Yenilenebilir ve Sürdürülebilir Enerji

Yenilebilir Enerji ve Geleceğimiz

Dünya nüfusunun artmasıyla var olan enerji kaynaklarının hızlı bir biçimde tükendiği gözle görülür bir şekilde insanoğlunun yaşamına yansımaktadır. Bu sebeple insanlık, harcanan enerjinin bir şekilde daha fazlasının üretilmesi yolunda ilerlemektedir. Tükenme hızından çok daha hızlı bir sürede kendini yenileyebilen enerji kaynakları gerekliliği, ihtiyaç halini almıştır.

Aynı zamanda üretilen enerjinin ekonomik olması gerektiği de bir gerçektir. Enerji üretimi ne kadar ekonomik olursa, bu yöntemlerin ülkeler arasında yaygınlaşması o kadar rahat ve üretiminin fazla olacağı düşünülmektedir. Ayrıca enerji ihtiyacında dışa bağımlılığı azalttığı için ülkeler, yenilebilir enerji kaynaklarına yöneliyor.

Bir diğer önemli konu ise yenilebilir enerjilerin çevreye verdiği minimum zarardır. Fosil yakıt veya mineral yakıt diye geçen hidrokarbon ve yüksek oranlarda karbon içeren kömür, doğalgaz, benzin gibi doğal enerji kaynakları, eğer yenilikçi teknolojiler kullanılmazsa çevreye “kirlilik ve zarar” olarak geri dönüyor. Dolayısıyla doğa dostu yöntemler, sağlıklı bir dünya için gereklilik halini almıştır.

Enerjinin kendi kendini yenileyebildiği yöntemler tam da bu gereklilikleri sağlayabilecek şekilde karşımıza çıkıyor. Üstelik bu yöntemler, doğanın tam da kendisi üzerinde dönüyor; doğadaki enerji akışından elde ediliyor. Ayrıca doğaya en düşük düzeyde zararla ekonomik anlamda süresiz kullanım imkanı sunuyor. Bahsi geçen bu enerji çeşidi 'yenilenebilir enerji’ diğer adı ile 'sürdürülebilir enerji' ismini alıyor. 

                        

Kısacası yenilenebilir enerji kaynakları; doğa var olduğu müddetçe aslında doğa kendini yenileyebildiği sürece asla tükenmeyen, kısa sürede yerine konulabilen yanlarıyla dünya üzerinde yaşayacağımız zamanlar için adeta bir insanlık kurtarıcısı vazifesi görüyor.

Bir açıdan bakıldığında; fosil yakıtların zararları göz önüne alındığında, yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi yeniden ortaya çıkıyor;

Fosil yakıtların en büyük zararı, yarattığı hava kirliliğidir. Hava kirliliği ise zamanla küresel ısınmaya katkıda bulunur. Doğadaki oksijen oranının azalıp, karbondioksit oranının artması başlıca örnek olarak sunulabilir. Bu durumlar asit yağmurları için de arttırıcı sebeplerden olmaktadır.

Meydana gelen birçok doğa olayının ana nedeni olması, iklimsel değişikliklere neden olması diğer önemli zararlarından bazılarıdır.

Bu durumda yenilenebilir enerjinin ortaya çıkan önemi ise saymakla bitmiyor;

Tükenme hızından çok daha hızlı bir sürede kendini yenileyebilen enerji kaynakları oldukları için zamandan tasarruf, enerji üretim oranı ile doğru orantılı ilerlemektedir.

Kaynağı sürekliliği olan doğa olup, zaman içerisinde doğal bir şekilde yenilenen karbon nötr kaynaklardan elde edilmektedir. Dolayısıyla doğaya karbon salınımı olmamaktadır.

Kirliliğe neden olmazlar, diğer yakıtlara oranla daha temiz kaynaklardır, kullanımı arttıkça karbon emisyonu azalır ve hava kirliliğinin azalmasına da neden olur. Çevre dostu enerji tüketimi denilebilmektedir.

Temel kaynağını doğadan aldığı için alternatif ve tükenmeyen bir enerji kaynağıdır.

Tükenmeyen özelliğe sahip olmasından dolayı ömür boyu kullanım sağlar. Uzun ömürlü yapıda olması nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları uzun vadede maliyet avantajı da sağlamaktadır.

Enerjinin daha doğal kaynaklardan elde edilmesi sebebiyle enerji verimliliğinin artmasına yardımcı olur.

Diğer enerji sistemlerine göre yüksek teknoloji gerektirmediğinden kolay ve çevre dostu kurulum avantajı ile zamandan tasarruf sağlar.

Yenilenebilir Enerji Çeşitleri Nelerdir?

Yenilenebilir enerji çeşitleri isimlerini, enerjinin elde edildiği kaynaktan almaktadır. Yenilenebilir enerjiler; dalga, jeotermal, biyokütle, rüzgar, güneş gibi kaynaklardan elde edilir ve bu şekilde isimlendirilir.

Güneş Enerjisi: Güneş’teki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi ile oluşan füzyon sürecinde ortaya çıkan ışıma enerjisinin, dünyaya yansıması olan güneş ışığından elde edilen elektrik enerjisidir. Güneş paneli, güneş enerjisini soğurma özelliği ile elektrik ihtiyacımızı karşılayan enerjiyi elde eder. Uluslararası Enerji Ajansı’na (IEA) göre 90 dakikalık bir sürede yeryüzüne vuran güneş ışığı, dünyanın tamamının 1 yıllık enerji ihtiyacını karşılayacak güçtedir. Gelen güneş ışınımının yoğunluğu, güneşin geliş açısı, verimlilik için uygun sıcaklık, güneşlenme süresi, teknolojik yapısı ise güneş enerjisi parametrelini oluşturmaktadır.

Isıl güneş teknolojileri ve fotovoltaik güneş teknolojileri olmak üzere iki farklı teknoloji ile güneş enerjisi elde edilir. Isıl güneş teknolojisi ile çalışan sistemler güneş enerjisinden ısı üretir. Ortaya çıkan bu ısı doğrudan su ısıtma amacıyla kullanılabildiği gibi elektrik üretimi için de kullanılabilir. Fotovoltaik olarak adlandırılan teknoloji ise yarı iletken malzeme ile güneş ışığını direkt olarak elektriğe çevrilir.

Güneş enerjisi santralleri (GES): Güneş enerjisi santrallerinde bulunan güneş panelleri, güneş ışınları ile gelen enerjiyi kullanır ve elektrik enerjisine çevirir. 

Güneş enerjisi santrallerinde, yüksek enerji absorbe gücüne sahip olan galyum arsenit ve kristal silisyum kullanılarak üretilen güneş pilleri kullanılır. Güneş panellerine gelen ışınlar, enerjiye dönüştürüldükten sonra bu güneş pillerinde ya da akülerde depo edilir. (aydemperakende.com)

Rüzgar Enerjisi: Hava akımları sonucu oluşan rüzgar, kinetik enerji taşımaya başlar, kinetik enerji önce mekanik enerjiye çevrilir. Mekanik enerji, jeneratörü çalıştırır ve elektrik enerjisine dönüşümü ile üretim tamamlanır. Daha detaylı anlatmak gerekirse; rüzgar, rüzgar türbininin kanatlarını döndürür. Bu kanatlar, bağlı oldukları dişli kutusundaki çarkları döndürür. Dönen çarklar jeneratörü çalıştırır. Jeneratör ürettiği elektriği transformatöre iletir. Transformatör, aldığı elektriği şebekeye iletir.

Rüzgar türbinleri, rüzgar enerji santrallerinin ana yapı elemanı olup hareket halindeki havanın kinetik enerjisini, öncelikle mekanik enerjiye ve sonrasında elektrik enerjisine dönüştüren makinelerdir. Rüzgar türbinleri, dönüş eksenlerinin doğrultusuna göre yatay eksenli veya düşey eksenli olarak imal edilirler. Bu tiplerden en fazla kullanılanı yatay eksenli rüzgar türbinleridir. Yatay eksenli rüzgar türbinleri, dönme eksenleri rüzgar yönüne paralel ve kanatları ise rüzgar yönüne dik vaziyette çalışırlar. Bu tip rüzgar türbinleri bir, iki, üç veya çok kanatlı yapılmaktadır. (encazip.com)

Biyokütle Enerjisi: Tarım atıkları, orman sektörü organik atıkları, hayvansal atıklar, şehir atık sularının oksijensiz ortamda çürütülerek; çeşitli su bitkileri gibi canlı (biyolojik) kaynaklar yolu ile elde edilen yakıta biyogaz, bu kaynak kullanılarak elde edilen enerji türüne de Biyokütle Enerjisi (biomass) denilmektedir. Kısacası; ana bileşenleri karbonhidrat bileşikleri olan bitkisel ve hayvansal kökenli tüm maddeler “Biyokütle Enerji Kaynağı”, bu kaynaklardan üretilen enerji ise “Biyokütle Enerjisi” olarak tanımlanmaktadır.

İki grupta ele alınmaktadır; geleneksel biyokütle enerjisi, ormanlardan elde edilen yakacak odun ve yine yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan atıkları (tezek)’dir. Bir diğeri, yani modern biyokütle enerjisi ise; enerji ormancılığı ve orman-ağaç endüstrisi atıkları, tarım kesimindeki bitkisel atıklar, kentsel atıklar, tarıma dayalı endüstri atıkları şeklindedir.

Biyokütle termik santralleri, biyolojik atıkları fiziksel olarak yakarak enerji elde eder. Atıkları yakmak için kullanılan kazan, kömürlü termik santrallerdeki kazanların aynısıdır. Dolayısıyla biyokütle santrallerinde her türlü çöp ve atık yakılabilir.

Jeotermal Enerji: Kaynağını yeraltında bulunan sıcak su kaynaklarından ve su buharından alan yenilenebilir enerji çeşidi jeotermal enerji olarak isimlendirilir. Yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısı ve basıncın oluşturduğu sıcaklıkların, bölgesel atmosferik ortalama sıcaklığın üzerinde olan ve çevresindeki yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla çözülmüş mineraller, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak suyun, buhar ve gazlar ile yüzeye taşındığı ısı enerjisidir. (enerji.gov.tr)

Elektrik üretimi, jeotermal sahalarda açılan kuyulardan akışkan seperatörlerde buhar ve su olarak ayrıştırıldıktan sonra türbin ve jeneratör ile gerçekleştirilir.

Isı Üretimi: Düşük sıcaklık, basınç ve debideki jeotermal kaynakların sera, organik tarım, ürün kurutma, bölgesel ısı ihtiyaçlarının karşılanması amacıyla değerlendirilmesidir.

Termal Turizm ve Sağlık amaçlı kullanımı; İnsan sağlığına yararlı mineraller içerebilen düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynaklı suların sağlık amaçlı kullanımıdır.

Dalga (Gel-Git) Enerjisi; denizlerde oluşan dalgaların yarattığı itme gücünden yararlanılan yenilenebilir enerji kaynağıdır. Rüzgarların dalgalar üzerinde oluşturduğu hareketli salınımdan yararlanılmaktadır.

Deniz ve okyanus dalgalarındaki enerji üretimi, dalga enerjisi türbinlerinin inşa edilmesiyle gerçekleşir. Bu türbinler dalgaların yüzey hareketleri ve dalga basınçlarından faydalanarak enerji üretir.

Dalgaların su yüzeyinin altında oluşturduğu hareket, türbinlerden oluşan bir dalga enerjisi dönüştürücüsü vasıtasıyla elektriğe dönüştürülerek biriktirilir. Dalga enerjisi ile üretilen elektrik enerjisi doğrudan kullanılabildiği gibi ısı üretimi ve su arıtma gibi farklı amaçlarla da kullanılabilir.

Günümüzde dalga enerjisi yaygın değildir. Bunun nedeni, şiddetli fırtınalarda dalga enerjisi türbinlerinin çok zarar görmesi ve dalga oranının çok yüksek olduğu yerlerin kısıtlı oluşudur. Hidroelektrik enerjisinden farklı olarak bu enerji türü, deniz ve okyanuslardaki dalga hareketi ve akıntılardaki gücü kullanarak enerji üretmektedir.

Yenilenebilir (Sürdürülebiilir) Enerji'nin Türkiye'deki Yeri

Ülkemiz sahip olduğu konumu sayesinde yenilenebilir enerji üretimi açısından oldukça elverişlidir.

Türkiye, dünya üzerindeki konumu sebebiyle güneş enerjisi parametreleri açısından ilk sıralarda yer alır. Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası'na (GEPA) göre, ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2.741 saat olup ortalama yıllık toplam ışınım değeri 1.527,46 kWh/m2 olarak hesaplanmıştır. (enerji.gov.tr)

Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli Atlası (REPA-V1) verilerine göre; yer seviyesinden 50 metre yükseklikte ve 7,5 m/s üzeri yıllık ortalama rüzgâr hızlarına sahip kaynaklar kullanılabilir. Kilometrekare başına 5 MW gücünde rüzgâr santralı kurulabileceği kabul edilmiş ve Türkiye’de kurulabilecek rüzgar elektrik santrallerinin toplam kapasitesinin 47.849,44 MW olduğu belirlenmiştir. (enerji.gov.tr)

Tarım ve hayvancılık, orman ve endüstriyel anlamda üretici bir ülke olmamızın katkısı ile biyokütle enerji üretim olanağımız ülkemiz açısından yüksektir.

Biyokütle Enerjisi Potansiyel Atlası (BEPA) verilerine göre toplanabileceği değerlendirilen atıklarımızın toplam ekonomik enerji eşdeğeri yaklaşık 3,9 MTEP/yıl’dır. (enerji.gov.tr)

Biyokütle ve atık ısı enerjisine dayalı kurulu güç Haziran 2022 sonu itibariyle 2.172 MW, toplam kurulu güç içerisindeki oranı %2.14 şeklinde gözlenmiştir. (enerji.gov.tr)

Jeotermal Enerji'nin yeri ise; Ülkemiz jeolojik ve coğrafik konumu itibarı ile aktif bir tektonik kuşak üzerinde yer aldığı için jeotermal açıdan dünya ülkeleri arasında zengin bir konumdadır. Ülkemizin her tarafında yayılmış yaklaşık 1.000 adet doğal çıkış şeklinde değişik sıcaklıklarda jeotermal kaynaklar mevcuttur.

Türkiye jeotermal potansiyeli bakımından Avrupa’nın 1. ülkesi ve kurulu güç bakımından ise Dünyanın 4. ülkesi konumundadır. Dünyada jeotermal enerjiden elektrik üretiminde önde gelen ilk beş ülke; ABD, Endonezya, Filipinler, Türkiye ve Yeni Zelanda şeklindedir. (enerji.gov.tr)

Dalga (Gel-Git) Enerji'nin yeri ise; Üç tarafı denizlerle çevrili ülkemizin rüzgar potansiyeli ile ortaya çıkan dalga enerji oranlarımız ortalama tahmini değerler üzerinden hesaplanmaktadır. Çünkü; dalga enerjisi, Dünya’da olduğu gibi Türkiye'de de yaygın değildir. Bunun nedeni ise şiddetli fırtınalarda dalga enerjisi türbinlerinin çok zarar görmesi ve dalga oranının çok yüksek olduğu yerlerin kısıtlı oluşudur. Türkiye'nin dalga kaynakları ise şu şekilde ortalama değerlerdedir;

En iyi dalga gücü kaynaklarından olan Kalkan açıkları için yapılan tahminler ve istatistiksel analizlerle toplanan bilgiler dalga gücü yoğunluğunun 6,6 kW/m-7,6 kW/m arasında olduğunu göstermektedir. Dalga yükseklikleri 1,21 mt.'ye varabilmekte ve dalga periyotları 6,09sn.'ye ulaşmaktadır

Karadeniz’in diğer denizlere göre daha dalgalı olduğu iddialarının aksine, güneybatı Anadolu yönünde hakim olan Ege Denizi ve Akdeniz üzerindeki rüzgar potansiyeli 4-17 kW/m’lik yıllık ortalama dalga gücünde bir yoğunlaşmaya neden olur. Dalga enerjisinden yararlanmak, daha doğrusu çalışmalara başlamak için en uygun yer İzmir-Antalya arası veya tam olarak belirtmek gerekirse Dalaman-Finike arasına tekabül eden denizlerdir. Bölgesel ortalama dalga yoğunlukları şu şekildedir; (emo.org.tr)

 Bölge                                                             Güç

• İzmir-Antalya                                   3.91-12.05 kWh/m

• Ege Denizi                                        2.86-8.75 kWh/m

• Akdeniz                                             2.59-8.26 kWh/m

• Karadeniz                                          1.96-4.22 kWh/m

• Marmara Denizi                               0.31-0.69 kWh/m

 

Yakın gelecekte ülkemizin coğrafi konumundan daha verimli yararlanarak; 'Yenilenebilir Enerji' kaynaklarımızı daha da aktif kullanılıp sürekliliği olan enerji üretimine daha yüksek oranlarda geçebileceğimiz nice aydınlık, bol enerjili günler dileği ile.