Deniz üstü rüzgar enerjisi için olası senaryolar

Deniz üstü rüzgarının geleceğini düşünürken, nerede, nasıl ve neden uygulanabilir hale geldiğini anlamak önemlidir. Avrupa, ilk günden beri  deniz üstü rüzgar endüstrisinin ön saflarında yer alıyor. İlk deniz üstü rüzgar çiftliği, 1991 yılında Danimarka’nın doğusundaki Vindeby’de kuruldu. Her biri toplam 5 megawatt (MW) kapasite için 450 kilovat (kW) üreten  kara türbininden oluşturuldu. 2017 yılında sökülen Vindeby, Avrupa’daki deniz üstü rüzgar santrallerinin yolunu açtı. 2000’ler boyunca,  deniz üstü rüzgarı Güney, Kuzey Denizi, İrlanda Denizi ve Baltık Denizi’nde genişlemeye devam etti. Ülke bazında bakıldığında, Çin 27.680 MW kurulu gücü ile sektör lideri konumundadır. Çin’i 12.522 MW ile Birleşik Krallık takip etmektedir. Üçüncü sırada ise 7.728 MW kurulu güç ile Almanya bulunmaktadır. Bir diğer önemli sektörel gösterge olan Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA)’nın yayınladığı rüzgar enerjisi yatırım tutarlarına bakıldığında, yıllara bağlı olarak rüzgar enerjisi yatırım tutarlarında dalgalanmalar olduğu gözlenmektedir.

Deniz üstü rüzgar enerjisi santrallerinde yatırım maliyetlerinin önemli kısmını rüzgar türbinleri oluşturuyor. Bu nedenle girdi piyasası değerlendirilirken türbin ve bileşenleri baz alınıyor.  İthalat verileri kapsamında öne çıkan ülkelerin tümü gelişmiş ülkelerden oluşan ABD, Almanya, Çin, Birleşik Krallık ve Kanada olduğu görülmektedir. Bu ülkelerden Almanya, Çin ve ABD önemli türbin üreticilerinin bulunduğu ülkelerdir. İhracat verilerine bakıldığında ise öne çıkan ülkelerin Çin, Almanya, ABD, Japonya ve Danimarka olduğu görülüyor.Çin, Almanya ve Danimarka önemli türbin üreticilerine ev sahipliği yapıyor. Almanya ve Danimarka’nın ihracatta önemli konumda olmasının nedeni teknoloji ve kalite iken, Çin’in listedeki yeri avantajlı fiyat politikasından kaynaklandığı biliniyor. Türkiye’ye bakıldığında elektrik enerjisinde kullandığı kaynakların neredeyse %40’lık bölümü ithal kaynaklar olduğu görülmektedir. Ayrıca, Türkiye’nin enerjide dışa bağımlılığını azaltacak yenilenebilir enerji kaynaklarının tüm potansiyelini henüz kullanmadığı da biliniyor. Örnek olarak, literatürde bazı kaynaklar Türkiye’nin karasalda 48 GW ve deniz üstünde de 75 GW olmak üzere rüzgar enerjisinden elektrik elde etme potansiyelinin toplam 123 GW olduğu belirtmiştir. Ancak, bu çalışmalarda teorik potansiyelleri ölçmüşler, çevresel etkileri göz ardı etmişlerdir. Bu nedenle gerçek potansiyelin belirlenmesi konusunda bir eksiklik olduğu görülmektedir. Türkiye’de mevcut durumda kara tipi rüzgar santrallerinden elektrik üretilse de deniz üstü rüzgar enerji santrali henüz bulunmamakta. Türkiye üç tarafında bulunan denizler ve bir iç denizi ile beraber deniz üstü rüzgar santral kurulumu potansiyeli yönünden dünyada sayılı ülkeler arasındadır. Kara tipi rüzgar enerjisinde kurulum kapasitesi açısından lider durumda bulunan Güney Marmara Bölgesi aynı zamanda deniz üstü rüzgar santrali için de potansiyel barındırmaktadır.

Olası yatırımlar ile hali hazırda bölgede mevcut bulunan rüzgar enerjisi sektör paydaşlarının henüz kullanılmayan bir potansiyel alanında tecrübe aktarımı gerçekleştirileceği de öngörülmektedir. Yakın zaman diliminde T.C Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, deniz üstü  rüzgar enerjisi için belirlenen aday Yenilenebilir Enerji Kaynak Alanı’na (YEKA) ait sahaların büyüklüklerini belirledi. Bakanlıktan alınan bilgilere göre, deniz üstü rüzgar enerjisinde Bandırma açıklarında 1.111 kilometre kare alan, Bozcaada açıklarında 299 kilometrekare, Gelibolu açıklarında 75,6 kilometrekare ve Karabiga kıyılarında 410 kilometrekare alan aday Yenilenebilir Enerji Kaynak Alanı (YEKA) olarak tahsis edildi. Söz konusu sahalar için ilgili kurum ve kuruluşlardan görüşlerin alınmasına müteakip seçilecek belirli sahalarda meteorolojik ve oşinografik analizler ve ölçümlerden oluşan ön fizibilite etütleri yapılacağı belirtildi. Deniz Üstü Rüzgar Enerji Sistemleri (DÜRES) için en uygun yatırım alanlarının belirlenmesi işlemleri  kapsamında, bölgenin potansiyelleri ve dinamikleri göz önüne alınarak bir veri analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda, DÜRES yatırımları için en uygun aday bölgeler belirlenmiş ve mevcut limanların analizleri gerçekleştirilmiştir. Daha evvel yapılan araştırmalara göre Balıkesir kıyılarında Bandırma ve Erdek sahilleri yüksek hız potansiyellerine sahipken Çanakkale sahillerinde Gökçeada ,Bozcaada ve Gelibolu yarımadası arasında kalan bölgede yüksek rüzgar hızları görülmektedir. TEİAŞ enerji nakil hatlarına bakıldığında anakaradan Gökçeada’ya ve Bozcaada’ya giden enerji nakil hatları orta gerilim hatları olmakla beraber mevcut hatlar deniz üstü rüzgar santralinde üretilecek enerjiyi trafo merkezlerine taşımak için yeterli görülmüyor. Bu nedenle bu bölgede potansiyel deniz üstü rüzgar enerji yatırımları için gerekli elektrik iletim altyapısının oluşturulması gerektiği düşünülüyor. Uygun alanların tespitinin ardından, bu alanlarda kurulabilecek santraller için üç ana senaryo (20 MW, 200 MW ve 1200 MW) üzerinden belirlenmesi öngörülmüştür. Daha sonra üretilecek enerji verilerinden yola çıkılarak bu senaryolara bağlı olası santrallerin finansal ve ekonomik analizleri yapılmıştır. Üretilen enerjinin bir kısmının veya tamamının hidrojen üretiminde kullanılması üzerine bir senaryo bazlı araştırma yapılmıştır. Bu santrallere hizmet verebilecek durumda olan Bandırma, İçdaş ve Çanakkale limanlarının yeterlilikleri literatürde belirtilen kriterler üzerinden irdelenmiştir. Güney Marmara bölgesinde bulunan rüzgar türbin parça/komponent üreticileri, tedarik zinciri ve lojistik sektörü sayesinde bölgede nitelikli işgücünün artırılması ve yerel kaynakların kullanılması hedeflenmektedir. Yapılan ön fizibilite çalışması kapsamında olan deniz üstü rüzgar santralleri için üç ana senaryo kabul edilmektedir. Bu senaryolar 20 MW’lık sabit ve yüzer temelli türbinlerden oluşacak şekilde ayrı ayrı olmak üzere küçük ölçek, 200 MW’lık orta ölçek ve 1.200 MW’lık büyük ölçek santrallerdir.

Yine ön fizibilite çalışmasında  belirlenen uygun DÜRES yatırım alanlarına hizmet verebilecek mevcut limanların uygunluğu ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, belirlenen hedef bölgelerde aktif olarak hizmet veren Bandırma Çelebi Limanı, Çanakkale Kepez Limanı ve İçdaş Limanı analiz edilmiştir. Kurulum, bakım ve onarım işlemleri için limanların DÜRES bölgelerine yakınlığı oldukça önemli bir avantajdır.Ayrıca, literatürde kabul edilebilir maksimum liman-uygun DÜRES yatırım bölgesi mesafesi 200 km olarak kabul ediliyor. Bu kapsamda, potansiyel DÜRES yatırım alanlarına bu mesafeden daha uzak olan limanlar senaryo dışı bırakılmıştır. Analiz çalışmasında santral alanlarına yakınlık kriterine ek olarak, limanların mevcut kapasiteleri değerlendirilmiş, ihtiyaçlar ve gereklilikler ortaya konulmuştur. Mevcut kapasiteler analiz edilirken, rıhtım uzunluğu ve derinliği, yük taşıma ve depolama kapasitesi, genişleme potansiyeli gibi birçok kriter incelenmiştir .Gerekli veriler liman saha ziyaretlerinden ve açık erişimli veri kaynaklarından temin edilmiştir. Analiz çalışmaları kapsamında, limanlar ile potansiyel DÜRES yatırım bölgelerinin senaryo bazlı çalışmalarının belirlenmesinde GMKA komisyonunun onayı ile en yakın mesafe kriteri göz önüne alınarak eşleştirme yapılmıştır. Bu sayede, potansiyel DÜRES yatırım alanı için belirlenen 3 liman eşit dağılımla analiz edilmiştir.

Deniz üstü rüzgarı, en umut verici ve çevre dostu enerji üreten teknolojilerden biridir. Güneş ve kara rüzgarı gibi ilgili teknolojilerle karşılaştırıldığında yüksek kapasite faktörüne sahip olmasına rağmen, devasa sermaye maliyeti uygulanmasını engelliyor. Deniz üstü rüzgar türbinleri, onlarca yıldır zorlu deniz ortamlarında çalıştıkları için erozyona karşı hassastır. Bazen yüksek rüzgar hızları gibi en avantajlı özellikler bile  deniz üstü rüzgar türbinleri için olumsuz bir faktör haline gelebilir. Örneğin, rüzgar hızı 25 m/s’yi geçtiğinde türbinler kapanma eğilimindedir. Deniz üstü rüzgar santrallerinin boyutları zamanla arttıkça, inşaat, nakliye, kurulum ve işletme ile ilgili zorluklar da artmıştır. Bunlar genel olarak lojistikle ilgili zorluklardır. Rüzgar çiftlikleri genellikle kıyıdan çok uzakta bulunur ve özellikle kötü hava koşullarında erişimi zordur. Bu nedenle, en küçük teknik sorunu bile düzeltmek zor ve maliyetli olabilir. Denizüstü rüzgar enerjisi dağıtımındaki diğer zorlu faktörler, güneş ve kara rüzgarı gibi diğer teknolojilerde çok daha basit olan kaynak karakterizasyonu, şebeke ara bağlantısı ve işletimi ve iletim altyapısının geliştirilmesi ile ilgilidir. Bu nedenle, yüksek sermaye maliyetleri ve operasyonlar, bakım, nakliye ve lojistik ile ilgili sorunlar küresel pazarı kısıtlıyor.