Enerci Serisi-2 : TÜİK Enerji Akışı Verilerinin Okunması ve Basit Maliyet Modeli

Yazı İçeriği: Türkiye’de enerji tartışmaları çoğu zaman yalnızca elektrik faturaları, akaryakıt fiyatları ya da santral yatırımları üzerinden yürütülmektedir. Oysa enerji; doğadan çıkarıldığı andan itibaren üretime, ulaşıma, hanehalkına ve yeniden doğaya uzanan devasa bir akış sistemidir. Türkiye İstatistik Kurumu tarafından yayımlanan enerji hesapları ise bu akışı yalnızca “ne kadar enerji üretildiğini” değil, enerjinin nerede kaybolduğunu, hangi sektörleri beslediğini ve ekonominin hangi alanlarında yoğunlaştığını da görmemizi sağlar. Bu yazı, ilk bakışta karmaşık görünen enerji tablolarını daha sezgisel hale getirmeyi; joule kavramından başlayarak Türkiye’deki enerji dönüşüm süreçlerini, enerji verimsizliklerini, elektrik üretim-tüketim yapısını ve sektörler arası enerji ilişkilerini sade bir dille incelemeyi amaçlamaktadır. Yazının ilerleyen bölümlerinde ise emerji akışlarına dayalı çerçeve, enerji maliyetlerinin fiyatlar üzerindeki etkisini açıklayan basit bir model oluşturmada kullanılacaktır.

TUİK 2023 Yılı Enerji Hesaplarının Okunması

https://veriportali.tuik.gov.tr/tr/press/54135 , işbu link Türkiye’ye ait 2023 enerji akışı verilerine ilişkindir. Enerji akışlarını analiz etmek doğadan insana, insandan insana, insandan sektöre olan bütün bir madde enerji döngüsünü verimli şekilde incelenmesi için fizik temelli bir çerçeve sunmaktadır. TUİK verilerinden yola çıkarak Türkiyedeki enerji akışını inceleyelim.

Jul: Uluslararası Birim Sistemi'nde enerji, iş veya ısı miktarından türetilmiş bir ölçü birimidir. Bir metre üzerinden bir newtonluk kuvvet uygulanarak harcanan enerjiye veya bir saniye içinde bir ohm’luk bir direnç üzerinden geçen bir amperlik akımına eşittir.

Bunu daha anlaşılır kılması için bir jul enerji ile bir kitabın sayfasını kaldırabilirsiniz ya da 100 gramlık bir kutuyu kolisinden 1 metre yüksekteki rafa koyabilirsiniz. İdeal koşullar altında bir arabanın 100 km/saat hıza çıkması için yaklaşık 600.000(600.10³) julluk enerji gereklidir.

Türkiyede 2023 yılında 19384.10¹⁵ julluk bir enerji oluşumu gerçekleşti, bu enerjinin oluşumunda kömür-doğalgaz-kereste yanarak, sular çarkları çevirirerek görev aldılar. Bu enerjinin %22’si ısı-sürtünme ya da başka formlarda doğaya karıştı. Üretilen enerjinin %52,2’si ekonomideki sektörelere, %9,1’si hanehalkına ulaştı.

Ekonomiye ulaşan yaklaşık 10000.15¹⁵ julluk enerjinin nihai bir çıktı üretene kadar yaklaşık %65’i yok oldu. Yani kabaca bir kamyonun deposuna koyulan 5000 joule enerji ile yanlızca 1750 joulelik yol gidildi. [Bu yok olma süreci daha kompleks enerji ürünlerinin üretilmesini de içeriyor (Termik santraller gibi), sektörlerdeki enerji verimsizliklerini de]

 Nihai olarak iş yapılabilen toplam enerji miktarı 5525.10¹⁵ jul oldu. Kullanılan bu nihai enerjinin nasıl üretildiğini ve nasıl harcandığını takip eden diyagramdan görebilirsiniz.

Elimizde bir sektörün hangi kaynaktan ne kadar beslendiğinin verisi de bulunmakta. Örneğin imalat sanayiide kullanılan 1.757.920 terajulluk enerjinin, 322.770 terajulu kömür ürünlerinden sağlanmış. Bu özellikle varlık risk analizi yaparken çok işimize yarayacak bir veri seti.  

Şimdi 1MJ (1.000.000 julluk enerji, bir arabayı hızlandırabilirsiniz) üretecek kömür, petrol, doğal gaz ve elektiriğin fiyatlarına bakalım. Fiyatlar yaklaşık olarak hesaplanmıştır.

Bir enerji ürününden diğerine geçişin aslında birim maaliyete bağlı olduğu, ulaşım sektöründe kömürden benzine sonrasında da doğalgaza geçişi örneği üzerinden anlaşılabilir.

           Benzin, doğalgaz ve kömür fiyatlarının oluşumu bunoktadan itibaren TUİK verilerinden fazlasını gerektirmektedir. Onlarla ilgili daha derin analizleri ve bu analizler sonucu kurulacak daha kompleks modelleri şimdililik öteliyoruz.

           Serinin ilk yazısında tanımlanan araştırma sorusunun belli bir kısmına akış hesaplarının bize sağladığı teorik ve verisel altyapı sayesinde ulaşabilir. Ana araştıma sorumuz: “Bir enerji ürününün fiyatında, fiziksel özelliklerinde veya geleceğe yönelik beklentilerinde meydana gelen herhangi bir değişim, Türkiye ekonomisindeki sektör ve bölgelerin maliyet yapılarını kısa vadede nasıl etkiler? Bu etkiler sektörler ve bölgeler arasında nasıl yayılır ve Türkiye genelindeki toplam maliyet düzeyine nasıl yansır?” olarak tanımlanmıştı. Elimizdeki imkanlar bize şu soruyu cevaplama imkânı sunmaktadır: “Fiyat değişikliğinin dışsal(eksojen) olarak alındığında bir enerji ürününün fiyatındaki %1’ lik artış bir sektörde, varsayılan maaliyet fonksiyonu altında, maaliyeti ne kadar arttırır?”. Enerji akışına ilişkin veriler aracılığı bu soruyu cevaplayacağız

Model Kurulumu:

Bu soruyu cevaplamak amacıyla kurduğumuz model şu şekildedir:

Modelin amacı modele verilen dışsal maaliyet artışlarının ürünün fiyatı üstündeki etkilerini göstermektir.

Urünün fiyati sadece maliyetlere bağlıdır, enerji dışındaki diğer maaliyetler sabit ve 0’dır. a katsayısı enerji akışı verilerinden elde edilmiş ürünün ait olduğu sektörde kullanılan toplam enerjinin yüzde kaçının o enerji ürününden geldiğini göstermektedir. Yazı için verdiğimiz imalat sanayi-kömür sektöründen hareketle imalat sanayi sektöründe a(kömür) = 322.770 / 1.757.720 = 0,18 olarak belirlenecektir.

Hanehalkları için veriler aşşağıdaki gibidir.

Modelin kullanılabilir versiyonuna aşşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

https://enerji-sok-simulator.streamlit.app/