Türkiye'de değişken yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimi üzerinde uzun vadeli etkileri: Bir sistem modelleme yaklaşımı

Dünya çapında enerji endüstrisi karbonsuzlaşma ve enerji bağımsızlığını amaçlayan hükümet politikaları tarafından desteklenerek fosil yakıt bazlı teknolojilerden yenilenebilir enerji teknolojilerine geçmektedir. Değişken yenilenebilir enerji kaynakları (VRES) birtakım katkılar sunarken VRES'in enerji piyasasındaki payının artması, mevsimsel ve değişken yapısı sebebiyle arz güvenliğini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu bağlamda bu çalışma, Türkiye'de VRES'in elektrik üretimi üzerindeki etkilerine sistem rezerv marjı, karbon emisyonu ve birim elektrik fiyatı üzerinden odaklanarak bir sistem dinamiği modeli oluşturmayı amaçlamaktadır. Kapasite yatırımı, talep oluşumu, fiyat oluşumu ve gelecekteki talep dağılımı sistemin model bileşenlerini oluşturmaktadır. Model mevcut saatlik emre amade kapasite verilerini aylık çalışan bir simülasyona entegre ederek, yavaş değişkenli uzun vadeli bir modele hızlı değişen dinamikleri dahil eder. Tüm üretim kapasitesini VRES veya kontrol edilebilir olarak sınıflandıran model yüksek bir agregasyon seviyesine sahiptir. Kontrol edilebilir ve değişken üretim birimleri arasındaki temel fark bu teknolojilerin teknik özelliklerine dayanmaktadır. Kontrol edilebilir kaynaklardan gelen kapasite bir sistem operatörü tarafından talebi karşılamak için üreticileri marjinal maliyetlerine göre enerji sağlamaya sevk edecek şekilde azaltıp arttırılabilir; VRES kapasitesi ise rüzgar hızı, su akışı veya bulut örtüsü gibi hava koşulları ile doğrudan ilişkilidir. Model iki farklı piyasa mekanizması altında test edilmiştir; biri spot piyasalar (gün-öncesi piyasası), diğeri ise ikili sözleşmeye dayalı mekanizmadır. Karbon vergisi üzerine olan senaryo analizinde, karbon emisyonları azalır fakat ortalama spot fiyatlar kontrol edilebilir kaynakların marjinal maliyetleri oranında yükselir ve yatırımcılar değişken yenilenebilir kaynaklara yatırım yapmaya eğilimlidir. Uzun vadeli anlaşmalar piyasadan devre dışı bırakılırsa, karbon emisyonları kontrol edilebilir kaynakların kurulu gücü azaldığı için azalır. Merit-order etkisinden ötürü elektrik piyasasına daha çok değişken yenilenebilir kaynak giriş yapar. Temsili gün olarak hafta sonunun tercih edilmesi ise piyasada azalan kurulu güçten dolayı karbon emisyonlarını azaltır. Ortalama spot fiyatlar, elektrik piyasasındaki daha düşük rezerv marj sebebiyle, daha yüksek olmaktadır.