%50 verimli santral

%x verimli bir kömür veya doğal gaz santralinin 1 MWh başına değişken maliyeti nedir? Burdaki verimden kasıt maksimum verim. Önce gaz, sonra kömür için basit ve akılda kalıcı bir hesap yapmaya çalışacağım.

Türkiye'nin '1 m³ gaz' tanımı: 1 atm basınçta ve 15 °C sıcaklıkta hacmi 1 m³ ve üst ısıl değeri 9155 kcal olan gaz miktarı. Türkiye'de 1 m³ gaz (9155 × 4.1868)/3600 = 10.647265 kWh enerji demek. (Altı çeşit kalori var; bunlardan enerji sektöründe kullanılan 1 cal = 4.1868 J.) Ama bu enerjinin tamamı değil, alt ısıl değere denk gelen kısmı, yani Türkiye'de 8230 kcal'lik kısmı, (8230 × 4.1868)/3600 = 9.57149 kWh'lik kısmı doğal gaz santrali tarafından kullanılabiliyor. O zaman, %50 verimli bir doğal gaz santrali 1000 m³ gaz yakarak yaklaşık 9.57149 × 0.5 ≈ 4.79 MWh elektrik üretebilir. Bu santral, 1000 m³ gaza 200 dolar ödediyse teorik olarak elektriği 200/4.79 ≈ 41.79 dolara satmalı ki başa baş kalsın. Doğal gazın dam³ fiyatı p, santralin verimi e ise bu santralin 1 MWh elektrik üretim maliyeti için 0.105p/e iyi bir yaklaşımdır diyebiliriz. Yukardaki örnekteki santralin 1 MWh maliyetini 0.105 × 200/0.5 = 42 dolar varsaymak mantıklı olur. Elbette %50 verim değeri teorik maksimum, yani bir gaz santralinin verimi %50 deniyorsa yılın çok az bir kısmında, sıcaklığın ve bağıl nemin uygun olduğu şartlarda o verime çıkabiliyor demektir. Pratikte ise teorik maksimumun %1.5-%2.0 altında bir yıllık ortalama verim değeri bulunur. Örneğin, bu santral Mayıs ayında tam yükte %50 verime çıkabilir, ama Ağustos ayında %46.5 verime düşebilir ve yıllık ortalamada da %48.5 civarında bi verime sahiptir. Ağustos'taki 1 MWh maliyeti 0.105 × 200/0.465 ≈ 45.16 dolardır.

Türkiye'nin '1 kg kömür' diye bir tanımı yok çünkü gerek yok. İsteyen istediği yerden, istediği fiyata kömür alır, kalori hesabını da kendisi yapar. 1 kg taş kömürünün kalorifik değeri ortalama 6000 kcal'dir. (Biri size 'ithal kömür'den bahsediyorsa kg'ında 6000 kcal enerji olan bir kömürden bahsediyordur.) Yani böyle 1 kg kömür, 6000 kcal = 25,120.8 J = 6.978 kWh enerji demek. O zaman, %40 verimli bir kömür santrali böyle 1 t kömür ile 6.978 × 0.4 = 2.7912 MWh elektrik üretebilir. Bu santral böyle bir kömürün tonuna navlun dahil 95 dolar ödediyse 1 MWh elektrik için başa baş noktası 95/2.7912 ≈ 34.04 dolardır. Fakat gerçek hayatta tek değişken maliyet yakıt maliyeti olmuyor. Doğal gaz için ihmal edilebilir düzeyde olan yakıt dışı değişken maliyet, kömürde yakıt maliyetinin %10'una kadar çıkabiliyor. Dolayısıyla, bu fiyatın %10 kadar fazlasını, yani 34.04 × 1.1 = 37.44 dolar almak mantıklı olur. Kömürün kg kalorisi c, ton fiyatı p; santralin verimi e ise bu santralin 1 MWh elektrik üretim maliyeti için 950p/ce iyi bir yaklaşımdır diyebiliriz. Yukardaki örnekteki santralin 1 MWh maliyeti (950 × 95)/(6000 × 0.4) ≈ 37.60 dolardır.

Yukardaki kömür santrali, elektrik fiyatı 35.63 $/MWh iken elektrik üretir mi? Hayır, çünkü ürettiğinizi satamadıkça üretmenin bir anlamı yok ama satmak için de sisteme, elektrik şebekesine, vermeniz gerek. Yani santralin 1 MWh elektrik üretim maliyeti üzerine bir de sistem kullanım maliyeti gelecek. Diyelim ki ortalama sistem kullanım maliyeti fiyatın %3 ise bu santralin gün öncesi piyasasına satış teklif edeceği minimum fiyat 38.56 dolardır.

Bu arada, şunu hatırlamakta fayda var: ister kömür alalım, ister doğal gaz, ister petrol, ister LPG, LNG, CNG; para ödediğimiz şey kaloridir, enerjidir. Yani 6000 kalorilik kömürün tonuna 95 dolar ödüyorsak 7000 kalorilik kömürün tonuna 95 × (7000/6000) ≈ 110.83 dolar ödemeye razıyızdır.