www.asif.co.sr

ENERJİ TANIMI VE KAYNAKLAR

 

I .  EnerjI TanIm.. 1I

II.  Enerji KaynaklarI 2

A. Yenilenemeyen Enerji Kaynakları 5

1.  Petrol 5

1.1.  Petrolün   oluşumu. 6

1.2.  Petrolün   Aranması 7

2.  Kömür 8

3. Doğal Gaz 11

3.1. Doğal Gazın Özelliği 12

3.2.  Doğal Gazın Kullanımdaki Kolaylığı 14

B.    Yenilenebilir Enerji KaynaklarI 17

1.  Rüzgar Enerjisi 20

2.  Güneş Enerjisi 22

3.  Jeotermal Enerjisi 26

4.  Bio-gaz Enerjisi (BİOMASS) 29

5.  Nükleer Enerji 31

6.  Hidro-Elektrik Enerji 33

C.  Diğer Yenilenebilir Enerji KaynaklarI 34

1.  Biyokütle. 34

2.  Hidrolik Enerji 34

3.  Okyanus Termal Enerji Çevrimi  ( OTEC ) 35

4.  Gel-git Enerjisi 35

5.  Hidrojen Enerji 36

6.  Dalga Enerjisi 36

 

 

 

BİRİNCİ  BÖLÜM

ENERJİ TANIMI VE KAYNAKLAR

I .  Enerji Tanımı

Enerji, bir madde ya da maddeler sisteminin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır[1].

 Termodinamikte  enerji, bir “tesir  meydana getirebilme kapasitesi, kabiliyeti”  olarak tanımlanır. Enerji  maddenin  bir  özelliğidir ve madde enerjiye sahiptir.  Günlük  hayatta  “enerji”  terimi  ile enerjinin  geçebilen  şekilleri  olan  iş  ve  ısı kastedilmektedir[2]. Isı suyu kaynatır ve bundan elde edilen buhar türbinleri çevirerek  elektrik üretilebilir. Görüldüğü gibi ısı, enerjidir[3]. Isı  enerjisinden termodinamiğin ikinci kanununa göre  ancak belirli  bir  verimle  mekanik  enerji  elektrik  enerjisine  ve  başka  enerji  şekillerine  dönüştürülür[4].

 Başka bir enerji  türü  ise, kimyasal enerjidir. Kimyasal enerji, kömürde  depolanmış bir enerji türüdür. Sadece  bir kimyasal tepkime sonucu ortaya çıkar.  Örneğin, yanma diye bilinen olay,oksijen ve kömürün ısı altında birleşmesidir.

Elektrik  enerjisi  ise, daha başka  türden  bir enerjidir. Bazı kimyasal  tepkimeler  sonucu  açığa  çıkan  elektronlar  bir  elektrik  akımı  oluşturur. Pil  bu  yolla üretilen  elektriğin bir  kaynağıdır.

Enerji, sanayileşmenin temeli ve kalkınmanın bir göstergesi olup; canlıları çevreleyen, onları etkileyen ve onlardan etkilenen tüm faktörlerin toplamı olan çevre ile içicedir. Enerji üretim tesisleri, çevreyi olumsuz etkileyen faktörler içinde yalnız bir tanesi olmasına karşın ülkemizde neredeyse çevre kirliliği ile özdeşleşmiş ve enerji-çevre çatışmasını sürekli kılmıştır.

Görüldüğü  gibi, enerjinin  pek  çok  çeşidi  vardır. Toplumlar  geliştikçe  enerjinin  elde  ediliş  biçimleri  ve kullanış  alanları  da  gelişme  gösterir[5].

Günümüzde eksikliği tam olarak hissedilmemekle birlikte, yakın bir gelecekte ülkelern enerji gereksinimine olan talep hızla artacaktır. Ekonomik ve sosyal kalkınmayı destekleyecek olan; sürekli, güvenilir, kaliteli, temiz ve ekonomik enerji temini, enerji politikalarının başında yer almaktadır.

II.  Enerji Kaynakları

Genel Olarak Enerji kaynaklarını İki Ana Grupta Toplayabiliriz. 

A.  Yenilenemeyen Enerji kaynakları.(Birincil Enerji Kaynakları)         

                       B.  Yenilenebilir Enerji kaynakları .

                       C.   Diğer enerji Kaynakları .

Yenilenemeyen enerji kaynakları, doğada  bulundukları biçimde  değiştirilmeden  kullanılabilen kaynaklardır. Bu kaynakları şöyle sıralayabiliriz :

A.  Yenilenemeyen Enerji kaynakları.(Birincil Enerji Kaynakları.)

1.Petrol

2.Kömür

3.Doğal Gaz

Yenilenebilir enerji kaynakları ise; yenilenemeyen enerji kaynakları belli işlemlerden geçirilmesi ile elde edilen enerji türlerindendir[6].

B.  Yenilenebilir Enerji kaynakları.

1. Rüzgar Enerji

2. Güneş Enerji

3. Jeotermal Enerji

4. Biogaz Enerji

5. Nükleer Enerji

6. Hidro-elektrik Enerji

C.   Diğer Yenilenebilir Enerji Kaynakları.

Dünyada elektrik enerjisi üretiminde kullanılan sistemlere bakıldığında % 64' lük bir oranla termik santranlar başta gelmektedir. Bunu % 19 ile hidrolik, % 17 ile nükleer takip etmektedir. Gelişmiş ülkelerden Hollanda’ da termik santralıların oranı % 95, İngiltere’ de % 76, ABD’ de % 70, Almanya’ da % 68, Japonya’ da ise % 64' dür.

Türkiye’de enerji-çevre çatışmasını gündemde tutan termik santramlar % 53' lük pay ile komşu ülkelerden İran, Irak, Yunanistan ve Bulgaristan’ın gerisindeki.[7].

Yenilenebilir temiz enerji kaynakları gerek bilinen fosil yakıtların yerini bir ölçüde tutabilmesi, gerekse üretim ve kullanım esnasında çevre dostu olmasından dolayı önem kazanmıştır. Bugün gelişmiş veya gelişmekte olan ülkeler, kendi olanakları içinde değişik kaynaklara öncelik vermektedirler. Dünyanın bilinen petrol rezervlerinin 2050, doğal gaz rezervlerinin 2070 ve kömür rezervlerinin 2150 tükenmiş olması beklenmektedir. Bu nedenle elektrik enerjisi üretiminde fosil yakıtların kullanılması 21.yy’in başlarında gerek çevre gerekse artan fiyatlar nedeniyle ekonomik olmaktan çıkacaktır. Dolayısıyla yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi artacaktır.

Yenilenemez enerji; maddenin tekrar kullanılamayacağı bir enerji şekli olarak tanımlanır. Böylece; kömür, petrol, doğal gaz ve uranyum bu kategoriye dahil olmaktadır[8].

Enerji kaynaklarının bir diğer sınıflaması ise “ticari” ve “ticari olmayan enerji kaynakları”şeklindedir. Ticari enerji kaynakları - taşkömürü, linyit, pet, doğal gaz, akarsular, nükleer yakıt olarak sıralayabiliriz. Ticari olmayan enerji kaynakları ise; odun, tezek ve tarım atıklarıdır[9].

Birleşmiş milletlerin sınıflandırmasında yer alan ve çevre korumada yol ayırımı diyebileceğimiz alternatif enerji kaynaklarını tek tek inceleyelim.

 

 

A. Yenilenemeyen Enerji Kaynakları

1.  Petrol 

Petrol sözcüğü,   Yunanca-Latince’de  taş  anlamına  gelen “petra”  ile  yağ  anlamına  gelen “oleum”  sözcüklerinden   oluşmuştur. Her  dilde  aynı  anlamı  taşımaz. Petrol  deyince,  yalnız  belirli  bir  yakıtı [ Benzin, Gazyağı, Dizel(motorin), Motor  yağı, Fuel  oil]  değil, Doğal  halde  bulunan  ve  yeraltından  çıkarılan   HAM  PETROL’Ü   kastediyoruz. Petrol  bir  takım  hidro  karbonların  karışımından  meydana  gelmiş  olup, muayyen  bir  kimyevi  bileşimi  yoktur.  Hidrokarbon  dediğimiz  ise, karbon  ve  hidrojenin  uygun  bileşimleriyle  meydana  gelen  Metan,  Etan,  Propan,  Bütan,  v.s  dir. Ancak  bunlarda  değişik  kimyevi   bileşimlerde  olup  değişik  petrol  tiplerini  meydana  getirirler. (örneğin: parafin  bazlı,  asfalt  bazlı,  petroller  gibi).   

Petrol   sıvı  halinde   genellikle   kahverengi , koyu yeşil  veya  siyah   renktedir. Yoğunluğu  kimyasal  bileşimine  ve  viskozitesine  göre  değişir.  En  hafif   olarak  bilinen   bir  Rus  petrolünün  özgül   ağırlığı   0.650 gr/cm³  ve  en  ağır  olarak  bilinen   bir  Meksika  petrolünün özgül ağırlığı ise  1.080 gr/cm³ dir. Bugün  petrol  endüstrisinde  petrolün  özgül  ağırlığı  yerine  A.P.I.  Gravite  derecesi  kullanılır. Petrolün  özgül  ağırlığı  ile  A.P.I. Gravite  derecesi  arasında  ters  bir  orantı  vardır. Gravite  büyüdükçe  yoğunluk  küçülmekte   ve  petrolün  kalitesi  yükselmektedir. Gravite  küçüldükçe  yoğunluk  artmakta  ve  petrolün  kalitesi  düşmektedir.

Petrol   suda   erimez; benzin, alkol, eter, aseton  içerisinde  erir. Petrol  ile  su  az  miktarda  karışabilirler.  Bilhassa  petrol  yataklarında   petrol  ile  suyun  kontak  halinde  bulunduğu  yerlerde   su  ile  petrol  belirli  oranda  karışmış  bir   emülsiyon   halinde   bulunurlar.  Petrolün  viskozite  değeri  çok  önemlidir. Çünkü  bu  değer  petrolün  özellikle  boru  hattı   içerisinde  akıcılık  derecesini  gösterir.  Viskozite  değeri  yüksek  olan  bir  petrol  boru  içerisinden  zor  akar,  viskozite  değeri  düşük  ise  kolay  akar.

1.1.  Petrolün   oluşumu

Petrol  eski  deniz  diplerine  çöken  hayvan  ve  bitkilerin  üzerine  tabii  olaylarla  yer  tabakalarının   yığılması  ve  meydana  gelen  bu  havasız  ortamda  uygun,  ısı, basınç  altında  bakterilerinde  yardımı  ile  teşekkül  eder. Bundan  milyonlarca  yıl  önce  mevcut  kıtaların  büyük  bir  kısmı  denizlerle  kaplıydı. Bugün  denizlerde  yaşayan  bitkilerin  o  zaman  yaşayan  benzerleri, zaman  zaman  öldükçe  tabaka-tabaka   denizin  çamurlu  dibinde  biriktiler  ve  bakterilerin  etkisi  ile  çürümeye  başladılar.  Bir  yandan  da  bunların  üzeri  tabaka  tabaka   çamur,  kum, alüvyonla  örtüldü. İşte  tortul  kütleler  böylece  meydana  geldi.  Bu  tabakaların  altında  kalan  hayvan  ve  bitkiler  zamanla  yağ  damlacıkları  ve  gaz  kabarcıkları  haline  geldiler.  Yine  milyonlarca  yıl  sonra  yer  kabuğunun  hareket  etmesi, kıvrılarak  yükselmesi  ile  deniz  altındaki  karalar  yükselip  kıtaları  meydana  getirdiler.  İşte  bu  hareketler  esnasında,  basınç  altında  kalan  petrol,   boşluklu  ve  geçirgen (porous  ve  permeable)  ortamlara  doğru  göç  etti  ve  Rezervuar  dediğimiz  bir  yerde  birikti. Petrolün  içinde  oluştuğu  taşlara, petrolün  anataşı   adı  verilir. En  iyi  anataşlar  olarak;  killi-kalkerli (marn)  taşlarla, kalkerler (kireçtaşı)  bilinmektedir. Petrol  hiç  bir  zaman  yer  altında   petrol  havuzunda  birikmez, toplanmaz  veya  birilerinin   dediği  gibi  yer  altında  petrol   denizi,  petrol  okyanusu  yoktur. Yer  altında  rezervuar  dediğimiz   kumtaşları  veya  kireçtaşları  içerisinde  bulunur. Aşağıdaki  şekilde  normal  bir  petrol  rezervuarı  görülmektedir[10]           

Enerji maddelerinden olan petrolün kullanımda avantajlarını ve dezavantajlarını aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.Kullanım açısından avantajlarını kısa olarak açıklarsak:

-                     Yanıcı ve Yakıcı Sıvı halinde genellikle   kahverengi, koyu yeşil veya siyah renkte bulunur.

-                     Dünyadaki motorlu taşıtlar Petrolsüz  düşünülemez.

-                     En hafif petrol  0.650 gr/cm³,en ağır petrol ise1.080 gr/cm³ dir..  Petrol  genel  olarak  sudan  hafiftir.

-                     Petrolün yan ürünleri   yollarda asfalt  olarak kullanılır.

 

Kullanım açısından dezavantajlarını ise şöyle açıklayabiliriz :

-                     Petrolü bulmak için bazen 5-6000 metre derinliğine inmek gerekir.Bunun içinde çok maddi kaynak gerekir.

-                     Petrol olup olmadığı ise, ancak yapılacak  sondaj  çalışmaları sonucu  ortaya  çıkacaktır.

-                     Taşınmasında dikkat edemezse çevre kirliliğine neden olabilir. Ekonomideki durum Petrol fiyatına bağlı olduğundan,Fiyatların  artışların ekonomik krizlere sebep olabiliyor.

1.2.  Petrolün   Aranması

Petrolün  içinde  toplandığı  kapanları (strüktürleri) arayıp  bulmak, sondaj  mühendisine  kuyu  açacak  bir  yer   tespit  etmek,  petrol  jeologlarına  düşen  bir  görevdir. Zaten  petrol  jeolojisi  demek,  petrolün   içinde  toplandığı  kapanları  arayıp  bulmak  demektir. Petrol  kapanları, birkaç  yüz  metre  yeryüzüne  yakın  olabilecekleri  gibi,  binlerce  metre  derinliklerde  de  olurlar.  Petrol  kapanlarının  yerüstünde,  jeolojik  metotlarla  tespiti, her  zaman  mümkün  olmaz.  Jeofizik  biliminden  yararlanmak gerekir  ve  jeolog  ile  jeofizikçi  müştereken  çalışırlar. Jeofizik  bilimi  sayesinde  yeraltı  tabakaları  ve  bunların  meydana  getirdikleri  kıvrımlar  veya  faylar  endirekt (dolaylı)  olarak  tespit  olunabilirler. Fakat  hiçbir  jeofizik  aleti  veya  metodu, yerin  derinliklerindeki  petrolü  doğrudan  doğruya  tespit  edemez  ancak,  petrolün  içinde  bulunması  ihtimali  olan   kapanları  tayin  edebilir.   Fakat,  petrol  kapanı  bulmak  demek,  petrolü  bulmak  demek  değildir; petrolsüz  kapanlar  da  bulunur  ve  bunlar  çoğunlukta  olur.       

Jeofizik  biliminin   tatbik  olunan  ve  son  yıllarda  çok  geliştirilmiş  metotları  arasında  bilhassa  sismik, gravite  ve  elektrik  metotları  bulunmaktadır.        

Kısacası  sahada  yapılan  jeolojik  ve  jeofizik  çalışmaları  neticesinde  toplanan  bilgiler  değerlendirilir,  bu  değerlendirmeler  sonunda, rezervuar  teşekkülüne  uygun  şartların  bulunduğu  tespit  edilen  yerlerde  sondaj  yapılmasına  karar  verilir.  Petrol  bulunduğu  bilinmeyen  bir  sahada  yapılan  ilk  sondaja  arama  sondajı  denir. Bunun  dışında  petrol  bulunmuş   sahalarda;  sahanın  boyutlarını  tespit  etmek  ve  sahanın  üretimini  artırmak  için  yapılan  sondajlara  ise  üretim  sondajı  denir. 

Dünyada   petrol  aramak  için  ilk  sondaj  1859  yılında  Amerika`da  yapılmış  ve  23  metre  takriben  2  yıla  yakın  bir  zamanda  delinmiştir. Bu  tarihten  sonra  sondaj   tekniği  ve  sondaj  makineleri  süratle  gelişerek  bugünkü  seviyeye  ulaşmıştır. Bugün  dünyada düşey  olarak  delinmiş  en  derin  sondaj  kuyusu( araştırma  amaçlı)    Rusya`da  olup  derinliği   yaklaşık  olarak  9.000 metre  civarındadır. Türkiye`de  ise  en  derin  sondaj  kuyusu  Antalya  civarında  delinen  Demre-1   kuyusu  olup  6111  metredir. Bugün  Türkiye’de  petrol  üretimi  yapılan  kuyuların   ortalama  derinliği   1350  metre   ile  2500  metre  arasında  değişmektedir.

2.  Kömür

Kömür insanoğlunun yaşamında önemli bir yer tutar. Kömür elektrik üretiminde demir çelik ve çimento imalatında, endüstriyel proseslerde buhar üretmek  ve ısınma amacı ile kullanılır. Dünyada elektrik üretiminin yaklaşık olarak % 40'ı kömürden sağlanmaktadır. Birçok ülkede elektik üretiminin önemli bir bölümü kömürden elde edilmektedir.

Petrolün güvenilir bir enerji kaynağı olmaktan çıkması, ülkemizi yerli kaynaklara ve özellikle Linyit 'e (kömüre)  yönelmede en önemli gerekçeyi oluşturmuştur. Kömür madenciliği başlıca; kömür aramaları, rezervler, yatırımlar, üretim, tüketim ve çevre alanındaki gelişmeler ile ileriye dönük projeksiyonlar itibariyle bu tebliğde anlatılacaktadır[11].

Belirlenmiş linyit rezervlerinin bir bölümünün bugünkü üretim maliyetleri ve kömür özellikleri itibariyle üretilip, gerek elektrik üretiminde, gerekse ısınma ve sanayi sektörü yakıtı olarak değerlendirilmelerinin ekonomisi bulunmamaktadır. Enerjinin yerli kaynaklarla karşılanma oranını artırmak amacıyla; sübvansiyon gerektirmeyen, ekonomik şekilde işletmecilik yapılabilecek yeni rezervlerin bulunmasına yönelik kömür arama faaliyetleri kamu ve özel sektörce sürdürülmektedir.

Kömürün avantajlarını aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.

-                     Kömürün diğer kaynaklara göre ucuz olması

-                     Üretim ve tüketimdeki en büyük gelişmeyi yaratan ana unsur elektrik talebine bağlı olarak realize edilen kömüre dayalı termik santralıların işletmeye alınmasıdır

-                     Termik santrallerde en fazla kullanılan madenlerdendir.

-                     Dünyada elektrik üretiminin %7’si, çelik üretiminin %70’i kömüre dayanır.

Dünyada kömür madenciliği üretim, yatırım, istihdam ve teknolojik olarak önemli bir noktaya gelmiştir.Taşkömürü üretiminin 3/2  yeraltı medenicilik yöntemiyle, kalanı açık ocak yöntemiyle yapılır. Kömürün kullanımdaki dezavantajları şu  şekildedir.

-                   Elde edilmesi maliyet ister.Yeni teknolojilerin takip edilmesi gerekir.

-                     Çere kirliliğine  etkisi çoktur, tüketim sonrası beraberinde bazı çevresel sorunları getirmiştir.

-                     Yakıtlara bağlı olarak özellikle büyük kentlerimizde SO2, partikül ve duman emisyonlarından kaynaklanan hava kirliliğinin tehlikeli boyutlara ulaşması.

-                     Temiz kömür elde edilmesi için işlenmesi gerekir. Isınma ve sanayi sektöründe kullanılmakla olan  kömürlerin büyük bir bölümünü yıkama ve ayıklama işlemine tabi tutulması gerekir.

-                     Üretilen kömürlerin giderek daha büyük bölümünün herhangi bir işleme (yıkama, eleme-ayıklama gibi) tabi tutulmadan termik santrallarda tüketilemiyor.

-                     Rezervlerin çoğunluğu, daha derinde olup, damar kalınlıkları az, ısıl değerleri düşük, geniş yalılım alanları olmayan sahalarda bulunmaktadırlar.

Dünyanın 21. Yüzyıldaki en önemli ve güvenilir enerji kaynağı yine kömür olacaktır. Nitekim, Dünya enerji üretiminde, 1997 yılında % 42 olan kömürün payının 2020 yılında % 48’e yükseleceği tahmin edilmektedir. ABD’leri halen elektrik enerjisinin % 56’sını kömürden üretmektedir[12].

Sektördeki hızlı büyüme üretim aşmasından, tüketim sonrası aşamaya kadar beraberinde bazı çevresel sorunları getirmiştir.Son yıllarda ise termik santralılarda ve sanayi tesislerinde az kirletici yakma sistemlerine yönelinmiş ve mevcut tesislere arıtma sistemleri kurulmuş.Termik santrallara verilebilecek nitelikteki rezervlerimizin yoğun olarak ısınma ve sanayi sektörünün kaliteli kömür talebine yönelik üretilmesi ve yıkama-ayıklama ile piyasaya kömür verilmesi nedeniyle satılabilir kömür miktarının, tüvenan üretime oranı artmıştır. Ayrıca, ısınma ve sanayi sektörüne verilen kömürlerin zenginleştirilmesine yönelik de gelişen tüketim trendine bağlı olarak gerekli tesislerin zamanında kurulamaması da satılabilir üretim miktarında artışa neden olmuştur.Kömür üretim ve tüketimindeki bu hızlı artış üretimden, kullanım sonrasına kadar her safhada çevresel sorunları beraberinde getirmiştir. Kömürü hazırlama teknikleri kömürü zenginleştirir.Yıkama sayesinde kömürdeki mineral kül, mineral kükürt ve azalır. Jeolojik olarak genç sayılabilecek olan kömürlerin genel karakteri, yüksek kül, rutubet, uçucu madde ve kükürt, düşük ısıl değer içermeleridir.Isınma ve sanayi sektöründe kömür kullanımını artırmak ve ithal yakıtlarla rekabet edebilmek amacıyla Dünyada  kamu ve özel sektör ürettikleri kömürleri iyileştirmek amacıyla 1990'lı yıllardan sonra kömür yıkama tesisleri kurmuşlardır.

Büyük şehirlerde kirletici özelliği fazla olan kömürlerin yakılması önlenirken, ısınma ve sanayi sektörünün enerji ihtiyacı, ısıl değeri yüksek, kükürt içeriği düşük ithal taşkömürü ve doğal gaz ile karşılanmıştır. Yaşanan yoğun hava kirliliği nedeniyle alınan önlemler neticesinde ve ithal kömür ile doğal gaz kullanımının yaygınlaştırılması ile hava kirliliği sorunları büyük ölçüde çözümlenmiştir.

3. Doğal Gaz

Doğal gaz yanıcı, kokusuz, renksiz ve havadan hafif bir gazdır. Metan, etan, propan, azot ve az miktarda karbondioksit gazlarının bileşiminden meydana gelen bir enerji türüdür. Doğal gaz hidrokarbonların karışımından meydana gelen bir gazdır. Çoğunlukla metan ihtiva eder. Çıktığı yere göre metan dışındaki diğer hidrokarbonlar da az miktarda bulunabilir. Yine çıktığı yere göre karbondioksit, azot ve kükürtlü hidrojen de içerebilir. Havadan hafif olan doğal gaz basınç altında sıvılaştırılabilir, depolanabilir. Enerji üretim sektöründe doğal gaz kullanımı ilk olarak ABD'de olmuştur. Modern üretim ve tüketim teknikleri ile yeryüzüne yakın kaynaklardan elde edilen doğal gaz, borularla tüketim yerlerine taşınarak şehir aydınlatmasında kullanılmıştır. Fakat 1950'lere gelindiğinde doğal gazın toplam enerji sektöründeki payı %10'un altında olmuştur[13].

Organik teoriye göre, diğer fosil yakacaklar gibi doğal gaz da milyonlarca yıl önce yaşamış bitki ve hayvan artıklarından oluşmuştur. Yeryüzü kabukları arasına gömülen bu artıklar, basınç ve ısı etkisiyle, kimyasal değişikliklere uğrayarak doğal gazı meydana getirmiştir. Genelde doğal gaza sıra dağ yamaçlarında, petrol yatakları ile birlikte veya serbest olarak rastlanmaktadır. Bugün çıkarılan doğal gazın yaklaşık %40 kadarı petrol ile aynı yataklarda, %60 kadarı ise petrolün bulunmadığı yataklardan sağlanmaktadır.

Doğal gaz, konutlarda ısıtma ve soğutma, sıcak su elde etme ve pişirmede kullanılırken, küçük sanayi atölye ve fırınlarda üretim amaçlı olarak kullanılır. Cam ve kiremit imalatında da yararlanılan doğal gaz, tekstil sektörü için de önemli bir enerji kaynağıdır. Ayrıca Türkiye'nin elektrik ihtiyacının küçümsenemeyecek bir kısmı doğal gazla çalışan santrallerden üretilmektedir.

3.1. Doğal Gazın Özelliği

Doğal gazın en önemli özelliklerinden biri zehirsiz olmasıdır. Doğal gazın solunması halinde zehirleyici ve öldürücü etkisi yoktur. Ancak ortamda fazla birikmiş ise teneffüs edilecek oksijen azaldığından dolayı boğulma tehlikesi vardır. Bu yüzden şehire dağıtmadan önce gaza kurumlar tarafından koku verilir. Bu koku sarımsağa benzer bir kokudur. Tablo 1’de doğal gazın bileşenleri gözden geçirilmişdir.

Tablo 1.

Doğal Gazın Bileşenleri

 

Doğal gazın en önemli tehlikesi diğer gaz yakıtlarda da olduğu gibi belirli oranlarda hava ile karışması halinde patlayıcı olmasıdır. Havadaki doğal gaz çok az veya çok fazla ise herhangi bir patlama olmaz. Ancak Tablo 2.1’de görüldüğü gibi %5-15 aralığında bir karışım söz konusu olduğunda tehlike vardır. Bu nedenle gaz sızıntılarının olmaması, olacak kaçakların hemen belirlenmesi ve gaz sızabilecek yerlerin iyi havalandırılmış olması emniyet açısından çok önemlidir. Tablo 2’de  doğal gazın kullanımda diğer gazlarla karşılaştırılması analiz edilmiştir.

Tablo 2.

Doğal Gazın Evsel Kullanımda Diğer Gazlarla Karşılaştırılması

Doğal gazın ısıl değeri hava gazına göre daha fazla, tüp gaza göre daha düşüktür. Bu sebeple hava gazından doğal gaza dönüşen ocaklarda yemekler daha çabuk pişebilecektir. Tüp gazda aksine daha uzun zaman alacaktır.

Isıtma amacı ile kullanımda doğal gaz, petrol ve kömür özelliklerinin karşılaştırılması EK-1’de gösterilmiştir.

3.2.  Doğal Gazın Kullanımdaki Kolaylığı

Doğal gazın diğer önemli bir özelliği havadan hafif olmasıdır. Dolayısıyla hava içinde yükselme eğilimindedir. Gaz kaçakları hava ile karışmadan önce yükseklerde toplanır. Bu yüzden havalandırma bacalarından kolaylıkla dışarı atılabilir.

Doğal gazın avantajlarını incelersek  çevreyi kirleten üç ana faktör doğal gaz dumanı içerisinde bulunmamaktadır. Bunlardan birincisi kükürt oksitlerdir. Bu madde duman gazındaki ve havadaki nemle, sülfürik asite dönüşür. Böylece hem kazan borularını, hem de asit yağmurları ile çevreyi aşındırır ve tahrip eder. Ayrıca solunması halinde insanlar için zehirleyici etkisi vardır. İkincisi is ve uçan kül parçacıklarıdır. Özellikle kömür yakılması halinde çevreye yayılan bu katı parçacıklar temizlik ve insan sağlığı açısından son derece zararlıdır. Ayrıca kazan yüzeylerini kaplayarak verimi ve ısıl kapasiteyi düşürürler. Üçüncü faktör ise, yanmamış gazlardır. Bunlar içinde özelikle CO belirli dozlara ulaştığında öldürücü etkisi olan son derece zararlı bir maddedir. Her üç zararlı da doğal gaz yanma ürünlerinde bulunmamaktadır.

Yanma ürünleri içinde bulunan ve çevreye zarar veren bir başka bileşende azot oksitlerdir (NO_x). Azot oksitler fiziksel rahatsızlıklara, gözlerde yanmaya ve yüksek dozda bulunduğunda boğulma hissine neden olur. Yanma ürünleri içinde NO_x oluşumunun ana nedenlerinden biri yanma sıcaklığının yüksek olmasıdır. Doğal gaz ocak sıcaklıkları yüksek olup, NO_x emisyonu da, eğer önlem alınmazsa, diğer yakıtlara göre daha az olmakla birlikte yine de önemli mertebededir. Bu yüzden kombi cihazlarına NO_x emisyonunu düşürmek için yanma odasına alev soğutma çubukları yerleştirilmiştir.

Doğal gazın temiz bir yakıt olması kazan bakım ve işletmesi açısından önemli bir avantaj sağlar. Fuel-oil veya kömür yakılması haline kalorifer kazanı ısıtma yüzeyleri üzerinde biriken kül ve kurum tabakası hem yüzeyleri aşındırır, hem de ısı geçişini engelleyerek kazan verimini düşürür. Bu yüzden kazan boruları haftada en az bir kere temizlenmek zorundadır. Halbuki doğal gaz kullanımında böyle bir sorun yoktur.

Doğal gaz kullanılması halinde yakıt hazırlama ve kül atma işlemlerine gerek kalmaz. Hem fuel-oil, hem de kömür depolanmak zorundadır. Bu nedenle kazan dairelerinde yakıt tankı veya kömürlük hacimleri oluşturulmaktadır. Halbuki doğal gazda buna gerek yoktur. Yakıt doğrudan şebekeden kazana bağlanmaktadır. Özellikle yakıt depolama zorunluluğu dolayısıyla katı ve sıvı yakıtlarda kazan dairesi bodruma yapıldığı halde, doğal gaz için kazan daireleri çatı katında da oluşturulabilir. Böylece değerli inşaat alanlarından önemli ölçüde tasarruf yapılabilir. Yakılmadan önce fuel-oil ısıtılmak, filtrelenmek ve basınçlandırılmak zorundadır. Kömür ise kırılmak, taşınmak ve kurutulmak gibi işlemlere gerek duyar. Ayrıca mekanik olarak ocağa beslenmesi istendiğinde pahalı sistemler gerekir. Halbuki doğal gazda böyle bir ön hazırlamaya gerek yoktur.

Doğal gaz yakıcıları tamamen otomatik kontrolle, insana gerek duymadan ve emniyetli bir şekilde çalışırlar. Devreye çabuk girip, devreden çabuk çıkabilirler.

Doğal gazlı kazanlarda ısıl verim de yüksektir. Bir kazanın ısıl veriminin yüksek olması, kazanı terk eden duman gazlarının sıcaklığının düşük olmasına bağlıdır. Fuel-oil veya kömür yakılması halinde, daha önce sözü edilen, kükürt oksitlere bağlı asit korozyonu nedeniyle duman sıcaklıkları fazla düşürülmez. Halbuki doğal gazda böyle bir sorun olmadığından daha verimli kazanlar yapmak mümkündür. Nitekim piyasadaki kombi cihazlarının bazıları %93-95 gibi yüksek ısıl verimlere ulaşmaktadır.

Bütün bu temizlik, depolama, yakıt hazırlama ve kül atma maliyetleri göz önüne alınırsa doğal gaz yakılmasının gerek yatırım, gerekse işletme maliyetlerinde önemli kazançlar sağladığı söylenebilir.

Yapılan bir çalışmaya göre doğal gaz yakılması halinde sadece işletme giderlerinde fuel-oile oranla yıllık tüketimin %2’si mertebesinde bir tasarruf sağlanmaktadır. Kömür olması halinde bu kazanç daha yüksek olacaktır. Kazan verimindeki artışlar da dikkate alındığında doğal gazın diğer yakıtlara en az %10 mertebelerinde ilave işletme ekonomisi sağladığı söylenebilir.

Doğal Gazın avantajlarını aşağıdaki şekilde  kısaca açıklayabiliriz:

-                     Doğal gaz çevreyi kirletmeyen bir yakıttır.

-                     Doğal gaz temiz bir yakıttır.

-                     Doğal gazın yakılması için ön hazırlama ve depolama 

                        gerekme.

-                     Otomatik kontrole uygundur.

-                     Doğal gaz kazanları yüksek verimlidir.

-                     Doğal gaz ekonomiktir.

-                     Doğal gaz havadan hafiftir:

Doğal Gazın Kullanımdaki Dezavantajları:

-                     Patlayıcıdır.

-                     Doğal gaz kullanımında çok dikkatli olunması gerekir.

-                      Doğal gaz yakan kazanların bacalarından çıkan gazlar, hem

                         bacalarda hem de çevrede tahribatlara yol açar.

-                      Doğal gaz kapalı hacimlerde %5-15 oranında hava ile bir karışım oluşturduğunda küçük bir kıvılcımla patlayabilen ve büyük hasar verebilen bir yakıttır.

Doğal gazın birim kütle başına ısıl değeri, kömür ve fuel-oille karşılaştırıldığında daha yüksektir. Dolayısıyla herhangi bir dönüşüm işleminde, kazanlarda doğal gaza geçiş nedeniyle herhangi bir kapasite düşümü söz konusu değildir.

Alev boyu fuel-oile göre daha kısadır. Yanmayı tamamlamak için gerekli zaman, 0,4-0,6 s mertebesinde olup, kısadır. Bu nedenle ocak hacmi daha küçük kazanlar yapılabilir.

Gerek ocak yükünün fazla olması, gerekse alevde is ve katı tanecik radyasyonunun olmayışı nedeniyle alev radyasyon kabiliyetinin az olmasından dolayı ocak sıcaklığı yüksektir.

Doğal gaz alevi, is radyasyonu olmadığı için mavi renklidir. Bu alevden ocağı çevreleyen soğutucu cidarlara geçen ısı nispeten azdır. Daha az soğumaya bağlı olarak da oda sıcaklıkları daha yüksektir. 1500ºC mertebelerine ulaşabilen oda sıcaklıkları nedeniyle kazan konstrüksiyonunda bazı önlemler alınmalıdır.

Yanma sonucu yanma ürünü sıcak duman gazlarına geçen yakıt ısısı, büyük ölçüde ocak dışında kalan konveksiyon yüzeylerinde suya geçer. Bu nedenle doğal gaz kazanlarında konveksiyon yüzeyleri iyi dizayn edilmelidir.

Yakıt içinde su bulunmasa da, hidrojen yanması sonucu duman gazı içinde yüksek oranda su buharı bulunur. Bu su buharının yoğunlaşması nedeniyle hem çelik yüzeylerde korozyon, hem de bacada ve komşu duvarlarda kirlilik ve rutubet oluşur. Yoğunlaşması  önlenmesi için kazan ve baca konstrüksiyonunda gerekli önlemler alınmalıdır.

Doğal gaz iyi bir yakıt olduğundan, tam yanma için gerekli hava değeri düşüktür.

Yanma için gerekli hava miktarı ve yanma sonucu oluşan duman miktarı diğer yakıtlara göre çok önemli bir farklılık göstermez.

B.   Yenilenebilir Enerji Kaynakları

 

21.Yüzyıla giderken, artan nüfuz ve sanayileşmeden kaynaklanan enerji gereksinimi ülkelerin  kısıtlı kaynaklarıyla karşılanmamakta, enerji üretimi ve tüketimi arasındaki açık hızla büyümektedir. Bu durumda , kendi öz kaynaklarımızdan daha etkin biçimde yararlanmak giderek artan bir önem kazanmaktadır. Enerji talebindeki hızlı artışın karşılanmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarından en etkin ve rasyonel biçimde yararlanması amacıyla kamu yatırımlarının artırılmasının yanı sıra özel sektör yatırımlarının bu alana katalize edilmesinin teşviki de yararlı olacaktır.

Geleneksel enerji üretimi yöntemleri bugün çevre kirliğinin önemli nedenlerden biridir ve bu yöntemlerde kullanılan fosil yakıtların tüketiminin, çevre konusundaki uluslararası taahhutlar nedeniyle azaltılması gündemde olan bir konudur. Fosil yakıtların bir süre sonra tükeneceği gerçeği de bilinmektedir. Gelişmiş bütün ülkelerde çevre-dostu, yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmaya olağanüstü bir önem vermektedir. Bu yönüyle gelecek yüzyıl, güneş ve onun türevleri ile diğer tükenmez ve enerji kaynakları kullanımında atılım yapılacak bir yüzyıl olma görünümündedir.

Yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları olarak isimlendirilen bu alternatif kaynaklardan yararlanılması, hidrolik enerji dışında, teknolojik gelişmelerinin yeniliği ve geneleksel kaynaklarla ekonomik açıdan rekabet edebilme güçlükleri nedeniyle, bu güne kadar arzulanılan düzeye ulaşamamıştır. Jeotermal ,pasif güneş, rüzgar ve modern biyokütle enerjisi teknolojileri, bugün dünya enerji pazarlarında yer almaya başlamıştır. Enerji bitkileri, fotovoltaik  ve denizde rüzgar enerjisi teknolojilerindeki  Ar-Ge çalışmaları devam etmektedir. Yer altında ısıl enerji depolaması, özellikle gelişmiş ülkelerde hızlı bir yaygınlaşma surecine girerken, hidrojen enerjisi teknolojisinde yoğun araştırmaların sürdürüldüğü gözlenmektedir.

 Shell Uluslar arası Petrol Şirketi, 2025 yılında yönlenebilir enerji kaynaklarının dünya enerjisine  katkısının, fosil yakıtların bugünkü katkısının yarısı ve hatta üçte ikisi kadar olacağının beklendiğini açıklamıştır.

Enzimatik hidroliz teknolojilerin kullanılması ile, içten yanmalı motorlar ve yakıt hücrelerinde kullanılmak üzere etanol eldesinin 2010-2015 yıllarında benzinle rekabet edebilecek düzeye gelmesi beklenmektedir. Böylece biyokütlenin karbonhidrat (selüloz) fraksiyonlarından etanol,liginin fraksiyonlarından ise biyokütle teknolojisi ile elektrik enerjisi elde edilecektir.

Dünya enerji tüketimi; nüfuz artışına, sanayileşmeye ve teknolojik gelişmelere paralel olarak, baş döndürücü bir hızla artmakta ve 21. Yüzyıla girerken adeta enerji soğuran bir toplum ortaya çıkmaktadır. Günümüzde, Dünya enerji gereksiniminin % 80’ni kömür, petrol ve Doğal gaz gibi fosil yakıtlarca, geri kalan % 20’si de başta hidrolik ve nükleer enerji olmak üzere, hayvan, bitki artıkları, rüzgar, güneş, jeotermal, odun gibi kaynaklardan karşılanmaktadır.

Fosil yakıtların Dünyada bilinen rezerv dağılımları petrol eşdeğeri olarak % 68 kömür, % 18 petrol, % 14 Doğal gaz olarak hesaplanmaktadır[14].

 Buna göre; bilinen petrol rezervlerinin ömrü 40 yıl, Doğal gazın 60 yıl, kömürün ise 260 yıldır.

Kömür, diğer fosil yakıtlara göre daha ucuz aranmakta, kömürle çalışan termik santrallerdeki enerji maliyeti, petrol ve doğal gazlı santrallerdekinden daha düşük olmaktadır.[15]

Proton değiştirici membranlı yakıt hücreleri ile çalışan araçlar 2020-i yılların gündemindedir ve benzinli araçlara göre %70 daha temiz olacaktır.

Türkiye’de bu konularda  ilk olarak 1960-1970 dönemlerde ele almış, ancak fazla bir gelişme sağlanamamıştır. Yenilenebilir kaynak oluşları, en az düzeyde çevresel etki yaratmaları, işletme ve bakım masrafların az olması ve önemlisi ulusal nitelikleri ile güvenilir enerji arz sağlamaları, bu kaynakların ülkemiz için önemini büyük ölçüde artırmaktadır.

Bugün kullandığımız enerjinin pek çoğu fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Kömür, petrol ve doğal gaz fosil yakıtlardır. Milyonlarca yıl boyunca, bitkilerin, dinozorların ve diğer hayvanların çürümesi ile fosil yakıtlar oluşmuştur. Bu fosil yakıtları yeryüzüne çıkarabilmenin yolu da, ya delmek (sondaj) yada kazmaktır. Şu anda da yeraltında ısı ve basınçla bu yakıtlar oluşmaktadır, ancak bu oluşumdan daha hızlı olarak da tüketilmektedir. Bu sebeple fosil yakıtlar kısa süreçte yenilenemeyen olarak düşünülürler, yani kullandığımızdan daha az bir bölümü yeniden oluşmaktadır. Özellikle de artan nüfus, şehirleşme ve endüstrileşme pek çok yıldır bu yakıtlarla karşılanan enerji gereksiniminin daha da fazlalaşmasına neden olmaktadır. Bu yakıtların tükenmesi ve fiyatlarının devamlı artmasının yanısıra, yanmaları sonucu çevreye verdikleri zararlar ve insan sağlığı üzerindeki etkileri de büyüktür. Bu denli enerjiye bağımlı olarak yaşadığımız dünyada güneş, rüzgar ve jeotermal enerji gibi çevreye daha az zarar veren, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı için yeni teknikler geliştirilmesine olan gereksinim artmaktadır. Ağaçlardan, bitkilerden, nehirlerden hatta çöplerden bile yenilenebilir enerji elde etmek mümkün olabilmektedir.

Dünya elektrik enerjisi üretiminin %80’inin yenilenemeyen kaynaklardan, %19’u ise hidrolik kaynaklardan sağlanmakta, rüzgar, güneş, jeotermal, biokütle gibi yenilenebilir kaynakların payı ise %1’in altında kalmaktadır[16].

1.  Rüzgar Enerjisi

Rüzgar enerjisi, güneş enerjisinin bir şeklidir. Rüzgarlar, yeryüzündeki farklı güneş ısısı dağılımının neden olduğu basınç ve sıcaklık farklarının dengelenmesiyle oluşan hava akımlarıdır. Dünyanın bir kısmında hava, kara ve deniz ısınırken diğer yüzeyinde ise soğuma görülür. Dünyanın günlük dönüş hareketi nedeni ile bu ısınma ve soğuma periyodik bir şekilde devam eder.

Dünyanın güneşe bağlı ekseninin eğiminin mevsimlere göre değişmesi ısıl enerjinin günlük dağılımının mevsimden mevsime farklılık göstermesine neden olur.

Elektriğin temiz ve yenilenebilir kaynağı olan  rüzgar enerjisi dünyanın en kolay ve çabuk üretilen enerjisidir.Rüzgar gücü yenilenebilir enerji teknolojilerinin en ileri ve ticari olarak mevcut olanıdır. Tamamen doğal bir kaynak olarak kirliliğe neden olmayan ve tükenme olasılığı olmayan bir güç sağlamaktadır.

Son yıllarda dünyanın en hızlı büyüyen enerji kaynağı olmuştur. 1998 sonuna gelindiğinde dünya çapındaki hemen hemen 50 ülkede 10,000 MW dan fazla elektrik üreten rüzgar türbinleri çalışmaktadır.Son altı yılda rüzgar türbinlerinin satışlarındaki ortalama yıllık büyüme % 40 civarında gerçekleşmiştir. Rüzgar enerjisi endüstrisi 600 kW büyüklüğünde orta boy marinaların seri üretimini sürdürmekte 1.5 MW büyüklüğündeki 10 adet tasarımın prototiplerini üretmiş bulunmaktadır. Mevcut kurulu kapasitedeki artış  (500-600 kW tan 1.5 MW a 3 kat) çarpıcıdır ve 1990 dan bu yana çok hızlı bir gelişme gerçekleşmiştir. Büyük ünitelerin ortaya çıkışı, endüstrinin büyük deniz üstü uygulamalara hazırlandığından dolayı, zamanında gerçekleşmiştir. Son yıllarda rüzgar enerjisinin en başarılı pazarları, özellikle Danimarka, Almanya ve İspanya olmak üzere Avrupa ülkeleridir. Arasında Hindistan, Çin ve Güney Amerika'nın da bulunduğu bazı gelişmekte ülkelerin yansıra Amerika Birleşik Devletlerinde de bu teknolojinin kullanımında bir sıçrama görülmektedir. Rüzgar enerjisi bir dizi farklı ekonomi ve coğrafi yapıda başarılı olmaktadır. Rüzgar enerjisi aynı zamanda en ucuz yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir.

Rüzgardan elde edilecek enerji tamamen rüzgarın hızına ve esme süresine bağlıdır[17]. Rüzgar enerjisinin olumlu yönleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.

-                   Kararlı, güvenilir, sürekli bir kaynaktır.

-                   Dışa bağımlı değildir.

-                   Gelişen teknoloji ile birlikte enerji birim maliyetleri

düşmektedir.

Rüzgar enerjisinin kullanımdaki olusuz yanlarını yani dezavantajları şu şekildedir.

 

-                    Türbin için Geniş alanlar isteyebilirler Tek bir türbin için 700-1000 m2/MW. Rüzgar tarlalarının birim güç başına toplam gereksinimi ise 150-200 katı kadardır. Türbinlerin kapladığı alan bunun %1-1.2 kadar olduğundan bu alanlar yinede tarım amaçlı kullanılabilir.

-                    Görsel ve estetik olarak olumsuzdur. Gürültülüdürler ve kuş ölümlerine neden olur,radyo ve TV alıcılarında parazitlenme yaparlar Bu nedenle İngiltere başta olmak üzere bir çok Avrupa ülkesinde büyük rüzgar türbinlerinin yarattığı çevre sorunları nedeniyle milli park alanlarının sınırları içine ve çok yakınlarına kurulması yasaklanmıştır.

 

2.  Güneş Enerjisi

Dünyadaki Yasam Güneş enerjili bir sistemdir. Canlılar bu enerjiyi kullanarak canlılıklarını sürdüreler. insanlar ve diğer canlılar, bitkilerin fotosentez yoluyla yakaladıkları Güneş enerjisini kullanırlar. Bu nedenle biz Güneş enerjisine "Yasam Enerjisi" adini veriyoruz. Bu nedenle de canlılara en uygun enerji çeşididir. Hiçbir şekilde canlılara ters gelen, onları kirleten bir yani ve içeriği yoktur. Bu özellik onun, dünyadaki en temiz en uygun enerji biçimi olduğunu kanıtlar.[18]

Bir yılda dünyanın kesit alanına düşen Güneş enerjisi miktarı, 178 000 TW (terra-wat) düzeyindedir. Birim alana düşen enerjinin yaklaşık %1 bitkiler tarafından absorbe edilir ve insanlar dahil trilyonlarca canlı tarafından yaşamsal işlevler için kullanılır. Dünyada biriken Güneş enerjisi miktarı, Dünya ısısının 285,5 C derece yükseltir. Bu enerjinin bir yıllık miktarı, Dünyanın birkaç asır boyunca kullanabileceği kadar fazladır

Dünyadaki madde ve enerji akışları Güneş enerjisi sayesinde mümkün olabilmektedir. Hava ve su döngüleri yaratarak, dünyanın temizlenmesini sağlamaktadır. Bu enerji sayesinde esen rüzgarlar, akan sular, yasam döngülerini sağlamanın dışında, biriken atıkları temizliyor ve onları tekrar kullanabilir hale getiriyor. Diğer fosil ve nükleer enerjiler gibi çevreyi kirletmediği gibi aksine çevreyi temizleyerek katkıda bulunmaktadır[19].

Güneş enerjisi yeni ve yenilenebilir bir enerji kaynağı oluşu yanında, insanlık için önemli bir sorun olan çevreyi kirletici artıkların bulunmayışı, yerel olarak uygulanabilmesi ve karmaşık bir teknoloji gerektirmemesi gibi üstünlükleri sebebiyle son yıllarda üzerinde yoğun çalışmaların yapıldığı bir konu olmuştur. Binaların ısıtılması, soğutulması, endüstriyel, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi güneş enerjisinin yaygın olarak kullanıldığı alanlardır. Güneş enerjisi , son yıllardaki gelişmeler nedeniyle, bütün dünyada gittikçe önem kazanan nükleerden sonra önemli alternatif olmuştur.

Güneşin ışınım enerjisi, yer ve atmosfer sistemindeki fiziksel oluşumları etkileyen başlıca enerji kaynağıdır. Dünyadan ortalama 1.496x10⁸ km. uzaklıkta, 1.392x10⁸ km. çapında ve 1.99x10³⁰ kg. kütlesinde sıcak bir gaz küresi olan güneşin yüzey sıcaklığı yaklaşık 6.000°K olup, iç bölgesindeki sıcaklığın 8x10⁶ °K ile 40x10⁶ °K arasında değiştiği tahmin edilmektedir. Güneşten gelen ve dünya atmosferi dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m2 olan ve yer yüzeyinde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Isıtmadan soğutmaya ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir.

Sürekli bir füzyon reaktörü olan güneşin enerji kaynağı, hidrojenin helyuma dönüşmesi esnasında, saniyede 4 milyon ton kütle enerjiye dönüşerek, yaklaşık 3.5x10²⁶ değerindeki enerjinin ışınım şeklinde uzaya yayılmasıdır. Güneş daha milyonlarca yıl ışımasını sürdüreceğinden, dünyamız için sonsuz bir enerji kaynağıdır. Güneşten gelen güç insanlığın yıllık ticari gereksiniminin 16.000 katından çoktur. Dünyadaki tüm elektrik santrallerinin toplam gücü; güneşten gelen gücün 61.000'de birinden azdır. Güneşten gelen güç dünyadaki tüm nükleer santrallerin ürettiği toplam gücün 527.000 katıdır.Güneş enerjisi geniş bir coğrafi dağılıma sahip bir enerji kaynağıdır. Coğrafi olarak 36-42° kuzey enlemleri arasında bulunan Türkiye, güneş kuşağı içindedir. Şu an için güneş enerjisinin kullanımı oldukça azdır, ancak geleceğin dünyasının enerji gereksiniminin karşılanmasında, geleneksel enerji kaynaklarının yanında en önemli seçeneklerden biri olacağı düşünülmektedir.Farklı gelişme aşamalarında, çeşitli güneş enerjisi elde etme teknikleri mevcuttur. Bunlardan bazıları, araştırmalarının ilk aşamalarında, bazıları ise daha ilerlemiş seviyelere ulaşmıştır. Fakat henüz bitkiler üzerinde test edilmektedirler ve son olarak da bir grup, tam olarak gelişmiş bir seviyededir.Her teknolojinin kullanım ve uygulamalarına bağlı olarak avantaj ve dezavantajları vardır.

Enerji hesaplarının anlaşılabilir olması için, bütün bu enerjilerin bir bütün içinde dikkate alınmalıdır. Kullanımda Güneş enerjisinin avantajlarını şöyle sıralayabiliriz:

-                     Her şeyden önce, güneş bol ve tükenmeyen tek enerji kaynağıdır.

-                     Temiz enerji türüdür, çevreyi kirletici, duman, gaz, karbonmonoksit, kükürt ve radyasyon gibi artıkları yoktur.

-                     Yerel uygulamalar için elverişlidir.  Enerjiye ihtiyaç duyulan hemen hemen her yerde güneş enerjisinden yararlanmak mümkündür.  Bir çakmağın, bir saatin, bir hesap makinesinin, bir deniz fenerinin veya bir orman gözetleme kulesinin enerji ihtiyacı yerinde karşılanabilir.

-                      Dışa bağlı olmadığından, doğabilecek ekonomik bunalımdan bağımsızdır.

-                      Birçok uygulaması için karmaşık teknolojiye gerek duyulmamaktadır.

-                      İşletme masrafları çok azdır.

Güneş enerjisinin kullanımda bazı yan etkilerle karşılaşıla bilinir. Onları aşağıdaki şekilde açıklayabiliriz[20]:

-                     Birim düzleme gelen güneş ışınımı az olduğundan büyük yüzeylere ihtiyaç olmaktadır.

-                     Güneş ışınımı sürekli olmadığından depolama gerekmektedir.  Depolama imkanları ise sinirlidir.

-                     Enerji ihtiyacının fazla olduğu kış aylarında güneş ışınımı az ve geceleri de hiç yoktur.

-                     Güneş ışınımından yararlanılan birçok tesisatın ilk yatırım masrafları fazladır ve henüz ekonomik değildir.

-                     Güneş ışınımından faydalanan sistemin güneş ışığını sürekli alabilmesi için çevresinin açık olması, gölgelenmemesi gerekmektedir.

                                                     Güneş Işınımı

Tabii Toplama                                                         Teknolojik Toplama

Rüzgar       Yenilenebilir        Okyanustaki      İsil                 Fotovoltaik

Hidrolik      Organik               Sıcaklık 

Dalga         Yakıtlar                 Farkları

                                          

                                                    Faydalı Enerji

Şekil 1  Güneş Işınımının Faydalı Enerjiye Dönüşme Aşamaları

Güneş Enerjisin faydalalı enerji olabilmesi için yukarıdaki aşamalardan geçerek funyamıza ve insanlığa ulaşmaktadır.

Güneş enerjisi günümüzde: konutlarda ve iş yerlerinde,tarımsal teknolojide, sanayide,ulaşım araçlarında,iletişim araçlarında,sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik enerjisi üretiminde kullanılmaktadır. Güneş enerjisi uygulamalarını şu şekilde sınıflandırabiliriz.

-                    Konutların sıcak su temini.

-                    Konut ısıtması

-                    Sera ısıtması

-                    Tarım ürünlerinin kurutulması

-                    Konut soğutulması

-                    Yüzme havuzu ısıtması

-                    Güneş ocakları, fırınları, pişiricileri

-                    Ari su elde edilmesi  (güneş inbikleri)

-                    Tuz üretimi

-                    Güneş pompaları

-                    Güneş pilleri

-                    Güneş havuzları

-                    İsi borusu uygulamaları

 

Güneş Enerjisin fay dalalı enerji olabilmesi için yukarıdaki aşamalardan geçerek funyamıza ve insanlığa ulaşmaktadır[21]

Dünyada var olan "tek doğal enerji kaynağıdır". Dünyadaki yasam dahil bütün sistem Güneş enerjisine bağlı olarak çalışmaktadır. Hava, deniz ve karalardaki sıcaklık düzeyleri, güneşten alınan enerjinin ısıya  dönüşen biçimleridir. Rüzgar, biyolojik (bitkiler) ve hidrolik enerji dediğimiz enerji türleri aslında Güneş kaynaklı enerji türleridir. Dolayısıyla bir ülkenin doğal enerji potansiyeli denince, bütün bu, değişen, dönüşen, uluslararası tanımlamada, yenilenebilir ya da alternatif denilen enerji biçimleridir.[22]

3.  Jeotermal Enerjisi

Yerkabuğunda bulunan ve içerisinde yüksek sıcaklıkta sikiştirilmiş su veya su-buhar karışımı yahut kızgın buhar depolanmış olabilen geçirgen oluşumlara jeotermal biriktirici (hazne_rezervear) denir. Yer altında oluşan bu doğal isi kaynağının yer üstünde insanlara yararlı bir duruma getirilmesi de jeotermal enerji olarak tanımlanır. Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, sıcaklıları sürekli olarak bölgesel atmosferik ortalama sıcaklığìn üzerinde olan ve çevresindeki normal yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla erimiş mineral, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcaksu ve buhar olarak tanımlanabilir. Jeotermal enerji aynı zamanda temiz bir enerji kaynağı olup, uygun teknolojilerin kullanılması halinde kirletici etkisi sıfır olan bir enerji kaynağıdır.

Ayrıca bazı alanlarda bulunan “sıcak kuru kayalar” da akışkan içermemesine rağmen, jeotermal enerji kaynağı olarak nitelendirilirler.

Jeotermal akışkanı oluşturan sular meteorik kökenli olduklarından, yeraltındaki hazneler sürekli beslenmekte ve kaynak yenilenebilmektedir. Bu nedenle pratikte, beslenmenin üzeründe kullanım olmadıkca jeotermal kaynakların tükenmesi sözkonusu değildir Ekonomik önemdeki jeotermal enerji birikimi, 40°C-380°C arasında olup, 3000 m 'ye kadar olan derinliklerde geçirimsiz kayalar altında yer alan, geçirimli hazne kayalar içinde bulunmaktadır. Şimdiye kadar üç çeşit jeotermal sistemin varlığı saptanmıştır. Sıcak kuru kaya sistemi, sıcak su sistemi, kuru bahar sistemi.

Sıcak Su Sistemi:   Yeryüzünde sıcak su esaslı sistemler Buhar esaslı sistemlerden yirmi kat daha fazla bulunmaktadır. Sıcak su sisteminde, derindeki hazne kaya içerisinde, basınç altında, yüksek sıcaklıkta, erimiş kimyasal madde bakımından çok zengin, farklı kimyasal özelliklerde sular bulunmaktadır. Bu tür sistemlerden sondajlarla yeryüzüne çıkarılan sıcak su+buhar karışımından elde edilen buhardan, elektrik enerjisi üretilmekte, buharı alınmış sıcak su ise atılmaktadır.

Kuru Bahar Sistemi:   Buhar esaslı sistemler , sıcak su esaslı sistemlerden farklı olarak, çok fazla ısınmış, nem miktarı az, sıcacığı yüksek buhar üretirler. Bu tür buhar, bir enerji kaynağı olarak doğrudan jeotermal santrallere gönderilerek elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Bir bakıma bunlar yerkabuğu üzerinde oluşmuş, birer doğal nükleer reaktör olarak kabul edilir.

Sıcak kuru kaya sistemleri: Yerküremizde özellikle gene, aktive volcanic kuşaklarda, jeotermal gradyanın çok yüksek olduğu bölgelerde, sıcak su içermeyen yüksek sıcaklığa sahip kızgın, kuru kayalar bulunmaktadır. Bu tür sistemlere soğuk su basılarak sıcak su+ buhar karışımı alınmakta ve bu, bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Jeotermal enerji kaynağı bir maden veya kömür gibi boyutları belli olan ve tespit edilen, rezervi işletildikten sonra bitirilen bir kaynak olmadığı için, keşfi yapıldıktan sonra daha derinlerde ve gelişen teknolojiye uygun olan potansiyeli arttırılabilecek bir kaynaktır.

Jeotermal enerjinin çevre dostu karakterde kullanılması için tüm dünyada yasalarla zorunlu hale getirilmiş olan reenjeksiyon (akışkanı yeraltına geri verme) tekniğinin uygulanması, hem rezervuar parametrelerinin korunması hem de jeotermal suyun çevreye zarar vermemesi için şarttır. Avantajları:

-                   Çevre dostudur. Suyun ısıtılması ve buharlaştırılması için fosil enerjiye ihtiyaç duymaz.

-                   Doğal kaynaklar kullanılır, dışa bağımlı değildir.

Jeotermal enerjinin kullanımda dezavantajı yok gibidir:

-                   Yapılarında bulunan hidrojen sülfür ve karbondioksit gibi gazların açığa çıkması nedeniyle reenjeksiyon gereklidir[23].

Fosil yakıtların yarattığı gibi çevreyi kirletici boyutta atıkları olmadığından, jeotermal enerji çevre dostu bir enerji türüdür. Ancak jeotermal akışkanın, içerdiği bor yüzünden tarımsal sulamaya uygun olmadığı, yapısındaki CO₂ ve H₂S gibi sakıncalı bazı gazların açığa çıktığı bilindiğinden, jeotermal enerji uygulamalarında bazı teknolojik önlemlerin alınması gerekmektedir. Hem rezervuar parametrelerinin korunması ve hem de jeotermal suyun çevreye zarar vermesinin önlenmesi için, tüm dünyada uygulanmakta olan re-enjeksiyon (akışkanı yer altına geri verme) çalışmaları yapılmalıdır.

 Jeotermal akışkanların bir başka kullanım alanı da bu akışkanlardan mineral elde edilmesidir. Bu işlem akışkanı buharlaştırma veya kristalleştirme yoluyla yapılabilir. İçinde lityum klorür veya çinko gibi değerli minerallerin bulunduğu akışkanlar söz konusu olduğundan mineral eldeki diğer kullanımlardan daha karlı olabilir. Yapılan bir araştırmada 4.5 milyon kg/h toplam debiye sahip bir jeotermal bir akışkandan elde edilebilecek gelirin yıllık değeri elektrik için 6-15 milyon $, mineral için 15-150 milyon $ ve termal enerji isi içinse 50-100 milyon $ arasında değişmektedir. Yakın geçmişe kadar sağlık ve yiyecekleri pişirme amacıyla yararlanılan jeotermal kaynakların kullanım alanları, gelişen teknolojiye bağlı olarak, günümüzde çok yaygınlaşmış ve çeşitlenmiştir. Bunların başında elektrik üretimi, ısıtmacılık ve endüstrideki çeşitli kullanımlar geliştirilmektedir[24].

4.  Bio-gaz Enerjisi (BİOMASS)

Biomass enerjinin kökeninde fotosentezle kazanılan enerji yatmaktadır. Gübre gazi (biogaz) çeşitli hayvan gübresi, insan dışkıları ile tarım atıklarının havasız ortamda mikro organizmalarla parçalanması sonucunda elde edilir.  Biomass enerjinin materyalleri bitkisel ve hayvansal kökenlidir.hayvansal üretim bitkisel üretim yoğunlaştırılmasıyla elde olunmaktadır.

Kapalı kaplarda havasız ortamda olgunlaşan ve mikro organizmalarda parçalanan gübrenin değeri açık ortamda güneş ve yağmur altında olgunlaşan gübreye nazaran % 20-25 azot ve fosfor bakımından daha zengindir.  Bir dekar araziye ayni miktarda biogaz tesisinden çıkan gübreden ve yine ayrıca 1-dekar araziye de güneş ve yağmur altında olgunlaşan gübreyle tarlayı gübreleyelim.  Gübreli tarlalar üzerine ayni ürünü ektiğimizde biogaz tesisinden çıkan gübre ile gübrelenen araziden diğer gübre ile gübrelenen araziye nazaran en az 22-25 kg daha fazla ürün aldığımızı görürüz.  Bu nedenle gelirinizden %25’lik bir artış olacaktır. 2 öküzü, 2 ineği, 1 atı, 1 eşeği ve 10 koyunu olan bir çiftçi ailesinin 1 yılda elde edeceği toplam gübre miktarı yaklaşık 33 tondur.

  Bir ton gübreden 80 m³gaz elde edilebileceğine göre toplam yılda 33 . 80= 2640m³ biogaz elde edilir.  Bu değerde günde 7m³ biogaz demektir.  Bu gazin 8 kişilik bir ailenin 3 öğün yemek pişirme, temizlik, aydınlatma ve binanın 2 odasını ısıtma ihtiyacını tam olarak karşılayabileceğini söyleyebiliriz. Buna ek olarak 33 ton çiftlik gübresi %25 değer artırımıyla 41 ton gübreye eşdeğer olacaktır[25]. 

   Biogaz enerjinin olumlu ve olumsuz yönlerini aşağıdaki şekilde açıklayabiliriz. Kullanımda avantajları:

-                   Çevre temizliği için çok ideal bir enerjidir.

-                   Arıklar kullanılarak imal ediliyor.

-                   Fazla masrafa gerektirmeyen enerji çeşnidir.

-                   Depolanabil iniyor.

Olumsuz yönleri yok gibidir:

-                   Kapasitesi küçüktür

-                   Atıkların düzenli doldurulması ve boşaltılması gerekiyor.

Biomas  enerji kaynakları klasik ve modern olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.klasik biomass kaynaklar; normal ormanlardan elde olunan yakacak odun ile bitki ve hayvan artıklarından oluşmaktadır.Modern biomass ise enerji ormanlarından elde olunacak odun, enerji hammaddesi üretimi amacıyla yetiştirilecek enerji bitkileri (tatlı darı, miscanthus, şekerkamışı ve mısır bu tip bitkiler C4; buğday,arpa,çavdar ve pancar gibi bitkiler de C3 bitkileri olarak adlandırılır.) ve tarımsal yan ürünler ile atıkların alçak ve yüksek biomass tekniklerle değerlendirilmesi sonucu elde olunacak ısı, elektrik ve sentetik yakıt türü enerjidir. Biomass yetiştiriciliğin temelinde enerji çevrimi olarak fotosentez yatmakta,hızlı fotosentezle çabuk büyüyen bitkiler üzerinde durulmaktadır.

Biomasdan yapay ham petrol üretmek mümkündür. biomas yakıt üretmek için piroliz, hidrogazifikasyon, hidrojenasyon, parçalayıcı distilasyon asit hidroliz tekniklerinden yararlanılmaktadır. Gübre gazi (biogaz) çeşitli hayvan gübresi, insan dışkıları ile tarım atıklarının havasız ortamda mikro organizmalarla parçalanması sonucunda elde edilir. Biogaz kimya sanayiinde bazı ticari gazlar üretiminde, evlerde ısınma, pişirme, aydınlanma ihtiyaçlarının karşılanmasında hatta motorlarda yakıt olarak kullanabilme özelliği taşır[26].

5.  Nükleer Enerji

Nükleer enerji sınırsız teknik potansiyele sahiptir. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı raporlarına göre dünyada 438 reaktör ünitesi bulunmakta[27] olup, toplam kurulu güç  351 795 (1000kw) MW’dir. Reaktörlerde uranyum potansiyelinin ancak %7’si kullanılmaktadır[28].

Bilinen uranyum rezervlerinden termik reaktörlerle 37000 Mtep enerji üretme olanaklı iken, hızlı reaktörlerle üretilebilecek enerji 1850 000 Mtep’tir. Dünyanın toplam uranyum rezervinin ise bilinenin en az dört katı olduğu hesaplanmaktadır. Dünya birincil enerji üretiminde nükleer enerji 614.4 Mtep ile toplam üretimin %7.2’sini oluşturmaktadır. 1990-97 yılları itibariyle nükleer enerji üretimi % 22.9 artış göstermiş olup, bu üretimin % 87’si OECD ülkeleri tarafından gerçekleştirilmiştir.

Nükleer santralılarda kullanılan yakıtın temin edilmesinde ve saklanmasında avantajları bulunmaktadır.Avantajlarını şöyle sıralayabiliriz.

-                     1000 MW‘e üreten bir nükleer santral her yıl yaklaşık 30 ton (7m³) yakıt tüketir.

-                     1000 MWe gücündeki bir nükleer reaktör, yılda yaklaşık olarak 27 ton (7 m3) kullanılmış yakıt üretmektedir

-                     Toryum madeninin nükleer santrallarda yerli rezerv olarak kullanıldığında, ülke enerji gereksiniminin karşılanmasında çok ciddi bir alternatif olabileceği düşünülmelidir.

Nükleer Enerji  olumsuz yönlerini kısaca şöyle açıklayabilir.

-                     Nükleer santralıların atık sorununu çözülememiştir ve bu konu son derece belirsizdir.

-                     Nükleer santraller, radyoaktif çevresel kirliliğe yol açması nedeniyle son derece     tehlikelidir.

-                     Yapım işlemleri 10-yıl dan fazla surede tamamlandığından.

-                     Santral yapımı ve Sökümünün çok miktarda finansman(para) gerektirdiği.

-                      Ömrünün kısıtlı olması ve yıllar geçtikçe kaza riskinin artması.

-                     Nükleer reaktörler, dışarıya verebilecekleri en fazla radyoaktive, radyasyondan dolayı tercih edilmemektedir[29]

İşletmede olan nükleer santraller açısından ABD 119 ünite ve 99188 MW kurulu güç ile birinci sırada, Fransa 63 ünite ve 62853 MW kurulu güç ile ikinci sırada, Japonya 54 ünite ve 43850 MW kurulu güç ile üçüncü sırada yer almaktadır. 1997 yılında ABD ve Kanada’nın yer aldığı Kuzey Amerika’da bir yıl önceki yıla göre %6.7’lik üretim azalması görülürken, Orta ve Güney Amerika, Avrupa, Afrika, Asya ve Okyanusya bölgelerinde nükleer enerji üretiminde artış görülmüştür. Eski SSCB bölgesinde de nükleer enerji üretiminde %1.3’lük azalma gözlenmiştir[30].

Nükleer santralılarda kullanılan kullanılmış yakıtlar, 10-20 yıl süre ile santral sahasında saklanacaklardır. Bu dönemde aktivitelerinin %98’inden fazlasını kaybedeceklerdir. Asıl sorunu oluşturan uzun ömürlü radyoaktif maddeler de camlaştırılacak, camlaştırılan bu maddeler de kademeli koruma mantığı çerçevesinde kurşun, beton ve korozyona dayanıklı kaplar içine konulacak, bu kaplar da jeolojik olarak kararlı bölgelerde yerin yaklaşık 1000 m altında hazırlanacak beton zırhlı galerilerde saklanacaktır[31].

Dünya geneline bakıldığında yeni kurulacak nükleer santralıların sayısının çok sınırlı kaldığı doğrudur, ancak her ülkenin enerji planları, kendisine özgü özellikler taşımaktadır. Bu bağlamda herhangi bir teknolojinin kullanım artış hızı, dünya ve bölgesel koşulların paralelinde, dönem dönem değişiklikler arz edebilir.. Nükleer enerji üretimi, dünyada vaz geçilen bir teknolojidir[32].

6.  Hidro-Elektrik Enerji

Hidrolik-Elektrik Enerjisi su kaynaklarının geliştirilmesi ve kullanımı olarak tanımlanabilir. Diğer bir ifade ile Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir.

Dünya  hızlı bir sosyal ve ekonomik gelişim göstermekte ve bu gelişmeye paralel olarak gereksinim duyduğu elektrik enerjisini kesintisiz, kaliteli, güvenilir ve ekonomik olarak, çevreyi en az olumsuz etkileyecek şekilde üretmek durumundadır. Bu nedenle öncelikle yerli enerji kaynaklarından yararlanılarak projeler geliştiriliyor ve gerekli yatırımlar yapılmaktadır.

Elektrik enerji üretiminde fosil ve nükleer yakıtlı termik ve doğal gazlı santraller yanında hidroelektrik santraların yenilenebilir ve puant çalışma gibi iki önemli özelliği mevcuttur.

Elektrik enerjisi tüketimi ekonomik gelişmenin ve sosyal refahın en önemli göstergelerinden biridir. Bir ülkede kişi başına düşen elektrik enerjisi üretimi ve/veya tüketimi o ülkedeki hayat standardını yansıtması bakımından büyük önem arz etmektedir.

Hidrolik-Elektrik Enerjisinin avantajları:

-                   Kirlilik Yaratmaz.

-                   Pik Enerji ihtiyacında çok hızlı devreye girer.

-                   Acil Durumlarda hızla devreden çıkarılabilir.

-                   Doğal kaynaklar kullanılır dışa bağımlı değildir.

-                   Yapılan yatırım sadece enerji için değil sulama-taşkın amaçlı kullanılabilmektedir.

Dezavantajları:

-                   Yatırım Maliyetleri fazladır.

-                   Toplam İnşaat süresi uzundur.

-                   Yağışlara bağlı olumsuz etkilenmesi söz konusudur.

Güçlü hidroelektrik enerji santral uygulamaları, literatürde klasik yenilenebilir enerji üretimleri arasında yer alırken, küçük hidroelektrik santraller yoluyla üretilen enerji yeni ve yenilenebilir enerjiler kapsamına sokulmaktadır ;güçleri 10 MW’ın altında kalan ve çoğunlukla birkaç MW’ı aşmayan bu tür olanakların değerlendirmesi de önem arz etmektedir[33].

C.  Diğer Yenilenebilir Enerji Kaynakları

1.  Biyokütle

Biyokütle; yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek depolaması sonucu meydana gelen biyolojik kütle ve buna bağlı organik madde kaynakları olarak tanımlanmaktadır.  Odun, yapraklar, saplar vb bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir.  biyokütle kaynaklarını; bitkisel atıklar, hayvansal atıklar, şehir ve endüstriyel atıklar şeklinde sınıflandırmak mümkündür. 

2.  Hidrolik Enerji

Hidrolik enerji suyun türbin içinden dökülerek bir şaftı çevirmesi ile elde edilir.  Hidrolik ve jeotermal enerji kaynakları uygun jeolojik yerlerde kurulan tesisler gerektirir.  Dünyada hidrolik enerji tesisleri jeotermal kaynaklardan çok daha fazla enerji üretirler. Hidrolik enerji kullanımı için gereken basit teknoloji nedeni ile geniş ölçüde kullanılmaktadır. 

3.  Okyanus Termal Enerji Çevrimi  ( OTEC )

Yaklaşık olarak siyak cisim niteliğine sahip olan okyanuslar, güneş ışınımını yutar ve depolarlar.  Tropik kuşakta okyanus yüzeyinde sıcaklık 24-28⁰C’dir.  500m daha büyük derinliklerde sıcaklık yaklaşık 4⁰C civarındadır.  20-24⁰C’lik sıcaklık farkı, enerji üreten cihazları çalıştırmak için kullanılabilir.  Okyanusun büyüklüğü hesaba alındığı zaman bulunan toplam enerji miktarı insanlık tarafından kullanılan enerjiden defalarca fazladır.  İsi ile çalışan makinelerin verimi isi kaynağı ve soğutucu arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Deniz suyunda bulunan 20⁰C maksimum fark ile teorik verim %7’dır.  100MW_e’lik elektrik tesisi, 10m çapında ve 400-500m ye inen bir soğutucu boruya sahip olmalıdır. Yüzeydeki sudan ısıyı çekmek için milyonlarca metrekarelik isi değiştiricileri olmalıdır. Çok büyük alanda isi değiştiriciler gerektiği için, bunların fırtınaya karşı korunması zordur. Bütün bu aletler, deniz suyunu korozif etkilerinden ve deniz organizmalarının büyümesinden korunmalıdır. Büyük miktarlardaki su hareketi, bu tesislerin çalıştığı yerlerdeki canlı hayvan ve bitki yaşamını muhtemelen değiştirecektir.  Bu tesislerin açık okyanusta ekvator çizgisine yakın olması nedeni ile enerji pazarlarından uzaktadır ve elektrik enerjisinin nakli zordur. OTEC tesislerini, dünya enerji gereksinimine uzun vadede katkıda bulunacağını muhtemel olmadığını desteklemektedir. 

4.  Gel-git Enerjisi

18. Yüzyıldan beri gel-git enerjisi konusunda araştırmalar yapılmaktadır.  Gelgitteki potansiyel enerjinin kullanılması çok zordur.  En iyi şartlarda bile gel-git yükselişi 10m den fazla değildir.  Çoğu yerlerde en yüksek ve en düşük gel-git farkı sadece bir iki metredir.  Sadece iki metre olan bir yükseklik farkı çok az su basıncı oluşturur.      

Gel-git enerjisi doğal şartların pratik sonuçları sağladığı birkaç yer ile sinirlidir.  Üretilen toplam enerji miktarı ihtiyaçlarla kıyaslanınca küçüktür. Bu yenilenebilir kaynağın kullanım avantajını ekolojik etkiler yok edebilir.  Gel-git enerjisi elektrik enerjisi üretimi için kullanılabilir. 

5.  Hidrojen Enerji

Doğada bileşikler halinde bol miktarda bulunan hidrojen serbest olarak bulunmadığından doğal bir enerji kaynağı değildir. Bununla birlikte hidrojen birincil enerji kaynakları ile değişik hammaddelerden üretilebilmekte ve üretiminde dönüştürme işlemleri kullanılmaktadır. Bu nedenle elektrikten neredeyse bir asır sonra teknolojinin geliştirdiği ve geleceğin alternatif kaynağı olarak yorumlanan bir enerji taşıyıcısıdır.

Hidrojen karbon içermediği için fosil yakıtların neden olduğu çevresel sorunlar yaratmaz. Isınmadan elektrik üretimine kadar çeşitli alanların ihtiyacına cevap verebilecektir. Gaz ve sıvı halde olacağı için uzun mesafelere taşınabilecek ve iletimde kayıplar olmayacaktır.

2010 yılından itibaren hidrojenin ticari amaçlar için kullanılması düşünülmektedir. Her türlü maliyet göz önüne alındıktan sonra ilk yıllarda benzinden 1.5 –5.5 arası daha pahalı olması beklenmektedir. Fakat gelecek yıllarla birlikte çevresel katkıları da göz önüne alındığı zaman bu maliyetin çok daha aşağılara çekilmesi hesaplanmaktadır.

6.  Dalga Enerjisi

Genellikle ihmal edilen göl - deniz - okyanuslardaki dalga enerjisi, dünya yüzeyinin yaklaşık % 71 ‘ini kaplayan büyük su kütlesinin bu yüzeye gelen güneş enerjini absorbe etmesi ve rüzgar hareketi ile oluşmaktadır.  Dalga enerjisi kesikli bir kaynaktır. Bu nedenle depolama alt sistemlerine gerek bulunmaktadır.  Dalga enerjisi ile: H₂ üretimi, su pompası çalıştırılması ve hava depolama, batarya şarjı gibi depolama işleri yapıldığı taktirde, dalga enerjisinden sürekli yararlanılabilir.  dalga enerjisi, doğal olarak, ihtiyacın arttığı kış mevsiminde artmaktadır.  Dalgaların taşıdığı güç yoğunluğu rüzgar ve güneş enerjisine kıyasla daha yüksektir.  Temiz, tükenmez ve çevre sorunları olmayan dalga enerjisinin yararlı enerjiye dönüştürülmesi maksadıyla pek çok sistem önerilmektedir. 

Prensip olarak dalga enerjisinin, başta elektrik enerjisi olmak üzere, öteki enerjilere dönmesi mümkündür.  Ancak üretim klasik yöntemlere kıyasla birkaç kez daha pahalıdır.  Bununla birlikte 1973 petrol krizinden sonra başta ABD olmak üzere Rusya, Kore, Finlandiya, İngiltere, Japonya gibi ülkelerde yoğun çalışmalar yapılmaktadır.  Türkiye’nin de 8000 km’ den fazla sahil şeridi olduğuna göre dalga enerjisi önemli bir kaynaktır[34].

www.asif.co.sr