THE FUTURE OF TURKEY IN RENEWABLE ENERGY

Transkript

1 THE FUTURE OF TURKEY IN RENEWABLE ENERGY Ferit ARTKIN Kocaeli University, Vocational School of Hereke, Department of Machinery and Metal Technologies, 41800, Korfez, Kocaeli, Turkey ABSTRACT: Turkey obtains more than half of its electricity generation from fossil fuels as of the end of As Turkey is almost completely dependent on foreign countries in traditional fossil fuels, this dependence brings great burdens on Turkish economy due to the compelling economic conditions with the increasing need of Turkey for energy. Developing technology and population growth lead to an increase in energy consumption. Today, energy is governed by national and international policies. In the coming years, the costs decreasing in the investments in energy storage, solar and wind energy are bringing a rapid increase in renewable energy sources, especially for solar energy in Turkey and in the world. The use and promotion of renewable energy resources in the coming years, along with the increasing demands for energy, are of utmost importance for the public benefits for the future. Strategically, for Turkey to meet its energy needs depends on renewable energy sources. It is an important alternative to save our country from dependence on external sources. The main renewable energy sources are; Hydro-energy, Wind, Geothermal, Sun, Biomass, Biogas and Marine Energy (Sea Wave, Tidal Energy). The development and dissemination of these sources are very important for Turkish economy. The cost of fossil fuels is high and also they cause climate change in the world due to their environmental damage and greenhouse effect. Turkey is a rich country in terms of hydo-electric, biogas, biomass, geotermal, wind and solar energy potential. This study contains recommendations and suggestions the future of Turkey in terms of renewable energy sources. Key words: Engineering and Energy, Energy Systems, Renewable Energy and Applications, Turkey. YENİLENEBİLİR ENERJİDE TÜRKİYE NİN GELECEĞİ ÖZET: Ülkemizde 2016 yılı sonu itibarıyla elektrik üretiminin yarısından fazlası fosil yakıtlarından elde edilmektedir. Ancak geleneksel fosil yakıtlarda neredeyse tamamen yurtdışına bağımlı olan Türkiye nin artan enerji ihtiyacıyla birlikte mevcut ekonomik şartlarını zorlaması ülke ekonomisine büyük yükler getirmektedir. Gelişen teknoloji ve nüfus artışı enerji tüketiminin artmasına neden olmaktadır. Günümüzde enerji ulusal ve uluslararası politikalarla yönetilmektedir. Önümüzdeki yıllarda; enerji depolama, güneş ve rüzgar enerjisi yatırımlarında düşen maliyetler, Türkiye de ve dünyada başta güneş enerjisi olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarında hızlı bir artışı beraberinde getirmektedir. Önümüzdeki yıllarda artan enerji ihtiyacı ile birlikte yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ve teşvik edilmesi gelecek için üstün kamu yararı değeri taşımaktadır. Stratejik açıdan; ülkenin enerji ihtiyacının karşılanması yenilenebilir enerji kaynaklarına bağlıdır. Ülkemizi dışa bağımlılıktan kurtaracak önemli bir alternatifdir. Başlıca yenilenebilir enerji kaynakları; Hidroenerji, Rüzgar, Jeotermal, Güneş, Biyokütle, Biyogaz ve Deniz Enerjisi (Deniz Dalgası, Med-Cezir) dir. Bu kaynakların geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması ülke ekonomisi için oldukça önemlidir. Fosil yakıtların maliyetleri yüksektir aynı zamanda çevreye verdiği zararlar ve sera gazı etkisiyle dünyada iklim değişikliklerine neden olmaktadır. Türkiye, Hidroelektrik, Biyogaz, Biyokütle, Jeotermal, Güneş ve Rüzgar Enerjisi potansiyeli açısından zengin bir ülkedir. Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarında; Türkiye nin geleceği ile ilgili öneriler ve tespitler yer almaktadır. Anahtar sözcükler: Mühendislik ve Enerji, Enerji Sistemleri, Yenilenebilir Enerji ve Uygulamaları, Türkiye.

2 GİRİŞ Hızla artan nüfus ve teknolojinin gelişmesi enerjiye olan talebi her geçen gün arttırmaktadır. Bu sorun enerji kaynaklarının kullanımı ve dağıtılması sorununun yaşanmasına neden olmaktadır. Enerji kaynaklarının kontrolü, dağıtılması jeopolitik gerilimlere yol açabilir, yakın gelecekte yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ve elde edilmesi konusunda da gerilimler meydana gelebilir. Dünyadaki fosil yakıt rezervlerinin her geçen gün azalması çevreye saldıkları Karbondioksit, Kükürt ve bileşikleri, Kurşun ve diğer zehirli kimyasal bileşiklerin ve gazların çevre kirliliğine neden olması ve atmosferdeki ozon tabakasının incelmesi ve sera etkisi nedeni ile dünyadaki iklim değişiklerine ve dünyanın ısınması gibi olumsuz etkileri ortaya çıkmaktadır. Son yapılan ölçümlerden çıkan sonuçlara göre; Küresel Isınma Değerleri C nin altında tutulmalıdır. Bu değerler yenilenebilir enerji kaynaklarının dünyanın geleceği için ne kadar önemli olduğunun kanıtıdır. Türkiye güneş, rüzgar, jeotermal, biyokütle, hidroenerji gibi yenilenebilir enerji kaynakları açısından zengin bir ülkedir. Sahip olduğu kaynakların potansiyel değerleri pek çok AB üyesinden daha iyi durumdadır. Ülkemizin MW lık Rüzgar Enerjisi potansiyeli ve Yıllık Ortalama 1315 kwh/m 2 lik güneş enerjisi değerlerine sahiptir. Türkiye, Avrupa da güneş enerjisi kaynaklı üretim potansiyeli en yüksek ülkelerden birisi olmasına rağmen; sahip olduğu büyük poatnsiyelin altında bir kurulu güce sahiptir yılı itibariyle Türkiye nin güneş enerjisindeki kurulu gücü MW, toplam güneş enerjisi santrali sayısı ise; 1045 adettir. YÖNTEM Gelecekte nüfus artışıyla birlikte üretimin dolayısıyla enerji ihtiyacı artacaktır. Nüfus artışının daha çok gelişmekte olan ülkelerde gerçekleşeceği tahmin edilmektedir. Ayrıca bu ülkelerin enerji tüketiminin hızla artacağı gözlenmektedir. Gelişmekte olan ülkeler pek yakında dünyanın en büyük enerji pazarları haline gelecektir. Bu ülkelerin enerji tüketiminin bugün zengin ülkelerin yarısı kadar olmakla birlikte, bu tüketim her 15 yılda iki katına çıkmaktadır. Bu konuda dikkat çekici olan noktalardan biri, gelişmekte olan ülkelerde nüfus artışına bağlı olarak enerji ihtiyacı çok artarken; zengin batı ülkelerinin nüfus sayısında ve dolayısıyla kişi başına enerji tüketiminde çok önemli değişikler meydana gelmeyecektir (Anderson, 1996). Günümüzde insan hayatının vazgeçilmez bir parçası olan enerji, üretim ve tüketim açısından jeopolitik bir öneme sahiptir. Yenilemez enerji kaynakları; elde edilmesi konusunda dışa bağlılık, yüksek bütçe giderleri ve çevre sorunları gibi olumsuzların yanında; hızla tükenmesi nedeni ile yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini her geçen gün arttırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elde edilmesindeki teknik ve maliyet unsurlarının azaltılması ile 21. Yüzyılın en önemli enerji kaynağı olacağı kabul edilmektedir. BULGULAR Son yıllarda enerji, dünyada çok önemli bir konuma gelmiştir. Günlük yaşamın her aşamasında kullanım alanı bulan enerji; kimyasal, nükleer, mekanik (potansiyel ve kinetik), termal (ısı), jeotermal, hidrolik, güneş, rüzgâr, elektrik enerjisi gibi değişik şekillerde bulunabilmekte ve uygun yöntemlerle birbirine dönüştürülebilmektedir Kullanışlarına göre enerji kaynakları yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları olarak ikiye ayrılırken; dönüştürüle bilirliklerine göre enerji kaynakları; birincil ve ikincil enerji kaynakları şeklinde incelenmektedir. Yenilenemez enerji kaynakları, kısa bir gelecekte tükenebileceği öngörülen enerji kaynakları olup fosil kaynaklılar ve çekirdek kaynaklılar olmak üzere iki farklı şekilde sınıflandırılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları ise; oldukça uzun sayılabilecek bir gelecekte tükenmeden kalabilecek, kendisini yenileyebilen kaynakları ifade etmektedir (Koç, Şenel, 2013). Enerjinin herhangi bir değişim ya da dönüşüme uğramamış şekline birincil (primer) enerji denilmektedir. Birincil enerji kaynakları; petrol, kömür, doğal gaz, nükleer, hidrolik, biyo-kütle, dalga-gelgit, güneş ve rüzgardır. Birincil enerjinin dönüştürülmesi sonucu elde edilen enerji de ikincil (sekonder) enerji şeklinde tanımlanmaktadır. Elektrik, benzin, mazot, motorin, kok kömürü, ikincil kömür, petrokok, hava gazı, sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) bu tip enerji kaynaklarındandır (Koç, Şenel, 2013). Yenilenemez enerji kaynaklarının kullanımının önemli ölçüde artmasıyla birlikte bu enerji kaynaklarının hızla azalması bütün dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarının önemine dikkat çekmektedir. Ayrıca kullanılan yenilenemez enerji kaynakları doğada onarılması imkansız zararlara yol açmaktadır. Temiz hava, temiz enerji ve kirliliğe bariz çözüm güneş, rüzgar, jeotermal vb. gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında en fazla potansiyele sahip olan güneş enerjisidir. Yeryüzündeki ortalama güneş enerjisi kaynağı 36 Milyar Watt tır (3,6 X 106TW), rüzgâr enerjisi kaynağı 72 TW, jeotermal enerji kaynağı 9,7 TW ve insan gücü kullanımı 15 TW olarak tespit edilmiştir.

3 Şekil 1. Enerji Kaynakları 2010 yılında Türkiye nin toplam MW olan elektrikteki kurulu gücü 2016 yılında toplamda MW a yükselirken yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı kurulu güç MW a ulaşmıştır, belirtilen toplam içindeki kurulu gücü ise yüzde 44 e kadar yükselmiştir. Türkiye nin rüzgar enerjisinde ekonomik potansiyelinin megavat olduğu tahmin edilmektedir. 48 bin megavatlık toplam üretim potansiyelinin ise megavatının karada, megavatının ise denizde olduğu hesaplanmaktadır. Türkiye bugün sadece karada sahip olduğu rüzgar potansiyelinin %15.1 ini kullanabilmektedir. Toplam rüzgar potansiyeli açısından bakıldığında ise bu oran sadece %12 dir. Toplam kurulu gücün %7.3 ünü rüzgar enerjisi santralleri oluşturmaktadır. Türkiye nin elektrik üretiminde doğalgaz, kömür ve hidroelektrikten sonra rüzgar enerjisi 4 ncü sırada gelmektedir yılında üretilen toplam elektriğin yaklaşık %5.6 sı rüzgar enerjisi santrallerinden sağlanmıştır. Güneş enerjisi; güneşten gelen ve dünya atmosferi dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m 2 olan ve yer yüzeyinde W/m 2 değerleri arasında değişen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Isıtmadan soğutmaya ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir. Ülkemizin yıllık güneşlenme süresi ortalama olarak 2640 saattir (Tablo 1). Maksimum güneşlenme 362 saat ile Temmuz ayında, minimum güneşlenme süresi ise 98 saat ile Aralık ayında görülmüştür. Güneş enerjisinden elektrik üretimi doğrudan dönüşüm ve dolaylı dönüşüm olmak üzere iki ayrı yöntemle gerçekleştirilir (Alaçakır F.B. 2001). Güneş enerjisi günümüzde: konutlarda ve iş yerlerinde, tarımsal teknolojide, sanayide, ulaşım araçlarında, iletişim araçlarında, sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik enerjisi üretiminde kullanılmaktadır. Türkiye, coğrafi konumu nedeniyle Avrupa nın güneş enerjisi kaynaklı elektrik üretim potansiyelinde en yüksek paya sahip ülkelerden birisi olmasına rağmen güneş enerjisindeki kurulu gücüne bakıldığında, sahip olduğu büyük potansiyelin altında kalan bir kurulu güce sahip durumdadır. Türkiye nin güneş enerjisindeki mevcut kurulu gücünün tamamına yakınının lisanssız santrallerinden oluştuğu görülmektedir. Türkiye de lisanslı güneş enerjisi santrallerine yönelik kapasite tahsisi için ilk yarışmalar 2015 yılında yapılmıştır. Yarışmalar, toplam 600 MW lık lisanslı güneş enerjisi santrali için gerçekleştirilmiştir.

4 Şekil 2. Türkiye nin Elektrik Enerjisi Kurulu Gücü, Aralık Rüzgar enerjisi, herhangi bir emisyonu olmayan, doğal kaynakları tüketmeyen, küresel ısınmaya katkısı olmayan, asit yağmurlarına neden olmayan, yerel çevreye duyarlı bir enerji kaynağı olan bir enerji kaynağıdır. Rüzgar enerjisinin yakın çevresine verdiği gürültü, TV ve radyo yayınlarıyla etkileşimi, kuşlara yarattığı tehlike ve görsel etkileri, bilinen çevresel etkileridir (Kumbur, Özer, vd. 2005). Türkiye rüzgar bakımından zengin bir ülkedir. 10 m yükseklikteki yıllık ortalama rüzgar hızı ve güç yoğunluğu açısından en yüksek değer 3.29 m/s ve W/m 2 ile Marmara Bölgesi nde saptanmıştır. En düşük değer ise, 2.12 m/s hız ve W/m 2 güç yoğunluğu ile Doğu Anadolu Bölgesi ndedir. Türkiye nin %64.5 inde rüzgar enerjisi güç yoğunluğu 20 W/m 2 'yi aşmazken, %16.11 'inde W/m 2 arasında, %5.9 unda 50 W/m 2 nin ve %0.08 inde de 100 W/m 2 nin üzerindedir (Alaçakır F.B., 2001). Bugün ülkemizde Alaçatı ve Bozcaada da kurulmuş iki rüzgar tarlası, Germiyan da 3 türbinden oluşan otoprodüktör bir santral bulunmaktadır. Ayrıca onay almış toplam 16 rüzgar tarlası projesi yanı sıra, küçük ölçekli özel kullanıma yönelik talepler oluşurken, yine küçük ölçekte türbin üretimi de başlamıştır (Tavman İ.H., 2001). Türkiye nin son 15 yılda yapılan yatırımların etkisiyle birlikte hidroelektrikte sahip olduğu potansiyelin büyük bölümünü değerlendirdiği bununla birlikte rüzgar ve güneş enerjisinde sahip olduğu potansiyeli değerlendirmede gelişmiş ülkelerin gerisinde kaldığı görülmektedir. Türkiye, 2016 yılında yeni rüzgâr enerji santrali (RES) kurulumunda 1387 megavat (MW) ile Avrupa üçüncüsü oldu. Bu rakamla Türkiye nin küresel RES kurulumu ligindeki yeri ise yedincilik yılında tüm dünyada 54 bin 600 MW lik yeni rüzgar enerji santrali kurulması da dünyanın geleceği adına olumlu bir gelişmedir. Tablo 1. Türkiye de Bölgelerin Yıllık Güneşlenme Süreleri (Yılmaz Ö., 1997). Bölge Güneydoğu Anadolu Bölgesi Akdeniz Bölgesi Ege Bölgesi İç Anadolu Bölgesi Doğu Anadolu Bölgesi Marmara Bölgesi Karadeniz Bölgesi Yılık Güneşlenme Süresi (saat) 3016 saat 2923 saat 2726 saat 2712 saat 2693 saat 2528 saat 1966 saat

5 Şekil 3. Türkiye nin Güneş Radyasyonu Ortalamaları. Stanford Üniversitesi nin 2010 yılında yapmış olduğu bir çalışmaya göre Türkiye nin 2050 yılında ki enerji karışımına 40 yıl boyunca inşaatta , işletmede ise yani toplamda kişiye yeni iş imkânı sağlayacaktır yılı projeksiyonuna göre, ülkemizin %100 yenilenebilir enerjiye geçmesiyle birlikte her yıl temizlenen hava sayesinde ölümü engellenen kişi sayısı kişi olacak ve bu nedenle meydana gelen ölümlerin önüne geçilecektir. Türkiye, son 10 yılın ortalamalarına göre elektrik üretebilmek için yılda Milyar Amerikan Doları ithalat yapmaktadır.. Amerikan Rüzgar Enerjisi Örgütü nün yaptığı araştırmaya göre 1 MW rüzgâr enerjisi konvansiyonel kaynaklara kıyasla yılda ton karbondioksit salınımını engelleyebilmektedir. Ortalama 40 MW bir rüzgar enerji santrali ton karbondioksit salınımını engellemektedir ( Şekil 4. Türkiye nin Rüzgar Atlası.

6 SONUÇ VE ÖNERİLER Türkiye, yenilemez fosil enerji kaynakları açısından dışa bağımlı bir ülkedir, ancak yenilenebilir enerji kaynakları bakımından neredeyse tüm enerji ihtiyacını kendisi karşılabilecek potansiyele sahiptir. Dış bütçesi her yıl fosil yakıtlara ödediği ortalama 50 Milyar $'lık ithalat değerleriyle önemli açıklar verebilmektedir. Fosil yakıtlara ödenen bu önemli miktarlar ülke ekonomisinin çarklarının başarıyla dönebilmesi için ülke içerisinde değerlendirilebilir. Türkiye, yenilenebilir enerjide günümüzde ve yakın gelecek için bir cazibe merkezi haline gelmektediryenilenebilir enerji kaynaklarının iklim değişikliği ve çevresel faktörler göz önünde bulundurulduğunda da önemli katkısı olduğu unutulmamalıdır. Belirtiğimiz hususlar birlikte değerlendirildiğinde yenilenebilir enerji yatırımlarının üstün kamu yararı taşıdığı ortaya çıkmaktadır. Türkiye de büyük bir güneş enerjisi potansiyeli mevcuttur. Bu konuyla ilgili geniş çaplı bir araştırma yapılmalı ve uygulamaya geçilmelidir. Ülkemizde son yıllarda rüzgar gücünden elektrik enerjisi üretim çabaları artmıştır tümüyle yerli kaynaklarla tasarlanıp kurulabilecek rüzgar santrallerinin ithalata dayalı biçimde kurulması, konu ile ilgili teknolojik birikimin oluşması için ciddi katkı sağlanması gerekmektedir, know-how transferi ile yerli üretim ve tasarım alt yapısı oluşturulabilir. Rüzgar gücünden elektrik enerjisi üretimini tümüyle desteklemenin yanında teknolojik birikim ve üretimin yerli kaynaklarla desteklenemesi gerekmektedir. Ayrıca Dünyanın jeotermal kaynaklar açısından en zengin ülkelerinden biri olan Türkiye jeotermal enerjiyi öncelikli yenilenebilir enerji kaynakları arasına koymalıdır. Doğal olarak bu kaynakların en uygun koşullarda aranması, işletilmesi ve kullanılabilmesi için özellikle Batı Anadolu da bulunan jeotermal kaynaklar devreye alınmalıdır. Ayrıca; Biyokütle enerjisi Türkiye için önemli bir enerji potansiyelidir. Bir çok ülkede olduğu gibi, anaerobik arıtım yöntemlerinin ülkemizde de yaygınlaştırılması, çevresel değerlerin yanı sıra ülke ekonomisine de enerji üretimi bazında çok önemli katkılar sağlayacak ve ülkemiz gerçeklerine uygun, sürdürülebilir bir enerji politikasının önemli bir basamağını oluşturacaktır. KAYNAKLAR Alaçakır F. B., Ülkemizde elektrik üretimini destekleyen bir çözüm: Güneş pilleri, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, s , İzmir, Anderson, D., 1996, Energy and the Environment: Technical and Economic Possibilities, Finance & Development, s Eylül 2017 de alınmıştır. Koç E. Şenel M.C. Dünya da ve Türkiye de Enerji Genel Değerlendirme, Mühendis ve Makine, Cilt 54, Sayı 639, s Kumbur H., Ozer Z., Özsoy H.D., Avcı E.D., Türkiye de Geleneksel ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Poatnsiyeli ve Çevresel Etkilerinin Karşılaştırılması, 3. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, sayfasından 30 Eylül 2017 de alınmıştır. Şenel, M.C Rüzgar Türbinlerinde Güç İletim Mekanizmalarının Tasarım Esasları Dinamik Danranış, Yüksek Lisanas Tezi, OMÜ, Fen Bilimleri Ens. Samsun. Tavman, İ. H. ve Önder,T.K., Türkiye 'de Rüzgar Enerjisi Potansiyeli ve Kullanımı. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, s , İzmir, Türkiye de Yenilenebilir Enerjinin Geleceği, Av. Arsin Demir, 28 Eylül 2017 de alınmıştır. Yılmaz Ö., Hidroelektrik Enerji Üretiminin Çevresel Boyutları, Çevre Enerji Kongresi Bildiriler Kitabı, s , Haziran 1997.