Elektrik enerjisi tüketimi, Türkiye değerlendirmesi ve analitik hiyerarşi süreci ile irdelenmesi
Consumption of electrical energy, Turkish review and study of analitycal hierarchy process
Yazar: KEMAL GÖK
Danışman: PROF. DR. ASİYE BERİL TUĞRUL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Enerji Enstitüsü / Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Analitik hiyerarşi süreci = Analytical hierarchy process ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Elektrik iletimi = Electric transmission ; Elektrik santralleri = Power plants ; Elektrik tüketimi = Electric consumption ; Elektrik üretimi = Electricity generation ; Elektrik üretimi = Electricity generation ; Enerji tüketimi = Energy consumption ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Günümüzde sınırlı miktarda bulunan enerji kaynaklarının hızla tükenmesi ve enerji maliyetlerinin sürekli artması sebebiyle sanayinin, ulaştırmanın ve toplumsal yaşamın vazgeçilmezi olan enerjinin önemi her geçen gün artmaktadır. Günlük yaşantımızın vazgeçilmez parçası olan enerji, ülkeler için sosyo-ekonomik önemini korurken, enerji denilince akla ilk olarak gelen elektrik enerjisi de hayatımızın her alanında yer almakta ve önemi her geçen gün artmaktadır.
Çağdaşlığın, gelişmişliğin, kalkınmanın simgesi olan elektrik enerjisi sanayiden tarıma birçok alanda girdi olarak kullanılan bir enerjidir. Üretiminin birçok enerji kaynağından elde edilebilmesi, kullanım ve dönüşüm kolaylığı ile dağıtım ve iletiminin hızlı olması nedeniyle ısınmadan aydınlatmaya haberleşmeden ulaşıma birçok alanda kullanılabilmektedir. Bu bağlamda, elektrik enerjisi günümüzde ülkelerin gelişmişlik düzeyini ve refah seviyesini belirleyen en önemli göstergelerden biridir. 
Elektrik enerjisine olan talebin zamanında, kesintisiz, sürekli ve aynı kalitede sağlanabilmesi için ülkeler sahip olduğu kaynakları en iyi şekilde kullanmakta ve gelişen teknolojilere yönelmektedir. Nüfus artışı, sanayileşme ve teknolojik gelişmelerle birlikte küreselleşme sonucu enerjiye dolayısıyla hayatımızın her alanında yer alan elektrik enerjisine talep sürekli artmaktadır.
Birçok ülke, elektrik tüketiminin sürekli artması, üretilen elektrik enerjisinin depolanamaması, elektrik üretim ve yatırımının maliyetli olması gibi nedenlerle gelecekteki elektrik üretim miktarını bilmek istemektedirler. Bunun için de elektrik enerjisinin tüketim miktarlarının tahmin edilmesi gerekmektedir. 
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, öncelikle enerji ve enerji kaynakları anlatılarak elektrik enerjisinin enerji üretimi içerisindeki yeri ve hayatımızdaki öneminden bahsedilmiştir. Elektrik enerjisi üretiminde kömür, doğal gaz, petrol gibi fosil yakıtlar; hidrolik kaynaklar, güneş, rüzgar , jeotermal gibi yenilenebilir kaynaklar ve nükleer enerji gibi birçok enerji kaynağı kullanılmaktadır.
Dünyada, 2014 yılı verilerine göre elektrik üretimi 23536,5 TWh olup, elektrik üretiminde Çin ve ABD ilk iki sırada yer almaktadır. Türkiye 'nin elektrik üretimi 250,4 TWh olup dünyada 19. sıradadır. Dünya elektrik üretiminde kullanılan enerji kaynakları incelendiğinde en yaygın olarak kullanılan kaynağın kömür olduğu görülmektedir. Kömürden sonra doğal gaz, hidrolik ve nükleer enerji elektrik üretiminde kullanılan en önemli enerji kaynaklarıdır. Son yıllarda teknolojinin gelişmesi ve çevre bilincinin artmasıyla elektrik üretiminde güneş, rüzgar ve jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanım oranı artmıştır.
Dünyada, 2014 yılı verilerine göre elektrik tüketimi 21538 TWh olup, kişi başına düşen elektrik tüketimi 3026 kWh/kişi olarak belirtilmektedir. Elektrik tüketiminde Çin, ABD ve OECD ülkeleri ilk sırada yer almaktadır. Sektörlere göre elektrik tüketim incelendiğinde sanayide kullanılan elektrik miktarı yıllar boyunca artmıştır. Tüketilen elektrik enerjisine ödenen miktarlar ülkeden ülkeye değiştiği gibi kullanıcının sanayi veya mesken olmasına göre de değişmektedir.
Dünya ve AB elektrik sektörleri incelenmiş olup elektrik üretimi, iletimi, dağıtımı ve elektrik politikaları hakkında bilgiler verilmiştir. Türkiye elektrik sektörü üç ana dönemden oluşmaktadır. Cumhuriyetin ilk yıllarından itibaren devlet kontrolünde olan sektör son yıllarda rekabete dayalı özel sektöre açık hale gelmiştir. Elektrik Piyasası Kanunu çıkartılarak elektriğin yeterli, kaliteli, sürekli, düşük maliyetli ve çevreyle uyumlu bir şekilde tüketicilerin kullanımına sunulması için yasal düzenlemeler yapılmıştır.
Türkiye'de ilk olarak elektrik üretimi 1902 yılında başlamış olup, 2014 yılında 252 TWh seviyelerine ulaşmıştır. Elektrik üretiminde kullanılan kaynaklar incelendiğinde %79,5 oranında termik kaynaklar, %16,1 oranında hidrolik kaynaklar ve %4,3 oranında güneş, rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklar kullanılmaktadır. Termik kaynaklar içerisinde, dışarıya bağlı olduğumuz doğal gaz elektrik üretiminde %47,8 oranıyla ilk sırada yer almaktadır. Türkiye'nin kurulu elektrik gücü 69520 MW olup, bu kurulu gücün %30,9'unu doğal gaz ve %34'ünü hidrolik kaynaklar oluşturmaktadır.
Türkiye'nin elektrik ithalatı son yıllarda büyük bir artış göstermiş olup, 2014 yılında 7953 GWh elektrik ithal edilmiştir. Elektrik ihracatı ise inişli çıkışlı bir grafik sergilerken, 2696 GWh olarak gerçekleşmiştir. Türkiye'de elektrik iletimi Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİAŞ) tarafından sağlanmaktadır. Elektrik dağıtımı ise Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim Şirketi (TEDAŞ) tarafından sağlanmakta olup, 2004 yılında özelleştirilerek 21 dağıtım bölgesine ayrılmıştır.
Bu tez kapsamında, Türkiye'nin elektrik tüketimi yıllık, aylık, günlük ve saatlik olarak incelenerek değerlendirilmesi yapılmaya çalışılmıştır. Yıllık olarak elektrik tüketimi değerlendirilmesinde, 1980-2014 yılları arasında Türkiye'nin toplam ve net elektrik tüketimi incelenmiştir. 1980 yılından itibaren elektrik tüketimi sürekli artmış olup, sadece 2001 ve 2009 yıllarında elektrik tüketiminde bir azalma meydana gelmiştir. Bu yıllar ekonomide kriz yılları olarak düşünüldüğünde, elektrik tüketimi ve ekonomi arasında sıkı bir ilişki olduğu söylenebilir.
Türkiye'deki elektrik tüketimi sektörel bazda incelendiğinde, sanayi, mesken, genel aydınlatma, ticaret ve kamu hizmetleri gibi sektörlerde elektrik tüketimi sürekli artmıştır. 2014 yılında en fazla elektrik tüketimi % 47,2 oranıyla sanayi alanında gerçekleşmiştir. Bu da ülkemizin gelişen ve sanayileşen bir ülke olduğunu gösterir niteliktedir.
İllere göre elektrik tüketimine bakıldığında İstanbul yaklaşık olarak %17'lik bir oranla elektrik tüketiminde ilk sırayı almaktadır. İstanbul'u elektrik tüketiminde  % 8,6 oranıyla İzmir, % 5,9 oranıyla Kocaeli ve % 5,3 oranıyla Ankara takip etmektedir. İzmir ve Kocaeli illerinde tüketilen elektriğin yarıdan fazlası sanayide kullanılmaktadır. Ankara'da ise başkent olduğu için elektrik enerjisinin yaklaşık % 40'ı kamu ve ticaret hizmetlerinde kullanılmaktadır.
Aylık elektrik tüketimi değerlendirilmesinde, 1980-2015 yılları arasında her ay tüketilen elektrik miktarları değerlendirilmiştir. 80'li yıllarda ay bazında elektrik tüketiminde çok bir fark gözükmezken, 2000'li yıllardan itibaren aylara göre elektrik tüketiminde büyük farklar meydana gelmiştir. Elektrik tüketimi genel olarak ağustos aylarında maksimum seviyelere ulaşmıştır.
Türkiye'deki aylara göre elektrik tüketimi incelendiğinde en yüksek elektrik tüketiminin yaz aylarında özellikle de Ağustos ve Temmuz aylarında gerçekleştiği görülmüştür. Şubat ve Ekim aylarının ise elektrik tüketiminin en az olduğu aylar olduğu gözlemlenmiştir.
Ağustos ve Temmuz aylarında elektrik tüketiminin fazla olmasının en büyük sebebi artan sıcaklık ve klima yükü olarak gösterilebilir. Şubat ayının kış olmasına rağmen elektrik tüketiminin düşük olmasının sebebi 28 gün olmasından kaynaklandığı düşünülebilir. Ekim ayında da tüketimin düşük olması da mevsimsel olarak sonbahar ayında olunması ve sıcaklıkların durağan olmasından bahsedilebilir.
Günlük elektrik tüketimi değerlendirilmesinde ise 2015 yılının günlerindeki elektrik tüketimi incelenmiştir. Günlük elektrik tüketimi incelendiğinde en fazla elektrik tüketiminin gerçekleştiği günler sanayinin ve insanların aktif olarak çalıştığı hafta içinde bulunan günler, en az elektriğin tüketildiği günler ise hafta sonunda bulunan günler ve resmi tatillerin olduğu günlerdir.
Türkiye'deki elektrik tüketiminin saatlik değerlendirilmesinde, en fazla elektrik tüketiminin öğle saatlerinde, en az elektrik tüketiminin ise gece on ikiden sonra sabaha karşı olan saatlerde olduğu gözlemlenmiştir. Sabah saatlerinde elektrik tüketiminin az olmasının sebebi, insanların büyük çoğunluğunun evinde olması ve birçok çalışma yeri için mesai saatinin başlamamış olması gösterilebilir.
Bunlardan ayrı olarak, Analitik Hiyerarşi Süreci kullanılarak, elektrik enerjisi tüketiminin değerlendirilmesi yoluna gidilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, lojik bağlamda elektrik tüketiminin yılın dönemleri için işlevsel önemi belirlenebilmiştir.

Abstract:
Today, due to the rapid consumption of limited energy sources and increase in the energy cost, importance of energy, which is the essential part of industry, transportation and communal living, increases day by day. Energy an indispensable part of our daily life, while maintaining the socio-economic importance for countries. Moreover, electrical energy which is the first sort of energy comes in mind is located in every aspect of our lives and its importance is increasing every day.
Electricity which is the symbol of modernity, growth and development is an energy that is used as input in many areas like industry or agriculture. It can be used in many areas from heating to lightning or from communication to transportation because of the ease of production from many sources, ease of use and conversion and also rapid distribution and transmission. In this context, electricity is one of the most important indicators today which determines the level of development and prosperity of the country.   
Many countries use their resources efficiently and they tend to advance technologies in order to provide the demand for electricity in the same quality without disruption, continuous and on time. Energy demand in the result of population growth, industrialization and globalization, together with technological advances rises; therefore, the demand for electricity located in each aspect of our lives is continuously increasing. 
Many countries want to know their possible future electricity productions due to the reasons that constant increase in electricity consumptions, the electricity produced cannot be stored and the cost of power generation and investment. Therefore, the amount of electricity must be estimated.
In this master's thesis, first of all, energy and energy sources are expressed in order to state the importance of electrical energy in among the energy production and in our daily life. In electricity production, fossil fuels like coal, natural gas and petroleum, renewable resources like hydraulic, sun, wind and geothermal and additional nuclear power are used as energy sources.
Electricity production in the world was 23536.5 TWh in the year of 2014 while China and USA were the first two producers. Turkey was the 19th with the electricity production of 250.4 TWh. While analysing the energy resources used in electricity production in the world, it can be seen that coal is the most used resource. Natural gas, hydraulic and nuclear energy were the most important energy resources after coal. In recent years, usage rate of renewable resources like sun, wind and geothermal are increased due to advancing technologies and increase in environmental consciousness.
Electricity consumption in the world was 21538.0 TWh in the year of 2014 while electricity consumption was 3026.0 kWh per person. China, USA and OECD countries were the leading consumers. It can easily be seen when sectoral consumption amounts studied that industrial consumptions were increased year by year. The price of electricity consumed is changed from country to country and whether the consumer is industrial consumer or residence consumer.
The information about electric production, transmission, distribussion and electricity politics were given by examining world and EU electricity sectors. Turkish electiricity sector consists of three main terms. While the sector were controlled by state from the first years of Turkish Republic, it is opened to competitive private sector in recent years. Electricity Market Law was made in order to provide adequate, high quality, continuous, cost-effective and environmentally friendly electricity power to consumers. 
Electricity production was first started in 1902 in Turkey. The production level was reached 252 GWh in 2014. When the sources studied in electricity production, it can be seen that thermal resources used at a rate of 79.5% while hydraulics are 16.1% and renewable resources like sun and wind are 4.3%. Natural gas being dependent on outside sources is at the first place in electricity production among the thermal sources. The installed electricity capacity of Turkey is 69520 MW while 30.9% of this capacity is natural gas and 34% of this is hydraulics. 
In recent years, electricity import of Turkey rises in a great manner. In 2014, 7953 GWh electricity was imported. Electricity export is drawing an undulating graph. In 2014, 2696 GWh electricity was exported. Electricity transmission is supplied by Turkish Electricity Transmission Company (TEİAŞ) in Turkey. Hence, electricity distribution is directed by Turkish Electricity Distrubition Company (TEDAŞ). It was privatised in 2004 and it was seperated into 21 distribution area.
In the scope of this master's thesis, electiricity consumption of Turkey is tried to evaluate by analysing yearly, monthly, daily and hourly electricity consumption of Turkey. The gross and net electricity consumption of Turkey in the years between 1980 and 2014 were examined in order to evaluate yearly electricity consumption. Electricity consumption has continuously increased since 1980 except 2001 and 2009. If those years were considered as depression years in economy, it can be said that electricity consumption and economy have a close relationship.  
When sectoral electricity consumption was examined in Turkey, it can be seen that, electricty consumption was always rises in industry, residencial use, lightning, trading and public services. In the year of 2014, the biggest consumer of electricity was industry at a rate of 47.2%. This shows that, Turkey is developing and is industrialising. 
When regional electricity consumption is considered, Istanbul is in the first place with a rate of 17%. Istanbul is followed by Izmir with a rate of 8.6% and they followed by Kocaeli and Ankara with rates of 5.9% and 5.3% respectively. More than half of electricity is used for industry in Izmir and Kocaeli. Approximately 40% of electricity is used for trading and public services in Ankara due to it is the capital city. 
Each and every month years between 1980 and 2014 was examined while evaluating monthly electricity consumption. In 80's, there was no great differences in electricity consumption among months. However, from 2000s, severe difference were occurred month by month. Generally, electricity consumption is at its maximum in August.
When monthly electricity consumption was examined in Turkey, it was seen that electricity is consumed mostly in summers especially in July and August. February and October is the months that electricity consumed least.
Electricity consumption at august and july is high due to increasing temperatures and air conditioner loads. Although February is at winter, that electricity consumption is low at February can be explained that February takes 28 days. Electricity consumption is low at October owing to both October is at autumn and temperatures are stable.  
Evaluation of daily electricity consumption is investigated in the days of 2015. When electiricity consumption in daily basis examined, maximum daily electricity consumption is at weekdays which industry and people are actively working, and minumum daily electricity consumption is at weekends and public holidays 
Evaluation of hourly electricity consumption in Turkey revealed that maximum electricity consumption is at noon, and minumum electricity consumption is after midnight till morning. Electricity consumption at morning hours are low because most people are at home and many workplaces have not began to work yet.
Besides these, electrical energy consumption evaluated by using analytical hierarchy process. Evaluation results lead to determine the functional significance for yearly periods of electricity consumption in logical context.