İçindekiler
Dergi Arşivi

Elektrik Motorlarına İlişkin Politika Araçları

Gürsu Sezen TORUN / Sanayi ve Teknoloji Uzmanı - Nilay DÖNMEZ / Sanayi ve Teknoloji Uzmanı (Sanayi ve Verimlilik Genel Müdürlüğü)

 

Enerji verimliliği, sürdürülebilir bir küresel enerji sisteminin ilk akla gelen araçlarından biridir. Bu araç sayesinde çevresel, ekonomik ve sosyal faydalar sağlanırken, iklim değişikliğinin etkileri azaltılabilir, enerji güvenliği artırılabilir ve ülke ekonomileri büyüyebilir . Yapılan araştırmalar gösteriyor ki, enerji talebindeki artışı mevcut ve/veya yenilenebilir enerji kaynakları ile karşılamak mümkün gözükmemektedir.

Bununla birlikte, küresel enerji verilerindeki değişimler enerji politikaları ve alınacak tedbirlere ilişkin ipuçları vermektedir. Bu çalışmada, enerji sektöründeki güncel eğilimler derlendikten sonra elektrik motorlarının bu eğilimler içindeki yerine değinerek motorlarda piyasa dönüşümünün sağlanmasına ilişkin gönüllü tedbirler incelenecektir.

World Energy Outlook 2018’de küresel enerji eğilimlerini belirlemek için çeşitli senaryolar üretilmiştir. Bu senaryolardan birine göre 2017 ile 2040 yılları arasında küresel birincil enerji talebinin %25’ten fazla büyüyeceği ve eğer enerji verimliliğinde gelişmeler olmazsa bu artışın iki kattan daha fazla olabileceği öngörülmektedir (IEA, 2018). Nitekim, küresel enerji talebi, 2018 yılında son 10 yılın en büyük artışını göstererek, %2,3 oranında artmıştır . Buna paralel olarak enerji kaynaklı karbondioksit (CO2) emisyonları %1,7 artış göstermiştir.

Elektrik enerjisi, toplam nihai enerji tüketiminin 2000 yılında %15’ini teşkil ederken, günümüzde bu oran %19’a ulaşmıştır (IEA, 2018: 281). Küresel elektrik enerjisi talebi 2018 yılında %4 artış göstererek geleceğin enerji kaynağı olma özelliğini korumakta ve bu hızlı büyüme ile birlikte elektriğin toplam nihai enerji tüketimindeki payı %20’ye ulaşmıştır . Bu artış nedeniyle Uluslararası Enerji Ajansı, 2018 yılını elektrik yılı olarak belirlemiştir.

Elektriğe yapılan küresel tüketici harcamaları 2018 yılında, 2000 yılına kıyasla iki katına çıkarak, 2,5 trilyon dolara ulaşmıştır. Günümüzde tüketicilerin yaptıkları enerji harcamalarının %40’ı elektrik enerjisi için yapılmaktadır (IEA, 2018: 283).

Artış oranlarından da görüldüğü üzere artan enerji talebi, enerji verimliliği konusunda adım atmayı zorunlu hale getirmektedir. Buradan hareketle, enerji verimliliği, ülkelerin sahip olduğu en ucuz enerji kaynağı durumuna gelmektedir. Ancak, enerji verimliliğinde gizlenen bu potansiyelin kullanılıp kullanılmadığı konusu araştırmaya değer bir konudur. Oysa, enerji verimliliği, ekonomik büyüme ve sosyal kalkınma hedeflerinin sürdürülebilirliği ile doğrudan ilişkilidir.

Enerji verimliliği konusunda dikkat çeken temel alanlardan biri de elektrik motorlarında enerji verimliliği çalışmalarıdır. Küresel elektrik talebinin %40’ını sanayideki nihai kullanımlar teşkil etmekte olup bu elektrik enerjisi çoğunlukla motor tahrikli sistemler tarafından tüketilmektedir (fanlar, kompresörler, sürücüler, vb.) (IEA, 2018: 290). Pek çok dayanıklı malda kilit bir parça olan elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrikli bir makinedir. Elektrik motorları, pompa, fan, kompresör, asansör, konveyör, vinç gibi çok çeşitli alanlarda, sabit devir veya değişken devir gibi farklı özelliklerde, sürekli çalışma veya kesintili çalışma gibi farklı koşullarda kullanılmaktadır.


Şekil 1. Nihai Kullanımlara Göre Küresel Elektrik Tüketimi 2014 (IEA, 2016:298).

Elektrik motorları binalarda, sanayide, ulaştırmada ve tarımda kullanılmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından yapılan tahminlere göre küresel elektrik tüketiminin %53’ü (10.700 TWh/Yıl) elektrik motorlarından kaynaklanmaktadır. Elektrik motorları tarafından tüketilen küresel elektrik enerjisinin %57’sinden sanayideki elektrik motorları, %35’inden ise binalarda kullanılan elektrik motorları sorumludur (UNEP, 2017:14). Şekil 1’de de görüldüğü üzere bu iki sektör, motorlar tarafından tüketilen enerjinin %92’lik kısmını oluşturmakta olup, geriye kalan %8’lik tüketim ise ulaşım ve tarım sektörlerinden kaynaklanmaktadır (UNEP, 2017:14).

Türkiye’de de sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %70’i, toplam net elektrik tüketiminin yaklaşık %36’sı üç fazlı asenkron elektrik motor sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu motorlar basit tasarımları, düşük maliyeti, kolay bakımı ve yüksek güç/ağırlık oranlarıyla tercih edilen ve sanayide en yaygın kullanılan motor tipidir. Motorlarda iyi teknoloji kullanımı temelinde yapılacak düzenlemeler ve verimsiz elektrik motorlarının dönüşümünün gerçekleşmesi durumunda elektrik tüketiminde ciddi iyileşmelerin sağlanacağını beklenmektedir. Nitekim, piyasaya giren motorların daha verimli motor türlerinden olması durumunda, sanayicinin az verimli motorlar yerine verimli motorları alması ek ödeme gerektirecek olsa bile, elektrik motorunun kullanım ömrü boyunca tükettiği elektrik enerjisinin maliyetinin toplam maliyetin %97 ’sine tekabül ettiği de hesaba katılırsa verimli motorun yarattığı ek ödemenin geri dönüş süresinin çok kısa olacağı düşünülmektedir. İlk alım maliyetinin yaşam döngüsünde neredeyse %2’lik maliyetine denk gelmesi motorlardaki verim seviyelerinin önemine dikkat çekmektedir.

Yurt dışında bu alandaki çabalar incelendiğinde, diğer ülkelerdeki elektrik motorlarına ilişkin politika ve programlarda kullanılan temel araçların, mevzuat düzenlemeleri, ulusal zorunlu minimum enerji performans standartları, eğitim ve kapasite geliştirme programları ve finansal teşvikler olduğu görülmektedir. Verimli motorlara yönelik dönüşümün sağlanabilmesi için tüm bu politika araçlarının entegre bir şekilde ulusal ve uluslararası enerji politikalarıyla uyum içerisinde kullanılması gerekmektedir.

Türkiye’deki elektrik motorlarına ilişkin mevzuat incelendiğinde, endüstriyel elektrik motorlarının çevreye duyarlı tasarımına ilişkin ulusal mevzuatın, karşılık gelen AB mevzuatı ile birebir uyumlu olduğu gözlenmektedir (Peker, 2018: 3). Bu mevzuatın listesi aşağıda sunulmaktadır:

Bununla birlikte, söz konusu Türk ve AB mevzuatının hükümleri piyasadaki eski elektrik motorları için geçerli değildir. Dolayısıyla, mevcut mevzuat halihazırda sanayide kullanılmakta olan eski elektrik motorlarına uygulanamamaktadır. Piyasadaki eski endüstriyel motorlara dair yeni bir mevzuat geliştirmenin mümkün olup olmadığı değerlendirildiğinde, AB yaklaşımı ve uygulamaları kapsamında bunun tercih edilen bir yöntem olmadığı görülmektedir (Peker, 2018: 3). Sübvansiyonlar, krediler veya vergi avantajları şeklindeki finansal önlemler, enerji verimliliğini teşvik etmek için en yaygın kullanılan önlem türüdür. Çoğu AB ülkesi enerji tasarruflu ekipman yatırımları veya bir defaya mahsus güçlendirme projeleri için hibe veya kredi sağlamaktadır.

Hâlihazırda kullanılan motorların verimin artırılması ve/veya piyasa dönüşümünün sağlanması için mevzuat dışında farklı ülkelerde kullanılan çeşitli destekleyici tedbirler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir (Peker, 2018: 3).

Gönüllü anlaşmalar
Gönüllü anlaşmaları, IEA “esas olarak hükümet ile sanayi arasında bir sözleşme veya tüm katılımcı tarafların taahhütleri ve zaman çizelgeleriyle müzakere edilen hedefler ”(IEA, 1997), Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) ise “yasal düzenlemelerin yanı sıra firmalar, STK'lar ve diğer aktörler tarafından alınan eylemler” (IPCC, 2014) olarak tanımlamaktadır . Dolayısıyla, gönüllü anlaşmalar enerji verimliliğini sağlamanın ya da verimliliği teşvik etmenin bir yolu olarak, enerji maliyetlerini düşürme yolunda tarafların belirli taahhütlerine dayanmaktadır.

• Enerji Denetim Programları
Enerji denetimi, motorlu sistemler de dahil olmak üzere bir firmada düşük maliyetli enerji tasarrufu fırsatlarının sertifikalı bir enerji denetçisi tarafından sistematik bir şekilde tanımlanmasıdır (UNEP, 2017:52). Enerji denetimini genellikle en uygun maliyetli enerji tasarrufu önlemleri için bir uygulama planı izler. Enerji Denetim Programı, enerji verimliliği iyileştirme potansiyelini belirlemek amacıyla, bir sistemin veya kuruluşun enerji kullanımı ve enerji tüketiminin sistematik olarak incelenmesi ve analizidir.

• Enerji Yönetimi Sistemleri
Enerji Yönetim Sistemleri (EYS), enerji tüketimini azaltmak için, izleme ve raporlama sistemlerinden yararlanmak suretiyle, kullanıcı şirketlerin enerji ihtiyaçlarını gözden geçirmek ve yapılabilecek iyileştirmeleri belirleyip hayata geçirmek üzere tasarlanmış sistematik ve yapılandırılmış bir yaklaşımdır. EYS’ler ayrıca, satın alma kuralları, yüksek verimli ekipman kurulumu, bakım prosedürler, personelin eğitimi, önerilen ve uygulanan enerji tasarrufu fırsatlarının takip ve değerlendirilmesi gibi yönetsel konuları da içermektedir. Hükümetler, bir çerçeve çizerek, metodoloji ve araçlar geliştirerek, enerji hizmetleri alanında yeni iş fırsatları yaratılmasını teşvik ederek EYS’lerin tanıtımı ve geliştirilmesinde önemli bir rol oynayabilmektedir (Şensoy, 2018: 31).

• Küçük ve Orta Ölçekli İşletmelere Özel Tasarlanan Programlar
KOBİ'lerin ihtiyaçlarına göre düzenlenmiş özel programlar, küçük işletmelerde var olan enerji verimliliği fırsatlarına daha uygun destekler sağlamaktadır. Bu tür programlar, tipik olarak gönüllü anlaşmalar programına katılmanın ön şartı olan tam enerji yönetimi sistemlerini uygulamak için yeterli kaynağı bulunmayan küçük şirketlere yardım sağlamaktadır (Peker, 2018:9). Bu sistemler sayesinde, KOBİ’lerin ve daha küçük enerji kullanıcılarının enerji verimliliğini artırabilecek fırsatları tanımlamak ve bu tanıma uygun enerji verimliliği modelleri tasarlanmak mümkün hale gelmektedir.

Ülkelerin piyasada halihazırda kullanılan verimsiz elektrik motorlarını dönüştürmeleri için ele aldıkları yöntemler genel olarak gönüllü önlemleri işaret etmektedir. Eski verimsiz motorların değiştirilmesi konusunda AB mevzuatının yönlendirmesi ve AB ülkeleri uygulamaları “gönüllü önlemler” doğrultusunda olduğuna göre ülkemiz için de aşağıdaki hususlardan oluşan bir yol haritasının uygun olacağı düşünülmektedir (Peker, 2018: 3).

• Farkındalığın arttırılması (eski elektrik motorlarının sahipleri/kullanıcıları ve ithalatçıları nezdinde),
• Parasal teşvikler (enerji verimli teçhizat alımı karşılığında devlet destekli hibe, borç veya vergi indirimleri, enerji verimliliğinin finansmanı için kamu-özel sektör ortaklığı, diğer bir ifadeyle krediler, risk paylaşımı, vb. uygulamalar),
• AB gelişmelerine eşzamanlı uyum (AB Teknik Komitelerinde, İdari İş birliği Gruplarında (ADCO Groups) yer almak; iyi uygulamaları olan AB üyesi ülkelerle işbirliği ve European Motor Challenge Programına katılım).

Sanayide, binalarda ve altyapı sistemlerinde kullanılan elektrik motorları dünyadaki toplam elektrik tüketiminin büyük bir kısmından sorumludur. Yeni ve mevcut teknolojiler, kısa geri ödeme sürelerinde, küresel ekonomi genelinde motor sistemlerinin enerji talebini %20 - %30 oranında azaltma potansiyeli sunmaktadır . Sanayide kullanılan elektrik motorlarının verimliliğinin artırılmasına yönelik yapılacak iyileştirmeler genel olarak bilinmekle birlikte, bu iyileşmelerin hayata geçirilmesi oranları beklenenin altındadır. Bu nedenle, bilinçlendirme ve eğitim kampanyaları ile ilgili kilit paydaşların bilgilendirilmesi, eğitilmesi ve onların aktif desteğinin sağlanması halihazırda sanayide kullanılan motorların verimlileri ile değiştirilmesi konusunda kilit rol oynamaktadır. Motorlarda enerji verimliliği ile ilgili farkındalık artırıldıktan sonra özellikle parasal teşvikler değişimin özendirilmesi konusunda atılması gereken bir diğer adımdır. Devlet destekli teşvikler yanında olası risklerin paylaşımı tüm tarafların konuya yaklaşımını olumlu yönde değiştirecektir. Ayrıca, motor değişimleri ile ilgili başarılı çalışmalar yapmış diğer ülkelerle iletişim ağında olmak ve iyi uygulama örneklerinden yararlanmak halihazırda gerçekleşmesi planlanan motor dönüşümü için önemli adımlardandır.

Örnek Olay Çalışması: İsviçre Motor Verimlilik Programı EASY 2010-2014
Elektrik tasarrufunu özendirmek üzere 2010 yılında İsviçre Federal Enerji Bürosu tarafından uygulamaya konulan bir politika aracıdır. Programın amacı, hali hazırda sanayide ve altyapı tesislerinde kullanılan elektrik motorlarının ve motor tahrikli sistemlerin elektrik tüketimlerinin azaltılmasıdır. EASY Programı kapsamında, 2010-2014 yılları arasında katılımcı firmalar tarafından 2,3 milyon ABD doları yatırım yapılmış, yeni kurulan makinaların kullanım ömürleri boyunca yapılacak elektrik tasarrufu ise 73.7 GWh olarak hesaplanmıştır. Uygulamaya konan önlemler sayesinde %20 ila %30 oranında tasarruf sağlanmıştır. En yüksek tasarruflar %60 ile hava kompresörlerinde, bunu takiben %23 ile fanlarda ve %11 ile pompalarda elde edilmiştir.

Program kapsamında uygulanmış ve tüm motor sistemlerinin optimizasyonuna katkıda bulunabilecek bazı iyileştirme önlemleri şöyle özetlenebilir:

• Üretimde kullanılan motorlar, sahada yapılan ölçümler ışığında, gerçek güç gereksinimlerine uygun olarak adapte edilmiştir.
• Akış oranı, basınç, sıcaklık ve çalışma süresi, gerçek gereksinimlere adapte edilmiştir.
• Değişken frekans sürücülü elektronik yük kontrol sistemleri kullanılmıştır.
• Fabrika otomasyon sistemleri kurulmuştur.
• Transmisyon kayışları, dişliler gibi yüksek verimli ve son teknoloji ürünü mekanik cihazlar kurulmuş; yeni pompalar, fanlar ve kompresörler tasarlanmıştır.
• Yüksek verimli IE3 ve IE4 elektrik motorları kurulmuştur.

Kaynakça:
• IEA. (2018). World Energy Outlook.
• Peker, Ö. (2018). Report on Screening of European and National Legislation to Accelerate Replacement of Inefficient Industrial Electric Motors and a Roadmap for Adoption of Possible Regulatory Framework, PIMS 5285: UNDP/GEF Türkiye’de KOBİ’lerde Enerji Verimli Motorların Teşvik Edilmesi Projesi Yayımlanmış Ara Rapor.
• Şensoy, A. (2018). Elektrik Motorları Sanayi Raporu, PIMS 5285: UNDP/GEF Türkiye’de KOBİ’lerde Enerji Verimli Motorların Teşvik Edilmesi Projesi Yayımlanmış Ara Rapor.
• UNEP, (2017). Accelerating the Global Adoption of Energy Efficient Electric Motors and Motor Driven Systems. U4E Policy Guide Series
https://www.iea.org/topics/energyefficiency, erişim tarihi 02.05.2019
https://www.iea.org/newsroom/news/2019/march/global-energy-demand-rose-by-23-in-2018-its-fastest-pace-in-the-last-decade.html, erişim tarihi 07.05.2019
http://www.temizuretim.gov.tr/Files/ElektrikMotorlar_brosur.pdf, erişim tarihi 08.05.2019
https://www.iea-4e.org/document/408/effectiveness-of-energy-efficiency-voluntary-agreements, erişim tarihi 07.05.2019
https://www.motorsystems.org/electric-motor-systems, erişim tarihi 07.05.2019
https://aceee.org/files/proceedings/2015/data/papers/6-118.pdf, erişim tarihi 07.05.2019