Tüm dünya iklim değişikliğinin büyüyen tehdidiyle, petrol rezervlerinin kontrolü kaynaklı politik gerilimler ve nükleer silahların hızlı artışının büyümekte olan hayaletiyle tanımlanan bir “enerji” yol ayrımına geldi. Gelecek onlarca yıllarda yaşayacak herkesin hayatını etkileyecek tercihlerin bugün yapılması gerekiyor.
Aslında, enerji verimliliği uygulamalarının olağanüstü potansiyelinden faydalanılması ve güneş, rüzgar, jeotermal gibi yenilenebilir enerji teknolojileri, ekonomik ilerlemeye etki etmeksizin enerji talebini büyük ölçüde azaltacaktır. Bu sayede, yenilenebilir enerji, küresel birincil enerji ihtiyacının yaklaşık %50’sini karşılayabilir.
Fosil Yakıtlar
Fosil yakıtlar, çürüyen tarih öncesi bitki ve hayvanlardan milyonlarca yılda oluşmuş, kömür, petrol ve doğalgaz gibi yakıtlardır. Fosil yakıtlar yenilenebilir kaynaklar değillerdir.
karbon açığa çıkmasına yol açar. Karbondioksit ise iklim değişikliği yaratan insan etkinliklerinin yaydığı en önemli seragazıdır. Bugün, özellikle kuraklıklar, seller ve rekor kıran sıcaklıklar yüzünden mercanların ağarması ve kutupların erimesi gibi iklim değişikliği etkilerini tüm dünyada tanık oluyoruz.
Türkiye'nin kirletici kömürlü termik santrallar işletme ve sözde "mobil" fuel-oil termik santralları dahil daha birçok fosil yakıtlı termik santral planlama konusunda kötü bir ünü vardır. Biliminsanları iklim değişikliğine ilişkin 'güvenli' sınırlar aşılmadan önce, atmosfere ne kadar karbon yayılabileceğini hesaplamışlardır. Bu sınır aşılırsa, iklim değişikliği o denli hızlı gerçekleşecektir ki ekosistemler, buna ayak uyduramayacak ve kontrolden çıkabilecek geri dönüşsüz bir süreç başlayacaktır.
İklim değişikliği açısından en fazla 'güvenli' sıcaklık artışı, bir derece santigrattır. Fosil yakıtları bu hızla yakmaya devam edersek, bu sınıra yalnızca 40 yılda ulaşılacaktır.
Fosil yakıt endüstrisinin bulduğu mevcut ekonomik kömür, petrol ve doğalgaz rezervleri, bu miktarın yaklaşık dört katıdır. Bir başka deyişle, tehlikeli iklim değişikliklerini önlemek istiyorsak, bu rezervin dörtte üçünü yakmamız mümkün olmayacaktır. Buna karşın, petrol devleri petrol arama çalışmalarına yatırım apmaya devam ediyor. Çok uluslu petrol şirketlerinin yatırım yaptığı ana hedeflerden biri ise Hazar bölgesidir.
Bütün bunlar şu anlama gelmektedir: Hemen yenilenebilir enerji kaynakları yatırımlarına geçerek, acilen karbondioksit yayılımını azaltmaya ve fosil yakıtlardan vazgeçmeye başlamak zorundayız. Greenpeace, buna 'karbon mantığı' adını veriyor. Petrol şirketleri, tehlikeli iklim değişikliklerine yol açmaya yetecek kadar petrolü zaten bulmuş durumdadır. Mevcut rezervleri piyasaya sunarlarsa, bunun iklim üzerindeki etkileri felaket olacaktır. Bu şirketler, daha fazla fosil yakıt aramak için para harcamak yerine, geleceğin temiz, sürdürülebilir enerji kaynaklarına şu anda yatırım yapmak zorundadır. Hiçbir şey olmamış gibi devam etmek, büyük ekolojik ve ekonomik yıkıma yol açarak milyonlarca insanın yaşamıyla kumar oynamaktır. Endüstrileşmiş ülke hükümetleri, yenilenebilir enerjinin gelişimini dünya çapında desteklemeli ve fosil yakıtlara ve nükleer enerjiye dayalı geleneksel enerji sistemlerine her yıl verilen 250-300 milyar dolarlık sübvansiyonları kaldırmak için adım atmalıdır. Sürdürülebilir bir geleceğe giden tek yol, güneş kaynaklı enerjilere dayalı bir ekonomiye geçiştir.
Güneş
Güneş, dünyanın günlük enerji ihtiyacının 15.000 katını sağlayacak kapasitededir. Dünyanın bir çok kesiminde halen güneş enerjisinden yararlanılmaktadır ve eğer uygun şekilde yararlanılırsa halihazırda dünyada tüketilmekte olan enerjinin bir kaç katını sağlayacak potansiyel mevcuttur.
Güneş enerjisi ısıtma ve soğutma sistemlerinin ihtiyacı olan elektrik enerjisini doğrudan üretmekte kullanılabilir. Güneş enerjisinden yararlanma potansiyelimiz sadece bu imkandan yararlanma isteğimizle sınırlıdır.
Güneş enerjisinden yararlanmanın değişik yolları mevcuttur. Bitkiler güneş enerjisini fotosentez yolu ile kimyasal enerjiye dönüştürürler. Bu enerjiden yararlanmanın bazı yoları bu bitkileri yiyecek olarak tüketmek veya odunlardan yakacak olarak istifade etmek şeklinde olur. Bununla beraber “güneş enerjisi” terimi daha ziyade gün ışığını doğrudan kullandığımız ısı enerjisine veya elektrik enerjisine çevirmek demektir. Güneş enerjisinin iki temel tipi “solar termal” ve "fotovoltaik" tir.
Solar fotovoltaik: Bu ışıktan elektrik üretmek demektir. Bu işin sırrı, elektron açığa çıkarmak için yarı iletken materyalleri kullanmaktadır. Bu elektrolar elektriğin temelini oluşturan negatif yüklü parçacıklardır. Fotovoltaik hücrelerde kullanılan yarı iletken maddelerin en yaygını, kumda çok miktarda bulunan silikondur. Bütün fotovoltaik hücreler bu tip yarı iletken maddelerden yapılmış, bir pozitif diğeri negatif yüklü en az iki tabakadan oluşur. Yarı iletkenlerin üzerine gün ışığı geldiğinde, bu iki tabakanın birleştiği yerde doğru akım üreten bir elektrik akımı oluşmasına yol açar. Güneş ışığı ne kadar güçlü olursa ürettiği elektrik akımı da o kadar büyük olur.
Bu nedenle bir fotovoltaik sistem çalışmak için parlak gün ışığına gerek duymaz. Bulutlu havalarda da bulutların yoğunluğuna göre ürettiği enerji miktar değişecek şekilde elektrik üretir. Az bulutlu bir havada bulutlardan yansıyan güneş ışıkları gün ışığının yoğunluğunu artıracağından masmavi bir gökyüzü olan parlak güneşli zamanlardakinden daha fazla güneş enerjisi elde edilir. Bugünlerdeki yaygın uygulama şekli hesap makineleri gibi küçük aletleri çalıştırmak için çok küçük güneş enerjisi hücreleri kullanmaktır. Fotovoltaik, elektrik şebekesinin bulunmadığı yerlerde elektrik enerjisi üretmek için de kullanılabilir. Güneş enerjisi ile çalışan ve güneş dondurucusu dediğimiz bir buzdolabını da geliştirdik. Bu buzdolabı, denemelerden sonra, elektrik olmayan yerlerde insani yardım kuruluşları tarafından aşıları muhafaza etmek ve elektrik şebekesine bağımlı olmak istemeyen herkes tarafından yiyeceklerini soğuk tutmak için kullanılabilecektir.
Mimarlar da tasarımlarında güneş enerjisi panellerini artan bir şekilde kullanmaktadırlar. Mesela, güneş enerjisi panelleri çatı kaplaması olarak geleneksel çatı kaplama malzemeleri yerine kullanılabilir. Esnek ince film modülleri kubbeli çatılara bile kolayca entegre edilebilir. Yarı şeffaf modüller gölgelendirmenin ve gün ışığının ilginç bir karışımını kullanmaya imkan verir.
Fotovoltaik hücreler, yaz aylarında klima cihazlarının çok elektrik tükettiği zamanlarda binaların ihtiyaç duyduğu fazla miktardaki enerji ihtiyacını karşılayabilir ve böylece maksimum derecedeki elektrik ihtiyacı yükünü azaltabilir.
Hem büyük hem de küçük ölçekte bir fotovoltaik ulusal elektrik şebekesine enerji verebilir veya müstakil olarak kullanılabilir.
Solar Isı Enerjisi Santralleri
Büyük aynalar güneş ışığını tek bir hat üzerine veya tek bir noktaya yoğunlaştırabilir. Orada oluşturulan ısı buhar oluşturmada kullanılabilir. Sıcak ve hayli yüksek basınçı buhar elektrik üreten türbinleri çalıştırmada kullanılır. Yoğun güneşli bölgelerde güneş enerjisi ısı santralleri elektrik üretiminin büyük bir kısmını garantilemekte kullanılabilir.
Hesaplamalara göre, 2015 yılına kadar, solar termal santrallerinin bugün sadece 354 MW olan kurulu kapasitesi 5000 MW düzeyini geçecektir. 2020 yılına kadar ilave olarak her yıl 4500 MW daha artacaktır. Dünya çapında güneş enerjisi ısı santrallerinin kapasitesi, 30 milyon konuta yetecek kadar bir miktar olan 30.000 MW’a erişecektir.
Güneş Enerjisi İle Isıtma ve Soğutma
Güneş enerjisi ile ısıtma doğrudan güneşten aldığı enerjiyi kullanmaktadır. Çatınızda bulunana bir güneş enerji ısı toplama aygıtı evinizi ısıtmaya yardım edebilir ve evinizin ihtiyacı olan sıcak suyu sağlar.
Bu sistem yüzyıllardır bilinen bir prensibe göre çalışır: güneş koyu renkli bir kap içindeki suyu ısıtır. Piyasada şimdiki güneş enerjisi teknolojileri oldukça güvenilir ve etkilidir. Bu sistemler evlerdeki suların ısıtılmasından, evlerin ve işyerlerinin ısıtılması, yüzme havuzlarının ısıtılması, soğutma, sanayi ısıtma sistemleri ve içme sularının tuzdan arındırılması gibi çok geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Evlerde sıcak su edilmesi güneş enerjisi uygulamasının bugün en yaygın şeklidir. Bazı ülkelerde konutlarda yaygın bir özellik haline gelmiştir. Şartlara ve sistemin özelliklerine bağlı olarak sıcak su ihtiyacının neredeyse yüzde yüzünü güneş enerjisinden elde etmek mümkündür.
Daha büyük sistemler kapalı alanların ısıtılması için gerekli olan enerjinin önemli bir kısmını karşılayabilir. İki tip teknoloji vardır: Boşluk tüpleri-Vakum tüpünün içindeki ısı emiciler güneşin yaydığı ısıyı emer ve içindeki sıvıyı tıpkı düz güneş enerjisi panellerinde olduğu gibi ısıtır. Tüpün arkasındaki yansıtıcıdan tüpe doğru yansıtılan ilave ısı dan da yararlanılır. Güneşin açısı ne olursa olsun, tüpün yuvarlak şekli güneşin ısı emicilere doğrudan ulaşmasını sağlar. Bulutlu bir günde bile, ışık birçok değişik istikametten gelirken dahi boşluklu tüp kollektörleri oldukça etkilidir. Düz panel güneş enerjisi kollektörleri- Esas olarak üst kapağı camdan bir kutudur. Bu kutunun içinde bakırdan yaprakları olan bir seri bakır borular vardır. Bütün yapı güneş ışıklarını tutacak şekilde tasarlanan koyu renk bir madde ile kaplanmıştır. Güneş ışıkları kollektörden aşağı doğru temeldeki bir su ısıtıcısına doğru devridaim yapan su ve antifriz karışımı bir sıvıyı ısıtır.
Güneş enerjisi ile soğutma - güneş enerjili dondurucular soğuk üretmek için ve/veya tıpkı buzdolaplarındakine benzer bir şekilde havadaki nemi almak için ısı enerjisini kullanırlar. Çok sıcak havalarda soğutmaya talebin çok olduğu zamanlarda, bu uygulama güneşin ısı enerjisinden yararlanma için çok uygundur. Güneş enerjisi ile soğutma başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Gelecekte, özellikle küçük sistemler için teknolojinin maliyeti düştükçe, güneş enerjisi ile soğutmanın büyük ölçekli olarak kullanılması beklenmektedir.
Jeotermal
Jeo (yer) termal (ısı) enerji, yerin içindeki ısıdan yararlanma demektir. Son hesaplamalara göre gezegenimizin çekirdeğindeki ısı inanılmaz derecede, 5500 santigrad derecedir.
Buna göre en üstteki 3 metrelik dünya yüzeyinin ısısının yıl boyunca sürekli olarak 10-16 santigrad derece civarında olması şaşırtıcı değildir. Değişik jeoloji süreçler sayesinde bazı yerlerde çok daha yüksek sıcaklıklar bulunur.
Bu ısıdan yararlanmak
Yeraltındaki sıcak su kaynaklarının yüzeye yakın olduğu yerlerde sıcak su doğrudan doğruya ısıtma ihtiyacı hissedilen yerlere pompalanabilir. Bu evlerin ve seraların ısıtılmasında kullanılacak sıcak su için hatta yollardaki karların eritilmesinde jeotermalnın kullanıldığı bir yöntemdir.
Kolayca ulaşılabilir jeotermal rezervlerinin olmadığı yerlerde bile, yer ısı pompaları yeryüzüne ve binalara ısı pompalayabilir. Bu neredeyse her yerde işe yarar. Çünkü yeraltındaki ısı yıl boyunca neredeyse hep aynı kalır ve bu sistem kışın binaların ısıtılmasında yazın da soğutulmasında yardımcı olur.
Elektrik Üretimi
Jeotermal enerji santralleri bazen 1.5 km derinliğindeki kuyuları kullanır hatta bazen yer altında kaynayan sıcak su kaynaklarına ulaşmak için daha derinlere ulaşır.
Bazı enerji santralleri yer altından doğrudan elde edilen buharı türbinleri döndürmede kullanır. Diğer bazıları ise yüksek basınçlı sıcak suyu düşük basınç tanklarına pompalar.
Bu türbin jeneratörünü döndürmek için kullanılan “buhar patlaması”’na neden olur. Yeni bir çeşit santral ise yeraltından elde edilen sıcak suyu isobutene gibi sudan daha düşük sıcaklıklarda buharlaşan sıvıları buharlaştırmada kullanır. Bu sıvı buharlaştığında genişleyerek türbin jeneratörünü döndürür.
Jeotermal (jeotermal) Enerjinin Avantajları
Reykjavik’de, İzlanda’da bol bulunana jeotermal enerjisini kullanarak sudan elde edilen yenilenebilir hidrojen yakıtını üç adet otobüse yakıt sağlamada yeni kullanılmaya başlayan bir hidrojen yakıt istasyonu.
Jeotermal enerji santralleri hava kirliliğine yada sera etkisine neden olan gaz salınımına hemen hemen hiç neden olmazlar. Aynı zamanda sessiz ve son derece güvenilirdir.
Jeotermal elekrik santralleri zamanın %90’ında elektrik üretirler, bu oran fosil yakıt kullanan santrallerde %65-75 civarındadır.
Maalesef bol miktarda jeotermal kaynakları bulunan bir çok ülke, bu denenmiş yenilenebilir enerji kaynağından son derece az istifade etmektedir.
Hidroelektrik
Hidroelektrik enerjisi su enerjisidir. İster bir akarsu olsun, isterse bir okyanus dalgası olsun, hareket eden suda muazzam derecede doğal enerji vardır. Sele neden olan ve kıyılarını tahrip eden bir nehrin veya sahil şeridini parçalayıp dağıtan bir büyük dalganın yıkıcı gücünü düşünün, bunu yapabilecek gücün miktarını gözünüzde canlandırabilirsiniz.
Bu enerji kontrol edilerek elektrik enerjisine çevrilebilir ve hidroelektrik santraller sera gazı salınımı yapmazlar.
Su yeryüzünde sürekli bir dönüşüm içinde yenilendiğinden sudan elde edilen enerji de yenilenebilir bir enerjidir. Hidroelektrik sitemin ihtiyacı olan tek şey, bir çay veya nehir gibi sürekli akan bir su kaynağıdır. Güneş enerjisi veya rüzgar enerjisinin aksine, hidroelektrik santralleri günün 24 saati sürekli elektrik üretebilirler.
Dalga Enerjisi
Dünya Enerji Konseyi dalgaların her yıl iki terawatt enerji üretebileceğini hesaplamıştır. Bu miktar, bugün dünyada üretilen enerjinin iki katıdır ve 2000 adet büyük petrol, gaz, kömür ve nükleer santralin ürettiği enerjiye eşdeğerdir. Eğer hepsinden yararlanmak mümkün olsaydı, okyanuslardaki toplam yenilenebilir enerji dünyanın bugünkü enerji ihtiyacının 5.000 katından fazlasını karşılamaya yeterdi. Fakat şimdiye kadar dalga gücünden yararlanmak sadece teorik olarak mümkündü. Gerçekte teknoloji hala geliştirilme safhasındadır ve dünyanın enerji üretimine ne kadar kısa süre içinde katkıda bulunabileceğinin hesaplanabilmesi için henüz çok erkendir.
Nehir Enerjisi
2003 yılında, dünya elektriğinin %16 sı hidroelektrik santrallerinden elde edilmiştir. Hidroelektrik santraller yüksek bir yerden daha alçak bir yere doru hızla akan/dökülen sulardan istifade ederek elektrik üretir. Düşüş yüksekliği ne kadar fazla olursa, akan suyun hızı ne kadar çok olursa üretilen elektrik miktarı da o kadar çok olur.
Maalesef büyük ölçekli hidroelektrik santrallerinin gerektirdiği büyük barajlar ekosistemleri su altında bırakabilir. Nehir boyunca yerleşik toplumların, çiftçilerin ve ekosistemin su ihtiyacı da hesaba katılmak zorundadır. Ayrıca uzun süren kuraklık dönemlerinde nehirlerin suları kuruyabileceğinden veya çok azabileceğinden hidroelektrik santrallerinde üretim durabileceğinden güvenilir olmayabilir.
Bununla birlikte, küçük ölçekli hidroelektrik santralleri büyük barajlara ihtiyaç duymadan çok miktarda elektrik üretebilir. Ne kadar elektrik ürettiklerine bağlı olarak, “küçük”, “mini” veya “mikro” olarak sınıflandırılırlar.
Küçük hidroelektrik sistemleri, nehir yatağını doğal akıntısından çok fazla değiştirmeden nehrin enerjisini kullanabilir.
Küçük ölçekli hidroelektrik tesisleri büyük gelişme potansiyeli ile çevre dostu bir enerji kaynağıdır fakat biz ona bir şans vermediğimiz sürece bu potansiyele ulaşamayacaktır.
Su-Atık Su
Hava Kalitesi – Kuruluk ve temizlik
