minidev
ÇEVRE
Yenilenebilir Enerji Kaynakları- Doç. Dr. Tanay Sıdkı Uyar

Tanay Sıdkı Uyar
 

 


Doç. Dr. Tanay Sıdkı Uyar

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 kirleticiler 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. Türkiye  
Rio anlaşmasını 2003 yilina kadar onaylamadı. 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, biyokutle ve jeotermal gibi
doğal kaynaklar yenilenebilir olmalarının yanı sıra temiz enerji kaynakları
olarak karşımıza çıkıyor.
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 toplayıcı konulduğunda 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 endustrinin toplam enerji talebinin % 50
sini oluşturan proses ısısı 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 kullanılan kaliteye getirilebiliyor.
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 indiriliyor.
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.
EUROSOLAR Türkiye tarafindan 1996 dan bu yana düzenlenen uluslararası rüzgar
enerjisi atölye çalışmalarına katılan özel kuruluşlar bugüne kadar yaklaşık
8 000 MW kapasiteli rüzgar güç santralı fizibilitesi hazırlayarak üretim
lisansı için Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı na başvurdular. Bu
projelerin bugune kadar 180 MW  ı gercekleşti.
Türkiye de mevcut toplam elektrik üretme kapasitesi 41 000 MW. OECD ulkeleri
icin 1993 yilinda yapilan bir calisma Türkiye de yılda tüketilen elektriğin
en az iki mislinin rüzgardan karşılanabileceğini gösteriyordu. 1 Kasim 2007
tarihinde EPDK (Enerji Piyasasi Denetleme Kurulu) na yapilan 78 000 MW
kapasiteli ruzgar guc santrali lisans muracaati da bunu kanitlamistir.
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. Türkiyenin 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.
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.
Biyolojik Atıksu tesislerinden  çıkan çamurdan biyogaz ve elektrik elde
edilebiliyor. Enerji üretim sisteminin devreye girmesiyle bir yandan çamur
miktarında azalma sağlanırken, diğer yandan da tesiste tüketilen elektriğin
önemli bir kısmı biyogazla elde edilebiliyor.

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.
 
Doç. Dr. Tanay Sıdkı Uyar
 
TÜRÇEP Türkiye Çevre Platformu Koordinatörü
Marmara Üniversitesi Öğretim Üyesi
EUROSOLAR Türkiye, Avrupa Yenilenebilir Enerjiler Birliği Türkiye Bolümü
Başkanı
tanayuyar@marmara.edu.tr, faks : 0216 5891616, tel :0533 3955839
 
BU BÖLÜMÜN DİĞER YAZILARI

(Kasım 2007 öncesi)
 


(Kasım 2007 öncesi)



BU SAYFAYI TAVSİYE ET!