Yenilenebilir (Tükenmeyen) Enerji Kaynakları

Yenilenebilir enerji kaynakları hem sınırsız rezerve sahip olmaları hem de kullanımları esnasında ciddi çevre sorunlarına neden olmayan kaynaklardır. Bununla birlikte yenilenebilir enerji kaynakları, ülkelerin sürdürülebilir kalkınmayı sağlamasında da oldukça önemlidir.

Güneş Enerjisi

Çevre kirliliğine neden olmayan bir enerji kaynağı olan Güneş’in en ği bol ve sınırsız olmasıdır. Kullanımı giderek artan Güneş enerjsinden önceleri ısı enerjisi olarak son yıllarda ise gelişen teknoloji ile beraber elektrik enerjisi olarak yararlanılmaktadır. Güneş panelleri ve fotovoltaik pillerle giderek azalan maliyetlerle elektrik enerjisi elde edilmektedir. Güneş enerjisiyle çalışan otomobiller yapılmıştır.

Güneş enerjisiyle çalışan bir diğer şey de Güneş ocağıdır. Yemek pişirme amaçlı olarak kullanılan Güneş ocakları son derece kullanışlı araçlardır. Kırsal bölgelerin sosyo-ekonomik kalkınmasına destek olan, orman tahribatını önlemeye yardımcı olan Güneş ocaklarıdır. Güneş enerjisinden sıcak su da elde edilmektedir. Örneğin, Fransa ile İspanya arasındaki Pirene Dağları üzerinde kurulu olan Güneş kolektörlerinden 320 ^oC sıcaklık sağlanmaktadır. Aynı şekilde evlerin çatısına monte edilen güneş panellerinden sıcak su elde etmek de mümkündür ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

Avustralya, Japonya, Israil ve ABD Güneş enerjisinden yararlanan ülkelerin başında gelmektedir. İsrail’de Güneş enerjisiyle her yıl 300 bin ton petrole eşdeğer enerji sağlanmaktadır. Bütün ülkeler Güneş enerjisine bu kadar önem verse, yılda çok büyük miktarlarda fosil yakıt tasarrufu yapılabilmesi mümkün olabilecektir.

Güneş enerjisinin üstünlükleri şu şekilde sıralanabilir:

• Tükenmeyen bir enerji kaynağıdır.
• Temiz bir enerji türüdür. Gaz, duman, toz, karbon veya kükürt gibi zararlı maddeleri yoktur.
• Tüm dünya ülkelerinin yararlanabileceği bir enerji kaynağıdır. Bu sayede ülkelerin enerji açısından bağımlılıkları ortadan kalkacaktır.
• Hiçbir ulaştırma harcaması olmaksızın her yerden sağlanabilir.
• Güneş’i az veya çok gören yerlerde biraz verim farkı olmakla birlikte, dağların tepelerinde vadiler ya da ovalarda da bu enerjiden yararlanmak mümkündür.
• Doğabilecek her türlü bunalımın etkisi dışındadır. Örneğin, ulaşım şebekelerinde yapacakları bir değişiklik bu enerji türünü etkilemeyecektir.
• Hiçbir karmaşık teknoloji gerektirmemektedir. Bütün ülkeler, yerel sanayi kuruluşları sayesinde bu enerjiden kolaylıkla yararlanabilirler.

Güneş enerjisinin karşılaştığı sorunlar ise şöyledir:

• Yoğunluğu azdır ve sürekli değildir. İstenilen anda istenilen yoğunlukta bulunamayabilir.
• Güneş enerjisinden yararlanmak için yapılması gereken düzeneklerin yatırım giderleri bugünkü teknolojik aşamada yüksektir.
• Güneş’ten gelen enerji miktarı bizim isteğimize bağlı değildir ve kontrol edilemez.
• Birçok kullanım alanının, enerji arzı ile talebi arasındaki zaman farkı ile karşılaşılmaktadır. Güneş enerjisinden elde edilen ışınım talebinin yoğun olduğu zamanlarda kullanılmak üzere depolanmasını gerektirir. Enerji depolaması ise birçok sorun meydana getirmektedir.

Rüzgâr Enerjisi

• Yenilenebilir bir enerji türü olan rüzgâr, eski çağlardan beri kullanılmaktadır.
• Hareketli havanın bünyesindeki kinetik enerji bir eksen etrafında dönen kanatlar vasıtasıyla mekanik enerjiye dönüştürülmek durumundadır.
• Temiz ve diğer enerji türlerine kolayca çevrilebilmesi avantajları, zamana göre düzensiz ve yoğunluğunun az olması dezavantajlarıdır.
• Yel değirmenleriyle elektrik elde etme ilk olarak 1890 yılında Danimarkalılar tarafından bulunmuştur.
• Rüzgâr gücünden elektrik elde eden ülkelerin başında Almanya gelmektedir.
• Almanya dünya rüzgâr enerji üretiminin % 27’sine tek başına sahiptir. % 25.5 ile ABD ikinci sırada, % 14,7 ile Danimarka üçüncü sırada yer alır. Danimarka’da 4000’e yakın rüzgâr türbini çalışmaktadır.
• Bir yılda elde edilen rüzgâr enerjisinin 2,1 milyar ton petrole eşdeğer olduğu hesaplanmıştır.

Gelgit ve Dalga Enerjisi

• Suyun yükselmesi ve alçalması şeklinde gelişen gelgit hareketi süresince suyun hareket enerjisinden faydalanmak günümüzde mümkündür.
• Düzenli bir enerji kaynağı olması açısından ilginç olmakla birlikte, enerji üretim süresinin 6 – 12 saatle kısıtlı olması bir dezavantaj oluşturmaktadır.
• Suyun potansiyel enerjisinin % 80’ini elektrik enerjisine dönüştürebilen gelgit enerjisi, Güneş enerjisi gibi diğer alternatif enerji kaynaklarına göre daha yüksek bir verimliliğe sahiptir.
• Çok önceleri “Med değirmenleri” ismi verilen ve eski vapurların kepçe çarklarına benzeyen sistemler ile değirmen yapılmıştır. Değirmen denizin üstünde olup çarkın alt kısmı suya dalmaktadır. Dalan çark kısmı gelip giden suyun zorlamasıyla itilmekte ve dönme hareketi elde edilmektedir.
• Dalga enerjisi tüm dünya için 3000 GW (Gigawatt)’lık bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte bunun ancak 64 GW’lık kısmı kullanılabilir durumdadır.
• Gelgitten enerji elde edebilmek için enerjisini bir körfezin girişine bir baraj da yapılabilir. Gel esnasında su baraj üzerindeki türbinlerden geçerek baraja dolar. Git süresince de barajdan yine türbinler üzerinden geçerek denize döner.
• Gelgit santrali mevsim değişikliklerinden etkilenmez.
• Gelgit vasıtasıyla enerjinin daha verimli elde edilebilmesi için sahillerin okyanusa açık olması gereklidir.
• Deniz ve okyanuslardaki düzenli akıntıların kinetik enerjisinin, deniz tabanına yerleştirilen türbinler aracılığı ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi akıntı enerjisi olarak anılır.
• Rusya’da 400, Çin’de 10, Kanada’da 18 MWh enerji üreten tesisler kurulmuştur. Hindistan’da ise proje aşamasında olan tesisler vardır.

Biyoenerji

Biyoenerji, doğal ürünlerden elde edilen enerjidir. Biyokütle enerjisi olarak da adlandırılan bu enerji türü, organik maddelerden elde edilir. Bitki ve hayvan atıklarından yararlanma yöntemidir.

Bazı organik bazlı atıkların oksijensiz ortamdaki fermantasyon (mayalanma) sonucu ortaya çıkan renksiz, kokusuz, mavi bir alevle yanan gazdır. Çin ve Hindistan’da biyogaz üretimi çok önemlidir. Çin’de hayvan ve insan atıklarının kullanıldığı 7 milyon biyogaz üretim ünitesi bulunmaktadır. Biyogaz enerjisi için bitkiler de kullanılmaktadır. Bitki atıkları arasında şeker kamışı, mısır, kauçuk ve kavak vardır. Bu bitkilerin atıklarındaki çürüme bazı yakıtların meydana gelmesine yol açar. Brezilya’da mısır ve şeker kamışından alkol elde edilmekte, bu alkol de motor yakıtı olarak kullanılmakta ve % 20 oranında da petrole katılabilmektedir. Almanya’nın Münih kentinde kurulan çöp santralinde saatte 70 ton çöp yakılarak önemli miktarda enerji elde edilir. Bazı yağlı tohum bitkilerinden (kolza, aspir, ayçiçeği vb.) elde edilen yağların bir katalizör eşliğinde alkol ile reaksiyonu sonucu ortaya çıkan yakıt biyodizeldir. Kızartma yağları ve hayvansal yağlar da biyodizel ham maddesi olarak kullanılır.

Hidrolik Enerji

Suyun akış ve düşüş hızına bağlı olarak açığa çıkan enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesine hidrolik enerji denir. Hidrolik enerjinin maliyetinin düşük olmasından ötürü en fazla kullanılan yenilenebilir enerji türüdür. Dünya üzerinde birincil enerji tüketim oranları içerindeki payı %6,8’dir. Genellikle engebeli arazi yapısına ve sulak alanlara sahip ülkeler enerji potansiyeli bakımından avantajlıdırlar. Türkiye, Çin, Brezilya, Norveç, Hindistan, Vietnam ve Malezya gibi ülkeler hidrolik enerjisi bakımından oldukça önemli bir potansiyele sahiptir.

Bitkisel yağlardan, kimyasal değişimle daha üstün yakıtlar elde etmek mümkündür. İyi bilinen bir örnek yağlı etil asit içerisindeki dönüşüm işlemidir. En yaygın biyodizel yakıt kolza metil esteridir. Bitkisel yağlar dizel motorlarda kullanılabilir.

Biyodizel yenilenebilir bir yakıttır. Bitkisel yağlardan ve artık restoran yağlarından üretilebilir. Biyodizel güvenlidir ve bakterilerle ayrışabilir. Hava kirletici partikül maddeler, karbonmonoksit ve hidrokarbon gibi kirleticileri azaltır.

Hidrojen Enerjisi

• Uzunca bir süreden beri hidrojenin motorlarda yakıt olarak kullanılma imkânları araştırılmaktadır.
• Günümüzde yakıt seçiminde ölçüt olarak alınan ulaştırma yakıtı olma özelliği, çok yönlü kullanıma uygunluk, kullanım verimi, çevresel uygunluk, emniyet ve maliyet açısından yapılan değerlendirmeler hidrojen lehine sonuç vermektedir.
• Egzoz emisyon değerlerinin büyük olması, petrole olan bağımlılığı azaltması hidrojenin uzun yıllar önceden tespit edilmiş olan avantajlarıdır.
• Hidrojen kolay ve güvenli olarak taşınabilen, her yerde kullanılabilen, tükenmeyen, temiz ve ekonomik bir yakıttır.
• Artan çevre sorunları ve fosil yakıtların tükenmeye başlaması gibi nedenler hidrojen yakıtını çok önemli bir duruma getirmiştir.
• Motor yakıtı olarak, sanayide, elektrik üretiminde ve konutları ısıtmada hidrojen enerjisi kullanılabileceği düşünülmektedir.
• Gaz ve sıvı olarak depolanarak uzun mesafelere taşınabilmektedir.

Jeotermal Enerji

• Yer kabuğunun derinliklerindeki ısının fay hatlarından sıcak su veya buhar olarak kendiliğinden ya da sondajlarla çıkartılmasıyla elde edilen enerjiye jeotermal enerji denir.
• Dünya üzerindeki jeotermal enerji kapasitesinin 7000 MW dolayında olduğu tahmin edilmektedir.
• Jeotermal enerjiden ısıtmada, endüstride, tarımda ve elektrik elde etmede yararlanılmaktadır.
• Günümüzde teknolojik imkânların artması ile artık sıcak su kaynaklarının kendiliğinden yeryüzüne çıkmasını beklemek gerekmemektedir. Jeotermal rezervuarların oldukları yerlere sondaj yapılarak sıcak su kaynakları çıkarılabilmektedir.

Avantajları: Çok verimlidir ve direkt olarak elde edilebildiği için maliyeti düşük iyi bir güç kaynağıdır.

Dezavantajları: Yer altından çıkarılan ve tüketilen kısmın, aynı oranda, kısa süreçte tekrar oluşması mümkün olmamaktadır. Ayrıca bu kaynaklardan elde edilen su genellikle aşındırıcı ve kirlilik oluşturan mineraller de içermektedir.