Enerji Depolamada İ ve Yatırım Modelleri...Batarya Depolama Enerji Depolama Teknolojilerine olan...
Transcript of Enerji Depolamada İ ve Yatırım Modelleri...Batarya Depolama Enerji Depolama Teknolojilerine olan...
Entek Hakkında
Kocaeli Santrali
Yeri : Kocaeli
Kurulu Güç : 97 MW
1Varlıklarımız
Yeri : Mersin
Kurulu Güç : 24 MW
Azmak HES
2
Yeri : Samsun
Kurulu Güç : 17 MW
Kumköy HES
3
1
6
3
45
2
Hidroelektrik Santral Doğalgaz Santrali
Entek, 1998 tarihinden itibaren faaliyet göstermektedir.
265 MW HES ve 97 MW doğal gaz çevrim santrali ile
toplam 362 MW kurulu güce sahip bir elektrik üretim şirketidir.
Kocaeli Doğal gaz santralimiz ile Menzelet HES santralimiz Yan
Hizmetler sisteminde yer almaktadır.
Yeri : K.Maraş
Kurulu Güç : 178 MW
Menzelet & Kılavuzlu HES6
Yeri : Karaman
Kurulu Güç : 17 MW
Damlapınar HES
4
Yeri : Karaman
Kurulu Güç : 29 MW
Kepezkaya HES
5
Batarya DepolamaKonu Başlıkları
Batarya
DepolamaYol
Haritası
Türkiye’de
Durum
Batarya
ÇeşitleriSwot
Analizi
Batarya
Depolama
1
2
34
5
6
7Enerji Depolama
doğal gaz
santrallerinin pik
çalışmalarını engeller
mi?
Enerji Depolamanın
İklim Değişimine
etkisi ne olabilir?
Tamamen
yenilenebilir enerji ile
çalışan şebeke
mümkün mü?
Şebekeye
bağlanmadan elektrik
tüketimi yapılabilir
mi?GİRİŞ
Değer
Zinciri
2
Olası İş
Seçenekleri
Batarya Depolama Ana Parçalar
Batarya Hücresi
Batarya Modülü
Batarya Kutusu
Batarya Raf Sistemi
Batarya İnvertör Muhafaza Kontrol Ü. Trafolar Şalt Sahası
1 MWh= 1 Konteyner
1 Konteyner = 18 metrekare
1 MWh = 3000 ev tüketimi
4
Batarya Depolama Genel Öngörüler
2018-2022
Büyüme Beklentisi Dağıtık Güneş
2-5X
Akıllı Cihazlar (IOT)
2-5X
Evsel Depolama
5-10X
Elektrikli Araçlar
>10 X
• 2017 yılı, (Batarya) depolama kapasitesi 3,3 GW
• Sadece 2017 yılında kurulan batarya kapasitesi 0,9 GW
548
Milyar $
Yatırım
1 TWh
Kurulum
%66
Şebeke tipi
Yatırımı
2050 yılına kadar
elektrikli araçlar hariç,
evlerde ve şebekelerde
Kaynak: Energy Storage World Forum 2018 ve BNEF 2018
Elektrik Şebekeleri dışında, bataryaların kullanılacağı sektörler
de hızla büyümektedir.
Büyümenin eksponansiyel olarak 2020-2050 yılı arasında
artması öngörülmektedir.
6
Batarya Depolama Enerji Depolama Teknolojilerine olan İlginin Artması
Arz-talep dengesi ve kesintili üretilen enerjinin sürekli hale getirilmesi gibi
konular elektrik şebekelerinde enerji depolama teknolojilerine olan ilgiyi
arttırmıştır.
Kesintili üretim yapan yenilenebilir santraller
Baz yük santrallerinin hızlı yük alıp verememeleri
Çatı güneş ve bahçe rüzgar uygulamaları
Elektrikli araçların yaygınlaşması
Acil Kalkış (Black Start) yapabilme özellikleri
Harici Şebekeler (Off-Grid)Güncel Fiyatı
Akıllı şebekenin temel taşlarından bir tanesi olan bataryaların artışı ile
Karbonsuzlaşma Dijitalleşme Dağıtık Sistemler
Yüksek
Şebeke
Verimi
Esnek
Şebeke
Yönetimi
Dağıtık
Enerji
Kesintisiz
Enerji
5
Akıllı Şebekeler Giriş
Güncel FiyatıAKILLI
ŞEBEKE
Gelişmiş Ölçüm
İzleme Altyapısı
Yenilenebilir
Enerji
Aynı Sayaçta
Veriş
ve Çekiş
Ölçümü
Dağıtık
Enerji
Enerji
Depolama
Talep Tarafı
Yönetimi
(Peak Shaving)
Batarya Depolama
Düşen
Maliyetler
Güvenli
Şebeke Daha fazla
Yenilenebilir
Enerji
Dağıtık Enerji
Çatı
Güneş
Bahçe
Rüzgar Mikro
Kojenerasyon
Bataryalar, akıllı şebekelerin en önemli oyuncularından bir tanesidir.
Bataryalar ile dağıtık enerjinin
daha hızlı büyümesi
beklenmektedir.
Düşen maliyetleri ile bataryalar
güvenli ve temiz şebekelerin
oluşmasında kilit rol
oynamaktadır.
7
Bataryalar ve DijitalleşmeEnerjide Dijitalleşme ve Blockchain
Güncel Fiyatı
IoT (internet of things)
Nesnelerin İnterneti
Tüm nesnelerin internet
üzerinden tüm cihazlarla
iletişim halinde olması
Big Data
Farklı kaynaklardan elde
edilen tüm verilerin anlamlı
ve işlenebilir hale dönüşmesi
Güneş
mikro
Şebeke
Akıllı
sayaçlar
Akıllı
telefonlar
İhtiyaç
fazlası
üretim
Arz talep
Dengesi
Cep
telefonu ile
izleme
Şarj istasyonları
haritasına akıllı
uygulamalar ile
ulaşım
Şarj
istasyonu
Şarj istasyonu
sahipleri
Blockchain
ile ödeme
yapılması
Örnek: İngiltere’de elektrikli araçlar ve çatı uygulamaları portföy oluşturup şebeke
frekans ihalesine girebilmektedir
Blockchain
Blockchain, en kısa
ifadesiyle şifrelenmiş işlem
takibi sağlayan dağıtık bir
veri tabanıdır.
Bataryaların Endüstri 4.0 uygulamalarına entegrasyonu ile mikro şebekelerin oluşması, bireysel elektrik
depolama ve ticaretinin yaygınlaşması öngörülmektedir.
Bataryalarda Endüstri 4.0 Uygulamaları
8
Batarya DepolamaKonuşulan Kavramlar
Emreamadelik
YATIRIM GİDERLERİ
C ORANI VERİM
ÖMÜR
EMREAMADELİK
İŞLETME BAKIM
MASRAFLARI
Nominal enerji kapasitesi ile
etiket gücü arasındaki orana
denmektedir. (Ör: 1 MW güç 15
dk bataryada c=4)
C Oranı (Kapasite Oranı)
İşletme ve bakım masrafları ve
İşletme sırasında iç kayıplar
Garanti süresi de önemlidir.
İşletme ve Bakım
Masrafları
Batarya sisteminin düzenli operasyonundaki
emreamadeliğidir.
Konuşulan
Kavramlar
İlk Yatırım ve ömür boyunca yapılacak yatırımlar
Yatırım Giderleri
Bataryaya verilen enerji ve
bataryadan alınan enerji
arasındaki orandır
Teknoloji seçimine göre
farklılık gösterebilir.
Verimlilik
Şarj edilme sayısı olarak
adlandırılır. Örneğin,
10 yıl 5000 cycle ömrü olan
bataryaların Primer Frekans (PFK)
tutması durumunda yazılım ile 20
yıl 6000 cycle ömrü olabiliyor
Ömür
10
Şebekelerde Batarya Depolama Neden Enerji Depolamaya İhtiyacımız Var?
300 $/kW
*Talep YönetimiÜretimin tüketimden fazla
olduğu zaman depolanıp, az
olduğu zaman şebekeye
verilerek arz-talep
dengesinin sağlanması
*Regüle Etme
Yenilenebilir enerji
santrallerinin kesikli
üretimlerini şebekeye
vermeden önce kompanze
edip şebekeye stabil bir
şekilde enerji vermek
*Acil Kalkış
Elektrik kesintisi sonrası
konvansiyonel santralleri
ayağa kaldırma
Karbon Salınımı
Bataryalar ile PFK tutulması
konvansiyonel santrallerin
dur kalk yapmaları veya
çalışmalarını engellemekte
*Primer Frekans
Verimli ve hızlı primer
frekans kabiliyeti,
Bataryalar,
konvansiyonel
santrallerin yerini alabilir
Harici Şebekeler
Çatı güneş ve bahçe
rüzgar gibi uygulamalar
ile şebekeye bağlı
olmadan yerinde üretim
ve tüketim
*Daha Fazla
YenilenebilirAkıllı, dağıtık ve mikro
şebekeler ile yenilenebilir
enerji santrallerinin
kurulumunun artışı
Elektrik şebekesinin hızlı
ve güvenli olarak
işletilebilmesi
*Hızlı, Kaliteli ve
Güvenli Şebeke
Santrallerin haricinde
yeni kapasiteler
yaratabilir
İlave Kapasite
12
Batarya Depolama2030 Yılı Enerji Depolama Dünya Pazar Beklentisi
Yüksek
Gelir
Beklentisi
Az Gelir
Ortalama
Gelir
Uygulama Zor Uygulama Kolay
Talep
Yönetimi
Acil Kalkış
Black Start
Harici Şebeke
Off Grid
Primer Frekans
Kontrolü
Konvansiyonel
Talep Yönetimi
Endüstriyel Talep Yönetimi
Evsel
Kullanım
Pazar Büyüklüğü
>50 Milyar Euro
Pazar Büyüklüğü
>25 Milyar Euro
Pazar Büyüklüğü
<25 Milyar Euro
Kaynak: Energy Storage World Forum 2018
International Electrotechnical Commission (IEC)
Merkezi
Uygulamalar
Merkezi olmayan
Uygulamalar
14
Enerji Depolama TeknolojileriGüncel Durum
Birçok enerji depolama
teknolojisi geliştirme
aşamasındadır.
Erimiş Tuz
Süperkapasitör
Süperiletken
Manyetik
ÇinkoBrom,
Nikel Metal Hidrid
G.Kurşun Asit,
Li-iyon
Hidrojen
Kurşun Asit,
Nikel Kadmiyum
Sodyum Sülfür,
Li-iyon
Gelişmiş Li-İyon,
Ferrokrom,
Sodyum Nikel
Klorüd
Gelişmiş Hidrojen
Sentetik Doğalgaz
Gelişmiş Sıkıştırılmış
Hava (ACAES)
Nano
Süperkapasitör
Çinko,
Gelişmiş Li-iyon,
Yeni Kimyasalları
Pompaj
Depolamalı
Hidro (PHES)
Geliştirme
Aşaması
Pilot
Uygulama
Kendini
Kanıtlamış
Ticari
İşletmede
Olgun
Teknoloji
Sıkıştırılmış
Hava (CAES)
İleri
Sıkıştırılmış Hava
(CAES+)
Kurşun Asit
Mekanik
Elektro Mekanik
Termal
Elektriksel
Elektrokimyasal
Kimyasal
Batarya Depolama Teknolojileri
Kaynak: EASE
Süperkapasitör
2050 Yılına kadar
1 TWh’lik kapasite beklentisi
Maliyetlerde %50+ düşüş
beklentisi
16
Lityum Metal Polimer
Enerji :580 Euro/kWh %86 verim
Evsel ve ticari kullanım alanı
UPS
Batarya ÇeşitleriDetay Sınıflandırma
Lityum İyon
Enerji :700-1300 Euro/kWh %90-98 verim
Güç : 150-1000 Euro/kW
Evsel ve ticari kullanım alanı
Akıllı Şebekelerde voltaj kontrolü
İletim hatlarında frekans kontrolü
Yenilenebilir enerji santrallerine adaptasyon
Metal Hava
Enerji :160 Euro/kWh %75 verim
Güç : 1000 Euro/kW
Otomobil endüstrisi
Büyük yenilenebilir enerji santrallerine
adaptasyon
Lityum Sülfür
Geleceğin Yıkıcı Teknolojisi
Otomobil endüstrisi
Büyük yenilenebilir enerji santrallerine
adaptasyon
Sodyum Nikel Klorid
Enerji :550-750 Euro/kWh %85-95 verim
Güç :150-1000 Euro/kW
Evsel ve ticari kullanım alanı
Akıllı Şebekelerde voltaj kontrolü
İletim hatlarında frekans kontrolü
Yenilenebilir enerji santrallerine adaptasyon
Kaynak: European Association for Storage of Energy (EASE)
1
1 11
1 Nikel Kadmiyum
Enerji :400-700 Euro/kWh %60-70 verim
Güç : 500-1150 Euro/kW
Havacılık
Demiryolu
Off Grid uygulamalar
1
18
Batarya ÇeşitleriDetay Sınıflandırma
Akışkan (Flow)
Enerji :100-400 Euro/kWh %60-70 verim
Güç : 500-1300 Euro/kW
Arz talep dengesinin sağlanması
Büyük çaplı uygulamalar
Uzun şarj gerektiren uygulamalar
Hidrojen
Enerji :1-10 Euro/kWh %20-40 verim
Güç : 2000-5000 Euro/kW
Arz talep dengesinin sağlanması
Şebeke uygulamaları
Otomotiv
Kaynak: EASE
Kurşun Asit
Enerji: 100-200 Euro/kWh %75-85 verim
Güç : 100-500 Euro/kW
Otomobil
Starter
2Nikel Metal Hidrid
Enerji :400-700 Euro/kWh %60-70 verim
Güç : 500-1500 Euro/kW
Otomobil
Demiryolu
Off Grid uygulamalar
1
4
2030 yılına kadar tüm batarya
çeşitlerinde %50 civarında ucuzlama
beklenmektedir
Sodyum Sülfür
Enerji :400-600 Euro/kWh %75-85 verim
Güç : 3000-4000 Euro/kW
Ucuz saatlerden pahalı saatlere
depolama (Peak Shaving)
İstenildiğinde üretim (Time Shifting)
3
19
Batarya ÇeşitleriSeviyelendirilmiş Maliyet ve Ömür
Se
viy
ele
nd
irilm
işM
aliy
et (L
CO
E)
Akışkan Bataryalar
(Flow Batteries)
Hidrojen +
Teknolojinin gelişmesi, batarya performans ve ömürlerini
arttırmaktadır. Bu durumun LCOE’lerinde ve aynı iş için gerekli
batarya sayısında düşüşe sebep olması beklenmektedir.
Dakika ve Saat Saatler ve Günler Günler ve Haftalar
Lityum Sülfür ile depolama teknolojisinde çağ atlanması
beklenmektedir.
Yüksek güç ve saatlerce depolama imkanı pompaj depolamalı hidroelektrik
santrallerde mevcuttur.
Vanadyum gibi akışlı batarya türleri yüksek güç ve saatlerde depolamaya
imkan sağlayacaktır.
100 kW 1 MW 10 MW 100 MW 1000 MW
10 dakika
1 saat
10 saat
Kapasitörler
Kurşun Asit
Lityum İyon
Sodyum Sülfür NaS
Vanadyum Redox (Akışlı)
Pompaj
Depolamalı PHES
Depolama Zamanı
Güç
Kaynak: Siemens
Lİ-İyon
Kaynak: IRENA20
Değer Zinciri
Depolama
Teknoloji
Üreticisi
Güç
Dönüşüm
Üreticisi
Yazılım
Satıcısı
Proje
Geliştiricisi
EPC
Firma
O&M
FirmaYatırım
• Hücre
• Modül
• Kutu
• Raf
• Batarya Yönetim
Sistemi
• Modelleme,
dizayn, test
• Garantiler
• Güç değiştirme
ekipmanları
• Diğer Elektronik
Parçalar
• Yangın, soğutma
sistemleri
• Yazılım kontrol
algoritmaları
• Sistem yönetimi
• Kontrol ve
optimizasyon
• Haberleşme
• Arazi Alımı
• İzinlerin
alınması
• Finansal
model
• Kredi servisi
• Sözleşmeler
• Teşvik
Belgesi
alınması
• EPC
• İnşaat
• Mekanik
• Elektrik
• Yazılım ve
donanım
• Şebeke
Bağlantısı
• Devreye Alma
• Performans
garantileri
• Operasyon
• Bakım
• Geliştirme
• Sermaye ve
yatırımcı
• Hukuken
işletmeden
sorumlu firma
• Kredi veren
kuruluşlar
Kaynak: Energy Storage World Forum 2018
22
Türkiye’de Durum
Yeni çıkartılan yönetmeliklerde ilk
defa enerji depolama tesislerinden
bahsedilmekte ve yan hizmet birimi
olarak bahsedilmiştir. Mevzuat
Depolama tesislerinin şebekeye
uyum açısından teknik özellikleri ve
yan hizmetlerde nasıl çalışması
gerektiğini anlatan mevzuat
çıkarılması beklenmektedir.
Mevzuat
Mevzuat
10 MW’lık PFK ihtiyacı için 100
MW’lık termik santralin devrede
kalması gerektiğinden batarya
teknolojisinin gelmesi ile PFK rezervi
batarya santralleri tarafından
tutulabilir.
Özel
Sektör
Primer frekans ve yenilenebilir enerji
entegrasyonu ile Türkiye’de PFK
hizmeti veren bir çok santralin
önümüzdeki dönemde batarya ile
ilgilenmeleri beklenmektedir.
Özel
Sektör
31
EPDKnın yayınlamış olduğu
Depolama Faaliyetleri Yönetmeliği
Taslağı’ na görüşler toplanmıştır.
Nihai Mevzuat beklenmektedir.
Swot Analizi
• Şebekeye İhtiyacı Azaltır
• Maliyetler hızlı bir şekilde düşmektedir
• Sistemin dengede kalmasına yardımcı
olur
• Yenilenebilir ile entegre şebekeler
sağlar
• Teknoloji çeşitliliği ve gelişimi
• Gelişmiş Frekans Yönetimi
• Pazar Kapasitesi
• Tarife zamanlarından faydalanabilme
• Elektrik şebekesinin iyileştirilmesi
• Yenilenebilir hacminde büyüme
Gerekli mevzuatın halen çıkmamış
olması
Maliyetlerin görece hala yüksek olması
Karmaşık gelir kaynağı aralığı
Uygulama noktasında altyapı eksiklikleri
Know-how ve yerli kaynak eksiklikleri
Depolama materyalleri
temininde sıkıntılar
Madenlerin arzı noktasında
sıkıntılar
Mevzuatın değişme ihtimali
Teknolojinin henüz doymuş
olmaması
Kaynak: TÜSİAD Alt Çalışma Grubu
34
Yol Haritası
Bilgi Toplama
Süreci
Mevzuat
Yayınlanması
Pilot Tesis
Süreci
Yaygınlaşma
Batarya Depolama teknolojileri ile ilgili bilgiler toplanmakta ve
analiz edilmektedir.
EPDK, batarya depolama sistemleri ile ilgili olarak mevzuat taslağını
yayınlamıştır.
Mevzuatsal ve ekonomik uygulanabilirliğine göre PFK hizmeti batarya
santralleri tarafından sunulabilecektir.
Mevzuatın çıkması ile birlikte Santrallerin yanına bir pilot tesis kurulma
değerlendirmesi yapılacaktır.
Arz Talep dengesi takip edilerek ucuz saatlerde alınan elektriğin pahalı
saatlerde satılması da değerlendirilecektir.
Mevzuat Yayınlanması
Pilot Tesis
Yaygınlaşma
Satın alma veya kiralama ile PFK, SFK hizmetlerinin yanı sıra talep tarafı kontrolü
sağlanabilecek, olası sinerjiler değerlendirilecektir.
36
Olası İş Seçenekleri
01
02
03
Batarya Satın Alma
Batarya Kiralama
Batarya Firması ile
Kar Paylaşımı
37
Batarya Depolama ÇeşitleriKurulmuş Tesis Örnekleri
Ollagüe Batarya Depolama Tesisi
2017
30 kW Rüzgar
200 kW Güneş
250 kW / 750
kWh NaNiCl
Cerro Pabellon Hibrid Tesisi
2017
120 kW Güneş
132 kWh Li- İyon
1 MWh
2x25kW Yakıt Hücresi
39
Batarya Depolama ÇeşitleriKurulmuş Tesis Örnekleri
Landmark 1 Batarya Depolama Tesisi
50 MW/110 MWh
Frekans Kontrolü
Arbitraj
Kurşun Karbon Batarya
Landmark 2 Batarya Depolama Tesisi
50 MW/121 MWh
Kesintisiz Enerji Amaçlı
Kurşun Karbon Batarya
40
Batarya Depolama ÇeşitleriKurulmuş Tesis Örnekleri
Landmark 3 Batarya Depolama Tesisi
20 MW/160 MWh
Frekans Kontrolü
Arbitraj
Kurşun Karbon Batarya
Landmark 4 Batarya Depolama Tesisi
50 MW/100 MWh
Kesintisiz Enerji Amaçlı
Kurşun Karbon Batarya
41
Batarya Depolama ÇeşitleriKurulmuş Tesis Örnekleri
WEMAG Batarya Depolama Tesisi
15 MW/15 MWh
Frekans Kontrolü
Acil Kalkış
Lityum İyon Batarya
Kodiak Batarya Depolama Tesisi
3MW/0,75 MWh
Frekans Kontrolü
Voltaj Destek
Gelişmiş Kurşun Asit Batarya
42
Batarya Depolama ÇeşitleriKurulmuş Tesis Örnekleri
Hawai Batarya Depolama Tesisi
10 MW/15 MWh
Frekans Kontrolü
Voltaj Destek
Gelişmiş Kurşun Asit Batarya
Steag Lünen Batarya Depolama Tesisi
15MW/22 MWh
Frekans Kontrolü
Voltaj Destek
Lityum İyon Batarya
43