Sustainability Of Biomass Power Investments In Turkey: Techno-Economic Analysis And Policy Optimization Proposals

Öz

Biomass energy plays a multi-dimensional role in Turkey's energy transition strategies due to its high availability rate, baseload generation capability, and contribution to agricultural-forestry waste management. This study aims to analyze the long-term economic sustainability and system efficiency of biomass power plants from a technical perspective within the framework of current market dynamics and legislation. In this context, a comprehensive Levelized Cost of Electricity (LCOE) modeling was conducted using operational data from the 27 MW Eber Biomass Power Plant in Afyonkarahisar, which utilizes direct combustion technology. Analyzes under different biomass fuel mixtures and logistics cost scenarios show that unit production costs can be optimized within the range of $0.105/kWh to $0.109/kWh. The findings highlight the importance of aligning current support mechanisms (approximately 0,066- $0.07/kWh) with the technical sustainability and technological renewal capacities of the plants, based on 2025-2026 projections. The research includes a comparative analysis of biomass with intermittent resources such as wind and solar, discussing the integration of the added value it provides to system balancing into economic models. In the conclusion, to ensure the sector reaches its full potential and maintains a sustainable investment climate, structural recommendations are proposed, such as easing the requirements for capacity mechanism participation, hybrid system and energy storage integration, and dynamic pricing models reflecting actual production costs. The proposed solutions are of critical importance in enhancing the contribution of the biomass ecosystem to Turkey's 2053 net-zero emission vision.

Anahtar Kelimeler

• Energy Economics
• Sustainable Energy Policies
• LCOE Analysis
• Biomass Optimization

Türkiye’de Biyokütle Enerjisi Yatırımlarının Sürdürülebilirliği: Tekno-Ekonomik Analiz Ve Politika Optimizasyonu Önerileri

Öz

Biyokütle Biyokütle enerjisi; yüksek emre amadelik oranı, baz yük sağlayabilme kabiliyeti ve tarımsal-ormansal atık yönetimine sunduğu katkı ile Türkiye’nin enerji dönüşüm stratejilerinde çok boyutlu bir role sahiptir. Bu çalışma, biyokütle enerji santrallerinin uzun vadeli ekonomik sürdürülebilirliğini ve sistem verimliliğini, güncel piyasa dinamikleri ve mevzuat çerçevesinde teknik bir perspektifle analiz etmeyi amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, doğrudan yakma teknolojisine dayalı 27 MW kurulu güce sahip Afyonkarahisar Eber Biyokütle Enerji Santrali’nin operasyonel verileri kullanılarak kapsamlı bir Düzeylendirilmiş Elektrik Maliyeti (LCOE) modellemesi gerçekleştirilmiştir. Farklı biyokütle yakıt karışımları ve lojistik maliyet senaryoları altında yapılan analizler, birim üretim maliyetlerinin 0,105 $/kWh ile 0,109 $/kWh bandında optimize edilebildiğini göstermektedir. Elde edilen bulgular, 2025-2026 yılı projeksiyonları dahilinde mevcut destek mekanizmalarının (yaklaşık 0,066-0,07 $/kWh), tesislerin teknik sürdürülebilirlik ve teknolojik yenilenme kapasiteleriyle uyumlandırılmasının önemini ortaya koymaktadır. Araştırmada; biyokütle enerjisinin rüzgâr ve güneş gibi kesintili kaynaklarla mukayeseli analizi yapılarak, sistem dengelenmesine sunduğu katma değerin ekonomik modellere entegrasyonu tartışılmaktadır. Sonuç bölümünde, sektörün tam potansiyeline ulaşabilmesi ve sürdürülebilir bir yatırım ikliminin korunması için; kapasite mekanizması katılım şartlarının esnetilmesi, hibridizasyon ve enerji depolama entegrasyonu ile üretim maliyetlerini yansıtan dinamik fiyatlandırma modelleri önerilmektedir. Sunulan öneriler, biyokütle ekosisteminin Türkiye'nin 2053 net sıfır emisyon vizyonuna olan katkısının artırılması noktasında kritik önem taşımaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Enerji Ekonomisi
• Sürdürülebilir Enerji Politikaları
• LCOE Analizi
• Biyokütle optimizasyonu

Kaynakça

1. [1] Javadi, M. et al. (2021). De-carbonization pathways of the global energy system. Journal of Cleaner Production, 291(4), 112–128.
2. [2] US Energy Information Administration. (2021). Biomass explained: carbon neutrality and environmental lifecycle dynamics. EIA Renewable Energy Analysis Series, 14(2), 45–56.
3. [3] Ecoprog. (2023). Biomass to power: A global comprehensive market assessment and capacity forecast survey. Ecoprog GmbH, Cologne.
4. [4] California Energy Commission. (2009). Comparative costs of California central station electricity generation frameworks. CEC Assessment Report, Sacramento.
5. [5] IRENA. (2024). Renewable power generation costs in 2023. International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. ISBN 978-92-9260-584-4.
6. [6] IEA. (2023). World energy outlook 2023. International Energy Agency, Paris.
7. [7] Bilgili, F., Koçak, E., & Bulut, Ü. (2016). The dynamic impact of renewable energy consumption on CO₂ emissions: a revisited Environmental Kuznets Curve approach. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 838–845.
8. [8] Melikoğlu, M. (2017). Vision 2023: feasibility analysis of Turkey's renewable energy projection. Renewable Energy, 104, 86–97.

9. [9] Toklu, E. (2017). Biomass energy potential and utilization in Turkey. Renewable Energy, 107, 235–244.
10. [10] Başkaya, B. Z., & Çoşan, H. T. (2021). Evaluation of biomass potential and LCOE of biomass power plants in Turkey. Energy Strategy Reviews, 38, 100724.
11. [11] Saidur, R., Abdelaziz, E. A., Demirbas, A., Hossain, M. S., & Mekhilef, S. (2011). A review on biomass as a fuel for boilers. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2262–2289.
12. [12] Kost, C., Shammugam, S., Jülch, V., Nguyen, H. T., & Schlegl, T. (2021). Levelized cost of electricity — renewable energy technologies. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE.
13. [13] Bertsiou, M. M., Theochari, A. P., & Baltas, E. (2022). Optimization of a hybrid renewable energy system with biomass and pumped storage by linear programming. Energy, 252, 123930.
14. [14] Para, M., Niezgoda-Żelasko, B., & Żelasko, J. (2021). The optimization of biomass logistics — economic and environmental aspects. Energies, 14(6), 1733.
15. [15] Huang, Y., Chen, C. W., Fan, Y. (2011). Multistage optimization of the supply chains of biofuels. Transportation Research Part E, 46(6), 820–830.