SHURA Enerji Dönüşümü Merkezi’nin hazırladığı SHURA GÜNDEM’in bu ayki konusu Batarya Enerji Depolama Sistemleri. Bataryalar, elektrik sistemine esneklik sağlayarak değişken üretime sahip rüzgar ve güneş enerjisi santrallerinin şebekeye entegrasyonunda ve yenilenebilir enerji kesintilerinin (curtailment) azaltılmasında kilit bir rol oynuyor. Batarya enerji depolama sistemlerinden azami seviyede faydalanabilmek için bataryaların hizmet edecekleri alanlara yönelik, en uygun teknoloji ve sistemsel konumlarının belirlendiği bir yol haritasının oluşturulması, elektrik sektörü açısından çok yönlü faydalar sağlayacak. Bataryaların şebekede optimum bir şekilde konumlandırılması ile şebeke kayıplarında azalmalar ve 400 kilovolt (kV) hat yüklenmelerinin belirli seviyelere kadar azaltılabilmesi mümkün oluyor.

Bataryaların Türkiye elektrik sistemine entegrasyonunu hızlandırmada neler yapılabilir? SHURA’nın önerileri SHURA GÜNDEM’in üçüncü sayısında. 

Enerji sistemlerinin sürdürülebilir enerji kaynaklarıyla dönüşümü, ekonomilerin karbonsuzlaşmasında önceliklendirilen bir strateji olmakla birlikte, bu dönüşüm şebeke işleyişi üzerinde önemli bir yapısal değişimi de gündeme getiriyor. Bu dönüşümün temelini oluşturan değişken üretime sahip yenilenebilir enerji kaynaklarının artışı, şebeke esnekliğine olan ihtiyacı da artırıyor.

Eğer şebeke esnekliği yeterli düzeyde değilse, şebeke işletmecileri kısıt yönetimi yaparak şebekenin güvenirliğini sağlayabilse de bu durum, sistem işletmecisine ilave bir maliyet yaratabiliyor. Dahası, yenilenebilir enerji kaynaklarının üretimlerinin kesintiye (curtailment) uğraması gibi istenmeyen durumların yaşanmasına da neden olabiliyor. Bu bağlamda, elektrik şebekesinde batarya enerji depolama sistemlerinin stratejik konumlandırılması, kısıt yönetimi ihtiyacını ve buna bağlı oluşacak ek maliyetleri azaltmada kullanılabilecek önemli bir strateji olarak görülüyor. 

EPİAŞ Şeffaflık Platformu verilerine göre 1 Ocak 2022 – 20 Nisan 2024 dönemi için illere göre kısıt yönetimi toplam maliyetleri (milyon TL)

Kaynak: SHURA (2024) 

Türkiye’de 2035 rüzgar ve güneş kurulu kapasite hedefi 120 GW 

Ekim 2024 tarihinde T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın (ETKB) açıkladığı güncellenmiş 2035 yılı yenilenebilir enerji hedefleri doğrultusunda, günümüzde toplam kurulu gücü 33 GW’ı geçen rüzgar ve güneş enerjisi kapasitesinin önümüzdeki 10 yıl içinde 4 kat artması bekleniyor. Değişken üretimin elektrik sistemi içindeki payının bu denli artması, şebeke esnekliği opsiyonlarının da sisteme dahil edilmesini gerektirecek. Bu bağlamda ise batarya enerji depolama sistemlerinin geniş ölçekte uygulanmasının, şebeke esnekliğinin artırılmasında önemli katkılar sağlayacağı değerlendiriliyor. ETKB’nin 2024 sonunda yayımladığı 2024-2028 Stratejik Planı’na göre de şebeke esnekliğini artırmak için 2028 yılına kadar toplam 10 GW seviyesinde batarya enerji depolama sisteminin kurulumu hedefleniyor.

En uygun teknoloji ve optimum sistemsel konumların belirlenmesi önemli

SHURA’nın yürüttüğü iteratif simülasyonlarda, kapasitesinin üzerinde yüklenmiş iletim hatlarında batarya enerji depolama uygulamalarının artmasının hat yoğunluğunu ve yenilenebilir enerji üretim kesintilerini azalttığı görülüyor. Bununla birlikte, gözlemlenen bu faydalar ilgili konumdan uzaklaşıldıkça azalıyor. Sistemde bataryaların konumlandırılmasında bir diğer önemli konu ise gündüz ve gece yüklenme koşullarının dikkate alınması. Yürütülen simülasyonlarda, bataryaların rüzgar ve güneş enerjisi üretimlerinin yüksek olduğu bölgelerde, ihtiyaç fazlası elektriği depolayarak şebekeyi desteklemeleri öne çıkan en önemli sonuçlardan. Diğer taraftan, bir bölgede yüksek batarya kapasite kurulumu olduğu durumda, bataryalar tarafından gündüz (güneşin fazla olduğu saatlerde) ve gece (tüketimin düştüğü) saatlerde çekilen elektrik yükünün hat yüklenmelerine neden olabileceği de dikkat edilmesi gereken konular arasında.

SHURA analizlerinde, 2035 yılında yenilebilir enerji santraline bütünleşik toplam 4,3 GW kurulu güçte ve 4 saatlik depolama kapasitesine sahip batarya enerji depolama sistemlerinin yenilenebilir enerji üretim kesintilerini (curtailment) asgari seviyeye indirmek için kullanıldığı durum da değerlendirildi. Depolama tesislerinin etkisiyle de yenilenebilir enerji üretim kesintileri yıllık toplam 4 TWh kadar azaltılabiliyor.

2035 yılı yenilenebilir enerji santrallerine bütünleşik depolama kapasitesinin kesintileri en aza indirecek şekilde çalıştığı durum 

Bataryaların Türkiye elektrik sistemine entegrasyonunu hızlandırmada neler yapılabilir? SHURA’nın önerileri şöyle: 

• İletim ve dağıtım hatlarında gözlemlenen kısıt ve tıkanıklıkların azaltılmasında batarya depolama sistemlerinin kullanıldığı “Sanal Güç Hattı” kurulumları değerlendirilebilir.
• Üretim tesisine bütünleşik depolama tesisleri yenilenebilir enerji santrallerinin şebeke üzerinde yarattığı dengesizliği yönetmek amacıyla kurulacaksa, dengesizlik cezalarının şebeke maliyetlerini de yansıtacak şekilde belirlenmesine ve yatırımcının depolama tesisini, santralin dengesizliğini yönetecek kapasitede projelendirmesine olanak tanıyacak şekilde mevzuat iyileştirmeleri değerlendirilebilir. Eğer üretim santralinin baz yük olarak çalıştırılması hedefleniyorsa, mevzuatın depolama tesislerinin en az 2 saat ve daha üstü şarj-deşarj kapasitesine sahip olacak şekilde projelendirilmesine imkan tanıyacak biçimde düzenlenmesi faydalı olacaktır.
• Sisteme entegre edilmesi değerlendirilen batarya enerji depolama tesislerinin hem sistem odaklı hem de yatırımcı açısından faydaları birlikte değerlendirilebilir. Seçilen yer ve teknoloji kapsamında bataryalar sisteme daha fazla fayda sağlarken, yatırımcıların maliyetlerini karşılamıyorsa, yatırımcılara çeşitli sübvansiyon ve/veya teşviklerin sağlanması önemli olacaktır.
• Mevcut tarifeler kapsamında depolama tesisleri hem enerji alışlarında hem de verişlerinde iletim/dağıtım bedeli ödüyor. Depolama tesislerinin, yenilenebilir enerji kesintisini, fosil yakıt tüketimini ve şebeke yatırımlarını azaltma gibi ülke ekonomisine faydaları da dikkate alınarak, bu sistemler için yeni bir kullanım tarifesi oluşturulabilir.
• Toptan satış elektrik piyasasında yapılacak olası iyileştirmelerle birlikte negatif fiyatların oluşumuna izin verilmesi, depolama tesislerinin arbitraj marjını artırarak tüketicileri depolama ünitesi kurmaya teşvik edebilir. Ayrıca, Yan Hizmetler Piyasası’nda yapılacak iyileştirmelerle daha küçük kapasiteli enerji depolama sistemlerinin piyasaya katılımı da sağlanabilir.