Enerji Haberleri | Enerji Piyasası | Enerji Sektörü | Enerji Gündemi | Enerji Çalışanları | Elektrik Piyasası - Türkiye’de Enerji Depolama ve Pil Sistemlerinin Gelişimi
Rusya'nın Doğalgaz Başkenti
Türkiye Geneli Elektrik Kesintileri
Elektrik Faturanızın Doğruluğunu Kontrol Edin

Karakter boyutu :13 Punto15 Punto17 Punto19 Punto

Türkiye’de Enerji Depolama ve Pil Sistemlerinin Gelişimi

Türkiye’de Enerji Depolama ve Pil Sistemlerinin Gelişimi
Petrotürk Yazarı Bülent Şen'in Köşesinden: Türkiye’de enerji depolama ve pil sistemlerinin gelişimi
30.12.2017 / 11:15

Enerjimagazin-Petrotürk yazarı Bülent ŞEN, köşesinde Dünyamızda çeşitli amaçlarla kullanılan enerji depolama sistemleri, elektrik şebekelerine birçok hizmet sunmakla birlikte, mali tasarruf da sağlamaktadır. Elektrik şebekelerinin daha etkin, verimli, düşük karbon emisyonlu ve güvenilir çalışmasına katkı sağlayan depolama sistemlerinde mekanik, elektromekanik, kimyasal, termal ve elektromanyetik gibi farklı yöntemler kullanılarak elektrik enerjisi depolanmaktadır. Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller, dünya genelinde en yaygın elektrik depolama yöntemi olarak kabul görmüş olsa da teknolojisi gelişmekte olan diğer yöntemlerin de kullanımı yaygınlaşmaktadır. Elektrokimyasal olarak nikel-kadmiyum, kurşun-asit ve lityum-iyon gibi farklı türde pek çok batarya piyasada mevcutken, sıkıştırılmış hava depolama, volanlar, süper kapasitörler ve yakıt pilleri de elektrik depolamanın farklı yöntemleri olarak göze çarpmaktadır.


Dünya üzerinde 6 GW’lık bir hacme ulaşan depolama sistemlerinin, önümüzdeki beş yıl içerisinde 40 GW’lık kapasiteyi aşması beklenmektedir. Genellikle şebeke frekans kararlılığının sağlanması, ani güç değişimleri ve gerilim değişimlerinin bastırılması gibi amaçlarla yan hizmetlerde kullanılan depolama sistemlerinde diğerlerine göre çok daha hızlı cevap süresine sahip volanlar ve batarya depolama sistemleri ise ön plana çıkmaktadır.


Batarya depolama sistemleri elektrikli araçlarda kullanılabildiği gibi, konut ve ticari alanlarda depolama çözümü olarak da kullanılmaktadır. Kurşun-asit bataryalar, en çok bilinen batarya türü olmakla birlikte, olumsuz çevresel etkileri ve kısa ömürlerine rağmen düşük maliyetleri ve basit kullanım ve bakım özellikleriyle oldukça popülerdir. Nikel-kadmiyum bataryalar, kurşun asit bataryalara göre daha uzun ömre ve yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir.


Ancak yüksek zehirliliğe sahip olmalarından ötürü sadece sabit sistemlerde kullanımları tercih edilmektedir. Lityum-iyon bataryalar ise özellikle tüketici elektroniğinde kullanımlarıyla bilinirliğini arttırmıştır. Yüksek enerji yoğunluğu, düşük döngü ve bekleme kayıpları ile elektrikli araçlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşüş eğilimindeki fiyatları sayesinde, dünya genelinde kullanımının iyice yaygınlaşacağı öngörülen lityum-iyon bataryalar, enerji sektörüne de batarya depolama sistemlerinin yaygınlaşmasıyla etki edecektir. Konvansiyonel bu batarya çeşitlerinin yanı sıra, yüksek sıcaklıkta tepkimeye giren sodyum-sülfür, sodyum-nikel klorid, bakır-çinko ve akış bataryalar da farklı kullanım alanlarıyla piyasada yer almaktadır.


Ülkemizde elektrik şebekelerinde batarya depolama sistemlerinin kullanımı olmadığından batarya depolama sistemlerinin şebekeye bağlantısı noktasında da düzenleyici bir mevzuat bulunmamaktadır. Ancak akü üretiminde faaliyet gösteren önemli yerli üreticiler bulunmakta ve batarya depolama alanında sanayi ve üniversite işbirlikleri ile AR-GE çalışmaları da yürütülmektedir. Ayrıca ilgili kamu kurumları tarafından batarya depolama sistemlerinin, yan hizmet uygulamalarının yanı sıra kesintili elektrik üretimi özelliğinden dolayı yenilenebilir enerji kaynaklarını destekleyecek bir yapıda kullanımı konusunda çalışmalar yürütülmektedir.


Tübitak MAM Enerji Enstitüsü tarafından lityum iyon ve diğer şarj edilebilir pillerin kapasite artırımı ve üretimi alanında proje yürütüyorlar. Mesela Fatih Projesi kapsamında tablet bataryası üretimi için çalışma yapıyorlar. Savunma sanayi için askeri ekipmanlara (radar gibi…) küçük, büyük (kurşun asit bataryalardan büyük, kapasitesi belki 5 kWh civarında) batarya üretimi yapıyorlar, seri üretim çalışmaları yürütüyorlar. Avrupa ülkeleri ve Türkiye’de ağırlıklı olarak alkali piller ve karbon-çinko piller kullanılmaktadır. Lityum-iyon bataryaların ülkemiz şartlarında üretilmesinde hem hammadde olarak dışa bağımlılık söz konusu hem de yeterli kalifiye eleman ve know-how eksikliği söz konusu. Şarj edilemeyen Alkalin pilleri ve Ni-Cd pilleri üreten yerli firmalar oldukça çok var. (Pilsan, Yiğit Akü, Aspilsan vb…). Şu an yakıt pili teknolojisi alanında da çalışan Tübitak, Sulu Bor´u yakıt deposuna doldurup yakıt pilinden geçirerek Hidrojen elde ediyor ve araçlarda kullanıma sunabiliyor. Yaptıkları BOREN adlı araç deposundaki sulu bor ile 10 saate yakın kullanım sağlıyor ve sonunda depodaki sulu borun değişmesi gerekiyor. (Bor yapısında çok miktarda Hidrojen bulunduruyor.)


Bununla birlikte; ülkemizde Nikel Kadmiyum (Ni-Cd) uçak aküleri, son 50 yıldır kullanılmış ve bugüne kadar gayet başarılı olmuş bir ürün. Öncelikle, ülke olarak Ni-Cd aküleri üretebiliyoruz ve ürün çeşitliliğine gerçekleştirebilen şirketlerimiz var. Hâlen geniş bir kullanım alanı olan bu teknolojide teknolojik olgunluğa ülke olarak sahibiz diyebiliriz. Ülkemiz için, Li-Ion uçak bataryaları ise özellikle daha fazla güç ve enerji gereksinimi olan uçaklar için birçok avantaj sunan, yeni bir teknoloji. Bunun dışında, havacılıkta çok önemli bir kriter olan ağırlık açısından da Li-Ion akülerin ağırlığının %50’ye kadar -yaklaşık 15 kg- daha hafif olması, bu akülerin havacılıkta kullanımını daha da cazip kılıyor. Ayrıca, kullanım süreleri ve bakım kolaylığı açısından da Li-Ion bataryalar daha uygun bir çözüm olarak görülüyor. Ülkemizde batarya üretimi yapan firmalar bünyelerinde Li-Ion ve LFP (Lityum Demir Fosfat) pillerin üretilmesi konusunda çalışmalar devam ediyor. Ayrıca, Li-Hava, süper ve ultra kapasitörler (kondansatörler) gibi konularda üniversitelerle yürütülen bazı araştırma projelerinin ise halen yürütüldüğünü biliyoruz.


Uluslararası ölçekte ise güç şebekesi üzerinde birçok farklı nesil enerji depolama sisteminin kullanıldığını görüyoruz. Örnek vermek gerekirse; Bu anlamda hali hazırda dünyada en büyük depolama sistemi Alaska’dadır. Golden Valley Elektrik Birliği (GVEB), Alaska Fairbanks’da yerel bir elektrik dağıtım iştiraki, 5.700km2 alanda 90.000 kişiye hizmet veren yerel bir elektrik dağıtım şirketidir. Özellikle bu bölge şartlarında yani kış şartlarında -50°C kadar düşen sıcaklıklar nedeniyle elektrik kesintilerinde yedek gücün devreye girmesi çok önemli. GVEB’in seçtiği bataryalı yedekleme sistemi, hem maliyet hem de karbon emisyonu açısından oldukça verimli. Batarya sistemi 15 dakika boyunca 26MW ( 10 bin haneye yeterli güç) veya 40MW ile 7 dakika enerji sağlayabilen bir kapasiteye sahip. (Genel sistem mimarisi yukarıdaki şekilde gösterilmektedir.)


Uluslararası ölçekte enerji depolama ve pil sektörü bir bütün olarak incelendiğinde;

• Özellikle pil teknolojilerinin her birinin kendi kullanım alanlarının olduğu ve hiçbirisinden vazgeçilmesinin ve demode olmasının söz konusu olmadığı,

• Ancak mobil enerji ihtiyaçlarında lityum teknolojilerinin vazgeçilmez olduğu ve tercihlerde öne çıktığı,

• Hacim ve ağırlık açısından sorun olmayan enerji ihtiyaçları açısından Kurşun Asit kullanımının devam edeceği,

• Enerji depolama konusunun özellikle Kesintili Yenilenebilir Enerjinin etkin kullanımı için olmazsa olmaz şartlardan biri olduğu ve bu konuda tüm arayışların ekonomik bir depolama sistemine yöneldiği görülmektedir.


Dünyada pil üretimleri ve ihtiyaçlar ekseninde düşünüldüğünde; Lityum 21.yüzyılın en önemli madenlerinden biri olacaktır. Ülkemiz lityum ve ürünleri için 2015 yılında yaklaşık 75 milyon dolar ödemiştir. Gelecek yıllarda ithalat rakamları daha da büyüyecektir. Bu günden itibaren lityum ve diğer madenlerimiz için geleceğe yönelik ülkemizin ulusal çıkarları doğrultusunda gereken adımlar atılmalıdır. Bülent ŞEN


Bu haber toplam 599 defa okundu


YAZARLAR