda verir.
Günlük yük eğrileri yan yana konmak suretiyle senelik yük eğrisi elde edilir. Yuka rıdaki mülâhazalar senelik yük eğrisi için tekrarlanırsa E = T.Nm eşitliği yazılabilir. Burada E senelik enerji istihsalini, T ise se nelik kullanma saatini gösterir. Üç vardiye halinde çalışan işletmeleri bulunan şehir ve bölgeler için T, 4000 saat civarındadır. Işık istihlâkında T, 1500 saati pek fazla geçmez. Bir senenin 8760 saat olduğunu burada hatır latalım.
Bu izahattan sonra şimdi maliyet hesa bına geçebiliriz. Ancak burada hidrolik ve termik santralları arasında bir fark göztelim ve önce termik santrallardaki maliyeti hesap lıyalım.
Gerek sab't ve gerekse mütehavvil mas raflar için yukarıda A faslında söyledikleri miz aynen burada da caridir. Bunun için ora da istihraç ettiğimiz formülde M yerine E = T Nm koyalım. Buna göre kWh maliyeti:
k>=PA/(T.Nm) + b olur. Bu formülde A/Nm, beher kW başına isabet eden tesis masrafını göstermektedir. Bunun yerine kısaca a koyarsak :
k = pa/T + b ifadesini elde ederiz. Burada esas itibariyle b, kWh başına sarfedilen kömürün bedelidir.
18 2K
Günlük yûk diyagramı
zamanın,bir fonksiyonu, yani N = f ft) dir. Buna göre meselâ 24 saat zarfındaki enerjiyi (e) bulunmak için e=o/24 Ndt entegralini hal letmek lâzımdır. Santralın tesis takati Nm ol duğuna göre bunun bir günde verebileceği a zami enerji em=24 Nm dir. Halbuki normal
Bu formülden görülüyor ki T büyüdükçe yani istihlâkin tahavvülü azaldıkça maliyet J düşer. Şimdi memleketimizdeki bugünkü ra yiçlere göre aded! bir misâl ile kWh maliyeti ni hesaplıyalım. Bunun için evvelâ sabit mas raflar yüzdelerini tesbit edelim :
Faiz yüzdesini %6 olarak alalım. Amor tisman müddtini 20 sene kabul eder ve %6 faizi nazarı itibare alırsak amortisman yüz desi takriben %4 olur. Bakım ve tamir için de tesis masrafının takriben %2 si alınabilir. Personel masrafları da aşağı yukarı bu civar
dadır, yani %2 kadardır. Umumi masraflar için de % 1 koyabiliriz. Buna nazaran p=6+2+2 M=15 tir.
Mütehavvil masraflar ise esas itibariyle kömürden ibarettir. 1 kWh için takriben 1 kg linyit (3400 kcal) sarf edildiğini kabul eder ve linyitin tonunu santral teslimi 20 TL alır sak b = 2 kr§ bulunur. Buna vergiler de da hil bulunsun.
kW başına tesis maliyeti olan a ise or talama olarak 750 TL kadardır. Mevcut enter honekte şebekenin senelik kullanma saati de takriben 4000 civarındadır. Buna nazaran kı saca tekrar edersek :
p — %15, a = 750 TL, T = 4000 saat, h=fi krş tur.
Buna göre:
k = 15.750/4000 + 2 = 2,8 + 2 = 4,8 krş/kWh bulunur. Bu maliyet termik santra lın barlarındaki maliyett'r. Buna, şebeke kayıpları ile enterkonekte şebekenin tesis mas raflarından dolayı takriben 1 1,2 kuruş da ha ilâve etmek lâzımdır. Böylece istihlâk yer lerindeki maliyet 6 kuruşu bulur. %15 de kâr ilâve edilirse büyük müstehliklere satış fiatı 7 kuruşu bulabilir.
Bu maliyet senelik faydalanma zamanı yüksek olan, yani 4000 saat civarında bulu nan müstehlikler içindir. Şimdi hesabımızı bir de ışık cereyanı için yapalım. Burada T=1500 saat alınacaktır. Buna nazaran :
k = 15.750/1500 + 2 = 7,5 + 2 = 9,5 krş/KWh bulunur. Buna şebeke masrafları ile kâr ilâve edilirse enterkonekte şebekedeki satış fiatı 12 kuruşu bulur. Bu netice senelik kullanma za manının ehemmiyetini göstermekte, ışık cere yanının kuvvet cereyanına nazaran neden pa halı olduğunu tebarüz ettirmektedir.
Yazımızı bitirmeden evvel hidrolik san trallar için de ayni hesabı yapalım :
Hidrolik santrallarda b = o kabul edebi liriz. Çünkü burada yakacak masrafı mevzu bahis değildir. Muamele vergisi de kabili ih maldir. Faiz aynen %6 dır. Amortisman %3 alınabilir, çünkü hidrolik tesislerin ömrü da ha uzundur. Tamir ve bakım masrafları ile personel masrafları da %50 azalarak takriben %1 er olur. Ümümi masraflar değişmez. Buna göre p = %12 dir. Diğer taraftan tesis mas fafjan termik sanrallara nazaran çok yüksek
ve değişiktir. Bunu da bir fikir vermek için a = 1500 TL. alalım T, her iki halde de ay nı olsun. Buna göre :
k = 12.1500/4000 4,5 krş/kWh bulunur.
Görülüyor ki hidrolik enerji maliyeti de aşağı yukarı termiğinki kadardır ve sanıldığı kadar ucuza mal olmamaktadır.
Sabit masrafların maliyet üzerindeki te sirini göstermek için kapital faktörü denilen p yi değişt'relim ve meselâ bunu %15 yerine %1 farkla p = 14 alalım. Buna göre :
k = 14.750/4000 + 2=2.62 + 2 =4.62 krş/kWh bulunur, p = 15 için k = 4,8 krş idi. Binae naleyh sabit masrafların %1 eksilmesine mu kabil kWh maliyeti, 4,8 — 4,62 = 0.18 krş/ kWh = %3,75 kadar inmektedir. Bu farkı sadece sabit masraflar kısmına nisbet eder sek ucuzlama 1/15 = %6,7 kadardır.
Görülüyor ki sabit masraflarda yapılabi lecek küçük bir tasarruf maliyete bir kaç mis li olarak intikal etmektedir. Bu maksatla sa bit masraflar bahsinde çok titiz davranmak yerinde olur.
Bu münasebetle şu noktaya da işaret ede lim :
Günlük ihtiyaç maddeleri imal eden te sisler, ortalama olarak bir senede yatırım ser mayeleri kadar ciro yaparlar. Elektrik istih sal ve tevzi tesisleri ise yatırım sermayelerini 3 4 senede bir defa devredebilirler. Bu da şu nu gösterir ki elektrik enerjisi sahası yatırım sermayesi bakımından çok fazla para yutan bir sahadır. Gerek bu sebepten ve gerekse sa bit masrafların, maliyetin yarısından fazlasını teşkil etmesinden dolayı elektrik istihsal ve tevzi tesislerinin inşa ve finansmanında çok esaslı tetkikler yapmak lâzımdır. Çünkü tek nik bakımdan mümkün olan her projenin ma lî ve iktisadî bakımdan da realizasyona şayan olması gart değildir.