| Yenilenebilir enerji kaynakları
Dünya'da artan nüfusa bağlı olarak, enerji ihtiyacı her yıl yaklaşık %4-5 arasında artmaktadır. Buna karşılık fosil yakıt rezervleri ise hızla azalmaktadır. Yapılan hesaplamalara göre en geç 2030-2050 yılları arasında petrol, kömür, doğal gaz rezervleri tükenme aşamasına gelecek ve ihtiyacı karşılayamayacaktır.
Fosil yakıtların kullanımı dünya ortalama sıcaklığını 500 bin yılın en yüksek seviyesine ulaştırmıştır. Bu durum son yıllarda yoğun hava kirliliğine, sel, fırtına ve doğal afetlerin hızla artmasına sebep olmaktadır. Sıcaklığın yükselmesi ile deniz seviyesinde bulunan birçok adada yerleşim alanları, buzulların erimesi ve su seviyesinin yükselmesinden dolayı boşaltılmıştır. Önlem alınmaması durumunda yakın gelecekte, deniz kenarlarındaki birçok şehir sular altında kalacaktır. Yakın gelecekte alternatif enerji kaynaklarına geçilmemesi durumunda birçok bitki ve hayvan soyu tükenecektir. Bu durumda doğal denge bozulacak ve yaşam şartları ağırlaşacaktır. Egzoz gazlarındaki kurşun nedeniyle doğan zihinsel özürlü çocuk sayısı hızla artmaktadır. Asit yağmurları nedeniyle birçok doğal eko sistemler tamamen ölmüş, doğadaki gıda ve madde zinciri ile ağır metaller insan vücuduna besinlerle girmeye başlamıştır. Bu olumsuz yönlerden dolayı alternatif enerji kaynakları çok önem kazanmaktadır. Alternatif enerji kaynaklarına geçilmesiyle, daha değişik dünya görüşü hayatımıza girecektir. Sınırsız ve sorumsuz harcanan enerji tüketiminin yerini bilinçli, çevreye saygılı ve ihtiyacı karşılamaya yönelik enerji tüketimi alacaktır. Böyle bir ortamda refah düzeyini, en fazla enerji tüketen yerine, enerjiyi en verimli kullanan belirleyecektir. Fosil yakıtları bitmeden temiz enerji dediğimiz alternatif enerji kaynaklarına yönelmek son çare olacaktır.
Yenilenebilir enerji kaynakları
1. Hidrolik (Su) Enerjisi
2. Güneş Enerjisi
3. Rüzgar Enerjisi
4. Jeotermal Enerji
5. Biyokütle (Biomas) Enerjisi
6. Hidrojen Enerjisi
olmak üzere 6 grupta incelenir.
Hidrolik Enerji
Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye çevrilmesiyle elde edilen enerjidir. Hidrolik enerji, kirlilik oluşturmaz, doğal kaynak kullanıldığından dışa bağımlı değildir. Pik enerji ihtiyacında çok hızlı devreye girer ve acil durumlarda da hızlı devreden çıkabilir. Yapılan yatırım enerji üretimi yanında, sulama amaçlı olarak da kullanılabilir. Elektrik enerjisi üretiminde fosil ve nükleer yakıtlı termik, doğalgazlı santraller yanında hidroelektrik santrallerinin yenilenebilir "puant" çalışabilme gibi iki özelliği vardır. Hidroelektrik santraller ilk yatırım maliyeti yönünden özel haller ve doğal gazlı santraller dışında termik ve nükleer santrallerle rekabet edecek durumdadır. İşletilmesi ekonomik ve çevreye zararı en az olan santrallerdir. Bununla birlikte, bu enerji kaynağının yatırım maliyeti yüksek, inşaat süresi uzundur ve aşırı yağışlardan olumsuz etkilenebilmektedir.
Türkiye'de 26 akarsu havzasına dağılmış olan su kaynaklarının enerji üretimi açısından toplam debisi 186 km3/yıl düzeyindedir. Bu doğal olanakta havzaların en büyük payları sırasıyla; Fırat % 17, Dicle % 11.5, Doğu Karadeniz % 8, Doğu Akdeniz % 6 ve Antalya % 5.9 düzeylerindedir.
Hidrolik enerji 2002 yılında toplam elektrik enerjisi üretiminin %26’sını sağlamıştır. 1990 yılında 2 Mtep (23148 GWh) olarak gerçekleşen hidrolik enerji üretimi, yıllık ortalama %3,2 artışla 2002 yılında 2,9 Mtep’ne (33648 GWh) ulaşmıştır. 2002 yılı sonu itibariyle 126 milyar kilowatt saat olan toplam hidrolik enerji potansiyelinin %34’ü değerlendirilmiş durumdadır. Önümüzdeki yıllarda hidrolik enerji üretim artışının devam etmesi planlanmaktadır (WEC, 2002).
Güneş Enerjisi
Güneş enerjisi, bilinen en eski birincil enerji kaynağıdır ve bütün enerji kaynakları güneş enerjisinden türemiştir. Temizdir, yenilenebilir ve dünyanın her tarafında yeterince vardır. Güneş'ten yeryüzüne 8 dakikada gelen enerji, tüm dünyada kullanılan enerji miktarına karşılık gelir. Güneş enerjisi kesikli ve değişken, günlük ve mevsimlik değişimler gösterir. Diğer kaynaklarla karşılaştırıldığında güneş enerjisinin yoğunluğu düşüktür. Güneş enerjisi fotosentetik ve fotokimyasal olayları başlatmak için gereken özelliklere sahiptir. Yarı iletkenlerde, fotoelektrik ve termoelektrik etkileri kullanılarak güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çevirmek mümkündür. Güneş enerjisinden yararlanabilmek için ilk aşama, bu enerjinin depolanmasıdır. Toplama işlemi, ısıl ve elektriksel yöntemle yapılmaktadır. Basit ve ucuz olmasından dolayı toplama yöntemi tercih edilir.
Türkiye, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanılarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye’nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama yıllık toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m2-yıl olduğu tespit edilmiştir. Bu verilerin değerlendirilmesi ile Türkiye bir yılda 26,4 milyon TEP termal, 8,8 milyon TEP elektrik enerjisi teknik potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Türkiye’nin en fazla güneş alan bölgesi Güney Doğu Anadolu Bölgesi olup, bunu Akdeniz bölgesi izlemektedir.
Türkiye’de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir. Halen ülkemizde kurulu olan güneş kollektörü miktarı 2001 yılı için 7,5 milyon m2 civarındadır. Çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda yaklaşık 290 bin TEP ısı enerjisi üretilmiştir. Sektörde 100’den fazla üretici firmanın bulunduğu ve 2000 kişinin istihdam edildiği tahmin edilmektedir. Yıllık üretim hacmi 750 bin m2 olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir güneş kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır (WEC, 2002).
Rüzgar Enerjisi
Rüzgar enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları içinde en gelişmiş ve ticari açıdan en elverişli türdür. Bütünüyle doğa ile uyumlu, çevreye zarar vermeyen ve tükenme ihtimali olmayan enerji kaynağıdır. Sera gazı emisyonlarını önlemenin ötesinde, rüzgar enerjisi civa, kükürt, kükürt dioksit, ve azot oksit gibi zararlı fosil kirleticileri önler, hava ve suyun daha temiz olmasını sağlar. Uygun rüzgar alanlarında fosil yakıtlar ve nükleer enerji ile rekabet edebilir. Rüzgar teknolojisi ilerledikçe ve kullanım alanları genişledikçe maliyetleri düşmektedir. Bu enerji kaynağının bazı dezavantajları da vardır. Türbin için geniş yer gereklidir. Bu alanlar aynı zamanda tarım amaçlı olarak da kullanılabilir. Görsel ve estetik açısından olumsuz, gürültülü ve çok az da olsa kuş ölümlerine sebep olabilirler. Rüzgar enerjisi kaynağı doğal olsa da, rüzgarın tutularak enerjiye dönüştürülmesi için bir maliyet gerekir. Rüzgardan verimli enerji eldesi rüzgarın hızına, esme süresine, seçilecek bölgenin meteorolojik özelliklerine ve seçilecek türbin tasarımına bağlıdır. Uygun bölge seçimi, ölçümler sonucu yapılan istatistiksel yöntemlerle hesaplanan kararlı rüzgar rejimlerine göre yapılır. Rüzgarın sürekliliği, rüzgar hızı ve yön ölçümleri, topografik yapı ve arazi pürüzlülüğü önemlidir.
Rüzgar enerjisi bakımından en zengin olan bölgelerimiz Ege, Marmara ve Doğu Akdeniz kıyılarıdır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü’nün 113 istasyonunun saatlik rüzgar kayıtlarını temel olarak EİE İdaresi Genel Müdürlüğü tarafından yapılan değerlendirme çalışmasına göre Türkiye’nin ortalama rüzgar hızı 2,5 m/sn, yıllık ortalama rüzgar gücü yoğunluğu 24 W/m2’dir. Yerleşim alanları dışında 10 m yükseklikteki rüzgar hızı yıllık ortalaması, Ege Bölgesi ve diğer kıyı alanlarında 4,5-5,6 m/sn, iç kesimlerde ise 3,4-4,6 m/sn civarındadır.
Türkiye’nin bugünkü koşullarda rüzgar enerjisi teknik potansiyeli 88000 MW, ekonomik potansiyelinin ise 10000 MW civarında olduğu tahmin edilmektedir. 2002 yılı sonu itibariyle 18,9 MW kurulu gücündeki 2 adet rüzgar santralinden 48 GWh’lik elektrik enerjisi üretilmiştir (WEC, 2002).
Jeotermal Enerji
Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş olan ısının oluşturduğu, sıcaklıkları atmosfer sıcaklığının üstünde olan sıcak su, buhar, ve gazlar olarak tanımlanır. Jeotermal enerji, yerkabuğunun derinliklerinden gelen ısının doğal olarak yer altındaki sulara aktarılması ve yeraltı sularının yeryüzüne çıkması ile oluşan enerji türüdür. Çevre dostudur, temizdir, suyun ısıtılması ve buharlaştırılması için fosil enerjiye gereksinimi yoktur. Yer altı sularının, paslanmaya, çürümeye, kireçlenmeye neden olması ve içerdiği Bor, H2S, CO2 gibi maddeler nedeniyle uygulamada bazı teknolojik önlemlerin alınması gerekmektedir. Jeotermal kuyular CO2 üretimi için kaynak olarak kullanılabilir. Kabuklaşma sorunu akışkana kimyasal inhibitör katılmasıyla çözülmüştür. Kullanılan jeotermal akışkanın çevreye zararlı etkisini azaltmak için yeraltına geri verme (reenjeksiyon) uygulaması geliştirilmiştir.
Dünyada jeotermal ısı kullanımı ve kaplıca uygulamalarındaki ilk 5 ülke Çin, Japonya, ABD, İzlanda ve Türkiye’dir. Türkiye’de keşfedilmiş olan 170 adet jeotermal alan ve alt sıcaklık sınırı 20°C kabul edilen toplam 1000 dolayında sıcak ve mineralli su kaynağının varlığı ile ülkemiz Avrupa’da birinci sırayı almaktadır.bilinen jeotermal alanların %95’i ısıtmaya ve kaplıca kullanımına, diğerleri de elektrik üretimine uygundur. Sadece doğal jeotermal kayakların boşalımları değerlendirildiğinde potansiyel 600 MWt’dir. MTA verilerine göre Türkiye’nin ispatlanmış termal kapasitesi 3173 MWt’dir. Muhtemel jeotermal potansiyelimiz ise 31500 MWt’dir. Bu da Türkiye’deki konut sayısının %30’una karşılık gelmektedir.
2002 yılında, jeotermal enerjinin toplam birincil enerji kaynakları arzına katkısı 105 GWh’lik elektrik enerjisi üretimiyle birlikte 820 Btep olmuştur (WEC, 2002).
Biyokütle (Biomas) Enerjisi
Biomas enerji, uygun bitkilerin yetiştiriciliğine bağlı olduğu için yenilenebilir, çevre dostu ve yerli kaynak olarak değer kazanmaktadır. Bu enerji kaynağı klasik ve modern enerji kaynağı olarak iki grupta incelenir. Klasik biomas enerji, ormanlardan elde edilen odun, yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan artıklarından oluşur. Bitkisel ve hayvansal kökenli bütün maddeler biyokütle enerji kaynağıdır. Bu kaynaklardan üretilen enerji biyokütle enerji adını alır. Modern biomas kaynakları; enerji ormancılığı ürünleri, orman ve ağaç endüstrisi artıkları, enerji tarımı ürünleri, kentsel atıklar, tarım kesiminin bitkisel ve hayvansal atıkları, tarımsal endüstri atıkları olarak sayılabilir. Biomas kütleler çeşitli biomas yakıt teknikleri ile işlenerek katı, sıvı ve gaz yakıtlara dönüştürülür. Biomas yakıt üretmek için piroliz, hidrogazifikasyon, hidrojenlendirme, parçalayıcı distilasyon, asit hidroliz tekniklerinden yararlanılmaktadır.
Türkiye biomas materyal üretimi açısından, güneşlenme ve alan kullanılabilirliği, su kaynakları, iklim koşulları gibi özellikleri uygun olan ülkedir. Türkiye'de kültürel yetiştiriciliğe ve gıda üretimi dışında fotosentezle kazanılabilecek enerjiye bağlı olarak biomas enerji brüt potansiyeli teorik olarak 135-150 Mtep/yıl kadar hesaplanmakla birlikte, kayıplar düşüldükten sonra net değerin 90 Mtep/yıl olacağı varsayılmaktadır. Ancak, ülkenin tüm yetiştiricilik alanlarının yıl boyu yalnızca biomas yakıt üretim amacıyla kullanılması olanaklı değildir. Olabilecek en üst düzeydeki yetiştiriciliğe göre teknik potansiyel 40 Mtep/yıl düzeyinde bulunmaktadır. Ekonomik sınırlamalarla 25 Mtep/yıl değeri, Türkiye'nin ekonomik biomas enerji potansiyeli alınabilir (WEC, 2002).
Hidrojen Enerjisi
Hidrojen enerjisi; verimli, sınırsız ve yeryüzünde bolca bulunmaktadır. Otomotiv sektöründen hava taşımacılığına kadar tüm sanayi kollarında enerji olarak kullanılabilme özelliğine sahiptir. Yakılmasıyla direkt kullanılabildiği gibi, yakıt pili kullanan araçlarda enerji kaynağı olarak da kullanılabilir. Alternatif yakıtlar içinde en verimlisi ve kullanışlısı hidrojendir. Hidrojen enerji teknolojisi, hidrojenin üretim teknolojisi, hidrojenin taşınması, hidrojenin depolanması ve hidrojenin kullanım teknolojisi bölümlerine ayrılır. Bu bölümler için gelişmeler sağlanmış olup yakın bir gelecekte kullanılabilecek teknoloji birikimi bulunmaktadır. Hidrojen üretimi için kullanılan konvansiyonel yöntemler; doğal gazın katalitik buhar reformasyonu, ağır petrolün kısmi oksidasyonu, kömürün gazifikasonu, buhar-demir işlemi, suyun ısıl ayrıştırılması (Decomposition), biyolojik ve biyokimyasal hidrojen üretimi, suyun elektrolizi/güneş olarak sınıflandırılabilir. Bazı işlemlerle yan ürün olarak hidrojen elde edilmektedir. Klor-Alkaliden karşıt klor üretiminde, kok fırınlarında kömürden kok üretimi, kimyasal dehidrojenerasyon işleminde hidrojen yan ürün olarak elde edilmektedir. Hidrojen en yaygın olarak sudan elde edilmekte ve yan ürün su ve su buharı olmaktadır.
Ülkemizde hidrojen enerjisi henüz kullanılmamaktadır. 7. Beş Yıllık Kalkınma Planı genel enerji özel ihtisas komisyonu yeni ve yenilenebilir ihtisas komisyonu raporunda hidrojen enerjisine değinilmesine rağmen resmileşen raporda hidrojen enerjisi adı geçmemiştir. Yakıt hücreleri ile ilgili olarak TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi ve ODTÜ Kimya mühendisliği laboratuarlarında araştırma çalışmaları yapılmaktadır, ve ODTÜ'de hidrojen gazından elektrik üretebilecek alkali yakıt hücresi tasarlanmış, kurulmuş ve gücünü etkileyen etkenler araştırılmıştır.
|
