Yüksek Verimli Kojenerasyon Sistemlerinin Sertifikalandırılması 

Son kullanıcıların, tesislerinde enerji kullanımını sürdürülebilir hale getirmek adına yenilenebilir enerji yatırımları ve yenilenebilir enerji tedariği yapabileceği gibi, var olan sistemlerini daha verimli hale getirerek emisyon miktarını azaltması da oldukça önemlidir. 

Kojenerasyon teknolojisi, enerjiyi daha verimli kullanmak amacıyla buhar ve elektriğin birlikte üretilmesini sağlamaktadır. Bu sistemlerde atık ısı değerlendirilerek enerji verimliliği artırılmaktadır. Örneğin, sadece elektrik üretimi yapan termik santrallerde verim %35-45’ı geçmez iken kojenerasyon sistemleriyle birlikte hem elektrik hem ısı üretimi yapılarak %85–95 seviyelerinde yüksek verimlere ulaşılmaktadır [1]. Tesis elektriğinin bir kısmının atık ısıdan karşılanarak yakılacak yakıt miktarını ve dolayısıyla emisyon miktarını azaltan “düşük karbonlu” bir teknolojidir. 

Kojenerasyon teknolojisi endüstri, ulaşım, konut, hastane, alışveriş merkezi, otel ve havalimanı gibi çeşitli alanlarda yaygın kullanıma sahiptir. Son kullanıcıların hem enerji tasarrufu sağlaması hem de emisyon miktarını azaltması için önemli bir araçtır.

1. Kojenerasyon Prosesi

Prosesin işleyişi kısaca, birincil kaynağın yakılmasından ortaya çıkan basınçlı sıcak gazların gaz türbinini hareket ettirmesiyle oluşan kinetik enerjinin jeneratör aracılığıyla elektrik enerjisine çevirmesiyle başlar. Bu noktadan itibaren, kojenerasyon teknolojisi başlar. Önceki adımda oluşan buharın bir kısmı atık ısı kazanına gelerek, ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarında ve endüstriyel uygulamalarda proses buharı olarak kullanılır.

Figür 1: Kojenerasyon sistemi prosesi [2]

2. Kojenerasyon tesislerinde kullanılan teknolojiler ve yakıt türleri:

Kojenerasyon sistemleri teknoloji türlerine göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir; [3]

• Buhar Türbinli 
• Gaz türbinli 
• Motorlu (Dizel) 
• Kombine Çevrimli (Gaz ve Buhar Türbinli) 
• Mikro Kojenerasyon (100 kW ve altı sistemler için) [4]
  

Buhar türbinli, gaz türbinli, motorlu ve kombine kojenerasyon sistemleri çoğunlukla endüstride kullanılırken, mikro kojenerasyon sistemleriyle binalarda da enerji üretimi teşvik etmek mümkündür. Böylece endüstrileri ve binaları sadece enerji tüketen değil, enerji üreten duruma getirerek, arz güvenliği garanti altına alınmaktadır. 

Kojenerasyon tesislerinde kullanılan birincil kaynak türü fosil veya yenilenebilir kaynak olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

Fosil yakıtlar: Kömür, Doğalgaz, Dizel

Yenilenebilir kaynaklar: Biyokütle, Biyodizel, Biyogaz, Çöp gazı Jeotermal, Solar termal

Yenilenebilir kaynaklar ile fosil yakıtların hibrit olarak kullanılması da mümkündür. Örneğin, kurulu ve çalışmakta olan fosil yakıtlı kojenerasyon santrallerinden arazi ve güneş ışınımı (Concentrated Solar Power- CSP) uygun olanlarında Fosil + CSP hibrit uygulamalarıyla tesisin verimliliği %20’lere varan oranda arttırılabilmekte ve çok ciddi birincil yakıt tasarrufu sağlanabilmektedir [5].

Figür 2: Birincil kaynağına göre kojenerasyon sistemlerinde elektrik verimliliği [6]

2009-2019 Yılları arasında Avrupa'daki kojenerasyon tesislerinin yakıt karışım yüzdeleri yaklaşık %30 kömür ve petrol, %40 doğalgaz, %10 yenilenebilir kaynaklar, %10 diğer yakıtlar şeklindedir [7].

TEİAŞ tarafından yayınlanan, Türkiye’deki kojenerasyon santrallerinde elektrik enerjisi üretimi, ısı üretimi ve tüketilen yakıt miktarlarının 2021 yılındaki dağılımları aşağıdaki grafikte paylaşılmıştır.

Figür 3: Türkiye kojenerasyon santrallerinde elektrik enerjisi üretimi, ısı üretimi ve tüketilen yakıt miktar dağılımları, 2021, TEİAŞ [8] .

3. Yüksek Verimli Kojenerasyon Tesisi

Yüksek verimli kojenerasyon tesisi, aynı tür ve miktarda yakıt kullanılarak ayrı ayrı elektrik ve ısı üretimine kıyasla en az %10 ve üzeri birincil enerji tasarrufu sağlayan kojenerasyon tesisi anlamına gelmektedir [4] [9]. Güncel teknoloji ile kojenerasyon tesislerinde, yakıt girdilerinin %75 ila %80'inin, en verimli tesislerde ise %90'a varan kısmının faydalı enerjiye dönüştürülmesine olanak tanımaktadır [10].

Eurostat rakamlarına göre kojenerasyon, 2019'da Avrupa'nın elektrik üretiminin %12'sini ve ısısının %14'ünü karşılamıştır [11]. COGEN Europe, bu sayının 2030 yılına kadar elektriğin %20'sine ve ısının %25'ine çıkabileceğini tahmin etmektedir [11].

Figür 4 ‘te görüldüğü üzere, kojenerasyon sisteminin bulunduğu tesis, yakıt girdilerini daha verimli kullanarak, aynı düzeyde son kullanım enerji talebini daha az enerji girdisi ile karşılamaktadır.

Figür 4: Isı ve elektriğin birlikte ve ayrı ayrı üretildiği durumlarda kaynak kullanımı [12]

Kojenerasyon teknolojisi ile aynı oranda ısı ve elektrik enerjisini elde etmek için kullanılan girdi (yakıt), konvansiyonel sistemlere göre %20 ila %40 daha azdır [13]. Bu oran, kullanılan teknoloji, yakıt tipi, tesisin boyutu ve diğer faktörlere bağlı olarak değişebilir.

4. Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Kojenerasyon Tesisi

Kojenerasyon tesisinde oluşan buharın ve ısının kaynağı kojenerasyon sisteminin kategorisini belirlemektedir. Kojenerasyon tesisinin yenilenebilir enerji tesisi olabilmesi için birincil kaynak sürdürülebilirlik kriterlerine uygun olmalıdır. Örneğin:

• Biyoenerji: Biyokütle, biyoyakıt, biyogaz, çöp gazı
• Jeotermal: Jeotermal santralin elektrik üretiminden arta kalan sıcak su, bölgesel ısıtma ve diğer doğrudan ısı kullanım uygulamaları için kademeli yöntemlerde kullanılabilir. 
• Güneş enerjisi: Entegre güneş kombine çevrimi ile güneş enerjisi ile elde edilen buhar, buhar türbinine gider böylece güneşin bol olduğu zamanlarda fosil yakıt tüketimini minimumda tutarak gerekli enerji güneşten elde edilebilir. 

5. I-REC'in Kojenerasyon Standardı

Avrupa Birliği’nin yüksek verimli kojenerasyonun iç enerji piyasasındaki teşviki için 2012 tarihli 2012/27/EU Direktifinde, yüksek verimli kojenerasyon tesislerinin Kaynak Garantisi (Guarantees of Origin) sisteminde yararlanabilmesinin önü açılmıştır. IREC sistemine her kaynaktan kojenerasyon tesisi kaydetmek mümkündür. Fakat birincil kaynağı yenilenebilir olmayan kojenerasyon tesisleri yenilenebilir enerji tesisi olarak sınıflandırılamaz. Avrupa Birliği direktifi iç tüketimde kullanılan yüksek verimli enerjinin, yenilenebilir niteliklerle eş değerde değerlendirilmesinin önünü açmıştır [14]. IREC Standard, yüksek verimli santralleri etiketleyen yeni bir sistem üzerinde çalışmaktadır.

6. Kojenerasyon Tesislerinin Etiketlenmesi

Figür 5: Kaynak tipine göre kojenerasyon sistemlerinin sertifikalandırılması

Birincil yakıt kaynağı biyokütle ya da biyogaz gibi yenilenebilir enerji kaynaklı kojenerasyon tesisleri yenilenebilir enerji sertifikasına sahip olabilmektedir. Buna ek olarak kojenerasyon tesislerinin denetlenmesi ve etiketlenmesi için geliştirdiğimiz etiket sistemi ile yüksek verimli ve birincil yakıt kaynağı fosil olan kojenerasyon tesisleri yüksek verimli kojenerasyon tesisi olarak Foton tarafından IREC sistemine kaydedilir ve Foton ECO tarafından etiketlenir. Kredilendirilen üretim yalnızca öz tüketim için kullanılabilir.

7. Kojenerasyon Tesislerinin Endüstride Kullanımı

Endüstride kojenerasyon sistemi kullanan elektrik ve ısı ihtiyacı yüksek başlıca sektörler başta Kimya-Petrol olmak üzere Çimento-Cam, Demir-Çelik, Gıda, Seramik, Tekstil, Kağıt ve Kağıt Ürünleri sektörleridir.

Figür 6: İngiltere’de kojenerasyon kullanan sektörlerin yüzdelik dağılımı,2019 [15]

Bu sektörlerden biri olan Çimento sektöründe faaliyet gösteren Aşkale Çimento, çimento üretiminin bir basamağı olan klinkerin döner fırında ısıtılması ve ardından soğutulması prosesinde çıkan atık ısıyı kojenerasyon tesisinde değerlendirerek enerji verimliliği sağlamaktadır. 

Kojenerasyon sistemleriyle birincil kaynağı fosil yakıt olan sistemlerde atık ısının değerlendirilmesi sağlandığından “düşük karbonlu enerji çözümü” olarak bahsedilebilmektedir.  

Aşkale Çimento, yüksek verimli kojenerasyon ünitesini IREC uluslararası yenilenebilir enerji sertifika sistemine “yüksek verimli” kojenerasyon tesisi olarak başarıyla kaydetmiştir. Çimento üretim hattından atık ısı geri kazanım teknolojisi ile desteklenen ünite, IREC Türkiye'de öz tüketim amaçlı ilk yüksek verimli kojenerasyon ünitesi olmuştur.

8. Türkiye’deki Kojenerasyon Tesislerinde Verimlilik Çalışmaları ve Uygulamaları

Türkiye'de kojenerasyon tesislerinin verimlilik uygulamaları ve çalışmaları için devlet desteği ve uygun görülen tesislere verim belgesi düzenlenmesi, 2014 tarihinde yayınlanan "Kojenerasyon ve Mikrojenerasyon Tesislerinin Verimliliğinin Hesaplanmasına İlişkin Usul ve Esaslar Hakkında Tebliğ" kapsamında belirlenmiştir. Tebliğ uyarınca teknolojisine bağlı verim değerini, elektrik/ısı oranı değerini ve birincil enerji kaynağında en az %10 ve üzeri tasarruf sağlayan kojenerasyon tesislerine Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü tarafından “Kojenerasyon Tesisi Verim Belgesi” düzenlenmektedir.  Kojenerasyon tesislerinin Enerji Verimliliği Kanununda yer alan desteklerden yararlanabilmesi için belirlenen koşullara ve verim belgesi için aranan detaylı koşullara ilgili tebliğden ulaşabilirsiniz [4].

KAYNAKÇA