1980’lerde yaşanan büyük endüstriyel ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak özellikle Almanya ve Danimarka gibi ülkelerin öncülüğünde rüzgâr türbinleri (RT) gün geçtikçe gelişerek günümüze kadar gelmiştir.
Kara üstünde RT’ler kurulurken Danimarka deniz üstüne RT kurmanın çalışmalarını başlatarak 1991 yılında ilk deniz üstü rüzgâr elektrik santralini (DRES) Vindeby’de, o zamanki adıyla Bonus marka 11 adet 450 KW’lık türbinler kullanarak 4,95 MW gücündeki proje ile başlamıştır.
2020 yılı sonu itibarı ile 35 GW kurulu güce ulaşmış ve Küresel Rüzgâr Enerjisi Konseyi (GWEC) projeksiyonlarına göre 2030 yılında 200 GW kurulu güce ulaşılacağı tahmin edilmektedir. Ülkemizde önümüzdeki dönemlerde DRES proje çalışmalarının hızlanması beklenmektedir.
Deniz üstü RES projelerine, yenilenebilir enerji kaynakları ve arz güvenliğine katkısının yanında stratejik olarak da bakılmalıdır. Karasal RES projeleri, ülkemizin boşta duran dağları ve yerleşime uzak olan bölgelerini ekonomiye kazandırmıştır. Aynı süreç denizlerimiz için de işleyecektir. Artık sadece denizlerimizin altından değil, üstünden de faydalanma olanağını mümkün kılacaktır. Ek olarak projelerde kullanılacak ekipman, montaj, gemi, nakliye, mühendislik gibi proje bileşenlerinin mümkün mertebe ülkemiz kaynak ve insan gücü tarafından sağlanmasıdır. Bu yolla ülkemiz, diğer ülkelere know-how (bilgi-birikim) ve işgücünü ihraç edebilecektir
Deniz Üstü Rüzgâr Enerjisi Derneği
Türkiye’de deniz üstü rüzgâr elektrik santrallerinin yatırımlarının yapılması, geliştirilmesi, denizcilik ve enerji sektörünün bir araya getirilmesi, işbirliklerinin koordine edilmesi amacıyla 05 Nisan 2021 tarihinde Deniz Üstü Rüzgâr Enerjisi Derneği (DÜRED) kurulmuştur.
Derneğin merkezi Ankara’dır. İstanbul ve İzmir’de şubeleri açılması hedeflenmektedir.
DÜRED olarak hedeflerimiz; deniz üstü rüzgâr enerjisi ile ilgili sivil toplum faaliyetlerinin etkinleştirilmesi ve geliştirilmesini sağlamak ve bu konuda çalışmalar yapan kişi ve kuruluşlara destek vermek, kamu kurumları ve üniversiteleri de aktif olarak dernek faaliyetlerinde kullanarak farkındalık yaratılmasıdır. Ayrıca ülkemizin deniz üstü rüzgâr enerji kaynakları alanında mevcut potansiyelini ortaya koymak, deniz üstü rüzgâr enerji kullanımının oluşmasını sağlamak, mevzuatın oluşturulmasında katkıda bulunmak da ana hedeflerdendir.
Türkiye’nin Deniz üstü RES Potansiyeli
Dünya Bankası’nın Ekim 2019 tarihinde yayınladığı “Expanding Offshore Wınd to Emerging Markets” başlıklı raporuna göre, Türkiye’de açık deniz rüzgâr enerjisi potansiyelinin en fazla olduğu bölge rüzgâr hızlarının 9 m/s’ye ulaşabildiği Ege Bölgesi’nin kuzeybatısında kalan alandır.
Teknik olarak bu bölge 6 GW sabit, 19 GW yüzer olmak üzere toplam 25 GW potansiyele sahiptir. Ege Bölgesi’ni rüzgâr hızlarının 7-8 m/s hızlara ulaştığı Marmara ve Karadeniz Bölgeleri takip etmektedir. Bunun dışında batı ve güney kısımlardaki tüm potansiyel sahalarla birlikte Türkiye’nin toplam açık deniz rüzgâr potansiyeli 50 metreden daha az derinlikte 18 GW sabit, 50-1.000 metre derinlikte de 57 GW olmak üzere toplamda yaklaşık 75 GW‘tır.
Şekil 1. Global Wind Atlas’a göre Türkiye’de açık denizde 100 m yükseklikteki ortalama rüzgâr hızları.
DRES Projelerinin Arz Güvenliğine Katkısı
Enerji ihtiyacının üçte ikisinden fazlasını ithalat yoluyla karşılayan Türkiye açısından arz güvenliğinin sağlanması için bütün yerli ve milli kaynakların kullanılması gereklidir.
Deniz üstü RES potansiyelimiz düşünüldüğünde, gerek enerji kaynak çeşitliliği, gerekse de yenilenebilir kaynak olması nedeniyle bu santrallerin kullanılması elzemdir. Ayrıca, ülkemizin deniz üstü yapılar konusunda ilerlemesi için bu tip santraller konusunda deneyime ihtiyaç vardır.
Avrupa ve Dünyadaki Son DRES Durumu
İzleyen veriler, GWEC ve WindEurope’den alınmıştır.
2020 yılında toplam 356 adet DRT montajı yapılarak 2.918 MW yeni kapasite eklenmiştir ve Avrupa’da toplam kurulu güç 2020 yılı sonu itibarı ile 25.014 MW olmuştur. Avrupa ülkelerinde Hollanda, Belçika, İngiltere, Almanya, ve Portekiz’in DRES projelerine ağırlık verdiği görülmektedir.
Hollanda 1.493 MW, Belçika 706 MW, İngiltere 483 MW, Almanya 219 MW ve Portekiz 17 MW yeni kapasiteyi devreye almıştır.
Tablo-1’de Avrupa ülkelerinde 2020 yılı sonu itibarı ile DRES ve DRT sayıları ile kurulu güç değerleri görülmektedir. Toplam DRESkurulu gücünün 25.014 MW’a ulaştığı Avrupa’da, İngiltere 10.428 MW ile ilk sırayı almaktadır. Onu 7.698 MW ile Almanya izlemektedir. Avrupa ülkelerinde önümüzdeki yıllarda DRES projelerine ağırlık verileceği öngörülmektedir.
Tablo 1. Avrupa ülkeleri DRES durumu.
Avrupa ülkelerinin yanında Asya ve ABD’de DRES projeleri gerçekleştirilmektedir. Asya’da özellikle Çin, Tayvan, Japonya, Güney Kore ve Vietnam’da projeler geliştirilmektedir. Yaklaşık 30 yıllık geçmişi olan DRES sektöründen ve özellikle Avrupa tecrübesinden öğrenilen bilgiler diğer dünya ülkeleri tarafından kullanılmaktadır. En önemli know-how, özel sektör ve kamunun birlikte çalışmasıdır.
Dünyada 2019 yılında eklenen 6,1 GW kapasite toplam kurulu gücü 30 GW’a yaklaşmıştır. 2020 yılında 6 GW yeni deniz üstü RES kapasitesi işletmeye alınmıştır. Çin, 3 GW yeni kapasite ekleyerek son üç yıldaki kararlı büyümesini sürdürmüştür. Çin ve Avrupa’nın dışında Güney Kore (60 MW) ve ABD (12 MW) 2020 yılında kapasite ekleyen ülkeler olmuştur. 2020 yılı itibarı ile dünyada bulunan DRES kurulu gücüne ait ülkelere göre kurulu güç değerleri aşağıda verilmiştir.
Tablo 2. Dünyada 2020 yılı sonu itibarı ile DRES durumu.
Deniz Üstü ve Karasal RES Arasındaki Farklar
Deniz üstü rüzgâr enerji teknolojisinin iki ayağı vardır; deniz ve enerji. Ülkemizde her iki alanda da ilerlemiş bir sanayi ve işgücü bulunmaktadır. Ülkemizin son yıllarda denizcilik sektöründe kayda değer ilerlemesi ve karasal rüzgâr enerjisinde edindiği deneyim ve know-how deniz üstü rüzgâr teknolojisi kullanımının en önemli avantajlarındandır. Konu ile ilgili olarak çalışacak işgücü ve ekipman ülkemizde mevcuttur.
Elektromekanik ekipman tedarikinde yerli üretim olanakları karasal türbinler için mevcut olduğundan dolayı bu teknoloji rahatlıkla deniz üstü teknolojisine çevrilebilir.
DRES kara üstündeki rüzgâr elektrik santrallarına göre bazı avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Genel olarak bu uygulama kara üstü türbinlerine göre ilk kurulum maliyeti açısından dezavantajlı olmasına rağmen denizde rüzgâr şiddetinin karaya oranla çok daha fazla ve sürekli olabilmesi açısından uzun vadede daha fazla kar getiren bir yatırım olma özelliğini taşır.
Deniz üstü rüzgâr türbini (DRT) teknolojisinin en büyük avantajları şunlardır:
- Denizde rüzgârın daha yüksek şiddete olması sebebiyle artan enerji üretimi,
- Rüzgârın sürekliliğinin daha fazla olması ve pürüzsüzlüğün düşük olması,
- Daha düşük türbülans,
- Karada RES yapılan alanların azalması,
- Karadaki RES projelerinde imar sıkıntılarını artması,
- Deniz üstünde kamulaştırma bedellerinin olmaması,
- Yaşam alanlarından uzak olduğu için görüntü ve gürültü kirliliğine sebep olmaması,
- Deniz ulaşımının kara ulaşımına kıyasla daha kolay ve ucuz olması sebebiyle ulaştırma maliyetindeki tasarruflar,
- Bölgesel gelişim ve istihdam sağlama,
- Denizsel endüstri ve teknolojilerin gelişerek istihdamın artırılması.
Denizüstü RES’in temel elemanları incelendiğinde yedi ana sistem görülmektedir. DRES temel elemanları DRT, sualtı kablolama, ünite trafosu, deniz üstü şalt sahası, deniz altı enerji nakil hattı, kara üstü enerji nakil hattı ve kara üstü trafo merkezi olarak sınıflandırılabilir.
Şekil 2. Deniz üstü RES temel elemanları.
Denizüstü Rüzgâr Türbini (DRT)
DRT’nin temel elemanları olarak kule, nasel, pervane, ünite (step-up) trafosu, kule geçiş parçası (transition piece) ve kule temeli verilebilir.
Deniz üstü RT’ler kara üstü RT’lerden daha büyük boyuttadır. Şekil 3’te 12 MW kurulu gücünde bir RT’ye ait nasel görülmektedir. Kıyaslama yapılması açısından bir insan naselde görülmektedir.
Şekil 3. Deniz üstü rüzgâr türbini 12 MW naseli.
DRT temelinin tipi ve tasarımı çok önemlidir. Deniz derinliğinin yanında, etkiyen yükler, deniz tabanı karakteristikleri gibi hususlar da dikkate alınmaktadır. Yukarıda sayılan temel sistemleri aşağıda Şekil-4’te verilmiştir.
Şekil 4. DRT temel çeşitleri.
Temelin çeşit ve derinlik ilişkisi aşağıdaki Şekil-5’te verilmiştir.
- Tekil kazıklı temeller (Monopile) – 20 ile 30 m deniz derinliği,
- Grup kazıklı temeller (Tripod) – 30 ile 40 m deniz derinliği,
- Kafes temeller (Jacket) 50 ile 60 m deniz derinliği
- Vakumlu Kova Keson (Suction bucket) – 40-60 m,
- Ağırlık temeller (Gravity base) 30 ile 50 m deniz derinliği,
- Yüzer temeller (Floating)- 1000m ye kadar.
Şekil 5. DRT temel çeşitleri ve uygulama derinlikleri.
Ülkemizde Deniz Üstü RES Çalışmaları
Türkiye’de 2018 yılında 1200 MW kapasiteli 80 dolar/MWh taban fiyatlı ve profesyonelce tasarlanmış bir DRES ihalesi düzenlenmiştir. Ancak şartnameyi alan çok sayıda firma olmasına rağmen ihaleye katılım maalesef olmamıştır. Bunun sebepleri irdelenmeli ve DRES projelerini hayata geçirmek koordineli bir çalışma yürütülmelidir. Bu amaçla, sivil toplum kuruluşları, sektör temsilcileri, üniversiteler ile birlikte çalışılmalıdır. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının Dünya Bankası ile çalışması sürmektedir. Ülkemizde dört noktada deniz üstü meteorolojik ölçümlere başlanması planlanmaktadır.
Sonuç ve Öneriler
Deniz üstü RES projelerine enerji arz güvenliğe katkısının yanında stratejik olarak da bakmaktadır. Karasal RES projeleri ile ülkemizin boşta duran dağları ve yerleşime uzak olan bölgelerini ekonomiye kazandırmıştır. Aynı süreç denizlerimiz için de işleyecektir. Artık sadece denizlerimizin altından değil, üstünden de faydalanma olanağını mümkün olacaktır.
Diğer önemli bir husus ise bu projelerde kullanılacak ekipman, montaj, nakliye, mühendislik gibi proje bileşenlerinin mümkün mertebe ülkemiz kaynak ve insan gücü tarafından sağlanmasıdır. Bu yolla ülkemiz, diğer ülkelere know-how ve işgücünü ihraç edebilecektir. Hâlihazırda bunu gerçekleştirebilecek deniz ve enerji sektörü bileşenleri ülkemizde mevcuttur.
Aşağıdaki hususlar önem arz etmektedir:
- Ülkemizde 2030 yılına kadar DRES kapasite hedefi koymalıdır.
- Ülkemizde DRES’ler sadece proje olarak bakılmamalıdır, DRES projeleri elektrik üretiminin yanında aynı zamanda denizlerimiz için stratejik öneme haizdir.
- Mühendislik hizmetleri, elektromekanik ekipman üretimi, gemi üretimi mümkün mertebe ülkemizde yapılmalıdır,
- Sadece proje için değil; üretim sanayisine yönelik yol haritası hazırlanmalıdır.
- Üniversitelerin ilgili bölümlerinin çalışmalara mutlaka aktif olarak müdahil edilmesi gereklidir.
- Yerel uzmanlarla çalışılmalıdır.
