Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü KOBİ’lerde Enerji Verimliliği Analizleri, Yatırım Önerileri ve Yatırımların Geri Ödeme Süreleri Kocaeli Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü Bölüm Başkanı Prof. Dr. Engin Özdemir

Kocaeli Üniversitesi ENVER Çalışmaları Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli Sanayi Odası ve Halk Bankası arasında Enerji Verimliliği alanında “KOBİ’lere Enerji Verimliliği Check-up Protokolü” 13 Mayıs 2014 tarihinde imzalandı. KOBİ’lerin enerji verimliliği konusunda eğitimi, bilgilendirilmesi ve danışmanlık hizmetlerinden faydalanması amacıyla, Halk Bankası desteği ile Kocaeli Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü tarafından Kocaeli Sanayi Odası Üyesi KOBİ’lere ücretsiz enerji etüdü danışmanlık programları düzenlenmektedir.

Kocaeli Üniversitesi ENVER Çalışmaları Kocaeli Sanayi Odası üyelerine Sanayide Enerji Verimliliği Arttırıcı Önlemler ve Enerji Verimliliği Etüdü hakkında 23 Haziran 2014 Pazartesi günü Kocaeli Sanayi Odası Konferans Salonunda bir tanıtım ve bilgilendirme toplantısı düzenlendi. Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü öğretim elemanları tarafından Sanayide Enerji Verimliliği alanında bilgilendirme sunumları yapıldı. Isı yalıtımı, fırın, kazan, buhar, kurutma ve soğutma, elektrik ve aydınlatma sistemleri göz önünde bulundurularak yapılan değerlendirmeler sonrasında KOBİ’lere “Enerji Verimliliği Ön İnceleme Bilgi Formları” dağıtıldı.

Kocaeli Üniversitesi ENVER Çalışmaları - SONUÇLAR Uygun görülen KOBİ’lere, yapılan ziyaretlerin ardından Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü öğretim elemanları tarafından ücretsiz olarak ön enerji etüdü ziyaretleri yapıldı. 13 adet KOBİ’ye Halk Bankası desteği ile ücretsiz Enerji Verimliliği check-up yapıldı ve enerji etüdü raporu hazırlandı. Protokol kapsamında öncelikle 20 adet KOBİ’ye ücretsiz etüt yapılması hedeflenmektedir.

Enerji Verimliliği Bir üretim organizasyonunun temel amacı en düşük maliyette ürün üretmektir. Kullanılan enerji bu amaca hizmet edecek şekilde kullanılır. Bu amaç dışında kullanılan enerji (kaynak) kayıptır. Tüketilen her birim enerji ile maksimum iş almak. Yeni enerji kaynağı ! Firmanın üretim kapasitesi, kalitesi gibi değerleri düşürmeksizin enerji faturasını düşürmek hedeftir.

Sürdürülebilir enerji verimliliği için takip edilmesi gereken adımlar Enerji ve güç kalitesi ölçümü Temel unsurları belirle Düşük tüketimli cihazlar Güç kalitesi ve Enerji sürekliliği Kontrol et ve yönetim sistemi kur Bina yönetim sistemleri, Güç yönetim sistemleri, Motor kontrolü, Aydınlatma kontrolü İzle & geliştir Enerji yönetim yazılımı Uzaktan izleme sistemleri

ENERJİ PERFORMANS GÖSTERGELERİ Enerji Verimliliği ENERJİ PERFORMANS GÖSTERGELERİ Proses Üretimi Başına Enerji Tüketimi =Toplam Tüketilen Enerji(Mcal)/Üretim Miktarı(Ton) • Kişi Başına Enerji Tüketimi =Toplam Tüketilen Enerji(Mcal)/Toplam Kişi Sayısı • Ürün Başına Enerji Maliyeti =Toplam Enerji Maliyeti(TL)/Üretim Miktarı(Ton) • Kişi Başına Enerji Maliyeti =Toplam Enerji Maliyeti(TL)/Toplam Kişi Sayısı • Net Enerji Tüketimi =Giren Enerji-Çıkan Enerji/Toplam Üretim

Enerji Yoğunluğu ve Kişi Başına Enerji Kullanımı (2013) Kaynak: IEA, OECD, 2013

Enerji verimliliği yatırımı için 3 temel neden… FİNANSAL NEDENLER İşletim maliyetlerinin azaltılması YASAL YÜKÜMLÜLÜKLER Ülke standartları ve yönetmeliklerine uyum SOSYAL SORUMLULUK VE YEŞİL İMAJI Imaj değeri: ● Sosyal sorumluluk ● Düşük tüketimli bina, ● Enerji kimlik belgesi (imaj + bina değerinin arttırılması).

Enerji Verimliliği Çözümleri Verimlilik sağlayan ürünler Hız kontrol cihazları Proses otomasyonu için PLC’ler Güç kompazasyonu ve harmonik filtre ürünleri Yönetim sistemleri Enerji izleme ve analizi Proses izleme sistemleri Hizmetler Saha denetimleri Veri toplama ve analizi Finansal analiz ve kontrol, Geliştirme senaryosunun planlanması Uzaktan izleme ve optimizasyon

Yasal düzenlemeler... Enerji Verimliliği Kanunu – Mayıs 2007, 5627 Enerji Verimliliğinin Artırılması Yönetmeliği (25 Ekim 2008) Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği (5 Aralık 2008) Elektrik Piyasası Kanunu – Subat 2001, 4628 Dağıtım Sisteminde Tedarik Sürekliliği, Teknik ve Ticari kalite Yönetmeliği İletim Sistemi Arz Güvenirliği ve Kalitesi Yönetmeliği Yenilenebilir Enerji Kanunu – Mayıs 2005, 5346

Teşvikler & Destekler Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik (27/10/2011 - 28097) Enerji Verimliliği Destekleri Hakkında Tebliğ (Sıra No: 2012/3) (3/7/2012 – 28342) Küçük ve Orta Ölçekli İşletmeleri Geliştirme ve Destekleme İdaresi Başkanlığı (KOSGEB) Küçük ve Orta Ölçekli Sanayi Geliştirme ve Destekleme İdaresi Başkanlığı (KOSGEB) Destekleri Yönetmeliği (18/10/2008 – 27028) Genel Destek Programı Uygulama Esasları (16/6/2010)

Teşvikler & Destekler - KOSGEB KOBİ’lerin enerji verimliliği kapsamında alacakları etüt, danışmanlık ve eğitim hizmetlerine destek verilir. EVD şirketlerinden, enerji verimliliğine yönelik alınacak ön ve detaylı etüt hizmetleri desteklenir. Ön Enerji Etütleri için destek üst limiti 2.000 TL, Detaylı Enerji Etütleri için destek üst limiti 20.000 TL’dir. Yetkilendirilmiş EVD şirketlerine yaptırılan VAP hazırlanması, gerçekleştirilmesi ve/veya işletilmesinin en fazla ilk iki yılı boyunca alınacak danışmanlık hizmet bedelleri desteklenir. VAP Projelerine danışmanlık desteği üst limiti 5.000 TL’dir. EVD şirketlerinden alınacak, “Enerji Yöneticisi Eğitimleri” desteklenir. Bu desteğin üst limiti 3.000 TL’dir.

ETKB Teşvikleri & Destekleri : Genel Koşullar Yıllık toplam enerji tüketimi 1.000 TEP ve üzeri olma Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü veri tabanında kayıtlı olma Mevzuat gereklerini yerine getirme Enerji yönetimi Yıllık bildirim TS EN ISO 50001 Enerji Yönetimi Standart belgesine sahip olma (1/1/2014’den sonra)

Enerji Verimliliğine Yönelik Destek ve Teşvikler Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü tarafından verilen destekler (>1000 TEP/yıl) : Sanayi Kuruluşlarında Verimlilik Artırıcı Projelerin (VAP) Desteklenmesi Proje toplam bedeli (KDV hariç)  1 000 000 TL Geri ödeme süresi  5 yıl Talep edilen destek miktarı  proje bedelinin %30’u Destek miktarı  300 000 TL (KDV hariç) Gönüllü Anlaşmalar Yoluyla Sanayi Kuruluşlarının Desteklenmesi Enerji yoğunluğunu 3 yıl içinde ortalama %10 azaltma taahhüdünün gerçekleşmesi durumunda; Anlaşma yapılan yıla ait enerji giderinin %20’si (200 000 TL’yi geçmemek kaydıyla) YEGM tarafından ödenir.

Enerji Verimliliğine Yönelik Destek ve Teşvikler TÜBİTAK Destekleri 1003 – Enerji Öncelikli Alanı Enerji Verimliliği Destekleri (2013) 1511 – Enerji Verimliliği 2013 Elektrik Motorları için tasarım yazılımı ve sürücü geliştirilmesi EV sensör teknolojileri İzolasyon yalıtım panelleri ve cam sistemleri Aydınlatma LED teknolojileri 2014 Elektrik Motorları Teknoloji Geliştirme, Sanayide Proses İyileştirme ve Atık Isı Geri Kazanımı TTGV Enerji Verimliliği Destek Programı Kalkınma Ajansları tarafından verilen destekler Dünya Bankası, UNDP, UNIDO TURSEFF (177 Milyon ABD $ kredi) vb. kuruluşlar tarafından sağlanan krediler

Enerji Verimliliğine Yatırım Yapan Firmalara 5 Enerji Verimliliğine Yatırım Yapan Firmalara 5.Bölge Teşvikleri Veriliyor 9 Mayıs 2014 tarih ve 28995 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren 2014/6058 sayılı Bakanlar Kurulu Kararı ile bazı enerji yatırımlarının teşvik edilmesi kararlaştırılmıştır. Yıllık asgari 500 TEP (ton eşdeğeri petrol) enerji tüketimi olan mevcut imalat sanayi tesislerinde gerçekleştirilecek, birim ürün başına en az % 20 oranında enerji tasarrufu sağlayan ve yatırım geri dönüş süresi azami 5 yıl olan enerji verimliliğine yönelik yatırımlar, Atık ısı kaynaklı olarak, bir tesisteki atık ısıdan geri kazanım yolu ile elektrik üretimine yönelik yatırımlar (doğalgaza dayalı elektrik üretim tesisleri hariç), yapılacağı bölgeye bakılmaksızın 5. BÖLGEDE YAPILACAK OLAN YATIRIMLARA SAĞLANAN TEŞVİKLERDEN YARARLANDIRILACAKTIR. Faydalanılacak 5. Bölge Teşvikleri - Katma Değer Vergisi İstisnası, - Gümrük Vergisi Muafiyeti, - Vergi indirimi, - Sigorta primi işveren hissesi desteği, - Faiz Desteği - Yatırım yeri tahsisi,

Enerji Etüdü Enerji tüketimi ve emisyon azaltım potansiyelinin belirlenmesi, uygulanabilecek geri kazanım yöntemlerinin teknik ve ekonomik analizinin yapılmasıdır. Her bir enerji çeşidinden ne kadar kullanılmakta? Enerji maliyetleri? Enerji kullanımı ve maliyetleri azaltmak için fırsatlar? Etüt Türleri: Ön etüt, Detaylı etüt, Hedef etüdü Enerji etüt çalışmasının en önemli kısmı; tesisin tamamı ya da ayrı ayrı ünitelerindeki ekipmanlar için, doğru enerji ve kütle denkliklerinin (balansları) hazırlanmasıdır.

Enerji Etüdü Tasarruf, bulgulara bağlı olarak çözüm; Potansiyel Bulgular; Bilinçsiz kullanım: Farkındalık artırma, Eğitim ve bilgilendirme Eski teknoloji: Güncel ve verimi yüksek makine ve sistem kullanımı Kötü kontrol: Otomasyon sisteminin yetersiz olması Yetersiz bakım: Periyodik bakımların aksaması Tasarruf, bulgulara bağlı olarak çözüm; Ücretsiz geliştirmeler, Düşük maliyetli geliştirmeler, Yüksek maliyetli geliştirmeler ile sağlanabilir.

Etüt ve Tasarruf Kapsamı Kazanlar, Fırınlar (Yakma sistemleri) Isı Yalıtımı ve Buhar Sistemleri Isıtma Soğutma ve Havalandırma Sistemleri (HVAC) Aydınlatma (Armatür kullanımı ve aydınlık seviyesi) Elektrik Motorları (Yüksek Verimli Motorlar ve sürücü) Pompalar ve Fanlar (Kapasite kullanımı, elektrik performansları) Basınçlı Hava Sistemi ve Kompresörler (sızıntı, basınç kayıpları, kompresör odasının tasarımı)

Yanma Sistemleri Kazanlar Fırınlar Atık ısıdan faydalanılıyor mu? Yağ, su ve buhar Fırınlar Tav, kurutma, pişirme ve ergitme Atık ısıdan faydalanılıyor mu? Kurutma, yakma havası, besi suyu ön ısıtma Kütle ve enerji denkliği kontrol ediliyor mu? Baca gazı analizleri

Yanma Sistemleri Hava fazlalık katsayısı kullanılan yakıt (katı, sıvı veya gaz) için uygun değerde mi? Kazan ya da fırınlar uygun basınç (buhar basıncı) ve sıcaklıka çalışıyor mu? Kazan ya da fırınlar optimum yüklenme durumunda mı çalışıyor?

Kazanlar Blöf kayıpları Çözünmüş ya da askıda kalmış katı madde miktarını kazan için belirlenen limitlere çekebilmek amaçlanıyor. Kesikli ve devamlı. Kondens kayıpları Kireçtaşı kayıpları (Kazan içi borularda) Taşlanma ve kireçtaşı ısı transferini %60’a kadar engelleyebilir.

Fırınlar Fırın baca gazı sıcaklıkları ve yanma analizi Baca gazı atık ısı kullanımı Hava fazlalık katsayısı Ekonomizör ve/veya reküperatör kullanım olanağı. İzolasyon ve radyasyon kayıpları Termal kamera ölçümleri Fırın giriş açıklık kaybı ve önlenmesi Kapasite kullanımının belirlenmesi ve işletme sürecinin optimizasyonu (aşırı yükleme, düşük yükleme)

Atık Isı Kullanımı Gaz ve sıvılar arasında ısı transferi sağlanabilir. Baca gazı, fırın-kazan çıkışında eşanjörden geçilerek ısı enerjisi geri kazanılabilir. Baca gazının sıcaklığı, çekme sorunu yaşanmayacak tasarıma sahip sistemlerde ≈120 oC’ ye kadar indirilebilir.

Akışkan Hatları İstenen şartlarda üretilen sıcak akışkan (sıcak su , buhar, yağ vb.) kullanım alanına istenen özelliklerde ve verimli olarak iletilebiliyor mu ? İzolasyon kayıpları kabul edilebilir değerlerde mi ? Termal ölçümler yapmak Vana izolasyonlarının sağlanması için vana ceketlerinin kullanımı ekonomik mi ?

Pompa ve Fanlar Debi ve basınç uygun mu ? Talep değişimine uyum sağlanması için; Ara depo tankı kullanımı Çoklu pompa Kısma valfleri Değişken Hız Sürücüleri kullanılabilir. Pompa ve fanların ilk yatırım maliyetleri toplam kullanım süresinde harcayacakları enerji maliyetinin yanında oldukça düşüktür.

Basınçlı Hava ve Kompresörler Kompresör türü ve kapasitesi, kontrol yöntemi uygun seçilmiş mi? Kompresör odasının tasarımı enerji verimliliği açısından uygun mu ? Kompresöre hava giriş sıcaklığı arttıkça pozitif deplasmanlı kompresörlerin verimi düşer. Eğer kompresör odasından emiş yapılıyorsa oda mümkün mertebe havalandırılmalıdır. Çalışma basıncı uygun seçilmiş mi? Proseste ihtiyaç duyulan basınçtan daha yüksek değerlerde çalışılması enerjinin israfıdır. (P komp. =P proses + P kayıplar)

Basınçlı Hava Kompresörler Basınç kayıplarını azaltma. Sızıntılar, hat tasarımı, gereksiz kullanım vb. tespit edilmesi. Bu tür kayıplarda tamir ve önleme imkanı kolay, kazanç ise yüksektir. Sistem içerisinde kabul edilebilir basınç kayıpları en uzak noktada 0,5 bar civarında olmalıdır. Kompresör atık ısısından faydalanılabiliyor mu? Kompresörlerde yağ devresinden, soğutma suyundan, soğutma havası kullanılarak; ortam, proses, kurutma, yakma havası ön ısıtması gibi işlemler yapılabilir. Sıkıştırma kademe sayısı artışı verimi arttırmaktadır.

Elektrik Motorları 11 kW gücünde bir motorun yıllık 4.000 saat çalışması durumunda ömrü boyunca toplam maliyetinin %97’sinin elektrik tüketiminden kaynaklanmaktadır. Satın alma, montaj ve bakım maliyeti ise %3’ler seviyesindedir*. Yüksek verimli elektrik motoru kullanımı elektrik tüketimi üzerinde uzun yıllar etkisini gösterecek bir yatırımdır. IEC 60034-30 standardına göre elektrik motorlarının verimlilik sınıflaması: IEC Kodu Tanımı 22 kW’lık bir elektrik motorunun 1500d/dk’da verimlilik değerleri** IE1 Standart verimli motorlar % 89,9 IE2 Yüksek verimli motorlar % 91,6 IE3 Premium verimli motorlar % 93,0 IE4 Süper Premium verimli motorlar Kaynak: *http://ietd.iipnetwork.org/content/motor-systems#key-data **Siemens http://siemens.com.tr/agmotor

Geri ödeme süresi hesaplama Enerji etüdü sonrasında ve yatırım öncesinde geri ödeme süresi hesabı ile yatırım fizibilitesi analiz edilebilir. Geri ödeme süresi (YIL) = Yatırım maliyeti (TL) / Enerji Geri Kazanım Miktarı (TL/YIL) Bu hesaplamada, enerji geri kazanımı hangi enerji türüne katkı sağlıyorsa (elektrik veya doğal gaz vb.) o enerji türü birim fiyatı üzerinden hesaplama yapılmalıdır.

Geri Ödeme Süresi Örnek Kompresörlerde hava giriş sıcaklığının azaltılması ile elektrik enerjisi geri kazanımı sağlanabilmektedir. Herhangi bir sistemde enerji kazanım miktarı 120000 kWh elektrik/yıl olarak hesaplandığı varsayılsın. Bu kazanım miktarı ve elektrik birim fiyatı kullanılarak TL/ YIL değerine çevrilebilir. Elektrik birim fiyatı 0,18 TL/kWh olan bir tesis için; Enerji kazanım miktarı (TL/ YIL) = 120000 kWhe * 0,18 TL/kWh = 21600 TL/YIL Bu yatırım için kompresör emiş kanallarının kompresör dairesi dışına (eğer uygunsa kuzey yönüne) taşınması gerekmektedir. Bu işlem için gereken kanal montajı yatırım maliyeti 5000 TL olarak teklif alınmış olsun. Geri Ödeme Süresi = 5000 TL / 21600 TL/YIL = 0,23 YIL = 2,77 AY olarak hesaplanabilir. Enerji kazanımı doğalgaz türünde ise doğalgaz birim fiyatı ve alt ısıl değeri kullanılarak hesap yapılması gerekir.