Models For Energy Efficiency Obligation Systems Through Different Views

Abstract

Energy efficiency and energy saving gain rising importance while foreign dependency is increasing and environmental problems such as global warming become prevalent. Energy Efficiency Obligation Scheme (EEOS) is among the fundamental tools to increase energy efficiency in the EU (European Union). Many EU countries have successfully implemented EEOS and further white certificate markets as a central tool for increasing energy efficiency. The obtained results show that significant amount of energy savings can be achieved through EEOS. Italy has seen particularly positive achievements with a white certificate market by avoiding consumption of 6.7 million TOE [1]. With increasing population and fast economic development energy consumption in Turkey has increased significantly and current policies need to be updated and additional measures need to be implemented. Energy Efficiency Strategy Document records that Turkey aims to decrease the energy intensity by 20% until 2023 and accordingly new policies and strategies are being carried out in every sector to achieve this result. The implementation of National Energy Efficiency Action Plan (NEEAP) in terms of energy saving was a great step in Turkey. In particular, horizontal actions (Number 2 and 11) constitute a direct basis for this system. Although a lot of work has been accomplished for increasing energy efficiency, other policies such as market based approaches need to be adopted in order to reach 2023 targets. In this document EEOS has been analyzed in detail. The structure of the system, and its local mechanism in different countries have been scrutinized in detail. There are different alternative ways of implementing the EEOS in Turkey. This thesis proposes two different views of implementing the mechanisms through the regulator's view and the electricity distributors' view, to whom the obligation is applied. The first one tries to maximize the total energy savings by applying the obligations and giving incentives, whereas the latter, minimizes the total cost of implementing energy efficiency projects and paying penalties. Both view are modeled using the mixed integer programming and the case study is run for the 21 local power distributors in Turkey. The proposed models have scientifically demonstrated that implementing the obligation bottom limit is more successful than the penalty application. Hence, when implementing the EEOS in Turkey the total saving estimate through the regulator's view are expected to be higher. All these studies are expected to shed light on the energy efficiency liability system to be implemented in Turkey in the future. For this purpose, it is thought that the inclusion of energy service companies in these models will have a positive effect on the success of the system. Therefore, it is anticipated that simulation can be performed with different parameters. The uninterrupted, cost-effective and globally sustainable energy supply is at the heart of national energy policies all over the world. In line with this objective, the strategies, policies and models developed are of great importance because they are large-scale and long-lasting. Within the scope of this study, it has been concluded that energy resources and technologies should have the flexibility to localize and to resist unexpected changes. This requires investment in options that provide flexibility and the implementation of policies and models to eliminate scenarios that might hinder policy change. When acting with this awareness, it is important to take the possible costs that may arise into account. On the other hand, the use of imported energy resources significantly affects the national economy and deepens the current account deficit. In this context, policies should be directed towards increasing domestic production and energy efficiency.

Enerji verimliliği ve enerji tasarrufu konuları enerjide dışa bağımlılığın artması, küresel ısınma ve çevre sorunlarının ön plana çıkmasıyla önem kazanmaktadır. Bu kapsamda, dışa bağımlılığın azaltılması, çevrenin korunması, enerji maliyetlerinin ekonomiye olan yükünün azaltılması ve enerjide arz güvenliğinin sağlanması gerekliliği tüm dünyayı enerji verimliliğine yöneltmiş ve bu konudaki çalışmaları hızlandırmıştır. Enerji verimliliği önlemleri enerji talebinde azalma ile birlikte sera gazı emisyonlarını azaltmanın da önemli bir aracı olarak görülmektedir. Özellikle, fosil yakıtların tüketiminin azaltılması iklim değişikliğine yönelik stratejilerin desteklenmesinde önemli role sahiptir. Bu da enerji verimliliğinin, enerji ve iklim politikaları ile yakından ilişkili olduğunun göstergesidir. Bu amaçla, uluslararası anlamda çeşitli enerji verimliliği politikaları belirlenmiştir. 2012 yılında yürürlüğe giren Avrupa Birliği Enerji Verimliliği Direktifi (EED), enerjinin verimli şekilde kullanılmasına yönelik çalışmalara yasal dayanak olarak kabul edilmektedir. Avrupa Birliği ülkeleri, enerji veya CO2 vergileri, enerji verimli teknolojilerin kullanımının artırılması için teşvikler, düzenlemeler veya gönüllü anlaşmalar gibi enerji tüketimini azaltacak alternatif politikalar uygulayabilmektedir. Avrupa Birliği'nde enerji verimliliğini sağlamak için mevcut politikalara ilaveten tasarlanan temel politika araçları arasında, Enerji Verimliliği Yükümlülük Sistemi (EEOS) özellikle dikkat çekicidir. Enerji verimliliği politikasının önemli bir aracı olan EEOS şu anda bazı Avrupa ülkelerinde uygulanmaktadır. Her ülkede öncelik verilen sektörler, verimlilik projeleri ve ülkenin ulusal enerji endüstrisi yapısına göre farklılık göstermekle birlikte elde edilen sonuçlar, önemli oranlarda enerji tasarrufunun EEOS sayesinde elde edilebileceği göstermektedir. Bazı EEOS'lerde, yükümlü katılımcıların onaylanmış enerji verimliliği önlemleri sertifikalandırılmaktadır. Bu sertifikalar Beyaz Sertifikalar olarak adlandırılmaktadır. Bu sistemde onaylanmış enerji tasarrufu hedefleri sertifika cinsinden belgelenmektedir. Yükümlü katılımcılar enerji tasarrufu hedeflerine ulaşmak için yaptıkları çalışmalarla beyaz sertifika kazanabilmekte, sistemdeki başka yükümlü katılımcılardan sertifika satın alabilmekte veya fazla sertifikalarını diğer yükümlü katılımcılara satabilmektedir. Artan nüfus ve sanayileşme ile birlikte Türkiye'de enerji tüketimi önemli ölçüde artış göstermiş olup enerji verimliliğinin artırılmasına yönelik mevcut politikalara ek önlemler alınması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, kanun ve mevzuatlar hazırlanmış, enerji verimililiğinin arttırılmasına yönelik planlar uygulamaya konulmuştur. Bu bağlamda, 2007 yılında yürürlüğe giren Enerji Verimliliği Kanunu ile yeni bir dönüşüm süreci başlatılmıştır. 2012 yılında yayımlanan Enerji Verimliliği Strateji Belgesi ile de 2023 yılı enerji verimliliği hedefleri oluşturulmuş ve Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planı (NEEAP) hazırlanarak etkin bir biçimde uygulamaya geçirilmesi öngörülmüştür. Ayrıca, NEEAP içerisindeki yatay eylemler başlığı altındaki 2 ve 11 numaralı aksiyonlar enerji verimliliği yükümlülük sistemi ile doğrudan ilgili olduğundan bu çalışmaya temel oluşturan politikalardan biridir. Diğer yandan, üye devletler ile enerji verimliliği konusunda ortak bir çerçeve oluşturmaktadır. Bu kapsamda, EED uyumu açısından önemli bir adım olarak görülmektedir. Enerji Verimliliği Strateji Belgesi'ne göre Türkiye 2023 yılına kadar enerji yoğunluğunu %20 oranında azaltmayı hedeflemekle beraber, bu hedefe ulaşabilmek amacıyla bütün sektörlerde enerjinin daha verimli kullanılmasını sağlamak için politika ve stratejiler oluşturmaktadır. Şu ana kadar enerji verimliliğinde önemli adımlar atılarak birçok çalışma gerçekleştirilmiş olsa da, 2023 yılı hedefine ulaşabilmek için piyasa tabanlı politika araçları gibi ilave farklı politikalar göz önünde bulundurulması gerektiği sonucuna varılmıştır. Avrupa Birliği'nin 2012/27/EU Enerji Verimliliği Direktifinin 7. maddesinde Enerji Verimliliği Yükümlülükleri Sistemi (EEOS) tanımlanmıştır. Bu kapsamda, sistemin uygulandığı ülkelerde EEOS'nin enerji verimliliği hedeflerinin gerçekleştirilmesi için kurulacak en etkili mekanizmalardan biri olduğu görülmektedir. Bu sistemde belirlenen piyasa katılımcılarının enerji verimliliği çalışmaları yapma ve belirlenen tasarruf hedeflerine ulaşma zorunluluğu bulunmaktadır. Yükümlü katılımcılar, enerji verimliliği hedeflerine ulaşamadıkları takdirde ceza alabilmektedir. Belirlenen hedefin üzerinde tasarruf yapan yükümlü katılımcılar ise fazla tasarruflarını bir sonraki döneme aktarabilmektedir. Bazı sistemlerde ise katılımcılar arasında enerji tasarrufları transfer edilebilmektedir. EEOS ile katılımcılar, hedeflerine nasıl ulaşacaklarını kendileri belirleyebilmekte olup alacakları enerji verimliliği aksiyonları ile ilgili fayda/maliyet optimizasyonu yapabilmektedirler. Yükümlü katılımcılar, yıllık enerji satışı, müşteri sayısı gibi belirlelen kriterlere göre tüm enerji türlerinin üreticisi, tedarikçisi, dağıtıcısı veya perakendecisi olabilmektedir. Yükümlü katılımcılar sistem yöneticilerine, enerji verimliliği eylemlerini rapor etmektedirler. Yapılan eylemlerin izleme, raporlama ve doğrulaması genellikle sistem yöneticisi tarafından gerçekleştirilmektedir. Sistem yöneticisi doğrudan eylemlerin denetimini yapabileceği gibi bağımsız denetçiler ile de çalışabilmektedir [2]. Bu çalışma kapsamında EEOS detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sistemin yapısı, uygulanmakta olduğu ülkelerdeki işleyişi ayrıntılarıyla anlatılmıştır. EEOS tasarımları ülkeler arasında önemli farklılıklar göstermektedir. Bunun temel nedeni, her ülkenin rekabetçi enerji piyasası, politika ve hedeflerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Bu doğrultuda, Türkiye'de uygulanacak olan EEOS'nin, Türkiye'nin özellikleri dikkate alınarak mekanizma tasarımının dikkatlice değerlendirilmesi öngörülmüştür. Bu tez, düzenleyici ve elektrik dağıtıcıları bakış açıları olmak üzere mekanizmaların uygulanmasına yönelik iki farklı yaklaşım ortaya koymaktadır. Birinci model, yükümlülüklerin uygulanması ve düzenleyici tarafından teşvik sağlanması ile enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkarmayı amaçlamaktadır. İkinci modelin amacı ise, enerji verimliliği projelerinin uygulanması ve hedeflenen tasarrufun elde edilememesi durumunda cezaların ödenmesi ile ortaya çıkan toplam maliyeti en aza indirmektir. Her iki bakış açısı için de karışık tamsayılı programlama kullanılarak modelleme yapılmıştır. Örnek olarak, Türkiye'deki 21 lokal elektrik dağıtım firması için çalışma yürütülmüştür. Kurulan modellerde elektrik dağıtım firmaları en fazla 5 farklı enerji tasarrufu projesi uygulayabilmektedir. Elektrik dağıtıcılarının tercih ettikleri projeler amaç fonksiyonuna göre farklılık göstermiştir. Birinci model, enerji verimliliğini arttırarak enerji talebini azaltmayı hedeflemektedir. Bu noktada, tercih edilen projelere ilişkin maliyetler, dolayısıyla yatırım maliyetleri oldukça etkilidir. İkinci model, proje maliyetleri ve hedeflenen enerji tasarrufu oranının sağlanamaması durumunda düzenleyicinin uygulayacağı ceza maliyetleri toplamını minimize etmeyi hedeflemektedir. Elektrik dağıtım firmaları proje uygulama maliyetleri ile hedef enerji tasarrufu miktarının sağlanamaması durumunda ortaya çıkacak maliyetleri göz önünde bulundurmalıdır. Tüm bu çalışmalar sonucunda, enerji verimliliğini arttıracak en etkili mekanizmanın bulunması amacıyla model çıktıları değerlendirilmiştir. Önerilen modeller, yükümlülük alt sınırını uygulamanın ceza başvurusundan daha başarılı olduğunu bilimsel olarak göstermiştir. Dolayısıyla, EEOS'i Türkiye'de uygularken, düzenleyici bakış açısı ile kurulan modelin sağlayacağı toplam tasarrufun daha yüksek olması beklenmektedir. Tüm bu çalışmaların, ileride ülkemizde uygulanacak enerji verimliliği yükümlülük sistemine ışık tutması beklenmektedir. Bu amaçla, geniş kapsamlı kurulmuş olan bu modellerde enerji hizmet şirketlerinin sisteme dahil edilmesinin sistem başarısının sağlanmasında olumlu etki yaratabileceği düşünülmektedir. Dolayısıyla, farklı parametreler ile simulasyon gerçekleştirilebileceği öngörülmektedir. Kesintisiz, düşük maliyetli ve küresel olarak sürdürülebilir enerji arzının güvence altına alınması, tüm dünyada ulusal enerji politikalarının merkezinde yer almaktadır. Bu hedef doğrultusunda, geliştirilen stratejiler, politikalar ve modeller, büyük ölçekli ve uzun ömürlü olması nedeniyle büyük önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında, enerji kaynakları ve teknolojilerin yerlileştirilmesi ve beklenmedik değişikliklere karşı koyabilecek esnekliğe sahip olması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu da esneklik sağlayacak seçeneklere yatırım yapılması ve politika değişimine engel olabilecek senaryoların bertaraf edilmesini sağlayan politika ve modellerin uygulanmasını gerektirmektedir. Bu bilinç ile hareket edildiğinde ortaya çıkabilecek muhtemel maliyetlerin de dikkate alınması önem arz etmektedir. Diğer yandan, ithal enerji kaynaklarının kullanılması, ülke ekonomisini önemli ölçüde etkilemekte olup cari açık sorununu derinleştirmektedir. Bu kapsamda, oluşturulan politikalar, yerli üretimin ve enerji verimliliğinin arttırılmasına yönelik olmalıdır. Ancak, diğer zengin enerji kaynaklarına sahip ülkeler ile karşılıklı anlaşmalar sağlanması ülke ekonomisinin üstündeki yükü azaltmak açısından uzun dönemli stratejiler arasında değerlendirilebilir. Böylelikle, ülkerin yarar sağlayacak kalıcı temeller oluşturması ve maliyet avantajı doğrultusunda farklı enerji kaynaklarını ikame edebilmesi sistem esnekliği kazandıracaktır. Özetle, hem enerji güvenliği ve maliyet öncelikleri hem de iklim değişikliği konusundaki sorumluluk, Türkiye'nin enerji verimliliği konusunda daha sistematik politikalar uygulamasını gerektirecektir.