Yenilenebilir Enerjiler Animasyon

 
 
 

Yenilenebilir Enerji

İNSAN, yaşamını doğal çevrede sürdürürken ihtiyaçlarını da doğal kaynaklardan sağlıyordu. Kurutmayı ve ısınmayı güneşle, tahıl üretimini rüzgarla yapıyor, bir kandilin ışığıyla aydınlanabiliyordu. Nüfus artıp ihtiyaçlar çeşitlenince, “daha çok” ve “daha hızlı”yı isteyen insan, yeni kaynakların arayışına girdi. Önce buharın keşfinde olduğu gibi kullandığı kaynakları yoğunlaştırarak “daha fazla” enerji elde etti. Ancak suda yaptığı yoğunlaştırmayı güneşin dağınık enerjisini birleştirmek için denemek yerine daha kolay bir yolu seçti. Yakılmasıyla daha fazla enerjiyi açığa çıkaran yakıtlara yöneldi. Fakat bu yakıtların çevreye ve atmosfere verdiği zarar, sağladığı faydayı gölgeledi.

Çok değil, 100 yıl gibi kısa bir sürede fosil yakıtların doğaya ve canlıların sağlığına verdiği zararlar etkisini gösterdi. Kömür, doğalgaz, petrol gibi binlerce yılda oluşmuş kaynaklar “insanlığın gelişmesi(!)” adına tükendikçe, atıklarıyla hava, su, toprak da tükenmeye başladı. Fosil yakıtlar olarak adlandırılan kömür, petrol ve doğalgazın yarattığı olumsuzluklar sadece yakın çevreyle sınırlı kalmadı; atmosfere de yayıldı. Sonunda bu kirlilik, iklim değişikliğine yol açmaya ve dünya yaşamını tehdit etmeye başladı.

Bugün fosil yakıtların çevre ve insan sağlığı açısından yarattığı olumsuzluklar her geçen gün katlanarak artıyor. Fosil yakıtlar yakıldığında altı sera gazının açığa çıkmasına neden oluyor. Bunlardan en belirleyici olanları karbondioksit (CO2) ve metan. Diğerleri ise kükürt, partikül madde, azotoksit, kurum ve kül…

Yanma sırasında ortaya çıkan karbonmonoksit (CO), oksijenden çok daha hızlı bir şekilde kandaki hemoglobine tutunarak vücuttaki oksijeni bloke ediyor ve baş ağrısı vb. hastalıklara yol açıyor. Kömür ve petrolün yanmasıyla ortaya çıkan, kükürtdioksit (SO2) ise kokusuyla fark ediliyor. Sülfürik aside dönüşerek insan sağlığına ve doğal çevreye onarılmaz zararlar veriyor; kanser ve diğer hastalıklara yol açıyor.

Doğalgazın yanmasıyla ortaya çıkan kokusuz ve gözle görülemeyen azotoksit ise güneş altında reaksiyona girerek nitrata dönüşüyor. Akciğerlerin koruma mekanizmasından geçen nitrat vücutta nitrik asite dönüşüyor. Bu da bağışıklık sistemini çökerten maddelerin başında geliyor.

Kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtların iklim değişikliğine yol açmasının nedeniyse, yanma sırasında ortaya çıkan CO2 ve metan gibi sera gazlarının bünyelerinde ısı tutma özelliğine sahip olmaları. Güneş, gün doğumundan batımına kadar atmosferin içine ısı ve ışığını veriyor. Doğal döngünün devamı için, bu ısının tekrar uzaya transferi gerekiyor. Oysa fosil yakıtların neden olduğu sera gazları, ısının bir kısmının atmosferde tutulmasına yol açıyor. Böylece dünya, ısınmaya ve iklim değişmeye başlıyor.

Isı artışının sonuçları

1900’lerden 2000’lere kadar atmosferin ortalama sıcaklığı 0.5 derece arttı ve iklim değişikliğinin zincirleme sonuçları yavaş yavaş yaşamımızı etkiliyor. Su kaynakları kuruyor, çiçekler erken açıyor, erken yağan karlar ürünleri telef ediyor, bitkiler zamansız meyve veriyor ya da hiç vermiyor. Uzmanlar, fosil yakıtların etkilerini kısa ve uzun vadeli olarak değerlendiriyorlar. Kısa vadede oluşan sonuçlar artık yaşamımızın bir parçası. Sıcaklık arttıkça buzlar anakütleden koparak eriyor, çığ olayları artıyor, fazla miktarda su dolaşıma giriyor, sel felaketleri, fırtınalar, kasırgalar oluşuyor. Deniz kıyısında yaşayan binlerce kişi sel suları altında ölüyor.

Küresel ısınmanın, uzun vadede öngörülen sonuçları daha vahim; ortalama sıcaklık artışı bu hızla devam ederse, 2020 yılında deniz seviyesi bir metreye kadar yükselecek. Bu, dünyanın en büyük kentlerinin sular altında kalması anlamına geliyor.

Isı artışının kısa vadede meydana getirdiği değişimlerin yaşanmaya başlaması ve buna bağlı olarak yapılan tahminler, sivil kuruluşlarla birlikte hükümetleri de harekete geçiriyor. Suların altında kalma tehlikesiyle karşı karşıya kalan 77 ada devleti ve Malta’nın insiyatifiyle ülkeler, 1992 yılında Rio Çevre Zirvesi’ne giden süreci başlattılar. 1992’de yapılan Rio Zirvesi’nin ardından, gelişmiş ülkeler 1992’de Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ni imzaya açtılar. Zirveye katılan ülkeler, diğer ülkelerle çözüm bulmak ve sera gazı emisyonlarını 1990 yıllarındaki seviyenin altına çekmek için, ülkelerin uyması gereken kuralları belirlemek üzere bir dizi Taraflar Konferansı (COP-Conference of Parties) düzenlediler. Ancak pek çok ülke yine ekolojik dengeleri ya da insan ve çevre sağlığını değil, kendi ekonomik çıkarlarını gözetince anlaşmada zorlandılar. Afganistan, Irak, Somali ve Türkiye gibi bazı ülkeler Rio anlaşmasını görmezlikten gelerek, bugüne kadar onaylamadılar. 1997 yılında yapılan Kyoto İklim Zirvesi’nde ise ABD, Kanada, Japonya, Avustralya gibi bazı ülkeler kendi ülkelerinde sera gazı emisyonlarında indirim yapma sorumluluğunu üstlenmek istemediler. Bu arada kendi ülkelerinde güneş, rüzgar gibi temiz enerji kaynaklarını kullanan enerji sistemlerini geliştirerek Kyoto hedeflerini tutturmaya çalışan endüstrileşmiş Avrupa Birliği ülkeleri ise, Yunanistan, Portekiz, İspanya gibi birliğe yeni katılan ülkelerin emisyonlarını 1990 yılına göre yüzde 30 civarında artırmasına göz yumulmasını istediler.

Bir yandan ulusal ve ekonomik çıkarlar gözetilirken, diğer yandan da nükleer enerji dahil olmak üzere petrol, kömür ve doğalgaz gibi fosil yakıtların zararını fark edenler, standart dışı ve pazar değeri olmayan çöp teknolojileri, bunun farkında olmayan ülkelere, aktarmaya başladılar. Bu teknolojileri satabilmek için kredi veren ülkeler, geçmişin sorunlu teknolojilerini başka ülkelere de taşıdı, taşıyor. Bunu yaparken de sorunun, iklim değişikliği ve küresel kirlenme gibi sonuçlarla kendilerine döneceğini hesap etmiyorlar.

Sürdürülebilir değil, yenilenebilir enerji

Fosil ve nükleer yakıtlara alternatif doğal enerji kaynakları konusunda yapılan araştırmalar sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kavramlarını da gündeme getirdi. Yaşamın sürdürülebilirliği için kaynakların sürdürülebilir olması yeterli değildi. Ekolojik denge için kaynakların yenilenebilir olması gerekiyordu: Bir şeyin sürekliliği sürdürülebilir olduğunu göstermiyordu. Sürdürülebilirlik bütün açısından ancak yenilenebilir olursa mümkündü. Bu nedenle enerji sistemlerinin sürdürülebilir, enerji kaynaklarının yenilenebilir olması gerekiyor.

Yenilenebilir enerji, “doğanın kendi evrimi içinde, bir sonraki gün aynen mevcut olabilen enerji kaynağı” olarak tanımlanıyor. Bugün yaygın olarak kullanılan fosil yakıtlar, yakılınca biten ve yenilenmeyen enerji kaynakları. Oysa hidrolik (su), güneş, rüzgar ve jeotermal gibi doğal kaynaklar yenilenebilir olmalarının yanı sıra temiz enerji kaynakları olarak karşımıza çıkıyor.

Başkanlığını yaptığım Devlet Planlama Teşkilatı 8. Beş Yıllık Plan Enerji Özel İhtisas Komisyonu, Yenilenebilir Enerji Kaynaklarından Elektrik Üretimi Alt Komisyonu’nun hazırladığı raporlar, 2005 yılına kadar ülkemizde rüzgar güç santralleriyle 5 bin megavat kapasitede elektrik üretiminin mümkün olduğunu ortaya koyuyor. Bu; Türkiye’nin toplam elektrik ihtiyacının yüzde 7’sinin rüzgardan sağlanabileceği anlamına geliyor.

2020 yılında dünyada üretilen elektriğin yüzde 50’sinin yenilenebilir kaynaklardan olması planlanıyor. 2010 yılında kullanılacak elektrik enerjisinin yüzde 10’u ise rüzgardan sağlanacak. Bunun dışında dünyada pek yaygın olmayan başka yenilenebilir enerji kaynakları da bulunuyor. Dalga, med-cezir (gel-git), çöpten sağlanan metan gazı ve kanalizasyon ısısından da ısınma ve elektrik üretimi için enerji elde edilebiliyor. Doğaya saygılı enerji kaynaklarının kullanımı arttıkça, yeni enerji kaynakları konusunda yapılan araştırma faaliyetleri de artıyor.

Doğayla gelen enerji kaynakları

HİDROLİK (SU)

Türkiye, yenilenebilir enerji kaynaklarından olan su gücünden enerji üretimini (hidroelektrik) gerçekleştiriyor. Ancak büyük ölçekli hidrolik santrallerin sürdürülebilirliği de tartışmalı.

Yapılan barajlarla oluşan baraj göllerinin doğal kaynakları olduğu kadar kültürel zenginliği yok etme tehlikesi üzerinde duruluyor.

GÜNEŞ

Güneşten enerji elde etmek, güneşin doğuşundan batışına kadar atmosferin içine verdiği ısı ve ışığı, insanların ihtiyaç duyduğu elektrik ve proses ısı (sıcak su ve buhar gibi) ihtiyacıyla buluşturup yararlanmakla mümkün oluyor. Burada asıl kaynak güneş ve her gün yenileniyor. Güneşin ulaştığı yere bir düz depolayıcı koyulduğunda bunun ısısıyla 70-80 derece su elde etmek mümkün. Bugün bu sistem, Türkiye’de yaygın olarak, ancak verimsiz kullanılıyor. Oysa İsveç gibi güneşi çok az gören bir ülkede bile dışarıda sıcaklık -4 dereceyken güneş toplayıcısından 70 derece su elde edilebiliyor.

Güneşten daha yüksek ısı elde etmek için (130 derece proses ısı) gelen ışınımın çeşitli yansıtma teknikleriyle bir nokta veya çizgiye odaklanması gerekiyor. Bu da bir yoğunlaştırıcı, odaklı toplayıcı yardımıyla yapılıyor. Böylece dağınık enerji kaynağı odaklanarak, 130 derece buhar elde etmek üzere kullanılabiliyor. Bununla da ısınma sağlanabiliyor.

Güneş dünyadan yaz ve kış aylarında farklı konumlarda görünüyor. Mimari tasarımlarda, yaz aylarında güneşin evin içine girmesini engelleyen, kış aylarında ise içeriye girmesini sağlayan pasif sistemler de tasarlanabiliyor. Burada asıl amaç, mevcut işleri daha az enerjiyle yapabilmek.

GÜNEŞTEN ELEKTRİK ÜRETİMİ

Güneşten elektrik üretmek için yarı iletken malzemelerin özelliğinden yararlanılıyor. Yarı iletken malzemelerde elektronlar atomlarına gevşekçe bağlı. Yalıtkan malzemede bu elektronlar sıkıca bağlı, iletken malzemedeyse serbest dolaşımdalar. Güneşten gelen ışınımın enerjisi foton dediğimiz kümelerden oluşuyor. Foton miktarında enerji bir yarı iletken tabakasında gevşekçe bağlı olan elektronları serbestleştiriyor. İkinci bir yarı iletken tabakasıyla oluşturulan gerilim farkı yardımıyla serbestleşen elektronları hareketlendiriyor. İki yarı iletken tabakanın dışına birer kablo bağlayıp elektronların geçişine izin verdiğinizde bu gerilimden elektrik üretebiliyorsunuz.

Bu yolla üretilen elektrik, şebekede kullanılanla aynı kalitede. Binaların yüzeylerine ve çatısına monte edilen beş adet güneş pili modülüyle bir evin elektrik gereksinimi karşılanabiliyor.

Bu sistem halen kamu desteği olmadan tüketici için ekonomik olmasa da, kullanım arttıkça maliyet düşüyor. Fotovoltaik sistem olarak adlandırılan güneş pilleri modülleri Türkiye’de az da olsa bazı müstakil evlerde, bazı telefon kuruluşlarının aktarıcı istasyonlarında kullanılıyor. Güneş pilleri de saatlerde ve hesap makinelerinde başarıyla uygulanıyor.

GÜNEŞTEN ISIL ELEKTRİK ÜRETİM SİSTEMİ

Bu çok ekonomik bir sistem. Güneş ışınımının 500 aynayla yansıtıldığı bir kulede çok yüksek sıcaklıklara ulaşılabiliyor. Bu kuleden geçirilen bir akışkan yardımıyla elde edilen buhardan da elektrik üretiliyor.

RÜZGAR

Rüzgar, güneşin doğuşundan batışına kadar yeryüzündeki farklı yüzeylerin, farklı hızlarda ısınıp soğumasıyla oluşuyor. (Örneğin, deniz kayadan daha geç ısınır. Isınan yerdeki hava yükseliyor ve daha soğuk kısımdaki hava hareketlenerek rüzgarı oluşturuyor.) Hareket halindeki havanın kinetik enerjisine rüzgar enerjisi deniyor. Dev kulelerin üzerine monte edilen kanatlar yardımıyla rüzgardan elektrik enerjisi üretilebiliyor. Normalde bir vantilatörün kanatları döndüğünde havayı hareketlendiriyor ve serinliyorsunuz. Rüzgar enerjisi de bunun tam tersi bir sistemle elde ediliyor. Gelen hava kanatları döndürüyor, kanatların bağlı olduğu mil de jenaratörü çalıştırıyor. Kanatların birleştiği yükseklikte bulunan bölmeden aşağıya sadece elektriği ileten kablo bulunuyor.

Rüzgar türbinleri gelen rüzgarın yönüne göre konum alabiliyor ve otomatik olarak kontrol ediliyor. Kanatlar kendi ekseninde hareket edebiliyor ve fırtına durumunda kendini durdurabiliyor.

Rüzgar türbinleri fosil yakıt santrallarıyla karşılaştırıldığında daha ekonomik üretim yapabiliyor. Bozcaada’daki rüzgar türbinlerinde bir kWh kapasite maliyeti 1000 USD iken, bir hidroelekrik santralı için 2 bin-4 bin USD olarak gerçekleşiyor. İşletme maliyetinin de sıfır olduğunu hesaba katarsak rüzgar, çok ekonomik bir enerji kaynağı.

Sarıgerme’de yapılan uluslararası rüzgar enerjisi atölye çalışmalarına katılan özel kuruluşlar 4 bin Megavat kapasiteli rüzgar güç santralı fizibilitesi hazırlayarak üretim izni için Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’na başvurdular.

Türkiye’de mevcut toplam elektrik üretme kapasitesi 27 bin Megavat. OECD kaynakları, Türkiye’de yılda tüketilen elektriğin en az iki mislinin rüzgardan karşılanabileceğini gösteriyor.

JEOTERMAL

Yeraltında magmada artan sıcaklıkla yeraltı suları (özellikle deprem bölgelerinde) ısınıp yeryüzüne çıkıyor. Elektrik üretimi de jeotermal buharın gücüyle yapılıyor. Türkiye’de Denizli, Kütahya ve İzmir-Aliağa benzeri bölgelerde jeotermal enerji kaynaklarından konut ısıtma ve elektrik üretimi gerçekleştirilebiliyor.

Halen Türkiye’de jeotermal enerji kaynaklarından 20 Megavat elektrik üretiliyor. Bu kaynaktan Türkiye’de 2010 yılında 500 Megavat, 2020 yılında 1000 Megavat elektrik kapasitesi kurulabilecek. 2000’de 51 bin 600 konut ısıtılırken, 2010 yılında 500 bin, 2020 yılında ise 1 milyon 250 bin konut ısıtılabilecek.

BİYOKÜTLE

Bitkiler büyürken, fotosentez sırasında atmosferden aldıkları karbondioksitin (CO2) karbonunu bünyelerinde biriktirip biyokütleyi oluştururken oksijeni dışarıya veriyorlar. Bu bitkiler yakıldığında ise CO2 yeniden atmosfere veriliyor. Bu nedenle biyokütle yakılmasına “sürdürülebilir biyokütle enerjisi kullanımı” adı veriliyor. Hızlı büyüyen bitkilerle enerji ormanları oluşturup, bir yandan yetiştirip diğer yandan yakarak elde edilecek buhardan elektrik üretimi yapılabiliyor. Bu konuda gerçekleştirilebilecek büyük bir potansiyel bulunuyor. Türkiye’nin enerji ormanları konusunda başlattığı pilot çalışmalar var.

BİYOGAZ

Hayvansal ve bitkisel atıkların çürütülmesiyle üretilen metan gazını depolayarak tehlikeli ve çevreye zararlı olabilecek bir gazı enerjiye dönüştürmek mümkün. Metan gazı daha sonra yakılarak enerji elde ediliyor. Greenpeace enerji raporunda, Türkiye’de 32 Twh’e kadar elektrik üretebilecek bir potansiyel bulunduğu belirtiliyor.

Çöpten, çamurdan elektrik

Türkiye’de bazı belediyeler çöp alanlarında açığa çıkan metan gazından elektrik üretiyor. Çöp içinde biriken metan gazı açılan kuyulardan borularla enerji üretim tesisine pompalanarak üretim gerçekleşiyor. Aktif gaz depolama sistemiyle depolanan gazların arıtılmasıyla elde edilen metan gazı yakılarak elektrik enerjisine dönüştürülüyor.

İstanbul Kemerburgaz Çöplüğü’nde ve Bursa’da başlayan çöpten enerji üretiminin yanı sıra Ankara Mamak ve Sincan çöplüklerinde de yakın gelecekte üretime başlanması planlanıyor.

İstanbul Büyükşehir Belediyesi ayrıca Tuzla’daki Biyolojik Atıksu tesisinden çıkan çamurdan biyogaz ve elektrik elde ediyor. Enerji üretim sisteminin devreye girmesiyle bir yandan çamur miktarında azalma sağlanırken, diğer yandan da tesiste tüketilen elektriğin yüzde 70’inin biyogazla elde edilmesi planlanıyor.

Kurmak kolay, kurtulmak zor…

Nükleer enerji bugün diğer enerji kaynakları arasında hem toplumsal hem çevresel hem de ekonomik açıdan en maliyetli kaynak.1978 yılından beri bu santrallar için yeni bir sipariş verilmiyor. ABD’de verilen siparişler ise iptal edildi. Nedeni öngörülmeyen beşikten mezara maliyetlerdi.

Bu santralları kurmak yetmiyor, güvenlik altyapısı sisteminin de tesisi gerekiyor. Dünya Bankası uzun inşaat süreleri ve güvenlik sisteminin kurulma maliyetleri nedeniyle Türkiye’de kurulması planlanan nükleer santrallara kredi vermedi. Bu maliyetlere Çernobil reaktöründe yaşanan kazadan sonra, lisanslama maliyetleri de eklendi. Nükleer santrallara lisans almak için alınacak önlemlerin maliyetleri en az santralın maliyeti kadar tutuyor. Bir de bunlara nükleer santralların kapatılma maliyetleri ekleniyor. ABD’deki Maine-Yankee reaktörünün kuruluş maliyeti 280 milyon USD iken, sökülüp bertaraf edilmesinin maliyeti 2 milyar USD. Yani bir nükleer santraldan kurtulabilmek için kuruluş maliyetinin sekiz katını ödemek gerekiyor.