8. DÜNYA PETROL REZERVLERİ, ÜRETİMİ VE TÜKETİMİ
1980 yılı verilerine göre dünya petrol rezervleri yaklaşık olarak 91 milyar ton düzeyinde
iken, 1990 yılına gelindiğinde 1980 yılına göre %49 artarak petrol rezervlerinin 136
milyar tona ulaştığı anlaşılmaktadır. 2000 yılında dünya petrol rezervleri 150 milyar ton
ve günümüzde (2011) de 234 milyar tona ulaştığı saptanmıştır. 2000 yılından 2011 yılına
kadar geçen süre içinde bilinen petrol rezervleri artış oranı %56 oranındadır.
8.1. Ortadoğu Petrolleri
Ortadoğu bölgesinde var olan petrol rezervleri, dünya petrol rezervlerinin her zaman
yarısına yakınını veya yarısından fazlasını meydana getirdiği bilinmektedir. 1980 yılı
dünya petrol rezervlerinin %54’ü, 2015 yılı rezerv miktarının %46’sı Ortadoğu’da
bulunmaktadır.
8.1.1. Ortadoğu Petrollerinin Doğal Şartları
Zagros ve Güneydoğu Toros Dağlarının önünde uzanan sübsidans alanı, sahip olduğu
rezervleriyle dünyanın en zengin petrol alanını oluşturmaktadır. Ortadoğu petrollerinin
strüktür şartları gerek arama, gerekse işletme açısından son derece olumludur. Ortadoğu
petrollerini bulunduran anakayanın jeolojik zaman devirleri Triyastan Alt Kretaseye
kadar uzanan zaman aralığıdır.
8.1.2. Ortadoğu Petrollerinin Beşeri Şartları
20.YY’ın ortalarına kadar dünyanın en fakir ülkeleri konumunda olan Arap ülkeleri,
petrolün bulunmasıyla birlikte önce siyasi çalkantılara sahne olmuşlarlardır.
8.2. Dünya Petrol Rezervlerinin Bölgeler Ölçeğinde Değerlendirilmesi
İstatistik verilerin incelenmesinden de anlaşılacağı gibi, dünya petrol rezervlerinin en
büyük kısmı olan %46’lık payı ile Ortadoğu bölgesi ilk sırayı almaktadır. Dünya petrol
rezervleri açısından ikinci sırada yer alan Orta ve Güney Amerika bölgesinin sahip olduğu
petrol rezervi miktarı Ortadoğu bölgesinin sahip olduğunun yarısından daha azdır. Üçüncü
sıradaki bölge olan Kuzey Amerika’nın rezervleri ise Ortadoğu rezervlerinin 1/3’ünden bile
daha azdır. Ortadoğu Bölgesindeki toplam petrol rezervlerinin %34’ünün Suudi
Arabistan’da yer alması bu ülkenin bölge açısında taşıdığı önemi ortaya koymaktadır.
8.3. Ortadoğu’da Petrol Havzalarının Coğrafi Dağılışı
Ortadoğu’daki petrol havzalarını genel olarak üç büyük grupta değerlendirmek
mümkündür. Bunlar;
8.3.1.Güneybatı İran’da Huzistan Havzası
Uzunluğu 160 km’yi bulan havzadaki ilk petrol yatağı 1911 yılında Mescidi Süleyman
kentinde işletmeye açılmıştır. Havzadaki diğer önemli işletme sahaları arasında 1928’den
itibaren değerlendirilen Haft Gel ile Gah Saran ve 1937’de işletmeye açılan Ağa Jarı
sahalarıdır. Naft Sefid, Neft-i Şah, Bahregan ve Lali diğer önemli petrol alanları olarak
dikkati çeker. İran’da Huzistan havzası dışında Kum kenti civarında da önemli petrol
yatakları bulunmaktadır.
8.3.2. Irak Petrol Havzası
Basra Körfezinin kuzeyinde yer alıp, petrol ihraç eden tek ülke olan Irak petrollerinin
genel olarak iki havzada toplandığı görülmektedir. Bu havzalardan birincisi Bağdat ile
Musul şehirleri arasındaki bölge iken, diğeri Basra Körfezinin batısında yer almaktadır. Bu
bölgenin en zengin petrol yatakları 1927 yılından itibaren işletilmekte olan Kerkük’te yer
almaktadır. Basra Körfezinin kuzeybatısındaki bölge ise Suudi Arabistan petrol havzasının
uzantısı niteliğinde olup, bu havzanın petrolleri ilk defa 1949 yılında Zübeyir işletmesinde
çıkartılmaya başlamıştır. Rumaila bu bölgenin petrol üretiminin gerçekleştirildiği diğer
önemli işletmesini meydana getirmektedir. Irak’da bu üç önemli saha dışında “Karakin”
bölgesinde de petrol bulunmaktadır.
8.3.3. Basra Körfezi Petrol Havzaları
Basra Körfezinin kuzeybatısında Ramaila ve Zübeyir havzalarından başlayan petrol kuşağı
Basra körfezinin batı kıyıları boyunca güneye doğru uzanmaktadır. Kuveyt toprakları
Körfezin önemli petrol rezervlerinin bulunduğu bir bölgedir. Kuveyt’in 1937 yılından beri
üretim yapılan havzası ise Burgan havzası’dır. Kuveyt’te Burgan havzası dışında 1955
yılından beri Mağva ve Ahmedi havzalarında petrol çıkartılmaktadır. Kuveyt’in petrol
yataklarının Basra Körfezine çok yakın olması petrolün nakledilmesi açısından avantaj
sağlamaktadır. Kuveyt’in güneyindeki Wafra havzası petrol rezervi açısından diğer önemli
bir sahadır.
Suudi Arabistan’ın birbirinden çok farklı bölgelerinde petrol havzalarına rastlanmaktadır.
Ülkedeki ilk petrol üretimi 1938 yılında Damman’da gerçekleştirilmiş olmasına rağmen en
önemli havzalar “Gavar Grubu” olarak isimlendirilen Fadhili, Ayn Darve Haradh
sahalarında bulunmaktadır. Gavar Grubunun hemen kuzeyinde yer alan Abkaik havzası da
önemli petrol rezervlerine sahiptir. Abu Hadriye, Katif, Dahran ve Bukka gibi önemli petrol
sahalarına da sahiptir. Suudi Arabistan’ın 40 Km kadar doğusundaki Bahreyn adası da
önemli bir petrol bölgesidir ve 1932 yılından beri işletilmektedir. Bahreyn’in güneyindeki
Katar da zengin petrol bölgesi olup, 1945 yılından beri üretim yapılan Duhan Havzası en
önemli olanıdır. Birleşik Arap Emirlikleri ise petrollerini Abu Dabi, Dubai ve Liva
emirliklerinde yer almaktadır.
8.4. Kuzey Amerika Havzaları
Dünya petrol üretiminin yaklaşık olarak %20’sinin gerçekleştirildiği bu bölgenin
gerek rezervleri gerekse üretim miktarları en fazla olan ülkesi ABD’dir. Ortalama kuyu
derinliklerinin fazla olduğu Kuzey Amerika’da üretilen petrolün yarıdan fazlasını (%54)
çıkartan bu ülkede başlıca beş ayrı petrol havzası bulunur. Bunlar;
8.4.1. Apalaş Havzası
Ülkenin en eski petrol yataklarının bulunduğu havzanın alanı Apalaş dağlarının batı
uzantıları üzerinde Alt Siluriyen’den Karbonifer Devrine kadar farklı jeolojik oluşumlar
gösteren Birinci Jeolojik Zaman arazisinde Apalaş jeosenklinali sahasında oluşmuş zengin
petrol ve doğalgaz yataklarının bulunduğu havzadır.
8.4.2. Orta Kıta ve Petrol Yatakları Havzası
Bu havzalarda petrol kapanı görevini yapan jeolojik seriler, Paleozoik’ten Tersiyer’e kadar
değişebilmektedir. Missisipi ırmağı batısında, Nebraska, Kansas, Oklahoma, New Meksiko,
Teksas ve Lousiana eyaletleri içinde bulunan bu petrol sahası ülkenin en büyük petrol
havzasıdır.
8.4.3. Kayalık Dağları ve Batısı
Kayalık dağları Montana, Wyoming, Utah, Colorado ve New Meksiko eyaletlerine
yayılmış yataklardan, Kayalık Dağlarının Batı’sında ise Kaliforniya eyaletinden
oluşmaktadır.
8.5. Orta ve Güney Amerika Havzaları
Bölgesinin en önemli petrol ülkesi Venezuella’dır. Bu bölgedeki petrol rezervlerinin
yaklaşık %91’ine sahip olan ülkenin petrol rezervleri bugün de en önemli üretim
havzalarından olan, Maracaibo Gölü çevresinde toplanmıştır.
8.6. Avrupa Kıtası Havzaları
Bütünüyle petrol yatakları açısından fakir olan Avrupa Kıtasının en önemli havzası
İngiltere ve Norveç tarafından paylaşılan Kuzey Deniz’indedir.
Avrupa&Avrasya bölgesinin toplam petrol rezervlerinin yaklaşık olarak 2/3’ünden
fazlasına sahip olan Rusya Federasyonu petrollerinin başlıca iki büyük havzada toplandığı
görülmektedir. Bunlar Kafkasya ve Batı Ural bölgelerindeki petrol yataklarıdır.
8.7. Asya Kıtası
Kıtanın en önemli petrol üreticisi olan Çin’in ilk petrol kuyuları Shenshi Bölgesinde
açılmıştır. Uzakdoğu ülkeleri arasında petrol varlığı ile dikkati çeken ülke olarak
Endonezya karşımıza çıkar.
8.8. Afrika Kıtası
Afrika kıtasının petrollerinin dağılışında iki ülkenin diğerlerine göre öne çıktığı
görülür. Bunlar Afrika’daki petrol rezervlerinin %28,4’ünü sahip olan Nijerya ile
%34,6’sını elinde bulunduran Libya’dır.
8.9. Dünya Petrol Rezervlerinin Ülkelere Göre Dağılımı
Dünya petrol rezervlerinin ülkelere göre dağılımı değerlendirilecek olursa dikkati
çeken önemli özeliklerden birinin beklenenin aksine ilk sırayı alan ülkenin Venezüella
olmasıdır.
8.10. Dünya Petrol Üretimi
Petrol üretiminin ilk kez gerçekleştiği 1839 yılından itibaren gerek üretim miktarı
gerek kullanım alanının yaygınlaştığı bilinmektedir. 1900 yılında da üretim, 21,1 milyon
ton olarak gerçekleşmiştir.
8.10.1. Petrol Üretimi
1950 yılı petrol üretimi 10 yıl gibi kısa sayılabilecek bir süre içinde iki kat artarak 1960
yılına gelindiğinde 1 milyar ton düzeyinde gerçekleşmiştir. 1992-1993; 1998-1999;
2001-2002 ve 2008-2009 yıllarında önceki yıla göre daha az petrol üretilmiştir.
8.10.2. Dünya Petrol Üretiminin Bölgelere Göre Dağılımı
Dört milyar tonu aşan dünya petrol üretiminin en önemli miktarını Ortadoğu ülkeleri
gerçekleştirmektedir. 2015 yılı verilerine göre bu bölgede çıkartılan 1412 milyon ton
petrolün yaklaşık %40’ını oluşturan 569 mlyon tonluk kısmını Suudi Arabistan tek başına
gerçekleştirmektedir. 183 milyon ton petrol ile üçüncü, BAE 176 milyon ton ile dördüncü
ve Kuveyt 149 milyon tonluk üretimiyle beşinci sırayı ile almaktadır.
Kuzey Amerika bölgesi 2015 yılı verilerine göre ortalama olarak 910 milyon ton
petrol üreterek, dünya petrol üretimine ortalama %20 civarında katkı sağlamaktadır.
2015 yılında Ortadoğu bölgesinden sonra en fazla petrol üreten ikinci bölge konumundaki
Avrupa ve Avrasya bölgesinin petrol üretimi 850 milyon tona yaklaşmakta ve dünya
petrol üretiminin Ortadoğu’dan sonraki en yüksek payı olan %19’unu
gerçekleştirmektedir.
8.10.3. Dünya Petrol Üretiminin Ülkelere Göre Dağılımı
Güney ve Orta Amerika’da üretilen petrolün yaklaşık 1/3’ünden biraz fazlasını Venezüella
elde ederken, Avrupa ve Avrasya bölgesinde üretilen petrolün %64’ünü Rusya
Federasyonu tek başına gerçekleştirmektedir. Uzakdoğu’da çıkartılan petrolün %54’ünü
Çin sağlamıştır.
8.11. Dünya Petrol Tüketimi
Dünya petrol tüketimi sürekli olarak artma eğilimindedir. Bu zaman diliminde artışın
gerçekleşmediği tek dönem ise, 1980-1985 yılları arasında karşımıza çıkmaktadır.
8.11.1. Dünya Petrol Tüketiminin Bölgelere Göre Dağılımı
Asya Pasifik bölgesi dünya petrol tüketiminin %35’ini yani yaklaşık 1/3’ünü tek başına
gerçekleştirerek ilk sıradaki yerini almıştır. İkinci sırada Kuzey Amerika ve üçüncü sırada
Avrupa ve Avrasya bölgesi yer almaktadır.
8.11.2. Dünya Petrol Tüketiminin Ülkelere Göre Dağılımı
En fazla petrol tüketen ülkeler listesine bakıldığında dikkati çeken özelliklerinden birinin
ABD, Japonya, Güney Kore ve Almanya gibi sanayileşmiş ülkelerin yanı sıra Çin,
Hindistan ve Brezilya gibi gelişmekte olan ülkelerinde yer aldığıdır.
9. ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI
9.1.Enerji Gereksinimi
Dünya enerji tüketiminin artmasında etkili olan nüfus artışı, şehirlerin sayılarının ve bu
şehirlerde yaşayan nüfus miktarının artması, gelişmekte olan ülkelerin artan enerji
talepleri gibi birçok faktöre bağlı olarak, gelecekte de enerjiye olan ihtiyacın
günümüzdekinden fazla olacağı öngörülmektedir. Yeryüzündeki fosil kökenli yakıtların
bilinen rezervleri dikkate alındığında mevcut tüketim hızıyla petrolün 60, doğalgazın 62
ve kömürün de yaklaşık 230 yıl sonra tükenecek olması, fosil yakıtlar dışında yeni enerji
kaynakları arayışı içinde bulunulması gerektiğini ortaya koymaktadır.
Fosil yakıtların enerji üretiminde kullanılmalarıyla ortaya çıkan en önemli çevre sorunu,
yanmanın meydana getirdiği ve küresel ısınmaya yol açan karbondioksit (CO2)
emisyonudur.
İnsanın yürüttüğü çeşitli faaliyetleri sonucu atmosferde biriken ve sera gazı
olarak tanımlanan gazların sebep olduğu olumsuzluklar şunlardır:
• Kirletici gazların atmosferin alt tabakalarında birikmesi
• Kirletici gazların atmosferdeki yoğunluklarının artması
• Güneş ışınlarının atmosfer ve yerküre tarafından emilmesi
• Yer yüzeyinden yansıyan güneş ışınlarının tekrar atmosfere geri dönüş dengesinin
bozulması
• Dünya ikliminin genel özelliklerinin değişmesi
• Kurak devrelerin uzaması, ani fırtınalar, sellerin daha sık yaşanması
9.2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Kullanımını Gerektiren Faktörler
Fosil kökenli yakıtların kullanımından kaynaklanan çevre sorunlarından bütün canlılar az
veya çok etkilenmekte, ekolojik denge bozulmaktadır. Kömürün yakılmasıyla insan
sağlığını yakından ilgilendiren karbondioksit hava kirliliği yaratırken, kükürtdioksit ve
azotdioksit gibi gazlar da, asit yağmurlarına ve küresel ısınmaya neden oldukları iddia
edilmektedir.
9.3. Enerji Üretimi ve Tüketimi
Özellikle 1980’li yıllardan sonra gündeme gelen “Küresel Isınma” veya “İklim
Değişikliği” gibi kavramların, esas olarak fosil yakıt kullanımından kaynaklandığına dair
yaygın kanaat bulunmaktadır. Kömür, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtların kullanımı
sonucu son 150 yılda atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun %116 oranında artarak
global ısınmanın sebebi olduğu bilinir.
Uluslararası Enerji Ajansının verilerine göre, yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen
her bir Kwh enerji karşılığında atmosfere karışan zararlı gazların miktarı, fosil yakıtların
kullanımıyla açığa çıkan zararlı gazlarla kıyaslanmayacak kadar düşük oranlarda
kalmaktadır. Böylece yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artması ve
yaygınlaşmasıyla 1997 yılında imzalanan Kyoto Protokolü hedeflerine varılmasında önemli
katkı sağlanabileceği anlaşılmaktadır.
1992’de yapılan Rio Zirvesi’nin ardından, gelişmiş ülkeler 1992’de Birleşmiş Milletler
İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ni imzaya açmışlardır. Zirveye katılanlar, diğer
ülkelerle çözüm bulmak ve sera gazı emisyonlarını 1990 yıllarındaki seviyenin altına
çekmek için, ülkelerin uyması gereken kuralları belirlemek üzere bir dizi “Taraflar
Konferansı” düzenlemişlerdir. Afganistan, Irak, Somali ve Türkiye gibi bazı ülkeler Rio
anlaşmasını görmezlikten gelerek, bugüne kadar onaylamamışlardır. 1997 yılında yapılan
Kyoto İklim Zirvesi’nde ise ABD, Kanada, Japonya, Avustralya gibi bazı ülkeler kendi
ülkelerinde sera gazı emisyonlarında indirim yapma sorumluluğunu üstlenmek
istememişlerdir. Kyoto Protokolü’ne göre gelişmiş ülkelerin, insan kaynaklı sera gazı
salınımlarını 2008-2012 döneminde, 1990 düzeyinin % 5 gerisine çekmeleri
hedeflenmektedir.
9.4. Alternatif Enerji Kaynakları
Yeryüzünde varlığı bilinen çeşitli kaynaklardan enerji elde edilmesinde tercihler,
mevcudiyet ve maliyet faktörleri dikkate alınarak belirlenmektedir. Güneş enerjisi,
rüzgâr enerjisi, jeotermal enerji, biyomas, deniz, gel-git ve dalga, hidrojen
enerjisi alternatif enerji kaynaklarıdır.
9.4.1. Akarsuların Enerji Potansiyeli
Hidroelektrik potansiyelinin kıtalara göre dağılımı incelendiğinde, en yüksek olanakların
enerji tüketiminin en az gerçekleştiği Afrika Kıtasında bulunduğu görülür. Amerika kıtası
için verilen değerin önemli bir bölümü Kuzey Amerika’ya ait olup, gerçekte Güney
Amerika’nın hidrolik potansiyeli önemli akarsulara sahip olmasına rağmen, oldukça
sınırlıdır. Asya Kıtası ise hidrolik imkânlar açısından zengindir fakat henüz bu olanaklarını
enerji üretiminde değerlendirebilmiş değildir. Bu Kıtada yer alan Çin, Tayland, Kore,
Malezya gibi ülkelerin sanayileşme sürecinde kaydettikleri gelişmelere bağlı olarak,
kıtanın bu potansiyelinden daha fazla yararlanması zorunluluk göstermektedir.
9.4.2. Güneş Enerjisi
Güneş’teki dört hidrojen çekirdeğinin birleşerek bir helyum çekirdeğini meydana getirdiği
olaya füzyon adı verilir. Güneşin çekirdeğinde gerçekleşen füzyon olayı sonucu açığa
çıkan enerji, güneş enerjisinin kaynağını oluşturur.
Güneş enerjisinden yararlanmada karşılaşılan en sık uygulama şekli ise düzlemsel güneş
kollektörleri vasıtasıyla elde edilen ısıyla çeşitli mekânların sıcak su ihtiyacının
sağlanmasıdır. Bu yaygın kullanım şeklinin dışında güneş havuzları, güneş bacaları, güneş
ocakları, güneş pilleri, parabolik oluk ve parabolik çanak sistemleri gibi birçok farklı
yöntem kullanılmaktadır.
9.4.3. Rüzgâr Gücü
Yeryüzünün farklı derecelerde ısınması rüzgârların oluşumuna imkân tanır. Dünyanın en
fazla ısınan bölgesi olan ekvatorda ısınarak, yükselen hava kütlesi belli bir yükseklikten
sonra 30° kuzey ve güney enlemlerinde yoğunlaşan corriolis kuvveti nedeniyle kuzeye ve
güneye doğru sapar. Basınç farkları rüzgârı hızlandırırken, corriolis kuvveti hava
hareketinin yönünü belirleyerek, genel atmosfer sürkülasyonunun oluşumunu sağlar.
Rüzgâr gücünün genellikle düşey eksenli rüzgâr türbinleri vasıtasıyla elektrik
enerjisine dönüştürülmesi, başta Avrupa olmak üzere dünyada hızla yayılmaktadır.
Rüzgâr hızının 3 m/sn ile 25 m/sn aralıklarında esmesi durumunda rüzgâr türbinleri
aracılığıyla elektrik enerjisi üretilebilmektedir. Yapılan bir çalışmaya göre “Dünyanın sahip
olduğu rüzgâr enerjisi potansiyeli yılda 50 000 terawatsaat (TWh/Yıl) olarak
hesaplanmaktadır.
9.4.4. Jeotermal Enerji
Jeotermal enerji, yerkabuğunun derinliklerinde bulunan sıcak suyun çeşitli şekillerde
yeryüzüne çıkartılıp, enerji üretiminde kullanılmasıdır. Sıcaklığı 20°C’den fazla ve
çevresindeki normal yer altı ve yerüstü sularına göre içinde erimiş halde bulunan mineral,
tuz ve gaz oranlarının daha fazla olan sular şeklinde tanımlanan jeotermal enerjinin
kaynağı mağma olduğundan dolayı, yenilenebilir enerji kaynağı olarak değerlendirilir.
Jeotermal enerji yeryüzünün her tarafında aynı yoğunlukta bulunmaz; okyanus ortası
ve rif zonlarında, Filipinler, Japonya, Endonezya, Yeni Zellanda, El Salvador, Nikaragua ve
Şili’de görüldüğü üzere volkanik ada zonlarında ve genç orojenik kuşak (Alp kuşağı)
üzerinde yer alan Fas, Cezayir, İtalya, Eski Yugoslavya, Yunanistan, Türkiye, İran,
Hindistan ve Çin gibi ülkeler jeotermal enerji potansiyeli açısından zengindir. Tektonik
bakımdan çok aktif bir kuşakta yer alan Türkiye, jeotermal enerji potansiyeli bakımından,
sahip olduğu 1000’in üzerindeki kaplıca varlığı da dikkate alındığında, önemli olanaklara
sahiptir. Özellikle, Denizli, Aydın ve Çanakkale’de bulunan ve rezerv sıcaklığı itibariyle
elektrik enerjisi üretimine uygun jeotermal kaynakların bir kısmı değerlendirilmesine
rağmen, potansiyelinin önemli bir bölümünden henüz yararlanmamıştır. Jeotermal
enerjinin kullanımında ilk sırayı ABD alırken, Uzakdoğu ve Orta Amerika ülkeleri daha
sonra gelmektedir. Yeryüzündeki ilk jeotermal enerji santrali ise 1904 yılında İtalya’da
faaliyete geçen ve üretimini hâlâ sürdüren Larderello elektrik santralidir.
9.4.5. Dalga Enerjisi
Kökeni, güneş enerjisinin meydana getirdiği rüzgârlara dayalı olan “Dalga enerjisi, su
parçacıklarının çembersel dönümünden kaynaklanan hız enerjisi ile su parçacıklarının
denge konumundan ayrıldıklarındaki potansiyel enerjilerinin toplamından oluşur. Henüz
küçük ölçeklerde olsa bile, dalgaların gücünden ilk kez elektrik üreten ülke olan
İskoçya’nın Islay adası açıklarında kurulan bir santralda ve Norveç’te bu kaynaktan
yararlanarak elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir.
9.4.6. Med-Cezir Enerjisi
Dünya, Ay ve Güneş arasındaki etkileşimin neden olduğu gel-git dalgaları temiz,
yenilenebilir ve periyodiktir. Med-Cezir hareketine bağlı olarak ortaya çıkan deniz sularının
yükselmesi ve alçalması arasındaki fark yeryüzünün her bölgesinde sabit olmayıp, 0.5-12
metreler arasında değişkenlik gösterir.
9.4.7. Deniz Akıntıları
Bu tip akıntıların bulunduğu önemli alanı İstanbul ve Çanakkale Boğazlarında görülen
deniz akıntıları oluşturur. Karadeniz ile Marmara Denizi arasındaki seviye farkı nedeniyle
Karadeniz’den Marmara Denizi’ne doğru ve Marmara Denizi’nden Ege Denizi yönünde
gerçekleşen akıntılardan yararlanılması mümkündür.
9.4.8. Okyanuslardaki Termik Genlik Enerjisi
Denizlerdeki sulardan enerji elde edilebilmesi konusunda yararlanılabilecek bir diğer
imkânı da derin deniz sularındaki sıcaklık farkı oluşturmaktadır. Verimin çok düşük
oranlarda gerçekleştiği bu yöntemle enerji üretilmesi, temelde sıcaklık farklarını
değerlendiren bir ısı makinesiyle (ısı eşanjörü) mümkündür. İngiltere, Fransa,
Hollanda, İsveç, Tayvan, Hindistan, Japonya ve ABD bu yöntemden ekonomik olarak
enerji üretilebilmesi konusunda ciddi çalışmalar içindedir.
9.4.9. Biyokütle Enerjisi
Bitkilerin fotosentez yoluyla bünyelerinde depoladığı enerji biyomas kaynakların
esasını oluşturur. Biyomas enerji temelde iki kaynağa dayalıdır. Bunlardan birincisini
klâsik biyomas kaynaklar olarak da isimlendirilen bitki ve hayvan atıkları, odun ve odunsu
maddelerden oluşur ki, bunların en fazla bilinenini tezek meydana getirir. İkincisi ise
modern biyomas olarak tanımlanır; bu yöntem ise, enerji ormancılığı ve doğrudan
biyomas enerjisi üretimi için ekilen tatlı sorgum ve miscantus gibi bitkilerinin
yetiştirilmesini gerektirmektedir.
Biyokütle enerjisinin hammaddesini, tarım ve orman ürünlerinin artıkları, evsel atıklar,
her çeşit hayvansal gübreler, sanayi kaynaklı organik atıklar, yosunlar, algler, özel olarak
yetiştirilen nişastalı, yağlı ve şekerli bitkiler oluşturmaktadır. ABD’de tüketilen enerjisinin
%3’ü biyomas kaynaklardan elde edilir.” “Dünya enerji ihtiyacının %15’ini karşılayan
klâsik biyokütle yenilenebilir enerji kaynakları arasında önemli bir yer tutmaktadır.
Özellikle Brezilya şekerkamışından etanol üreterek elde ettiği yakıtı taşıtlarda enerji
kaynağı olarak yoğun bir şekilde kullanmaktadır.
9.4.10. Biyogaz Enerjisi
Gübre, çeşitli bitkilerin atıkları, endüstriyel ve şehirsel organik atıkların oksijensiz
ortamlarda parçalanması sonucu oluşan metan gazının Biyogaz olarak
değerlendirilmesi mümkündür. Oluşan bu gazın enerji değeri de doğalgaza yakın bir
düzeydedir.
9.4.11. Atıkların Enerjisi
Evsel veya sanayi atıklarının enerji üretimi amacıyla değerlendirilmesini cazip hale
getiren, bir taraftan kentlerin ürettiği ve ortadan kaldırılması zorunlu olan bazı katı ve sıvı
organik atıklardan çevre sorunlarına neden olmadan kurtulmak olduğu kadar, bu atıkların
çöp termik santrallerinde yakılarak, ısı, sıcak su, buhar ve elektrik enerjisinin elde
edilmesidir. ABD, Almanya, Belçika, Danimarka, Fransa, İtalya, Hollanda ve İngiltere gibi
Türkiye de çöp termik santrallerinden enerji üretmektedir.
9.5.Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Güçlü Yönleri
1-Yenilenebilir özellik taşımaları nedeniyle sürekli kaynaklardır.
2-Çevre sorunları açısından temiz enerji kaynakları olarak değerlendirilebilirler.
3-Yenilenebilir kaynaklarından enerji üretilebilmesi için ihtiyaç duyulan arazi
genellikle azdır.
4-Yerel kaynaklar olduklarından dışı bağımlı değildir ve çeşitli uluslararası
sorunlardan etkilenmezler.
5-Modüler bir yapıya sahip olduklarından ihtiyaca göre çok küçük kapasitelerden,
büyük ünitelere kadar kurulmaları mümkündür.
6-Kurulum süreleri genellikle kısadır.
7-Sökülmeleri gerektiğinde kolay ve düşük maliyetle gerçekleşmektedir.
9.6. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Zayıf Yönleri
1-İlk kurulum masrafları genellikle yüksektir.
2-Kesintili enerji kaynaklarıdır.
3-Üretilen enerji depolanamaz.
10.GÜNEŞ ENERJİSİ
10.1. Güneşin Bazı Özellikleri
Bilinen enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında güneş enerjisinin yayınık olması nedeniyle
yüksek derecelerde sıcaklık elde etmek için yoğunlaştırılması gerekmektedir. Güneş
enerjisini mekanik ve elektrik enerjisine uygun bir verimlilik oranıyla çevirmek
mümkündür. Ayrıca güneş enerjisi fotosentetik ve fotokimyasal tepkimeleri başlatmak için
gereken özelliklere de sahibtir. Yarı iletkenlerde fotoelektrik ve termoelektrik etkileri
kullanarak güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek de imkan
dahilindedir. Bilinen enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında güneş enerjisinin yayınık
olması nedeniyle, yüksek derecelerde sıcaklık elde etmek için yoğunlaştırılması
gerekmektedir.
10.2. Güneş Enerjisinden Yararlanmanın Tarihçesi
Güneş enerjisinden yararlanma konusunda çalışmalar 1600 yılında Galile’nin merceği
bulmasıyla artmıştır. İlk defa Fransa’da Belidor (1725) tarafından güneş enerjisiyle çalışan
bir pompa yapılmıştır. 1870 yılında John Ericson, güneşli sıcak hava motorunu yaparak
patentini almıştır. 19. Yüzyılda güneş enerjisi buhar üretmek için kullanılmış ve buharlı
makine yapılmıştır.
Güneş enerjisinden yararlanma çabalarının 17. yüzyıldan sonra giderek arttığı
görülmektedir. Fizikçi A. Kircher ’in Archimed’in yakıcı aynalar işlemini odun yığınlarını
tutuşturarak deneysel biçimde kanıtlaması, güneş enerjisinden yararlanma konusunda
yeni bir başlangıç noktası olarak kabul edilmektedir. N. Saussure 18.YY’da ısı kutusu
denilen ilk güneş pişiricisini geliştirmiştir. 19.YY’da gerçekleştirilen Ümit Burnu gezisinde
de John F. Herschel güneşli pişiriciyle yemek pişirmişti. Çelik endüstrisinin ünlü ismi Sir
Henry Bessemer’in demir ergitebilmek için güneş fırını yaptığı bilinmektedir. 1954 yılında
ise ABD’de Bell Telefon laboratuvarlarında ilk fotovoltaik güneş pili yapılma başarısına
ulaşıldı.
10.3. Güneş Enerjisinin Kaynağı ve Oluşumu
Yeryüzündeki hayatın kaynağı ve bütün enerji kaynaklarının kökeni güneşe dayanır.
Yeryüzüne düşen güneş ışınlarının miktarı üzerinde etkili olan faktörler Bakı şartları,
yükselti, denizlere yakınlık veya uzaklık, bitki örtüsü, eğim, bulutluluk,
kayaçların petrografik özellikleridir.
Yeryüzüne düşen güneş enerjisi miktarlarını saptamak üzere yapılan bazı çalışmalarda
çöllerde yılda ortalama olarak m2’ye 2000-2500 kwh, orta enlemlerde ise 1000-1500 kwh
civarında enerji düştüğü hesaplanmaktadır. Güneş enerjisinden yararlanmaya en uygun,
Ekvator’un yaklaşık 40 derece kuzey ve 40 derece güney enlemleri arasında olan bölgeye
güneş etki kuşağı adı verilir.
10.4. Güneş Işınlarının Şiddeti ve Süresi Üzerinde Rol Oynayan Faktörler
10.4.1. Güneş Enerjisi Azalıp Çoğalması
Güneş üzerindeki lekelerin azalıp, çoğalması yeryüzüne gelen güneş ışınlarının şiddeti
üzerinde etkilidir. Güneşteki lekelerin artması yeryüzüne gelen ışınların fazlalaşmasına,
azalması ise dünyaya gelen güneş ışınlarının zayıflamasına yol açmaktadır.
10.4.2. Dünyanın Güneşe Olan Mesafesinin Değişmesi
Belirli bir sürede belirli bir alana gelen güneş enerjisi miktarına radyasyon şiddeti denir.
Radyasyon şiddeti ise; güneş ile dünya arasındaki mesafenin karesiyle ters
Radyasyon şiddeti üzerinde etki etmesi bakımından dünyanın üç türlü hareketi
bulunmaktadır.
10.4.3. Rotasyon
Dünyanın kendi ekseni etrafından dönmesinden kaynaklanan harekete rotasyon denir.
Rotasyonun etki ettiği faktörler şunlardır:
1-Gece-gündüz oluşması
2-Güneş ışınlarının geliş açısının günün her saatinde değişmesi
3-Günlük sıcaklık farklarının oluşarak, örneğin meltem rüzgârlarının meydana gelmesi
4-Sürekli rüzgârların esme yönünde sapmalar meydana gelmesi
5-Dinamik basınç merkezlerinin varlığına neden olarak yeryüzünün aldığı güneş enerjisi
miktarı
10.4.4. Revulasyon
Dünyanın, uzunluğu 939 milyon km’yi bulan güneş etrafındaki yörüngesini bir yılda
tamamlaması olayıdır. Yörüngenin elips şekilli olmasına bağlı olarak dünyanın güneşe olan
uzaklığı sürekli olarak değişkenlik göstermektedir. Dünyanın güneşe en yakın olduğu
konumundaki mesafe 147 milyon km iken, en uzak olduğu andaki mesafesi 152 milyon
km’dir.
10.4.5. Dünya Ekseninin Eğik Olması
Eksen eğikliğine bağlı olarak güneş ışınları her zaman yeryüzüne dik açıyla gelmez.
Dünya ekseninin eğik olmasının neden olduğu süreçler;
1-Mevsimlerin oluşması ve aynı tarihlerde kuzey ve güney yarımkürelerde farklı
mevsim yaşanması
2-Dik açıdan uzaklaşan güneş ışınları ise daha geniş alana yayıldıklarından, radyasyon
şiddetinin azalması ancak güneşlenme süresinin artması
3- Gece gündüz uzunluğunun en az ekvatorda olmak üzere sürekli değişmesi
4- Kutuplara doğru gidildikçe gece gündüz değişiminin artması
5- Kutup bölgelerinde 24 saatten uzun gece ve gündüzlerin oluşmasına neden olması
10.4.6. Güneşlenme Süresinin Uzunluğu
Yeryüzünün herhangi bir yerine düşen güneş enerjisi miktarı, güneşlenme süresiyle
orantılıdır. Güneşlenme süresi ise enleme ve mevsimlere göre farklılık göstermektedir.
Güneşlenme süresi ekvatorda 12 saat, ılıman bölgelerin güneşlenme süresi ortalama
olarak 6-7 saat, tropikal bölgelerde ise 7-8 saati bulmakta hatta 10 saate kadar
ulaşabilmektedir.
10.5. Güneş Işınları Üzerinde Atmosferin Etkisi
Atmosfer, güneşten gelen ışınların tamamının yeryüzüne ulaşmasına izin vermez. Yüksek
enerji taşıyan infrarüj ışınlarının ancak %50’si atmosfere girmeden tutulur. Atmosferin
yeryüzüne yakın son 20 km’si içinde ilerleyen güneş ışınlarının %25’i yayılma, %37’si
yansıma ve %6’sı emilmeye bağlı olarak kayba uğrar. %37’si refleksiyon (yansıma)
sonucu yeryüzüne ulaşamaz.
10.6. Güneşlenme Süresinin Ölçülmesi
Yapılan değerlendirmeler yıllık 2000 saat ve daha fazla güneşlenme süresi bulunan
sahalarda güneş enerjisinden ekonomik olarak yararlanmanın mümkün olduğunu ortaya
koymaktadır. Güneş termik santrallerin kuruluş yeri olarak genellikle m2’ye 2-2,5 Kwh
güneş enerjisinin düştüğü yeryüzünün kurak ve yarıkurak bölgelerinin ön plana çıktığı
belirtilmelidir. Bu tür santrallerin verimli ve ekonomik olarak faaliyet gösterebilecekleri
yerler arasında ABD’nin güneybatısı, Meksika, Güney Amerika’da Arjantin, Şili ve
Brezilya’nın bazı bölgeleri, Orta Doğu, Avrupa’nın doğusunda Türkiye’den başlayıp, orta
Asya üzerinden Çin’e kadar uzanan geniş bir kuşak, Afrika’nın kuzeyi ve güneyinde yer
alan ülkelerin önemli bir kısmında ve Avustralya en uygun bölgeler olarak ortaya
çıkmaktadır.
10.7. Güneş Enerjisinden Yararlanma Sistemleri
Güneş enerjisinden yararlanmada kullanılan yöntem, malzeme ve teknolojik çeşitlilik
bulunmakla birlikte bu sistemleri üç ana grubta toplamak mümkündür. Bunların birincisi
güneş enerjisinden düşük sıcaklık elde edilmesinde kullanılan sistemler, ikincisi güneş
ışınlarını yoğunlaştırarak elektrik üreten sistemler ve üçüncüsü de güneş ışınlarından
doğrudan elektrik üreten sistemlerdir.
10.7.1 Güneş Enerjisiyle Düşük Sıcaklıkların Elde Edilmesinde Kullanılan
Sistemler
Düşük sıcaklıkların elde edilmesinde kullanılan birbirinden farklı birçok yöntem
bulunmasına rağmen, bunlar arasında en yaygın olarak kullanılanlar “Güneş Kollektörleri”
olarak isimlendirilmekte ve birkaç farklı tipi bulunmaktadır.
10.7.1.1. Güneş Kollektörleri
10.7.1.1.1. Vakum Borulu Kollektörler
Bu sistem vakum borulu cam borular ve borular içinde bulunan soğuruculardan
(absorber) meydana gelmektedir. Düzlemsel kollektörlerin kullanıldığı yerlerde ve ayrıca
yiyecek dondurma, bina soğutma gibi daha geniş bir yelpazede kullanılabilirler.
10.7.1.1.2. Düz Kollektörler
Düzlemsel güneş kollektörleri olarak da bilinen bu sistem, bir tür düz ayna olup, 80 °C’ye
kadar sıcaklık elde edilebilmekte ve özellikle de evlerde sıcak su temin edilmesi gayesiyle
kullanılmaktadırlarBbu kullanım alanı dışında kalorifer yoluyla iç mekanların ve seraların
ısıtılmasında, tarım ürünlerinin bazılarının kurutulmasında, yüzme havuzlarının
ısıtılmasında ve sanayi tesisleri için sıcak su sağlanmasında da değerlendirilirler. Özellikle
Akdeniz ve Ege bölgelerinde pek çok binanın üzerinde gördüğümüz güneş kollektörleri,
sıcak su temininde değerlendirilmektedir.
10.7.1.2. Güneş Havuzları
Güneş havuzları, emilen güneş radyasyonunu ortalama %20 verimle ısıya çevirir. Güneş
havuzlarından uzun vadede enerji depolama potansiyelinin avantajlarından faydalanarak,
endüstrinin ihtiyaç duyduğu değişik sıcaklıklardaki suyun sağlanmasında veya yüzey
ısıtılması konularında yararlanılabilir. Güneş havuzları konusunda en fazla İsrail'de çalışma
ve uygulama yapılmıştır.
10.7.1.3. Havuzlarda Su Damıtma Sistemleri
Güneş ışınımı yüksek olan deniz kıyılarındaki bölgelerde veya adalarda, su sıkıntısının
bulunması durumunda ihtiyaç duyulan tatlı suyun temin edilmesinde güneş enerjili
damıtma sistemlerinden yararlanılabilir. Deniz suyundan tatlı su üretiminde faydalanılan
geleneksel sistemlerin işletme maliyetlerinin yüksek oluşu, hava kirliliğine yol açmaları,
pahalı ve hassas cihazlar kullanma zorunluluğu gibi olumsuz yönlerinin varlığı
bilinmektedir.
10.7.1.4. Güneş Enerjisiyle Konutların Pasif Olarak Isıtılması
Güneş enerjisinden dolaylı olarak yararlanmanın hedeflendiği bu sistemde, daha çok
binaların mimari özellikleri tasarlanırken, güneş enerjisinden maksimum fayda
sağlanabilmesi için bazı değişikliklerin yapılması söz konusudur. Güneş evleri “Aktif” ve
“Pasif” sistemlere bağlı olarak dizayn edilebilmektedir. Güneş enerjisiyle konutların pasif
olarak ısıtılması sisteminde, binaların ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarının ortalama olarak %
50’sini kaçını sağlaması mümkündür.
10.7.1.4.1 Güneş Mimarisinin Temel Özellikleri
a- Enerji, güneş radyasyonu veya güneş enerjisinin türevlerinden karşılanır,
b- Bu mimari tarzda güneş enerjisinin yanısıra diğer iklim elemanları olan nem, rüzgâr ve
sıcaklık gibi parametreler de dikkate alınır,
c- Bu sistemde aktif ve pasif ısınma sistemleri tek tek değerlendirilebileceği gibi her
ikisinden birden de yararlanılabilir,
d- Bu sistemin ileri aşamalarında güneş pilleri ve güneş kollektörlerinin de
değerlendirilmesi mümkündür,
e- Bu tür uygulamalarla, binalarda ticari enerji tüketimi en aza indirildiği gibi çevre
değerlerinden maksimum yararlanıldığından, doğaya verilen zarar en az olduğu gibi en
ekonomik sistem olarak da dikkat çekmektedir.
10.7.1.5. Seralar
Seralar güneşli gün sayısının fazla olduğu bölgelerde güvenle kullanılabilirler. Ülkemizde
başta Akdeniz Bölgesi olmak üzere Ege ve Marmara Bölgelerinde de seralara
rastlanmaktadır.
10.7.1.6. Kurutma
Kurutma, özellikle gıda, kimya, seramik, kağıt, tekstil ve deri sanayilerinin sıklıkla
başvurduğu yöntemlerden birisidir. Yiyecek ve tarım ürünlerinin kurutulması güneş
enerjisinden yararlanmanın bilinen en eski şeklidir.
10.7.1.7. Güneş Ocakları
Güneş ocaklarının yaygın olarak kullanıldığı ülkeler Hindistan, Pakistan, Çin,
Kenya’dır. Çin’de bugün 400.000’den fazla güneş ocağı kullanılmaktadır.
10.7.1.8. Su pompalanması
Sulama için pompalama gereksiniminin mevsimlik karakterde olması aynı zamanda
sulama yapılmayan mevsimlerde toplanan ısının diğer tarım veya ev gereksinimlerinin
karşılanmasında kullanılmasına imkan verecektir. Güneş pompalarının büyük bir kısmı
güneş pilli veya termal tipindedir.
10.7.1.9. Mekanik Güç Üretimi
Termodinamik çevirim makinalarından alınan mekanik gücün, doğrudan kullanımı da
mümkündür ve değirmencilik, su pompalama ve küçük atölyelerdeki makinelerin hareketi
bu yolla gerçekleştirilebilir. Mekanik enerjiyi depolamanın en iyi yolu havayı sıkıştırmak
veya su yüzeyini yükseltmek şeklinde olabilir.
11. GÜNEŞ ENERJİSİNDEN ELEKTRİK ÜRETİM YÖNTEMLERİ
11.1. Yoğunlaştırıcı Sistemlerle Elektrik Üretim Yöntemleri
Güneş enerjisiyle elektrik üretiminde başlıca iki sistem kullanılmıştır. Bunlardan birincisi,
güneş enerjisini direkt olarak elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik sistemlerdir. Fakat
güneş pillerinin kullanılmaya başlamasından bugüne kadar geçen süre içinde fotovoltaik
sistem uygulamalarının artışına rağmen, teknolojisinin karmaşıklığı ve maliyetinin
yüksek oluşu, arzu edilen büyük miktarlarda elektrik üretimi için yetersiz olduğunu
ortaya çıkarmıştır.
İkincisi ise, güneş enerjisinin yoğunlaştırıcı sistemler kullanılarak odaklanması sonucunda
elde edilen kızgın buhardan konvansiyonel yöntemlerle elektrik üretimidir. Güneş termal
enerji santralleri, birincil enerji kaynağı olarak güneş enerjisini kullanan elektrik üretim
sistemleridir.
Güneş enerjisinden elektrik üretiminin teknolojik olarak gerçekleşememesinin önünde
herhangi bir engel bulunmamakla birlikte, engel teknolojik değil ekonomiktir.
Güneş termal güç santrallerinin tasarımında dikkate alınması gereken en önemli
parametreler şunlardır:
1-Bölge seçimi
2-Güneş enerjisi ve iklim değerlendirmesi
3-Parametrelerin optimizasyonu
Hem güneş enerjisinden hem de güneşin olmadığı durumlarda petrol veya doğalgaz gibi
herhangi bir fosil enerji kaynağı kullanılarak, kabul edilebilir maliyetle elektrik üretiminin
gerçekleştirilmesine çalışılan sistem hibrid sistem’dir.
Termik güneş güç santrallarının temel işleyişi, bir akışkanın güneş radyasyonuyla
ısıtılarak buharlaştırılması ve buharın bir turbo-jeneratör vasıtasıyla elektrik
üretilmesi şeklindedir. Termik güneş santrallerinde ısı transfer akışkanı olarak kullanılan
sıvı yağ’dır.
Güneş enerjisini yoğunlaştırarak elektrik üreten sistemler Parabolik Oluk Kollektörü,
Merkezi Alıcı Sistemi ve Parabolik Çanak Sistemi’dir.
11.1.1. Parabolik Oluk Kollektörler
Bu yöntem, güneş radyasyonunun bütün yayılan kısmının sistemce toplanmasını
gerektirmektedir. Bu yüzden direkt güneş ışınlarının mümkün olan en yüksek oranda
kullanılabilmesi temel hedeftir. Bu sistem güneşin doğudan batıya doğru olan hareketini
izlediğinden 350-400C’lik sıcaklıklar elde edilebilir.
11.1.2. Parabolik Çanak Sistemler
İki eksende daima güneşi takip ederek, güneş ışınlarını odaklama merkezinde
yoğunlaştıran sistemlerdir. Bu sistemde 600-700°C sıcaklıklar elde edilebilirken, verim
%30 düzeyinde gerçekleşmektedir.
11.1.3. Merkezi Alıcı Sistemler
Merkezi alıcı sistemler esas olarak iki üniteden meydana gelmektedir. Bunlar alıcıyı
taşıyan bir kule ve güneş ışınlarını alıcıya yansıtacak, kuleyi çevreleyecek biçimde
yerleştirilmiş aynalardan (heliostat) oluşmaktadır. Bu yöntem, çok sayıda hareketli
aynalar sisteminden ibaret olup, merkezi toplayıcı güneş kulesi vasıtasıyla, güneşten
sağlanan enerjiyle sıcaklık 350°C’den 6000°C’ye kadar yükselebilir. Bu sistemde ısı
aktarım akışkanı olarak hava da kullanılabilir, bu durumda elde edilebilen sıcaklık ancak
800°C'ye ulaşabilir.
11.2. Güneş Bacaları
Bu yöntemde güneşin ısı etkisinden dolayı oluşan hava hareketinden yararlanılarak
elektrik üretimi gerçekleştirmek amaçlanmaktadır. Bir tesisin gücü 30-100 MW arasında
olabilir.
11.3. Güneş Pilleriyle Enerji Üretim Yöntemleri
Güneş ışığının doğrudan doğruya elektriğe dönüştürülebileceği, Fransız kimyager
Becquerel tarafından 1839 yılında keşfedilmiştir. 1893 yılında ise selenyum elementinin
keşfedilmesiyle güneş ışığının yüzde biri elektriğe dönüştürülmüş, 1950'lerde
Amerika'daki Bell Laboratuvarlarında silikon güneş pilleri üzerinde çalışılmaya
başlanmıştır.
11.3.1. Güneş Pili Santralleriyle Elektrik Üretimi
Güneş pili santralları olarak, 1982′de Kaliforniya’da 1 MW’lık Edison Lugo photovoltaik
(PV) Santralı kurulmuş, bunu Los Angales-San Francisco arasında kurulan 6,5 MW’lık
Carissa Plains Santralı izlemiştir. 1984 yılında ilk ve tek ticari Güneş Termik Santrali ABDLuz Santrali’ndeydi.
Enerji üretiminde güneş pillerinden yararlanmada, 2012 yılı dünya toplam kurulu
gücünün %69’u Avrupa kıtasında bulunur. 2015 yılı verilerine göre, Dünya Güneş Pili
kurulu kapasitesinin ülkelere göre dağılımı incelendiğinde, ilk sırada Çin, ikinci sırada
Almanya, üçüncü sırada Japonya yer almaktadır.
Güneş pillerinin verimi, yapımında kullanılan malzemenin cinsine göre değişiklik
göstermektedir. Verimler;
1-Tek kristalli yapılarda %15-17,5,
2-Çok kristalli yapılarda %12-14,
3-Silisyumlu yapılarda %5-8 arasında değişmektedir.
12. RÜZGÂR GÜCÜ
12.1. Rüzgâr Gücünden Yararlanmanın Tarihçesi
Rüzgâr gücünden enerji üretimine yönelik çalışmalar 19.YY’ın sonlarında Danimarka’da
başlatılmış ve 1894 yılında rüzgâr gücünden ilk kez elektrik üretimi gerçekleştirilmiştir.
1980’li yıllardan sonra eski tip rüzgâr jeneratörlerinin yerini, modern rüzgâr türbinleri
almıştır.
12.2. Yeryüzünün Genel Atmosfer Sirkülasyonu Ve Rüzgârlar
İnsan ve faaliyetlerini etkileyen iki türlü rüzgâr sisteminden söz etmek
mümkündür:
1.Hakim Rüzgârlar: Belirli yön veya yönlerden devamlı olarak esen rüzgârlardır.
2.Geçici Hava Hareketleri: Bu tip hava hareketlerinin kaynağını cepheler
oluşturduğundan sürekliliği bulunmayan rüzgârlar olarak karşımıza çıkar.
12.3. Rüzgârın Hızı ve Yönü Üzerinde Etkili Olan Faktörler
Rüzgârların oluşumuna neden olan temel faktör basınç farklılıkları olup, rüzgâr
yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru eser.
12.3.1. Basınç Gradyanı
Gradyanın etkisi basınç değeri ile orantılı olarak değişir. Gradyan ne kadar kuvvetli ise,
etki o kadar fazladır ve rüzgârın izobarlara dik olarak esmesine sebep olur. Bu tip
rüzgârlara Barostrofik veya Ageostrofik rüzgârlar adı verilir. Fakat yeryüzünün sınırlı
alanlarında Ageostrofik rüzgârlara rastlanılır. Kara ve deniz meltemleri, dağ ve vadi
meltemleri bu tip rüzgârlara örnek olarak gösterilebilir.
12.3.2. Koriyolis Kuvveti
Havanın yoğunluğu rüzgârın hızı, dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesi ve coğrafi
enleme bağlı olarak yeryüzünün her noktasında farklıdır ve enlem derecesi fazlalaştıkça
koriyolis kuvvetinin etkisi artmaktadır. Koriyolis kuvveti ise, ekvatorda sıfır iken,
kutuplarda maksimumdur. Koriyolis kuvveti ve gradyan tarafından yönü değişen rüzgârlar
Geostrofik Rüzgâr (sapmış rüzgâr) olarak isimlendirilir.
12.3.3. Merkezkaç Kuvvetinin Etkisi
Merkezkaç kuvveti, dönme hareketinin merkezi kısmından, dışarıya doğru radyal
olarak etki eder ve dönüş yörüngesinin yarıçapı küçülüp, dönüş hızı arttıkça etkisi
fazlalaşır. Merkezkaç kuvveti, ancak izobar eğrilerinin kavisli olduğu sahalarda kendini
gösterir. Örneğin tropikal siklonlarda merkezkaç kuvvetinin etkisi maksimumdur.
12.3.4. Delk Etkisi
Esmekte olan rüzgârın zemine teması sonucu hızının azalması ve yönünün değişmesine
neden olan delk’in etkisidir.
12.3.5. Yerel Şartlar
Rüzgâr yönü ve şiddeti üzerinde yerel şartların etkisi genellikle morfolojiye bağlı
olarak birkaç farklı şekilde gerçekleşir. Bunlar;
12.3.5.1. Kıyının Etkisi
Kara ve denizlerin gün içindeki farklı ısınmalarına bağlı olarak meydana gelen
Meltem Rüzgârları kıyının rüzgâr üzerindeki en karakteristik örneğidir.Yeryüzünün sıcak
bölgelerinde ve orta kuşakta yaz mevsiminde etkili olur.
12.3.5.2. Yamaçların Etkisi
Gündüz fazla ısınan yamaçtaki veya vadi tabanındaki hava yükselirken, geceleri yamaçlar
üzerindeki hava çok soğuk, dolayısıyla daha ağır olduğundan yamacın eğimine uygun
olarak vadi tabanındaki sıcak havanın altına doğru harekete geçmesiyle oluşan
rüzgârlardır. Bu tip rüzgârlar sığ rüzgârlar olarak da tanımlanmaktadırlar.
12.3.5.3. Dağ ve Vadi Meltemleri
Vadiler boyunca esen rüzgârlar olup, yamaç rüzgârlarına göre daha geniş alanda etkili
oldukları söylenebilir. Vadinin yukarı ve aşağı mecralarının farklı derecede ısınmalarına
bağlı olarak meydana gelirler.
12.3.5.4. Drenaj Rüzgârları
Etrafı yüksek dağlarla çevrili plato alanlarında rastlanan rüzgârlardır. Bu tip rüzgârlara bir
dereceye kadar Katabatik rüzgârlar da denir.
12.4. Genel Rüzgâr Sirkülasyonu
Yeryüzünde hakim rüzgârların oluşumlarında ekvatoral bölge ile kutup bölgelerinin farklı
derecede ısınmaları temel rol oynar. Rüzgârlar bu iki bölge arasında sıcaklık farkını
ortadan kaldırmak üzere meydana gelirler.
Rüzgâr gücünden enerji üretimi konusunda birinci derecede değerlendirilen rüzgârlar
zemine yakın seviyelerde görülen rüzgârlardır. Ekvatoral kuşak yıl boyunca sürekli olarak
alçak basınç sahası konumundadır. Kış mevsiminde bu alçak basınç kuşağı özellikle Afrika
ve Asya kıtalarında ekvator hattının biraz daha kuzeyindedir. Bu kuşak denizleri üzerinde
doldrum olarak isimlendirilen sıcak ve sakin alanlara rastlanmaktadır.
12.5. Rüzgâr Enerji Santrali Kurulumuna Uygun Alanların Belirlenmesi
Rüzgâr gücünden yararlanılarak üretilebilecek enerji miktarının hesaplanmasında
kullanılan en önemli veriyi rüzgâr hızı oluşturmaktadır.
12.6. Dünya Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli
Uluslararası enerji ajansının çalışmalarına göre yeryüzünde yılda 53 000 TWh elektrik
üretilebilecek kadar rüzgâr gücü bulunmaktadır. Bu alanlar 50° kuzey ve 50° güney
enlemleri arasında bulunmaktadır.
ölçümlere gerek duyulmaktadır.
Rüzgar enerji potansiyel gücü bakımından ilk sırada Kuzey Amerika yer alırken; ikinci
sırada Afrika yer alır. Kuzey Amerika’nın sahip olduğu rüzgâr enerjisi potansiyeli 14 000
TWh’dır.
Rüzgar enerji potansiyelinin ülkelere göre dağılımı incelendiğinde Türkiye’nin 166 TWh ile
ilk sırada, İngiltere’nin yıllık 114 TWh kapasitesiyle ikinci sırada, üçüncü sırada ise yılda
86 TWh ile İspanya ve İspanya’nın hemen arkasından yılda 85 TWh’lik üretim
kapasitesiyle Fransa’nın yer aldığı görülür.
12.7. Rüzgâr Gücünden Elektrik Üretimi
1998-2012 yıları arasında rüzgâr santrallerinin büyüme oranı son yıllarda azalma
göstermiş olmasına rağmen, en az 2012 yılında %19,2 ve en çok 1999 yılında %41,7
olmak üzere ortalama %27,5 olarak gerçekleşmiştir.
12.8. Rüzgâr Enerjisinden Yararlanmanın Kıtalara Göre Dağılımı
2015 yılı verilerine göre rüzgâr enerjisinden yararlanmanın kıtalara göre dağılımı
incelendiğinde, Asya kıtasının ilk sırada aldığı, Okyanusya kıtasının ise sadece %1’lik bir
orana sahip olduğu görülür.
12.8. Rüzgâr Enerjisinden Yararlanmanın Kıtalara Göre Dağılımı
12.8.1. Avrupa Kıtası
Rüzgâr gücünden enerji üretimi söz konusu olduğunda ilk bakışta dikkati çeken,
Avrupa Kıtasının, bu kaynaktan en fazla yararlandığıdır. Almanya ve İspanya, Avrupa’da
kurulu rüzgâr gücü en yüksek olan ve yatırımlarını sürekli olarak arttıran ülkeler iken,
İngiltere, İtalya, Portekiz ve Fransa da rüzgâr enerji santrallerinin gelişim hızı en fazla
olan ülkeler olarak dikkat çekmektedir.
12.8.2. Amerika Kıtası
Amerika Kıtasındaki kurulu rüzgâr gücünün hemen hemen tamamına yakınının (%84)
Kuzey Amerika’da bulunduğu belirtilmelidir. Geçmiş yıllardaki durgunluğunu son bir-iki
yılda üzerinden atan ABD, gerek kuzey gerekse güney Amerika ülkelerinin öncüsü olma
konumundadır.
12.8.3. Asya Kıtası
Dünya rüzgâr enerjisi kurulu gücüne katkısı her geçen yıl artan Asya Kıtasında Çin ve
Hindistan eksenli bir gelişim olduğu söylenebilir. Asya kıtasında rüzgar enerjisine yatırım
yapan ülkeler Çin, Hindistan, Japonya, Kore, Pakistan gibi ülkelerdir.
12.8.4. Okyanusya Kıtası
Avustralya’nın ulaştığı rüzgâr enerjisi kurulu gücü Okyanusya Kıtasının % 87’sini
oluşturmasıyla da dikkat çekmektedir.
12.8.5. Afrika Kıtası
Güney Afrika Cumhuriyeti Büyük Sahra çölünün güneyinde elektrik üretimine yönelik bazı
rüzgâr enerji santralleri kurmuştur. Kıtanın kuzeyinde ise Mısır, Tunus ve Fas’ın bazı
rüzgâr enerjisi henüz gelişme safhasındadır ve gelecekte bu alanda daha etkili olmayı
planladıkları bilinmektedir.
12.9. Rüzgâr Enerjisi Kurulu Gücünün Ülkelere Göre Dağılımı
Rüzgâr enerjisinden elektrik üretimini ülkeler ölçeğinde değerlendirilirse dünya kurulu
gücünün yaklaşık %34’üne sahip olan Çin’in ilk sırayı aldığı, ikinci sıradaki ABD’nin dünya
kurulu gücünün %17’sine sahip olduğu görülmektedir.
12.10. Rüzgâr Gücüyle Enerji Üretiminin Bazı Özellikleri
Bilinen enerji kaynakları arasında gelişim oranı en fazla olanı büyüme hızı ortalaması
yıllara göre değişmekle birlikte ortalama olarak %25-30 arasında değişen rüzgâr
enerjisidir.
Çin bir önceki yıla göre %26,6 oranında rüzgâr enerji santrallerinin kapasitesini
arttırmıştır. 2014-2015 yılında rüzgar enerjisini %5850 gibi önemli bir oranda arttıran
ülke ise Ürdün’dür.
13. JEOTERMAL ENERJİNİN ÖZELLİKLERİ VE ENERJİ ÜRETİMİ
13.1. Jeotermal Enerjiden Yararlanmanın Tarihsel Gelişimi
Geçmişte jeotermal kaynaklardan yararlanmanın izlerini özellikte ülkemizde takip etmek
mümkündür. Denizli Pamukkale’deki Hierapolis antik kenti buna en iyi örnektir.
Japonya’da kaplıca geleneğinin yaygınlaşması 7.YY’da gerçekleşirken, Fransa’da köylüler
doğal sıcak suyla evlerini ısıtmaya 14. yy’da başlamışlardır. Jeotermal kaynaklardan
endüstriyel anlamda ilk yararlanma 19.YY’ın başlarında, 1827 yılında İtalya’da Larderello
bölgesindeki jeotermal kaynaklar ile değerlendirilmiş ve 1904 yılında ilk kez jeotermal
buhardan elektrik üretimi yine bu sahada gerçekleştirilmiştir. 1860’lı yıllarda da ABD’nin
Kaliforniya eyaletinde “The Gaysers” bölgesindeki jeotermal kaynağını değerlendirmeye
yönelik tesisler açılmıştır. Japonya’daki ilk jeotermal kuyular ise 1919 yılında Beppu’da
faaliyete geçmiştir. 1930’lu yıllardan sonra jeotermal enerji kaynakları İzlanda’nın
Reykjavik kentinde ısıtma amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. 1945 yılında ABD’de
jeotermal kaynaklar buzlanmaya karşı yer ısıtılmasında ve seralarda kullanılmaya
başlandıktan sonra New Meksiko eyaletinde jeotermal kaynağın başka bir versiyonu olan
“Kızgın Kuru Kaya”lardan enerji elde edilmesine yönelik testlere başlanmıştır.
13.2. Jeotermal Enerjinin Kaynağı
Jeotermal enerji; yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde mevcut yeraltı ısısının oluşturduğu,
sıcaklığı sürekli olarak bölgesel atmosferik sıcaklığının üzerinde olan ve bileşimlerinde,
çevresindeki normal yer altı ve yerüstü sularına oranla daha fazla erimiş mineral, çeşitli
tuzlar ve gazlar içeren sıcak su veya buhar olarak tanımlanabilir. Jeotermal enerjinin
varlığını hazırlayan süreçlerin gerçekleştiği yerkabuğu litosferdir.
13.3. Jeotermal Sistem
Gözenekli ve çatlaklı yapıdaki jeotermal rezervuarın bünyesinde bulunan sıcaklık, yayılma
ve iletme yoluyla kaybedilmesine rağmen, doğal yollarla sürekli olarak ısıtıldığından,
kaybettiği enerjiyi kazanmakta ve jeolojik devirler boyunca jeotermal kaynak olma
niteliğini koruyabilmektedir. Bu mekanizma, esas olarak sıvının sıcaklığı iletmesi
prensibine dayalı olarak gerçekleşmekte, sıvının hareket etmesini ise sıcaklık
sağlamaktadır.
13.4. Jeotermal Enerji Kaynaklarının Bulunabileceği Bölgeler
13.4.1. Normal Isı Gradyanlı Bölgeler
Normal şartlarda yerkabuğunun sıcaklığı her 100 m’de 2,5-3°C artar. Bunun
üzerindeki sıcaklık ortalamalarına sahip bölgelerde, diğer şartların da uygun olması
durumunda, jeotermal kaynaklar meydana gelebilir. Yeryüzeyinden derine inildikçe
sıcaklığın her 100 metrede 70°C artması durumunda bu bölgeler yarı termal, sıcaklık
artışının 70°C’nin üzerinde gerçekleşmesi halinde ise hipertermal bölge olarak
isimlendirilir. Volkanizma faaliyetlerinin bulunduğu bölgeler hipertermal özellikler
taşımaktadır.
13.4.2. Radyojinik Bölgeler
Bu tür sahalar kayaların içinde var olan radyoaktif elementlerin bozulmasıyla açığa çıkan
ısıya bağlı olarak meydana gelmektedir. Bu enerji genellikle granit gibi kayaçlarda
toplandığı ve bu tür kayaçların da su bulundurma ihtimali olmaması nedeniyle jeotermal
kaynak oluşturmaya uygun değildir.
13.4.3. Yüksek Isı Akışlı Bölgeler
Bu sistem, sıcaklığın yeraltından yerüstüne aktarılması şeklinde gerçekleşir. İçinde su
bulunması durumunda bazı bölgelerde jeotermal kaynaklar gelişebilir. Macaristan’da bu
şartlarda oluşmuş jeotermal kaynakların var olduğu bilinmektedir.
13.4.4. Basınç Altındaki Jeotermal Bölgeler
Bazı sedimenter kaya oluşum bölgelerinde fosil su olarak tanımlanabilecek, sıkışmış halde
bulunan su büyük bir basınç altında kalması durumunda meydana gelmiş jeotermal
sahalardır.
13.4.5. Noktasal Sıcaklık Bölgeleri
Yeryüzünde en sık olarak karşılaşılan jeotermal kaynaklar, bu sistem şartları içinde
gelişmiştir. Isı kaynağı yeryüzüne kadar yükselerek, sıkışıp kalmış bir mağma parçası
olabileceği gibi, çatlaklar boyunca ilerleyerek yükselmiş mağma da olabilir. Yerin 7-15 Km
altına kadar sokulabilmiş mağmanın, jeotermal kaynak oluşabilmesi için gerekli olan
rezervuar ve suyun bulunduğu bölgelerde, bu sistem koşullarına göre oluşmuş jeotermal
kaynaklara rastlanır.
13.5. Jeotermal Kaynakların Sınıflandırılması
Jeotermal kaynaklar çeşitli özelliklerine bağlı olarak sınıflandırılabilirler. Örneğin su
yoğunluklu sınıflandırma, buhar yoğunluklu sınıflandırma ve en sık olarak kullanılanı
sıcaklık derecelerine göre sınıflandırma olarak belirtilebilir.
Sıcaklıklarına göre jeotermal kaynaklar:
1-Düşük Sıcaklıklı Kaynaklar: Sıcaklığı 20°C-70°C arasında olanlar
2-Orta Sıcaklıklı Kaynaklar: Sıcaklığı 70°C- 150°C arasında olanlar
3-Yüksek Sıcaklıklı Kaynaklar: Sıcaklığı 150°C ve daha yüksek olanlar
13.6. Jeotermal Rezervin Belirlenmesi
Jeotermal sahanın değerlendirilmesi sürecinde saptanması zorunlu olan bazı
parametreler söz konusudur. Bunların başında kaynağın rezervini doğru olarak belirlemek
gerekir. Rezerv saptanmasında en iyi veriyi ise sondajlar sağlamaktadır.
13.7. Yeryüzünün Önemli Jeotermal Kuşakları
Yeryüzünün başlıca jeotermal kuşakları veya bölgeleri olarak belirtilebilecek olanlar
aşağıda verilmiştir:
13.7.1. Alp-Himalaya Jeotermal Kuşağı
Himalaya Dağları, bu bölgenin dünyanın en büyük jeotermal kuşağı olarak karşımıza
çıkar. Fas, Tunus, Cezayir, Sırbistan, Hırvatistan, Yunanistan, Türkiye, İran, Hindistan,
Tibet, Yunnan (Çin), Myanmar ve Tayland gibi ülkeler bu kuşak üzerinde yer almaktadır.
13.7.2. Orta Amerika Volkanik Kuşağı
Orta Amerika volkanları Guatemala, El Salvador, Honduras, Nikaragua, Kosta Rika ve
Panama boyunca uzanan aktif volkanların bulunduğu bölge olarak dikkat çekmektedir.
13.7.3. And Volkan Kuşağı
ABD’nin San Andreas kırık hattı kuzey-güney yönlü olarak Güney Amerika’nın batı kıyıları
boyunca Kolombiya, Ekvador, Peru, Bolivya, Şili ve Arjantin And Volkan Kuşağında yer
alır.
13.7.4. Karaib Denizi Kuşağı
Karaiblerin doğusundaki Lesser Antil Adaları küçük levha sınırlarında yer alır ve bazı aktif
volkanlar ile fümerol kaynaklara sahibtir. Guadeloupe’da jeotermal araştırmaları 1969
yılında başlamış, 1984 yılında elektrik üretilmiş ve sığ sayılabilecek derinliklerde yüksek
sıcaklık değerlerine sahip kaynakların bulunmasına neden olmuştur.
13.7.5 İzlanda ve Diğer Atlas Okyanusu Adaları
İzlanda’da bol miktarda düşük ve yüksek sıcaklıkta jeotermal kaynak bulunmaktadır ve
jeotermal enerji İzlanda’nın ikinci önemli enerji kaynağı konumundadır.
13.7.6. Doğu Afrika Rift Sistemi
Doğu Afrika Rift hattı Zambiya, Malavi, Tanzanya, Uganda, Kenya, Etiyopya ve Djubuti’nin
üzerinden geçmektedir. Volkanların görüldüğü ülkeler ise, Kenya, Tanzanya ve
Etiyopya’dır.
13.7.7. Diğer Bölgeler
Belirtilen kuşaklar dışında jeotermal bölgelere ABD, Japonya, Doğu Çin, Filipinler,
Endonezya, Yeni Zellanda, İzlanda, Meksika, Kuzey ve Doğu Avrupa, Bağımsız Devletler
Topluluğu gibi ülkelerde rastlanmaktadır.
13.8. Jeotermal Enerjiden Yararlanma
Dünya jeotermal enerji potansiyelinin hemen hemen birbirine eşit oranda toplandığı iki
bölge dikkat çekmektedir. Bunlar Asya Kıtası ve Güney ve Orta Amerika Kıtasıdır. Düşük
sıcaklıktaki jeotermal enerji kaynağından yararlanma söz konusu olduğunda ise ilk sırayı
Avrupa Kıtası alırken, ikinci sırada Asya Kıtası yer almaktadır.
13.9. Jeotermal Kaynaklardan Yararlanma
Jeotermal kaynaklardan yararlanma şekli esas olarak kaynağın sıcaklığına göre
değişmektedir. Yüksek sıcaklık değerlerine sahip kaynaklar elektrik üretiminde
değerlendirilirken, kereste ve gıdaların kurutulmasında, balık çiftliklerinde, çeşitli
mekânların ısıtılması veya soğutulmasında, seralarda, toprağın ısıtılmasında ve havuzların
ısıtılması gibi çok farklı amaçlarla kullanılabilmektedir.
13.9.1. Doğrudan Kullanım
En eski ve en yaygın kullanım alanlarından birini konutların ısıtılması ve kaplıcalarda
değerlendirilmesi meydana getirmektedir. Sıcaklığı 30-60°C’ler arasında değişen
jeotermal su, konutların ısıtılmasını kolay ve pratik bir şekilde sağlarken, ilk yatırım
maliyetinin fazlalığı dikkat çekicidir. Üretim ve enjeksiyon kuyularının açılması, kurulacak
pompalar, dağıtım ağı, gözlem ve kontrol ekipmanları ve depolama tankları ilk kurulum
harcamaların artmasına neden olmaktadır. Ancak bu ilk harcamalar karşılandıktan sonraki
maliyetin hemen hemen sıfır olması sürecin en avantajlı yönünü oluşturmaktadır.
Isıtmanın yanısıra soğutma işlemlerinde de jeotermal kaynakların değerlendirilebilmesi
kaynağın diğer bir üstünlüğünü oluşturmaktadır.
Jeotermal kaynakların tarım sektöründe en önemli uygulamaları arasında toprağı ve
bitkileri ısıtmada kullanılması oluşturmaktadır. Seraların ısıtılmasıyla çok daha ucuza
turfanda sebzecilik, meyvecilik ve çiçek yetiştiriciliği yapılmaktadır. Bitkiler için en uygun
döllenme sıcaklığı yaratıldığından hormonsuz gıdalar yetiştirilebileceği gibi, yüksek nemin
sebep olduğu hastalıkların azaldığı, tarımsal ilaç kullanımının azalmasına bağlı olarak,
üretim maliyetlerinin gerilediği ve diğer yakıt türlerine göre daha ekonomik ısıtma
sağlandığı saptanmıştır. Ayrıca tarımsal ilaçların kullanımının azalması bir yandan
yetiştirircilik maliyetlerini azaltırken, diğer yandan bu ilaçların neden olacağı çevre
sorunlarının da azalmasına neden olmaktadır.
Daha düşük sıcaklıklara sahip jeotermal kaynaklardan yaralanmanın diğer bir yöntemi de
“Isı Pompaları”dır. Isı pompası 30-50°C’lerdeki ve debisi düşük olan jeotermal suyun
sıcaklığını bu suyun ekonomik olarak kullanılabilmesini sağlayacak kadar yükselttiğinden
önemlidir. Bu yöntemle jeotermal suyun sıcaklığı 44-50°C’ler arasında yükseltilirken, en
fazla elde edilen sıcaklık derecesi 110°C olmuştur.
Doğrudan kullanım söz konusu olduğunda Dünya jeotermal kaynak kullanımının yaklaşık
olarak %24,2’sini ABD tek başına gerçekleştirirken, ikinci sırada yer alan Çin’in de %17,6
ve üçüncü olan İsveç’in payı %8,8 seviyesinde kaldığı anlaşılır. Avusturya da önemli
oranlarda jeotermal ısıyı kullanan ülkeler arasında yer alırlar. Dikkat çeken önemli bir
nokta ise İsveç, Norveç ve Danimarka gibi ülkelerin son yıllarda jeotermal enerjiden daha
fazla yararlanma konusunda gösterdikleri çabadır. Kuzey Avrupa ülkelerinin jeotermal
kaynaklardan yararlanmada 1995 ve 2000 yıllarıyla kıyaslandığında 2005 yılında
tükettikleri jeotermal enerjiyi, belirgin oranlarda arttırdıkları görülmektedir. İskandinav
ülkelerindeki bu değişimin küresel ölçekte yaşanan çevre sorunlarından kaynaklandığı da
düşünülebilir. Dikkati çeken diğer bir husus da, Asya Kıtası ülkelerinin var olduğu bilinen
önemli potansiyeline rağmen, jeotermal kaynaklardan sıcaklık elde etmek konusunda
isteksiz kalmalarıdır. Çin hariç bırakılırsa Endonezya ve Filipinler gibi ülkelerin bu
kaynaklardan daha fazla yararlanmaları beklentisinin gerçekleşmediği anlaşılmaktadır.
Benzer olgu, Orta ve Güney Amerika ülkeleri için de söz konusudur.
13.9.2. Elektrik Üretimi
Jeotermal elektrik kurulu gücünün kıtalara göre dağılımı incelendiğinde bu gücün 4/5’inin
Orta ve Kuzey Amerika-Asya Kıtası’nda yoğunlaştığı anlaşılmaktadır. Dünya jeotermal
elektrik kapasitesinin Ülkeler düzeyinde değerlendirme yapıldığında ABD’nin tüm dünya
kurulu gücünün yaklaşık %28’ini oluşturan miktarına sahip olduğu ve onu ikinci sırada
izleyen Filipinlerin payının %17 düzeyinde olduğu anlaşılır. %11’lik payı ile Endonezya
üçüncü sırayı alırken, Türkiye ise 13. sırada yer almaktadır.
Jeotermal enerjinin ısı gücünden yararlanan ülkeler arasında ilk sıralarda AB ülkeleri, Çin
ve İzlanda hariç tutulursa İsveç, Türkiye, Avusturya, Macaristan, Norveç, İsviçre ve
Almanya gibi ülkeler yer alırken, elektrik elde edilmesi konusunda ise ABD, Filipinler,
Meksika, Endonezya, İtalya, Japonya, Yeni Zellanda, İzlanda, Kosta Rika ve El Salvador
gibi ülkelerin varlığı dikkat çekicidir.
14. BİYOKÜTLE ENERJİSİ
Güneş enerjisinin bitkiler tarafından dönüştürülmüş şekli biyokütle enerjisi olarak
tanımlanır. Biyokütle için kullanılan ifade organik karbon’dur. Halk geçmişte olduğu gibi
günümüzde ve gelecekte de, içinde yaşadığı toplumun gelişmişlik seviyesine bağlı olarak,
az veya çok biyokütle enerji kaynaklarından yararlanmaya devam edecektir. Bu enerji
kaynağından yararlanmadaki sorunun odak noktası ise bu kaynaklardan daha iyi
yararlanmanın nasıl gerçekleştirileceğidir.
14.1. Biyokütle Kullanımının Tarihçesi
Biyogaz kullanımının tarihinin Asurlulara kadar indiği ve Asurlulardan sonra Perslerin
banyo ısıtılmasında biyogazdan yararlandığı bilinmektedir. Organik maddelerin
bozunumuyla gaz oluştuğu ise 17. yy’da anlaşılmıştır. 18.YY’da organik maddelerin
bozulma hızıyla yanıcı gaz miktarı arasında bir paralellik olduğu ortaya konmuş ve ilk kez
19.YY’da biyogaz üretimi gerçekleştirilmiştir. 20.YY’ın ilk çeyreğinde de biyogaz kullanımı
dünya genelinde yaygınlaşmaya başlamıştır. 1920’li yıllarda biyogaz İngiltere’de farklı
amaçlarla kullanılmaya başlanmıştır. 1930’lu yıllardan sonra ise her ülke kendi iklim ve
sosyo-ekonomik şartlarına uygun biyogaz tesisleri geliştirme sürecine girmiştir. II.Dünya
savaşı esnasında ise metan gazı otomobil yakıtı olarak kullanılmaya başlamıştır.
ABD’de daha 1974 yılında selüloz, atıklar ve organiklerin enerji ve yakıt üretiminde
kullanımını destekleyen yasa çıkarıldıktan sonra, 1978 yılında etanol akaryakıtı
kullanımına vergi indirimi sağlanmıştır. 1982 de Kanada’da 50 ülkenin katılımıyla
düzenlenen konferansta diğer yenilenebilir enerji kaynakları yanında biyogaz, biyokütle
ile etanol ve biyodizel enerjileri konularında eşgüdümlü çalışmalar başlatılmıştır.
Türkiye’deki biyogaz çalışmaları 1957 yılında Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü
tarafından gerçekleştirilmiştir.
Dünya Enerji Konseyi (WEC) 1986 yılında enerjide dışa bağımlılık, istihdam, kırsal
fakirleşmeyle mücadeledeki önemi nedeniyle biyokütle enerjinin öncelik kazanacağını
belirtmiştir. Nitekim Avrupa Birliği “AEBIOM” biyomas enerjisi örgütlenmesini kurmuş,
Asya ülkeleri “Regional Wood Energy Development Programme in Asia”, Afrika
ülkeleri de “Southern African Development Community Biomass Energy Organization”
örgütlerini kurmuştur. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) bünyesinde “Bio & Biomass Energy
(IEAB)” örgütünü kurmuştur.
Biyokütle kaynağı olarak en çok üzerinde durulan enerji bitkileri söğüt, kavak, yalancı
akasya, panicum, şeker kamışı, tatlı süpürge otu, uzakdoğu kökenli myrcanthus
cinsi endüstriyel kenevir, tütün, mısır, soya, kolza’dır. Günümüzde Avusturya’da
talaş ve samanla çalışan ve tüm yıl elektrik üreten, yapraklı budama ürünleri ve odunla
çalışan katı biyomas santral teknolojileri geliştirilen ülke ise Belçika’dır.
14.2. Enerji Kaynağı Olarak Odun
2005 yılı verilerine göre, dünya biyokütle potansiyelinin kıtalara göre dağılımı
incelendiğinde ilk sırada yer alan kıta Asya kıtası’dır. Orta ve Güney Amerika kıtası 58
milyon tonluk potansiyeliyle ikinci sırayı almaktadır. Biyokütle varlığı ülkeler ölçeğinde
değerlendirildiğinde Brezilya’nın önemli bir farkla ilk sırayı aldığı görülmektedir. İkinci
sırada Hindistan, üçüncü sırada Çin yer almaktadır.
Odun öyle bir enerji kaynağıdır ki, gelişmişlik düzeyi ne olursa olsun bütün ülkeler
tarafından yoğun olarak kullanılmaktadır. Kıtalara göre odun tüketimi değerlendirildiğinde
toplam odun tüketimin %38’ini gerçekleştiren kıta Asya kıtası’dır.
Biyomas enerji kaynaklarını iki grubta değerlendirmek mümkündür: Klasik Biyokütle ve
Modern Biyokütle. Modern Biyokütle uygulamaları enerji ormancılığı ürünleri, orman
ve ağaç sanayii atıkları, enerji tarımı, tarım sektöründe açığa çıkan bitkisel ve
hayvansal atıklar, kentsel atıklardır ve biyokütlelerin planlı olarak yetiştirilmesi,
yakıt elde edebilmek amacıyla bu maddeleri dönüştürme sürecini içerir. Klasik
biyokütle enerji kaynaklarının geleneksel kullanım şekli ise doğrudan yakma’dır.
14.3. Enerji Ormancılığı
Enerji ormancılığı olarak tanımlanan uygulamada yerel ekolojik şartlara uyum sağlamış,
hızlı büyüyen ağaç türlerinin tercih edilmesi gerekmektedir. Bu ağaçlar genellikle iyi
sürgün veren, yapraklı, hastalıklara karşı dirençli ve odun büyümeleri hızlı olması,
nedenleriyle verimi daha yüksek olacağından tercih edilmektedir. Enerji ormancılığında
günümüzde en çok aranan ağaç türleri olarak karakavak, balzam kavakları, söğüt,
akçaağaç, okaliptus ve titrek kavak gibi hızlı büyüyen yapraklı ağaçlar belirtilebilir.
14.4. Odun Deposu Olarak Şehirler
Ormanların yanısıra odun hammaddesi elde edilmek üzere ağaç yetiştirilebilecek olan
diğer bir alan da, şehirlerdir. İlk bakışta şehirlerden böylesine bir amaçla yararlanma
düşüncesi alışılmadık gelmesine rağmen, mümkündür. Kentleri yeşillendirmek gayesiyle
park ve caddelerde kısa sürede yetişebilen ağaç türlerinden olan kavak, söğüt, çınar,
dişbudak ve akasya gibi ağaçların dikildiği bilinmektedir.
14.5. Enerji Tarımı
Günümüzde biyoenerji sağlama amacıyla yapılan tarımı bu kategoride değerlendirmek
mümkündür. Bu uygulamada amaç, biyokütle malzemesi ve alkol verimi yüksek olan
bitkilerin yetiştirilmesidir. Alkol verimi diğer bitkilere göre daha yüksek olan tatlı sorgum,
şekerkamışı ve mısır gibi yıllık bitkiler, C4 tipi bitkiler olarak tanınırlar. Birim alandan en
yüksek alkol verimi şeker kamışından sağlanırken, odun ve sorgumun da verimlerinin iyi
olarak kabul edilmesi mümkündür. Birim ağırlıktan üretilebilecek olan alkol miktarı söz
konusu olduğunda mısırdaki verim en yüksektir.
14.6. Biyokütleden Enerji Olarak Yararlanma
Klasik değerlendirme yöntemleri bir tarafa bırakılacak olursa, modern biyokütle
uygulamaları kapsamındaki yararlanmanın da, kendi içinde “düşük verimle” ve “iyi
verimle” faydalanma şeklinde ikiye ayrılması mümkündür. Düşük verimle yararlanmada;
doğrudan yakma, anaerobik bozulma ve fermantasyon yöntemleriyle değerlendirme söz
konusudur. İyi verimle değerlendirme yöntemleri olarak; organik maddelerin, oksijensiz
ortamda bir dizi fiziksel parçalanma ve kimyasal ayrışma süreçlerini içermektedir. Katı
biyokütle kaynağı olarak başta odun olmak üzere, orman ve tarla atıkları ile tezek
belirtilebilir. Biyokütle santralı kullanan ülkeler ABD, İngiltere, Almanya, Finlandiya,
Avusturya’dır.
14.7. Biyokütleden Biyogaz Üretimi
Biyomas kaynaklardan biyogaz üretimi, doğrudan yakma dışında en basit ve en etkili
değerlendirme yöntemidir. Biyogaz üretimi başta Çin ve Hindistan olmak üzere Tayland,
Filipinler, Kore, İsviçre, ABD ve Almanya gibi birçok ülkede uygulanmaktadır.
Tarımsal faaliyetler sonucunda yetiştirilen veya atık olarak geriye kalan bitkiler, insanların
atık olarak ortaya çıkarttığı organik çöpler, hayvan gübreleri, şeker ve gıda sanayiinin
faaliyetleri sonucu oluşan melas ve meyve posaları, arıtma çamurları, şeker endüstrisi
atıkları, kağıt sanayi atıkları ve mezbahane atıkları gibi çeşitli organik maddelerin, havasız
bir ortamda biyokimyasal dönüşümler sonucu bakteriler tarafınd an parçalanmasıyla,
bileşiminde metan, karbondioksit, hidrojen sülfür, amonyak, azot, hidrojen ve su buharı
bulunun biyogaz üretimi gerçekleştirilir.
14.8. Biyogaz Üreteçleri
Biyokütle malzemenin, bir üreteç vasıtasıyla biyogaza dönüştürülmesi sürecinde
oluşacak gaz miktarı üzerinde birinci derecede etkili olan faktör, üretecin sıcaklığıdır.
Üreteç içindeki sıcaklık, mikroorganizmaların üreme hızına etkidiğinden, üretecin verimini
belirleyici bir faktör olarak değerlendirilmektedir. Üretecin içindeki mikroorganizma
oluşumu her sıcaklık derecesinde gerçekleşmesine rağmen, genel olarak sıcaklık
arttığında mikroorganizmaların üreme hızı artmakta, buna bağlı olarak da gaz verimi
fazlalaşmaktadır.
Yapılacak biyogaz tesisi 3 bölümden meydana gelir:
1- Biyokütle giriş bölümü
2- Fermantasyon havuzu ve gaz birikim bölmesi (asıl üreteç)
3- Artık çıkış bölmesi ve hareketli kapak
Biyogaz üretiminde kullanılabilecek malzeme sadece hayvansal kökenli olmayıp, aynı
zamanda bitkisel orijinli de olabilir. Örneğin ton ağırlık başına; pirinçten 371 m3, yulaftan
446 m3, mısırdan 437 m3, buğdaydan 320 m3, arpadan 330 m3, çavdardan 313 m3
biyogaz üretebilmek mümkündür.
14.9. Biyogazın Enerji Değeri
Biyogazın enerji değeri, kimyasal bileşenlerine bağlı olarak değişmekle birlikte genel
olarak; 1 m3 biyogaz 4000-6000 kcal enerji içerebilmektedir ve 1 m3 biyogaz ile en az
1,25 kWh elektrik enerjisi üretilebilmektedir.
14.10. Biyogaz Kullanımının Avantajları
1-Küçük veya büyük, toplu veya dağınık, kırsal veya şehirsel her türlü yerleşmenin
enerji ihtiyacı bu yöntemle kısmen veya tamamen karşılanabilmektedir.
2-Üretiminde atık madde kullanılması nedeniyle bu atıklardan kaynaklanabilecek
muhtemel çevre sorunlarının ortaya çıkmadan önlenmesine yardımcı olduğu gibi,
dumanlı, kokulu gaz ve yakıtların kullanılmasını engellemesi nedeniyle de çevre üzerinde
olumlu etkiye sahiptir.
3-Üretecin içine konan maddelerden gaz üretildikten sonra geriye kalan malzemenin
daha nitelikli bir gübre olması tarım sektörüne katkı sağlamaktadır.
4-Ekonomik boyutu dışında, biyogaz üretiminin insan sağlığı açısından yararları
olduğu belirtilmektedir. Ağırlıklı olarak biyogaz tesislerinde hayvan gübresi
kullanıldığından, bu gübreler açıkta bırakılmak yerine biyogaz tesisine konmakla bazı
salgın hastalıkların önüne geçilmektedir. Örneğin Çin’de yaygın olan Schistosomiasis
hastalığının biyogaz kullanımıyla % 99 oranında, şerit, tenya gibi asalak olaylarının ise
1/6 ila1/8 oranında azaldığını belirtmektedirler. Genel olarak biyogaz uygulamalarıyla
kısmen veya tamamen ortadan kalkan sorunlar olarak, tezek kullanımından kaynaklanan
göz rahatsızlıkları ile solunum yolu hastalıklarının azalması, iyi sindirilmiş gübrelerin
kokusunun sinekleri uzaklaştırması, sinek ve diğer haşerelerin üremesini engellemek
şeklinde belirtilebilir.
5-Biyogaz üretimi organik atıkların kullanılmasıyla gerçekleştiğinden, bu atıkların
kontrol altına alınmasına neden olmaktadır. Özellikle kırsal kesimde hayvan gübrelerinin
açıkta bırakılması durumunda gübrenin yapısında bulunan azotlu bileşenlerin bir kısmı
toprağa karıştıktan sonra yıkanarak gaz halinde atmosfere karışacaktır. Azotlu bileşenlerin
yeraltı suyuna ve atmosfere karışması sera etkisine ve ozon tabakasına zarar verici
gazların varlığına neden olacaktır. Gübrenin biyogaz üretiminde değerlendirilmesiyle çevre
açısından ortaya çıkabilecek bu gibi sorunlar ortadan kalkmasa bile azalacağından;
biyogaz üretimi sadece enerji elde etmek için değil, aynı zamanda çevrenin korunması
açısından da doğru ve gerekli bir davranış olacaktır.
6-Bütün bu avantajların yanısıra belirtilmesi gereken diğer bir konu da, biyogaz üretim
sisteminden açığa çıkan atıklar biyogübre olarak tarlada kullanıldığında;
a-Tarlada verim artışı sağlanmaktadır. Biyogaz üretimi sonunda elde edilen
biyogübredeki azot, fosfor ve potasyum miktarları nisbi olarak artmaktadır. Bu değerler
çiftlik gübresindeki azot miktarından %26, fosfordan %28 ve potasyum mikarı %40
oranında artmıştır. Bir diğer çalışmada ise çiftlik gübresinin kullanılmasına göre
biyogübrenin verim kabiliyetinin %25 daha fazla artacağı hesaplanmıştır.
b-Kimyasal gübre kullanımı ve bu gübreler için ödenmesi gereken para tasarruf
edilmektedir.
c-Toprağın gözeneklilik ve geçirimlilik gibi fiziksel ve protein, selüloz, linyin gibi
kimyasal özelliklerini yükselterek verim artışı sağladıkları gibi, erozyonu azaltıcı etkisi de
bulunmaktadır.
d-Toprakta yabancı ot üremesini engellemektedir.
e-Bütün bu olumlu etkiler sonucu kırlardaki geçim olanakları artacağından, özellikle
gelişmekte olan ülkelerin önemli sorunlarından biri olan, kırsal bölgelerden şehirlere
gerçekleştirilen göçlerin kısmen de olsa azalmasına katkı sağlayacaktır.
7-Biyogaz kullanımının yarattığı diğer bir avantaj olarak da, ulusal enerji hatlarına uzak
olası nedeniyle, bu kaynağa ulaşması çok güç olan kırsal bölgelerde yaşayanların
gereksinim duyduğu enerjinin sağlanmasıdır. Ayrıca ana iletim hatlarına genellikle uzak
olan bu gibi kırsal yerleşmelere elektrik götürülmesi halinde, enerji nakil hatlarının inşa
maliyeti yüksek olacağı gibi meydana gelecek enerji kaybı fazla olacaktır. Bu kayıbların
önlenmesi için de biyogaz tesisi kurulmasının desteklenmesi yerinde bir uygulama
olacaktır.
8-Kırsal kesim insanlarının ihtiyaç duyduğu enerjiyi biyogaz tesisleri sayesinde
üretmesi, yakın çevrede ormanların bulunması durumunda orman tahribini azaltacak bir
rol oynayacaktır.
9-Kısal kesimde yaşayan insanların da kentlerde yaşayan insanlar gibi, medeni
gereksinimlerini karşılayabilme ve temizlikte gerekli olan sıcak suyun sağlanması gibi
enerjinin nimetlerinden yararlanma imkanını sağlayacaktır.
Yorum Gönder
0 Yorumlar