Risk assessment of trans anatolian natural gas pipeline project

Güney Gaz Koridorunun bir parçası olan Trans Anadolu Doğal Gaz Boru Hattı Projesi, Şahdeniz 2 Gaz Sahası'ndan çıkarılan Azeri doğal gazının Türkiye ve Türkiye üzerinden de Avrupa'ya iletilmesini amaçlamaktadır. Güney Gaz Koridoru, TANAP, Güney Kafkas Boru Hattı ve Trans Adriyatik Boru Hattı'dan oluşmaktadır. TANAP koridoru SCP'ye bağlanmış olduğu Ardahan'daki Gürcistan/Türkiye sınırında başlar ve TAP Boru Hattı'na bağlandığı Edirne'deki Türkiye/Yunanistan sınırında sona erir. İlk aşamada yıllık 16 milyar metreküp dağıtım yapması planlanan boru hattı projesi için bu miktarın ikinci aşamada 24 milyar metreküpe, üçüncü aşamada da 31 milyar metreküpe yükselmesi planlanmaktadır. Ama bütün bu aşamalarda Türkiye'ye verilecek doğal gaz miktarı sabit olup, yıllık 6 milyar metreküpe eşittir. Türkiye'deki doğal gaz ağına besleme yapmak için Eskişehir ve Trakya'da olmak üzere birer adet çıkış istasyonu kurulmuştur. Gürcistan sınırından Eskişehir'e kadar olan 1333 kilometrelik arazide 56 inçlik borular kullanılan TANAP projesinde, Eskişehir'de BOTAŞ dağıtım hattına besleme yapıldıktan sonraki 458 km, 48 inçlik borularla devam etmektedir. Çanakkale Boğazı'nı birbirine paralel 30 inçlik birbirine paralel iki boru hattı ile geçecek olan TANAP, Türkiye/Yunanistan sınırına kadar tekrar 48 inçlik borularla devam edecektir. TANAP projesi için korozyon, sabotaj, makine ve ekipman arızası, yanlış işlemler, doğal felaketler ve üçüncü taraf hasarı başlıkları altında tanımlanan, altı risk oluşturacak faktör mevcuttur. Ayrıca TANAP projesi, ekolojik ve kültürel olarak hassas alanlar, yeraltı ve yer üstü su kaynakları, insan yaşam alanları, demir ve karayolları gibi birçok çevresel ve sosyo-ekonomik açıdan hassas alanlardan geçmektedir. TANAP projesinin devamlılığının hem ekonomik boyutlarının getireceği fayda, hem de oluşacak herhangi bir kazanın çevreye ve proje paydaşlarına verebileceği zarar göz önünde bulundurulduğunda, bu proje için rakamsal ve detaylı bir risk analizi yapılması zorunluluk teşkil etmektedir. Bu risk değerlendirmesinin gerçekleştirilmesi için, (Shan et al., 2018) tarafından geliştirilen bozulma olasılığının tarihsel verilere göre elde edilen temel bozulma sıklığı vasıtası ile hesaplanması yöntemi kullanılmıştır. Bugüne kadar olan doğal gaz boru hattı kazalarının en temel altı sebebinden olan ve TANAP için de tanımlanan, sabotaj, makine ve ekipman arızası, yanlış işlemler, doğal felaketler ve üçüncü taraf hasar faktörleri, proje riskine etki eden altı esas modifikasyon faktörü olarak kabul edildi. TANAP boru hattı çok uzun bir alanı kapsadığından, bu alan boyunca hem boru hattının geçtiği arazilerin doğal özellikleri hem de doğal gaz boru hattının teknik özellikleri büyük değişkenlik göstermektedir. Bu yüzden doğal gaz boru hattı, geçtiği arazilerin sismolojik özelliklerine ve boru hattını oluşturan boruların çaplarının boyutuna göre 16 farkı segmente bölündü. Bu 16 segmentin her biri için altı modifikasyon faktörü ve bu modifikasyon faktörlerinin temel bozulma sıklıkları baz alınarak başarı risk değeri hesaplandı. Her bir modifikasyon faktörüne etki eden birçok etken vardır. Örneğin, doğal gaz boru hattı için korozyon bir ana modifikasyon faktörü olarak ele alınacaksa, taşınan maddenin koroziflik özelliği, boru hattının çapı, toprağın elektrik geçirgenliği, ya da boru hattının bakım kalitesi gibi birçok faktörün bu ana faktöre etkisi hesaplanmaya alınmalıdır. Her bir modifikasyon faktörü için farklı sayıda ikincil modifikasyon faktörü mevcuttur. Belirli bir segmentin risk değerine etki eden modifikasyon faktörünün değeri bu ikincil faktörler hesaplanarak elde edilir. Toplamda altı tane ana modifikasyon faktörü için 34 tane ikincil modifikasyon faktöre tanımlanmıştır. Her ne kadar bazı ikincil derece modifikasyon faktörlerinin hesaplanması kolay olsa da, bazı ikincil derece modifikasyon faktörlerinin riske etkisinin sayısallaştırılması pek mümkün değildir. Boru hattını oluşturan borunun duvar kalınlığının risk sonucuna etkisi, belirli bir fonksiyona ve formüle uygun olarak yapılıyorsa da, boru hattının işçi kalitesinin rakamsal ifadesi çok zor bir görevdir. Bu nedenle, ikincil derece modifikasyon faktörleri kantitatif, yarı-kantitatif ve kalitatif olarak üç bölüme ayrıldı. Kalitatif ve yarı-kantitatif faktörlerim sayısallaştırması (Guo et al., 2016) tarafından geliştirilen bulanık mantık yönetimine göre yapıldı. Şüphesiz ki, her bir ikincil modifikasyon faktörünün esas modifikasyon faktörüne etkisi aynı değildir. Boru hattını teşkil eden borunun duvar kalınlığının, boru hattında oluşacak korozyondan dolayı hasara etkisi, o boru hattının geçtiği toprağın direncinden daha önemlidir. İkincil modifikasyon faktörlerinin ana modifikasyon faktörüne etkisi ağırlık eşdeğeri hesaba katılarak bulunur. İkincil modifikasyon faktörlerinin ağırlık eşdeğerleri ile çarpımının toplamı, oluşturuldukları birincil modifikasyon faktörünün değeri verir. Her nasıl ki, ikincil modifikasyon faktörleri birincil modifikasyon faktörlerine farklı derecede etki gösteriyorsa, birincil modifikasyon faktörleri de nihai bozulma olasılığına farklı derecede etki ediyor. Bir ana seviye modifikasyon faktörünün boru hattının risk değerine etkisi, o modifikasyon faktörünün hesaplanan değerinin, aynı ana seviye modifikasyon faktörünün temel başarısızlık sıklığına çarpımı ile bulunur. Tarihsel bozulma sıklığı, bir boru hattının belirtilen ana faktörden dolayı yıllık kilometre başına kaç defa kazaya sebep olduğunu gösterir ve boru hatları ile ilgili tarihsel istatistiksel veriler baz alınarak hesaplanır. Boru hattının bir segmenti için belirlenen bu altı faktörden kaynaklı bozulma olasılıklarının toplamı, boru hattının o segmentinin yıllık kilometre başına başarısızlık olasılığını gösterir. Boru hattı projesinin ortalama bozulma olasılığı, segmentlerin kapsadıkları uzunluklar ve segmentlerin bozulma olasılıkları baz alınarak alınan ortalaması ile belirlenir. Tezde, yukarıda bahsedilen metot TANAP projesine uygulandı ve TANAP projesi risk değeri yıllık kilometre başına 2,25 x 10 -4'a eşit olduğu ortaya konuldu. Bu da bahsedilen değerlendirme yönteminin, risk sonucu değerlendirme kriterlerine göre orta seviyede bir risk olarak kabul edilmektedir. Boru hattının 56 inçlik borulardan oluşan kısmının risk değerinin 48 inçlik bölgesinden daha fazla olduğu ve proje sorumlularının bu bölgede oluşacak tehlikelere karşı daha dikkatli olmaları gerektiği ölçüldü. 56 inçlik bölgede risk değerinin yüksek olmasının esas nedeninin, 56 inçlik boruların çapları ve duvar kalınlıkları olduğu belirlense de, boru hattı projesinin inşasının sona yaklaşımından dolayı bu parametrelerin değiştirilmesi söz konusu değildir. Üçüncü taraf hasar faktörünü azaltmanın uygulanabilir yolu, önemli alanlardaki denetimin artırılması, güvenlik sistemlerinin iyileştirilmesi ve boru hattı için inşaat duvarları gibi yer üstü koruyucu olanakların artılması olduğu ortaya konuldu. Bununla beraber, boru hattının risk değerine büyük payda etki eden esas seviye ve ikincil seviye modifikasyon faktörleri de belirlenerek, boru hattının riskinin minimizasyonu için uygulanabilir yöntemler gösterildi. Boru hattının ölçülen risk değerlerinin güvenirliğini kontrol etmek için, boru hattının seçilmiş segmentine, W. Muhlbauer tarafından geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan bir risk değerlendirime yöntemi uygulandı. Her iki yöntemin uygulanması sonucunda elde edilen, seçilen segmente etki eden faktörlerin yüzdesel dağılımları arasındaki farkın neredeyse birbirine eşit olduğu gözlemlendi