T.C. ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ AVRUPA TOPLULUKLARI ARAġTIRMA VE UYGULAMA MERKEZĠ

Transkript

1 T.C. ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ AVRUPA TOPLULUKLARI ARAġTIRMA VE UYGULAMA MERKEZĠ AVRUPA BĠRLĠĞĠ VE TÜRKĠYE DE YENĠLENEBĠLĠR ENERJĠ KAYNAKLARI VE BUNLARDAN BĠYOKÜTLENĠN ÖNEMĠ 46. Dönem AB Temel Eğitim Kursu Sibel DEMİRTAŞ Orman Genel Müdürlüğü Ankara-2010

2 ĠÇĠNDEKĠLER 1. GĠRĠġ 1 2. AB VE TÜRKĠYE DE YENĠLENEBĠLĠR ENERJĠ KAYNAKLARI Güneş Enerjisİ Güneş Enerjisinin Avantajları Güneş Enerjisinin Dezavantajları Dünya nın Güneş Enerjisi Potansiyeli Türkiye nin Güneş Enerjisi Potansiyeli Hidroelektrik Enerji Hidroelektrik Enerjisinin Avantajları Hidroelektrik Enerjisinin Dezavantajları Dünya nın Hidroelektrik Enerji Potansiyeli Türkiye nin Hidroelektrik Potansiyeli Hidrojen Enerjisi Hidrojen Enerjisinin Avantajları Hidrojen Enerjisinin Dezavantajları Enerji Sorunu ve Çevre Jeotermal Enerji Jeotermal Enerjinin Avantajları Dünya nın Jeotermal Enerji Potansiyeli Türkiye nin Jeotermal Enerji Potansiyeli Nükleer Enerji Türkiye de Nükleer Enerji Çabaları Rüzgar Enerjisi Dünya nın Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Türkiye nin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Okyanus, Gel-Git Ve Dalga Enerjisi Gel-Git Enerjisi Okyanus Isısı Enerjisi (OTEC) Dalga Enerjisi Biyokütle Enerjisi AVRUPA BĠRLĠĞĠ NĠN YENĠLENEBĠLĠR ENERJĠ POLĠTĠKALARI BĠYOKÜTLE KAYNAKLARI Odunsu Biyokütle..39 i

3 Odunsu Biyokütle Kaynakları AB VE TÜRKĠYE DE BĠYOKÜTLE ENERJĠSĠ POTANSĠYELĠ AB'nin Biyokütle Potansiyeli Türkiye'nin Biyokütle Potansiyeli AB VE TÜRKĠYE DE BĠYOKÜTLE ENERJĠSĠ ĠLE ARAġTIRMA GELĠġTĠRME ÇALIġMALARI VE POLĠTĠKALARI AB Ülkelerinde Biyokütle Üretimi İle İlgili Araştırmalar AB Ülkelerinde Biyokütle Politikaları Türkiye de Biyokütle Enerjisi Araştırmaları Türkiye de Biyokütle Enerjisi Politikaları Ulusal Ormancılık Programında Yer Alan Hususlar Çevre ve Orman Bakanlığı nın Temiz Enerji Politikaları Orman Genel Müdürlüğü nün Odundan Biyoenerji Üretilmesi İle İlgili Politika ve Hedefleri BĠYOKÜTLENĠN TÜRKĠYE DE KULLANIMINDA KURUMSAL, YASAL VE YÖNETSEL YAPIDAKĠ EN ÖNEMLĠ ENGELLER Gerçek ve Fark Edilebilir Riskler ve Diğer Doğal Zorluklar Biyoenerji Kullanımının Avantajları Biyoenerji Kullanımının Dezavantajları Türkiye nin Biyoenerjiden Yararlanması İçin Uygun Potansiyel Politik Araçlar SONUÇ..69 KAYNAKÇA..73 ii

4 KISALTMALAR AB AP IEA BM OECD FAO EPIA ICHET ADEME EĠE REPA HES YEK GAP OGM MTA : Avrupa Birliği : Avrupa Parlamentosu : Uluslararası Enerji Ajansı : Birleşmiş Milletler : Ekonomik Kalkınma ve İşbirliği Örgütü : Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Teşkilatı : Fotovoltaik Endüstri Birliği : Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi : Çevre ve Enerji Direktörlüğü Ajansı : Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü : Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası : Hidroelektrik Santrali : Yenilenebilir Enerji Kaynakları : Güneydoğu Anadolu Projesi : Orman Genel Müdürlüğü : Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü iii

5 1. GĠRĠġ Enerji kavramı ve enerji kaynaklarının sürdürülebilirliği geçmişten bugüne dünyanın en önemli konularından ve sorunlarından biri olmuştur. Nüfus artışı, lüks yaşantı arzusu, maddi kazanç, hareketlilik ve iletişim ile giderek artan sayıdaki insanın bu arzulara kavuşmak için malzemeye, teknolojiye ulaşması beraberinde çoğalan enerji talebini ve bu talebi karşılamak için de yoğun çabaları getirmiştir. Bugün dünya enerji tüketim talebinin %85 i fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Talebin büyük çoğunluğunun fosil yakıtlardan karşılanması sebebiyle ısınan dünyada iklim değişimleri yaşanmaktadır. Enerji sorununa çözüm bulunmadığı takdirde ekosistem bozulacak, bitki ve hayvan türleri yok olacaktır. Artan nüfus ve enerji talebine bağlı olarak dünyanın CO 2 emisyon değerlerinin de günümüzdeki sınırlar içinde tutulması pek mümkün görünmemektedir ( ppm jm arasında değişen CO 2 seviyesi günümüzde 360 ppm seviyesine çıkmıştır). Son 25 yılda atmosferik CO 2 konsantrasyonu %27 artarak, dünya sıcaklığının 0,5 o C artmasına neden olmuştur. Bu kirliliğin devam etmesi durumunda 21.yy da dünya sıcaklığının 4-5 o C artacağı ve deniz seviyesinin de 2,2 m yükseleceği tahmin edilmektedir. Bunun için iklim değişikliği potansiyelini azaltıcı ve uyum sağlayıcı önlemlerin alınması konusunda ilgi artmış ve bilimsel araştırmalar hız kazanmıştır. Hükümetlerce desteklenen bu araştırmalarda tükenen fosil yakıtlar yerine enerji problemine çözüm düşüncesiyle; yenilenebilir enerji kaynakları olarak adlandırılan, güneş, rüzgar, gel-git, jeo-termal, hidrolik, biyokütle enerji sistemleri üzerine çalışmalar yoğunlaşarak devam etmektedir. Yenilenebilen enerjilerin önemi gaz emisyonlarıyla daha iyi anlaşılabilir. Avrupa Birliği raporlarına göre; yenilenebilir enerji tüketimi 10 yıl içerisinde iki katına çıkarılabilir ise, Avrupa da karbondioksit emisyonu her yıl 402 Milyon Ton azalacaktır. Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Konferanslarında temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları tüketim payı tüm enerjiler içerisinde en az %25 olmalıdır sonucu çıkmıştır. Bu hedefe en geç 30 yıl içerisinde ulaşılması, aksi takdirde dünyada yaşanılmayacak bölgelerin oluşacağı ve değişen iklim koşullarının kalıcı olacağı belirtilmiştir. Bunlara önlem olarak Avrupa birliği ülkeleri 1

6 2020 hedefini şu şekilde belirlemiştir: varolan toplam enerjideki payı %8,5 olan yenilenebilir enerjini payını, 2020 tarihine kadar %20 ye yükseltmek yine toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %35 ini, ısı ihtiyacının %25 ini ve ulaşımın %10 unu yenilenebilir kaynaklardan sağlamak ana hedefler arasında sıralanmaktadır. Tüm bu rakamlardan güneşin payına düşen ise fotovoltaikler için MW olarak belirlenmiştir. Türkiye nin de katıldığı Japonya nın Kyoto kentinde yapılan Küresel Isınma içerikli toplantıda alınan kararlar uyarınca diğer ülkelerin de kabul ettiği enerji politikalarına ülke çapında uyulmak zorundadır. Buna göre, Türkiye enerji tüketim talebini karşılamada yenilenebilir enerji kullanımını özendirmeli, yeni kurulacak sanayi tesisleri için teşvik sistemini geliştirmeli, kurulu tesislerin sera gazı salım oranlarını denetlemeli ve sektörleri yönlendirici yaptırımları uygulamalıdır. 2

7 2. AB VE TÜRKĠYE DE YENĠLENEBĠLĠR ENERJĠ KAYNAKLARI 2.1. GüneĢ Enerjisi Güneş enerjisi, güneşten gelen ve yeryüzüne W/m 2 değerlerinde bir ısı etkisi yaratan yenilenebilir bir enerjidir (MMO, 2008). Birtakım karmaşık nükleer reaksiyonlar sonucu ortaya çıkmakta ve dünyaya radyoaktif ışınlar şeklinde ulaşmaktadır. Bu ışınların çoğu güneş ışığı olarak yeryüzüne gelmekte ve bir kısmı da atmosfer içine süzülmektedir. Eğer bu radyoaktif enerjinin %0,01 i kullanılabilir hale getirilebilse, günümüz enerji gereksinimi bütünüyle karşılanabilecektir. Güneş enerjisi ısıl ve elektriksel uygulamalarla kullanılmakta olup, mevcut teknolojisi ile sağlanan ekonomik koşullarda, özellikle ısıl kullanımı önem kazanmıştır. Amaca bağlı olarak bu enerjinin kullanım alanları çeşitlidir. Uygulamalar konut sanayi işletmelerinde ve kırsal kesime elektrik üretimi şeklinde devam etmektedir. Günümüzde, güneşten elektrik enerjisi elde etmek için yaygın olarak güneş pilleri kullanılmaktadır. Kömür yakmak yerine güneş pilleri ile üretilecek her 1 GWh elektrik enerjisi, 1050 tona kadar CO 2 in atmosfere yayılmasını önlemektedir. Güneş enerjisi teknolojisi henüz tam anlamıyla ekonomik kullanıma girmiş değildir. Mevcut teknoloji, elektrik enerjisi üretiminde çok sınırlı düzeyde bulunmakta ve ancak lokal aydınlatma ve küçük güç ihtiyaçlarına yanıt verebilmektedir. Ayrıca sıcak su temini kullanımı daha verimli uygulamalarla giderek yaygınlaşmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerdeki kurulu sistemler başlıca, evlerde, okullarda ve sağlık ocakları ve okul gibi kamu kurumlarında kullanılırken gelişmiş ülkelerde güvenlik, cadde ve tünel aydınlatmasında kullanılmaktadır (İzci, 2004) GüneĢ Enerjisinin Avantajları -Tükenmeyen bir enerji kaynağıdır, -Temiz enerji türüdür, -Doğabilecek ekonomik bunalımdan etkilenmez, 3

8 -Karmaşık teknolojiye ihtiyaç duymaz, -İşletme masrafları çok azdır, -Gaz, duman, kükürt veya radyasyon gibi zararlı artıkları yoktur GüneĢ Enerjisinin Dezavantajları -Birim yüzeye gelen güneş ışınları devamlı olmadığından depolama gerektirir, -Enerji ihtiyacının fazla olduğu kış aylarında, güneş ışınları az ve geceleri ise hiç yoktur, -Güneş enerjisinden faydalanan birçok tesisin ilk yatırım masrafları fazladır (DSİ, 2009: 43) Dünya nın GüneĢ Enerjisi Potansiyeli Dünyada güneş enerjisinden yararlanmak için en elverişli alanlar, Ekvator un 35 0 Kuzey ve Güney enlemleri arasında kalan kuşakta yer almaktadır. Yılda saat güneş görmekte olan bu bölgenin güneş enerjisi potansiyeli 3,5-7 KWh/m 2 /gün arasında değişmektedir (MMO, 2008: 88). Günümüzde İsrail tüm sıcak su ihtiyacının %65 ini, Güney Kıbrıs %95 ini, Kuzey Avustralya %40 ını güneş ısıtması ile karşılamaktadır. Bu alanda yoğun araştırma ve gelişme devam etmektedir yılında güneş enerjisinin 276 terawatt saat enerji üretim kapasitesine ulaşması planlanmaktadır de toplam tüketim oranı iki katına çıksa bile üretilen enerji, Afrika nın %30, Avrupa daki OECD ülkelerinin %10 ve küresel elektrik enerjisi talebinin %1 ine karşılık gelmektedir. Güneş enerjisini kullanmak amacıyla birçok ülkede farklı projeler uygulanmaktadır. Örneğin ABD de 2010 yılına kadar 1 milyon binaya güneş enerjisi sistemi kurulması hedeflenmiştir. Programdan emisyon azalmasının yanı sıra kaynak çeşitlendirmesi, istihdam oluşturma ve sanayinin geliştirilmesi gibi yararlar beklenmektedir. Almanya çatı programı adını taşıyan ve 1999 yılından bu yana uygulanan programda 6 yıl içinde binaya şebekeye bağlı fotovoltaik sistem kurulması hedeflenmiştir. AB, Beyaz rapor (White Paper) ile 2010 yılında yenilenebilir enerji kaynakları payının %12 olması hedeflenmiştir. Bu çerçevede 4

9 500 MW gücünde fotovoltaik sistem kurulması öngörülmektedir. Potansiyel, 2010 a kadar 3 GW olarak düşünülmektedir (İzci, 2004). Günümüzde ise, Fotovoltaik Endüstri Birliği (EPIA) ve Greenpeace tarafından yayınlanan raporda dünyada 2040 yılına kadar küresel enerji gereksiniminin %26 sının güneş enerjisinden sağlanacağı ve 2 milyondan fazla kişiye istihdam imkanı sağlayacağı ifade edilmiştir (MMO, 2008: 87) Türkiye nin GüneĢ Enerjisi Potansiyeli Ülkemiz, coğrafî konumu sebebiyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Türkiye nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresinin 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 KWh/m² yıl (günlük toplam 3,6 KWh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Türkiye nin brüt güneş enerjisi potansiyeli 87,5 milyon TEP olarak belirtilmektedir. Bunun 26,5 milyon TEP i ısı üretimine 8,75 milyon TEP i ise elektrik enerji üretimine elverişli miktarlar olarak belirtilmektedir. Ancak ETKB verilerine göre Güneş enerjisi kullanımı 2000 de 420 bin TEP iken 2008 de 418 bin TEP olmuştur deki 28,3 milyon TEP yerli kaynak üretimimiz içinde %1,5 un altında pay almıştır. 107 milyon TEP enerji tüketimimiz içinde ise bahse değer bir payı zaten yoktur. DEK-TMK Türkiye Enerji Raporu 2009 da bu konuda şu saptamalar yer almaktadır. Türkiye nin en fazla güneş enerjisi alan yerleri güney kısmı olup, başta Güney Doğu Anadolu Bölgesi, Akdeniz Bölgesi ve Güney Ege Bölgesi olarak sıralanabilir. Güney ve batı kısımları en yüksek potansiyele sahiptir. Bu potansiyele rağmen halen şebekeye bağlı büyük ölçekli güneş-pv santrali bulunmamaktadır. Ülkemizde yıllık ortalama toplam güneş ışınımının en küçük ve en büyük değerleri sırası ile 1120KWh/m 2 -yıl ile Karadeniz Bölgesinde, 1460 KWh/M 2 -yıl ile Güneydoğu Anadolu Bölgesinde gerçekleşmektedir. Bu ışınım şiddetleri ile Türkiye nin, Güneydoğu ve Akdeniz bölgeleri içinde kalan ve yüzölçümünün %17 sini kapsayan bölümünde, güneşli su ısıtıcılarının yıl boyunca tam kapasite ile çalışabilmektedir. Türkiye yüzölçümünün %63 ünü kapsayan bölümünde ise, güneşli su ısıtıcılarının yıl boyunca çalışma oranı %90 ve ülkenin %94 ünü kapsayan bir bölümdeki çalışma oranı, ise %80 dir. Türkiye nin hemen hemen her yerinde, güneşli su ısıtıcıları yılın %70 i kadar bir sürede tam 5

10 randımanla çalışabilmektedir. Bu sebeple özellikle Güney ve Ege kıyıları başta olmak üzere bütün bölgelerde güneş enerjisi kolektörleri halen yoğun olarak sıcak su elde etmek amacıyla kullanılmaktadır (MMO, 2008). Bazı endüstriyel uygulamalarda, hacim ısıtma uygulamaları (güneş mimarisi) ile elektrik üretiminde fotovoltaik pillerin kullanımı da yaygınlaşmaktadır. Güneş pilleri, (güneş-pv) ülkemizde çoğunluğu Orman Gözetleme Kuleleri, Türk Telekom, deniz fenerleri, üniversite ve kurumlar başta olmak üzere, bazı yerlerde küçük güçlerin karşılanmasında ve araştırma amaçlı, otoyol ve park aydınlatmasında, su pompalama ve su arıtma sistemlerinde küçük güçlerde çatılarda veya binaya entegre olarak kullanılmaktadır. Halen kullanılmakta olan güneş pili sistemlerin toplam kapasitesi 3000 kw tır. Türkiye ye gelen güneş ışınımının sadece yüz binde ikisinden yararlanmaktadır. Ülkemizde şu anda yalnızca 22 milyon konut içinde yalnızca 3,5 4 milyon konutta güneş enerjili sıcak su sistemi bulunduğu tahmin edilmektedir. Bu sistemlerin ülkemize enerji getirisi yaklaşık olarak milyon dolardır. Oysa bu sistemlerin yaygınlaştırılmasıyla yalnızca bu alandan 3 3,5 milyar dolar daha ısıl enerji katkısı gerçekleşebilir. EİEİ tarafından yapılan çalışmalarda, teknik kapasitesi 405 milyar kwh, ekonomik potansiyeli 380 milyar kwh olarak tahmin edilen, güneşe dayalı elektrik üretim kapasitesi de bütünüyle değerlendirilmeyi beklemektedir. Güneşe dayalı elektrik üretiminde son yıllarda kaydedilen çok hızlı gelişmeler, yatırım maliyetlerini de ciddi düşüşleri gündeme getirmiştir (MMO, 2010). Güneş enerjisi, fosil yakıtlardan kaynaklanan çevre kirliliğinin de azaltılmasını sağlayacaktır. Güneş enerjisinden yararlanma olanakları yönünden dünyanın en şanslı ülkelerinden biri olan ülkemizde güneş enerjili sıcak su sistemlerinin yaygınlaşması ile güneş kolektörleri kullanımı teşvik edilmeli ve zorunlu tutulmalıdır. Nüfusun ve enerji tüketiminin yoğun olduğu büyük kentlerde yerel yönetimlerle işbirliği yapılarak güneş kolektörlerinin daha yaygın kullanımı konusunda çalışmalar yapılmalıdır. Güneş enerjisi sıcak su sistemlerinin, güneş enerjisi potansiyelinin yüksek olduğu Güneydoğu Anadolu, Akdeniz ve Ege Bölgesinde öncelikli olarak, tüm ülkede yeni yapılmakta olan binalarda kullanımını zorunlu tutacak, mevcut binalarda ise teşvik edecek şekilde düzenlemeler yapılmalıdır (MMO, 2008). 6

11 2.2. Hidroelektrik Enerji Dünyada kullandığı kaynağı tüketmeden, kirletmeden enerji üretildikten sonra tekrar doğaya bırakan yegane enerji tesisi hidroelektrik santrallerdir (MMO, 2008: 40). Hidroelektrik enerjisi, hidroelektrik santrallerin (HES) ürettiği elektrik enerjisidir. Esas prensip, suyun potansiyel enerjisini önce mekanik, sonra elektrik enerjisine çevirmektir. Henüz gelişme aşamasında olan diğer yenilenebilir enerjilerden farklı olarak hidrolik enerji uzun yıllardır bütün dünyada kullanılan bir enerji türüdür. Dünyada kullanılan elektrik enerjisinin yaklaşık %20 si hidroelektrik santrallerinden elde edilmektedir (Çelik, 2008). Çeşitli enerji kaynakları içerisinde hidroelektrik enerji santralleri çevre dostu olmaları ve düşük potansiyel risk taşımaları sebebiyle tercih edilmektedir. Bu tür santraller ani talep değişimlerine cevap verebilmektedir. Bu sebeple ülkemizde de pik santral olarak kullanılmaktadır (DSİ, 2010: 48) Hidroelektrik Enerjisinin Avantajları -Ekonomik ömrü uzundur, -Geri ödeme süresi kısadır, -Çevre dostudur, -İşletme-bakım giderleri düşüktür, -Yakıt gideri yoktur, -İşletmede esneklik ve kolaylık sağlayarak pik talepleri karşılayabilir, -Yüksek verimlidir (%90 ın üzerinde), -Yöre halkına da ekonomik ve sosyal katkılar sağlar, -Dışa bağımlı olmayan yerli bir kaynaktır, -Dünyada, hidroelektrik üretim potansiyelinin yarısının bile geliştirilmesi sera gazı emisyonlarının %13 oranında azalmasını sağlayacaktır, -Hidroelektrik santraller diğer üretim tipleri ile kıyaslandığında en düşük işletme maliyetine, en uzun işletme ömrüne ve en yüksek verime haizdirler (DSİ, 2010) Hidroelektrik Enerjisinin Dezavantajları 7

12 Son yıllarda hidroelektrik enerjinin toprak kaybı, fauna ve flora etkisi, nehirlerin akış rejimlerindeki değişiklik gibi negatif etkilerine dikkat çekilmiştir. Örneğin, bazı çok büyük projelerin rezervuar alanları ve havzaları canlı habitat için önemli koruma alanları haline gelmiştir. Hidroelektrik enerji üretim tesisleri, yenilenebilir, temiz ve çevre dostu olarak tanımlanmakla birlikte kontrolsüz kurulan tesislerin özellikle doğal yaşama olumsuz etkileri nedeniyle eleştirilmektedir. Eleştirilerin toplandığı en önemli nokta çevresel akış-can suyu miktarıdır. Can suyu, özellikle barajlı hidroelektrik santrallerde, baraj sonrası dere yatağındaki doğal hayatın herhangi bir etkiye maruz kalmadan devamı için gerekli en düşük su miktarıdır. Bir akarsu yatağındaki su miktarındaki değişim, doğal hayatı hem miktar hem de su kalitesi açısından etkilemektedir. Akarsu yatağındaki su miktarı, sudaki zehirli maddeleri ve diğer kirletici maddelerin etkilerini ortadan kaldıracak veya doğal yaşamın devamlılığını sağlayacak düzeye seyrelterek indirebilecek miktarda olmalıdır. Ancak her havzanın farklı karakteristik özellikleri vardır. Can suyu miktarının hesaplanması ve çevresel etkilerin belirlenmesinde tek bir yaklaşım kullanmak ve havzalar arası karşılaştırma yapmak doğru değildir. Bu kapsamda planlanan projelerde uzun dönemli ve güvenilir veri toplama ve analize önem verilmesi, yeterli ölçüm istasyonu bulunmayan noktalar için havza genelini kapsayan yağış-akım ilişkisine dayalı modelleme çalışmaları ile uzun yıllar kurak dönemler ve taşkın debileri belirlenmesi gerekmektedir (MMO, 2010) Dünya nın Hidroelektrik Enerji Potansiyeli Hidrolik enerji, elektrik üretiminde en önemli kaynaklardan biridir ve birçok ülkede enerji ihtiyacının %25 inden fazlası bu kaynaklardan karşılanmaktadır. Hidroelektrik, yaklaşık 65 ülkenin ulusal elektriğinin %50 sini, 32 ülkenin %80 ini ve 13 ülkenin elektriğinin neredeyse tamamını sağlamaktadır. Dünyadaki teknik hidroelektrik potansiyel GWh/yıl, ekonomik hidroelektrik potansiyel ise GWh/yıldır. Teknik potansiyelin %20 si, ekonomik hidroelektrik potansiyelin ise %33 ü değerlendirilebilmiş bulunmaktadır. 8

13 Kullanılmayan potansiyelin büyük bir kısmı Afrika, Asya ve Latin Amerika da yer almaktadır En yüksek kullanım oranları (işletmede olan hidroelektrik potansiyel üretiminin teknik yapılabilir potansiyele oranları) sırasıyla Avrupa, Kuzey ve Orta Amerika, Avusturya/Okyanusya iken, en düşük kullanım oranı ise Afrika dadır. En yüksek hidroelektrik üretimi sağlayan ilk 10 ülkenin toplamı dünya hidroelektrik üretiminin %66 sıdır. Türkiye GWh/yıl ortalama üretimle dünyada 14. sırada yer almaktadır. Bu ülkelerin çoğu, diğer önemli enerji kaynaklarına sahip olmalarına rağmen, hidrolik potansiyellerinin önemli bir bölümünü gerçekleştirmişlerdir. Örneğin, Norveç doğal gaz üreticisi bir ülke olmasına rağmen kullandığı elektriğin %99 unu hidroliklerden karşılamaktadır. Kanada da önemli kömür, uranyum ve toryum rezervlerine sahip olmasına rağmen, elektriğin %60 ını hidroliklerden karşılamaktadır AB ülkeleri arasında, hidroelektrikten üretilen elektriğin ulusal elektrik üretimi içerisinde payları şöyledir. İsveç %72, Litvanya %69, Avusturya %67, bunu takiben Romanya %34 ve Slovenya %27, Finlandiya %16, İtalya %14, Fransa %10 ve İspanya %10 dur (MMO, 2008). Uluslararası Enerji Ajansınca (IEA) 2020 de dünya enerji tüketimi içerisinde hidroelektrik ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının payının bugüne göre %53 oranında artacağı öngörülmüş olup, bu her güçteki hidroelektriğin değerlendirilmesi olarak yorumlanmaktadır. Avrupa Komisyonu Birlik stratejileri kapsamında Avrupa Birliği (AB) içerisinde 2010 yılına kadar iç brüt enerji tüketimindeki yenilenebilir enerji payını iki katına (%6 dan %12 ye), elektrik üretimi kapsamında ise, %22,1 e çıkartmak için bir eylem planını yürürlüğe koymuştur ( 2010) Türkiye nin Hidroelektrik Potansiyeli Türkiye de dere ve nehirlerin toplam uzunluğu 175,715 km olup, bunlar arasında 29 büyük ırmak km uzunluğundadır. Tüm iç suların toplam yıllık deşarjı 183,2 milyar m 3 tür. Ülkemizde 104,5 milyar m 3 olarak tahmin edilen yıllık ekonomik olarak kullanılabilecek su miktarının 48,1 milyar m 3 ü (%46) orman alanlarından üretilmektedir (Çelik, 2008). 9

14 Günümüz itibariyle Türkiye de 215 adet hidroelektrik santral işletmede bulunmaktadır. Bu santraller MW lık bir kurulu güce ve toplam potansiyelin %39 una karşılık gelen GWh lık yıllık ortalama hidrolik enerji kapasitesine sahiptir. Yani tam kapasite çalıştıklarında ülkemiz enerji ihtiyacının yaklaşık 4 te 1 ini karşılayabilmektedir (DSİ, 2010). Türkiye nin brüt hidroelektrik potansiyeli (bir ülkede, ülke sınırlarına veya denizlere kadar bütün doğal akışların % 100 verimle değerlendirilebilmesi varsayımına dayanılarak hesaplanan hidroelektrik potansiyel, o ülkenin brüt teorik hidroelektrik potansiyelidir) 433 milyar kwh/yıl, teknik hidroelektrik potansiyeli (mevcut teknoloji ile değerlendirilebilecek maksimum potansiyeli) 216 milyar kwh/yıl, ekonomik potansiyeli ise 150 milyar kwh/yıldır. Ekonomik potansiyelin, yeni projelerle birlikte önümüzdeki yıllar daha da artış göstererek yaklaşık 170 milyar kwh/yıla ulaşacağı tahmin edilmektedir Türkiye nin teorik hidroelektrik potansiyeli, Dünya teorik potansiyelinin %1 i, ekonomik potansiyeli ise Avrupa ekonomik potansiyelinin %16 sıdır. Avrupa Birliği nin yeşil enerji için uyguladığı vergi indirimleri ve destekleme politikaları, ekonomik olarak değerlendirilebilir potansiyelin artmasını sağlayacaktır ( 2010). Hidroelektrik, döneminde, Türkiye elektrik sisteminde gerek kurulu güç, gerekse yıllık üretimde %40 ların üstünde bir paya sahipken, 2000 yılında bu oran %25 ler seviyesine gerilemiştir yılında hidrolik kapasite 2000 e göre yaklaşık 1400 MW artmasına karşın, yıllık üretimde payı daha da azalmış, %17 ler dolayına düşmüştür yılında ise %25 olarak gerçekleşmiştir Bu durum, enerji politikalarında verilen öncelik sonucu doğal gazın elektrik enerjisi üretiminde yüksek paya ulaşması nedeniyledir. Ne var ki uzun yıllar korunan termik/hidrolik dengesi, hidroelektrik aleyhine bozulmuş ve ülkemiz iyice dışa bağımlı hale getirilmiştir (MMO, 2008) Hidrojen Enerjisi Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji kaynağıdır (DSİ, 2009). Hidrojen, bir element olarak, ilk kez 1766 yılında Cavendish tarafından bulunmuş ve Lavoisier tarafından 10

15 adlandırılmıştır (Ersöz, v.d., 2001: 239). Evrenin hafif ve en bol elemanıdır. En çok da güneşte bulunur. Hidrojen evrendeki tüm maddelerin %80 ini oluşturur. Yeryüzünde ise, genelde oksijenle birleşmiş halde suda bulunur. Doğal olarak hidrojen kaynağı sudur. Su içindeki her 3 atomdan ikisi hidrojendir. Okyanuslar bir nevi hidrojen madenleridir (Çelik, 2008). Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir. 1 kg hidrojen 2,1 kg doğal gaz veya 2,8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir. Ancak birim enerji başına hacmi yüksektir. Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama %33 daha verimli bir yakıttır. Hidrojen gazı doğada serbest halde bulunmamaktadır. Bu nedenle, doğal bir enerji kaynağı değildir. Hidrojen gazının kullanılabilmesi için, öncelikle bu gazın açığa çıkarılması gerekmektedir (Parfit, 2005: 81). Hidrojen gazı, hem yenilenebilir enerji kaynaklarından hem de fosil yakıtlardan elde edilebilmektedir. Yani hidrojeni elde etmek amacıyla kullanılan yöntem, açığa çıkan enerjinin çevre dostu olup olmayacağını belirlemektedir. Bundan dolayı, hidrojen enerjisi kullanımı küresel ısınmayı tetikleyici etki de yapabilmektedir. Çevre kirliliğini önlemek amacıyla, güneş kaynaklı elektrik enerjisiyle elde edilen hidrojenin, mükemmele yakın bir çözüm olduğu düşünülmektedir. Ancak bu henüz teorik olarak düşünülen bir durumdur. Sınırsız bir kaynak olan güneşten elde edilecek olan elektrik ve bunun esnek, taşınabilir, depolanabilir olması, ayrıca nerdeyse hiç çevre kirliliğine neden olmaması, son derece cazip görülmektedir. Ancak bu şekilde elde edilecek olan enerjinin maliyeti, mühendisler tarafından aşılması zor bir engel olarak görülmektedir (Ersöz, v.d., 2001: 239). Hidrojen elde etmek amacıyla, dünyanın farklı bölgelerinde değişik yöntemler uygulanmaktadır. Brezilya da nehirlerden, Arjantin de rüzgardan, Ekvator a yakın bölgelerde güneşten, Çin ve ABD de kömürden, hidrojen enerji elde etmek amacıyla araştırmalar yapılmaktadır. Şu anda dünyada her yıl yaklaşık 50 milyon ton/500 milyar m 3 hidrojen üretilmekte, depolanmakta, taşınmakta ve kullanılmaktadır. En büyük kullanıcı payına kimya sanayi, özellikle petrokimya sanayi sahiptir. 11

16 Ülkemizde de Karadeniz in altmış metre derinliklerinde bulunan hidrojen sülfürden, jeotermal kaynaklardan ve rüzgardan hidrojen enerjisi elde edilmesi planlanmaktadır (Ayman, 2004: 22). Hidrojen enerjisi, yerel olarak üretimi mümkün olan kolay ve güvenilir bir şekilde taşınabilen ve taşınma aşamasında az enerji kaybı olan, ulaşım araçlarından ısınmaya, sanayiden mutfaklarımıza kadar her alanda yararlanabileceğimiz bir enerji sistemidir. Genellikle, yakıt pilleri olarak kullanılmaktadır. Yakıt pilleri, 1950 lerin sonunda NASA tarafından uzay çalışmalarında kullanılmaya başlanmıştır. Yakıt pilleri, laptoplar, cep telefonları gibi mobil uygulamalarda kullanılmanın yanı sıra elektrik santralleri içinde uygun güç sağlayıcılardır. Yüksek verimli olması ve düşük emisyonları nedeniyle, ulaşım sektöründe de tercih edilmektedir ( 2010) Hidrojen Enerjisinin Avantajları Hidrojen bir doğal yakıt olmayıp, birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak su, fosil yakıtlar ve biokütle gibi değişik hammaddelerden üretilebilen sentetik bir yakıttır. Hidrojen aşağıda sıralandığı gibi çeşitli avantajlara sahip ideal bir enerji taşıyıcısıdır. -Hidrojen yenilenebilir enerji kaynakları da dahil olmak üzere herhangi bir enerji kaynağı kullanılarak üretilebilir. -Hidrojen elektrik kullanılarak üretilebilir ve nispeten yüksek verimle de elektriğe çevrilebilir. Hidrojenin solar enerjiden doğrudan üretim süreçleri de geliştirilmiştir. -Fosil yakıtlar, son kullanımda sadece bir süreç ile dönüştürülürken, hidrojen, kullanılacak enerji şekline beş farklı süreç ile dönüştürülmektedir. Son kullanımda hidrojen kullanılacak enerji şekline dönüşürken en yüksek verime sahiptir. Hidrojen fosil yakıtlardan %39 daha verimlidir. Kısaca hidrojen birincil enerji kaynaklarını korur. -Hidrojen gaz şeklinde (büyük ölçekli depolamada), sıvı şeklinde (hava ve uzay ulaşımında) veya metal hidrit şeklinde (araçlar ve diğer küçük ölçekli depolamada) depolanabilir. -Hidrojen boru hatları veya tankerler ile büyük mesafelere taşınabilir (birçok durumda elektrikten daha ekonomik ve verimlidir). Hidrojen diğer yakıtlardan farklı 12

17 güvenlik donanımı ve prosedürü gerektirse de onlardan daha fazla tehlikeli değildir. Hidrojen güvenlik sıralamasında propan ve metanın (doğal gaz) arasındadır. Yangın tehlikesi ve zehirlilik dikkate alındığında hidrojen en güvenilir yakıttır. -Hidrojen elektrikten veya solar enerjiden üretilirken, taşınırken veya depolanırken ve son kullanımda herhangi bir kirletici üretmez veya çevreye zararlı herhangi bir etkisi yoktur, kullanımı çok temiz bir yakıttır. Hidrojenin yanması veya yakıt hücresinde tüketilmesi sonucu son ürün olarak sadece su üretilir. Yanma yüksek sıcaklıkta olursa havadaki azot ve oksijenden NOx oluşabilir. Ancak bu sorun diğer yakıtlarla aynıdır ve kontrol edilebilir. Diğer yakıtların aksine, hidrojen elementlerden üretilen kirletici içermez. Bu nedenle de SO 2, CO, CO 2, uçucu organik kimyasallar oluşmaz. -Çevresel hasarlar ve yüksek kullanma verimi dikkate alındığında solar hidrojen enerji sistemleri en düşük etkin maliyete sahiptir. -Hidrojen enerjisinin sera gazı emisyon oranı sıfırdır. Bundan dolayı küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının azaltımında önemli katkısı vardır Hidrojen Enerjisinin Dezavantajları -Hava ile karıştığında düşük konsantrasyonlar da kolayca yanabilir. Bu durum güvenlik önlemlerini arttırmayı gerektirir. -Hidrojenin sıvı formda depo edilmesi zordur. Çok düşük sıcaklıklar gerektirir ( 2010) Enerji Sorunu ve Çevre Elektriği 20. yy. enerji taşıyıcısı olarak nitelendiren çevreler, hidrojeni de 21. yy. enerji taşıyıcısı olarak görmektedirler. Fakat, geleceğin alternatif enerjisi olarak kabul edilen hidrojen enerjisinin üretiminin kullanımının ve bunun doğal dengeleri nasıl etkileyeceği hala tartışılan konular arasındadır. Avrupa Yenilenebilir Enerji Konseyi, hidrojeni, yenilenebilir, temiz enerji kaynaklarından elde edilmedikçe yeşil enerji olmayacağı görüşündedir. Bu durumda önemli olan hidrojen kaynağının temiz olup olmamasıdır (Ayman, 2004: 22). Çünkü hidrojen, fosil yakıtlardan oldukça ucuz olarak üretilebilmektedir. Ancak karbon gazı açığa çıkararak, hem geri kazanım maliyetlerine ek bir yük getirmekte, hem de karbon gazı ile iklim 13

18 değişimine katkıda bulunmaktadır. Hava kirliliğini önlemede, iklim değişikliklerini azaltmada ve enerji bağımlılığındaki problemlerde bir çok alternatif sunmaktadır (Ersöz, v.d., 2001: 240). ICHET (Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi) projesi, 21.yüzyılın enerjisi olarak nitelendirilen hidrojen enerjisi konusunda Türkiye nin önde olmasını ve zaten var olan, güneş, rüzgar ve biyokütle gibi mevcut enerji kaynakları potansiyelini en iyi şekilde kullanmasını sağlayacak önemli bir girişimdir. Türkiye gibi, sınırlı fosil yakıt kaynaklarına sahip bir ülke için yakın gelecekte güneş-hidrojen sistemine geçmek son derece uygun bir seçenek olacaktır ( 2010) Jeotermal Enerji Jeotermal enerji yerin derinliklerindeki kayaçlar içinde birikmiş olan ısının akışkanlarca taşınarak rezervuarlarda depolanması ile oluşmuş sıcak su, buhar ve kuru buhar ile kızgın kuru kayalardan yapay yollarla elde edilen ısı enerjisidir. Jeotermal kaynaklar yoğun olarak aktif kırık sistemleri ile volkanik ve magmatik birimlerin etrafında oluşmaktadır. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir sürdürülebilir, tükenmez, ucuz, güvenilir, çevre dostu bir enerji türüdür. Bu enerjiden yeryüzüne çıkan sıcak sular aracılığıyla yararlanılır. Jeotermal enerjiye dayalı modern jeotermal elektrik santrallerinde CO 2, NOx, SOx gazlarının salınımı çok düşük olduğundan temiz bir enerji kaynağı olarak değerlendirilmektedir (DSİ, 2009). Yerkabuğundaki jeotermal enerjinin %1 lik kısmı enerjiye çevrildiğinde, şu anda toplam mevcut petrol ve gaz yataklarının rezervlerinin vereceği enerjinin 500 katı enerji elde edileceği hesaplanmaktadır. Jeotermal kaynaklar, enerji üretiminde, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde hidroelektrik ve biyokütle enerjisinden sonra 3. sırada gelmektedir (İzci, 2004). Ülkelere göre değişik sınıflandırmalar olmasına rağmen jeotermal enerji, sıcaklık içeriğine göre kabaca üç gruba ayrılır. -Düşük Sıcaklıklı Sahalar (20-70 o C) -Orta Sıcaklıklı Sahalar ( o C) -Yüksek Sıcaklıklı Sahalar (150 o C'den yüksek) Düşük ve orta sıcaklıklı sahalar, bugünkü teknolojik ve ekonomik koşullar altında başta ısıtma olmak üzere (sera, bina, zirai kullanımlar), endüstride (yiyecek 14

19 kurutulması, kerestecilik, kağıt ve dokuma sanayisin de, dericilikte, soğutma tesislerinde), kimyasal madde üretiminde (borik asit, amonyum bikarbonat, ağır su, akışkandaki CO 2 den kuru buz elde edilmesinde) kullanılmaktadır. Ancak, orta entalpili sahalardaki akışkanlardan da elektrik üretimi için teknolojiler geliştirilmiş ve kullanıma sunulmuştur. Yüksek entalpili sahalardan elde edilen akışkan ise, elektrik üretiminin yanı sıra entegre olarak diğer alanlarda da kullanılabilmektedir (Enerteach, 2009). Jeotermal enerji, dalgalanma göstermeden enerji üretebilmesi nedeniyle, gelecekte, yenilenebilir kaynaklara dayanan bir üretim yapısı için anahtar rol oynayacaktır (Greenpeace, 2009) Jeotermal Enerjinin Avantajları -Yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmeyen enerjidir, -Doğal kaynaktır, -Temiz, çevre dostudur (yanma teknolojisi kullanılmadığı için ve sıfıra yakın emisyon), -Çok amaçlı ısıtma uygulamaları için idealdir (konutta, tarımda, endüstride, sera ısıtmasında vd.), -Meteorolojik koşullardan bağımsızdır (rüzgar, yağmur, güneş v.b. den bağımsız), -Hazır enerjidir, -Fosil ve diğer alternatif enerji kaynaklarına göre çok daha ucuzdur, -Arama kuyuları üretim ve bazen reenjeksiyon kuyularına dönüştürülebilir, -Güvenilir (yangın, patlama, zehirleme riski yok), -Verimlilik %95 in üzerindedir, -Minimum alan ihtiyacına sahiptir (hidro, güneş vb. nin tersine), -Kolay ve hızlı devreye alma, işletme ve bakım (6 ay-1 yıl), uzun tesisat ömrü vardır, -Jeotermal lokal bir enerji olduğu, ithali ve ihracı ve uluslararası bir fiyatı olmadığı için savaşlara ve uluslararası problemlere neden olmaz, -Jeotermal ısıtma, evlere fuel-oil, mazot, kömür, odun atıklarının taşınmasını ortadan kaldıracağı için şehir içerisindeki trafiğin yükünü azaltır, 15

20 -Jeotermal enerjinin kullanımda hiçbir risk faktörü taşımadığı (patlama, yangın, zehirlenme vb.) için son derece güvenilir olduğu kanıtlanmıştır ( 2010) Dünya nın Jeotermal Enerji Potansiyeli Jeotermal enerjiyi ilk kullananlar, eski Romalılardır. Doğal sıcak su olarak termal banyolarda ısıtma ve sağlık amacıyla kullanmışlardır. ABD de konut ısıtma amacıyla ilk kez 1891 yılında kullanılmıştır yılında İtalya da ilk defa jeotermal kuru buhardan elektrik üretilmiştir yılında Fransa da büyük şehirlerin jeotermal enerjiyle ısıtılmasına başlanmıştır (Çengel, 2003: 10). Dünyada coğrafi olarak sadece yaklaşık % 5 lik bir alanda jeotermal kaynaklar vardır. Jeotermalciler bu kuşağı Ateş Halkası olarak adlandırırlar. Türkiye bu ateş halkası üzerinde yer almaktadır. Bu nedenle Türkiye, dünyada jeotermal enerjiyi kullanabilecek şanslı ülkelerdendir (MMO, 2008). Dünyada jeotermal enerji kurulu gücü MW, yıllık üretim 80 milyar kwh olup, jeotermal enerjiden elektrik üretiminde ilk 5 ülke; ABD, Filipinler, Meksika, Endonezya ve İtalya şeklindedir. Elektrik dışı kullanım ise MW'tır. Dünya'da jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarındaki ilk 5 ülke ise Çin, Japonya, ABD, İzlanda ve Türkiye'dir (DSİ, 2009). Jeotermal ısıtmada dünyada yılı hedefleri: -Türkiye de 500 bin konut (2013 yılı hedefi) -Avrupa da 3 milyon konut (2010 yılı hedefi) -A.B.D. de ise 7 milyon konutun (2010 yılı hedefi) jeotermal enerji ile ısıtılmasıdır (Enerteach, 2009) Türkiye nin Jeotermal Enerji Potansiyeli Ülkemiz dünyanın genç tektonik kuşakları içerisinde yer aldığından çok miktarda jeotermal enerji kaynaklarına sahiptir (Çağlar, 2008). Ege bölgesinin tektonik 16

21 çöküntü alanları, Kuzey Anadolu deprem kuşağı ve diğer volkanik yörelerimiz jeotermal kaynaklar ve akışkanlar bakımından başlıca potansiyel alanları teşkil etmektedir (Ülker, 1994). Türkiye nin jeotermal kaynaklarının genellikle düşük ve orta entalpili olmaları nedeniyle, başlıca değerlendirme alanları şu şekilde sıralanabilir: -Isıtma (konut, şehir, termal tesis, sera vb.), -Termal turizm, -Elektrik Üretimi, -Kimyasal Madde Üretimi (Yıldırım, 2005). Ülkemiz jeotermal kaynaklardan doğrudan faydalanma (ısıtma, kaplıca, sera gibi) konusunda dünyada beşinci sıradadır. Elektrik enerji üretiminde ise son yıllarda hızlı artış göstermektedir. Bu duruma rağmen ülkemiz, jeotermal enerjiden yararlanma konusunda hak ettiği konumun çok gerisindedir yılında MTA tarafından bir sıcak su envanter çalışması olarak başlatılan Türkiye nin jeotermal enerji araştırması ile bugün toplam 600 den fazla termal kaynak (sıcak ve mineralli su kaynağı) bilgisine ulaşılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda Türkiye nin brüt teorik ısıl potansiyeli MW olarak belirlenmiştir yılı sonu itibariyle MTA tarafından yapılan jeotermal sondaj değerlendirmelerine göre muhtemel potansiyelin MW i görünür potansiyel olarak kesinleşmiştir. Türkiye deki doğal sıcak su çıkışlarının 600 MW olan potansiyeli de bu rakama dahil edildiğinde toplam görünür jeotermal potansiyelimiz 3.524MW e ulaşmaktadır. Ülkemizdeki jeotermal kaynakların % 95 i ısıtmaya uygun sıcaklıkta olup (40 0 C nin üzerinde toplam 140 adet jeotermal alan) çoğunlukla Batı, Kuzeybatı ve Orta Anadolu da bulunmaktadır. Jeotermal akışkan, 195 adet kaplıcada sağlık amaçlı kullanılmaktadır. Buralardaki kullanım kapasitesi 327 MWt dır (Mertoğlu, vd. 2003). Ülke genelinde tahmini jeotermal kapasitenin MWt olduğu göz önüne alınırsa, mevcut potansiyelin ancak %3,2 sinden faydalanıldığı söylenebilir (Dağdaş, 2004). DEK-TMK Türkiye Enerji Raporu 2009 da yer alan bilgiler şöyledir: MTA Genel Müdürlüğü verilerine göre ülkemizde elektrik üretimine uygun 15 adet jeotermal saha bulunmaktadır. Bu sahalar çoğunlukla Menderes Grabeni ile Gediz Grabeninde yer almaktadır Ülkemiz jeolojik konumu ve buna bağlı olarak gelişen 17

22 özellikleri nedeniyle, jeotermal etkinlik açısından büyük öneme sahiptir. MTA'nın yaptığı çalışmalara göre Türkiye'de sıcaklıkları C'ye kadar ulaşan 600 den fazla termal kaynak tespit edilmiştir. Bu kaynaklar temel alınarak hesaplanan rezerv 2420 MW'dır. Yine MTA'nın hesaplamalarına göre ülkemizdeki olası potansiyel MW'dır. Türkiye, jeotermal enerjinin doğrudan kullanımında 41 ülke arasında 7. sırada bulunmaktadır. Tüm bu olgular göz önüne alındığında, oldukça yüksek jeotermal potansiyele sahip olan Türkiye'nin bu enerjiyi yeterince kullanamadığı ve bu enerjinin kullanımına dayalı bir politikasının olmadığı görülmektedir (Drahor, v.d., 2001). Simav, Kırşehir, Balçova ve Gönen gibi birçok yerleşim alanında merkezi sistemle ısıtma projelerinde jeotermal enerjiden yararlanılmaktadır. Türkiye'de bulunan sahaların büyük bir çoğunluğunun düşük entalpili olmaları nedeniyle, jeotermal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülebilmesi teknolojik ve ekonomik açıdan uygun olmayabilir. Kızıldere sahasında elektrik üretmek amacıyla yaklaşık 20 MW lık bir santral kurulmuş ve santralın işletilmesi TEAŞ'a devredilmiştir. Türkiye'de jeotermal enerjiden yeterli düzeyde yararlanamamanın nedenleri teknik, finans ve yönetim sorunlarına bağlanabilir. Teknik sorunlar arasında kaynakların düşük entalpili olması, üretim sırasında rezervuarda, kuyu içinde ve yüzey donanımlarında kalsit çökelmesi ve çevre sorunları yer almaktadır. Türkiye'deki jeotermal enerjinin yeteri kadar hızlı gelişememesinin en önemli nedenlerinden biri de, uzun yıllardan beri jeotermal enerjiye yatırım yapılmamasıdır. Düşük entalpili sahaların yerleşim alanlarının ısıtılmasında, seracılık ve bazı endüstriyel alanlarda kullanılmasını içeren proje ve uygulamalar, devletin belirgin bir jeotermal politikasından çok yerel yönetimlerin veya şahısların çabalarıyla gerçekleşmektedir (Solmaz, 2001). Türkiye nin toplam jeotermal ısı potansiyeli: MWt dır. -5 milyon konut ısıtma eşdeğeri veya 150 bin dönüm sera ısıtması, -1 milyonun üzerinde kaplıca yatak kapasitesi, -29 milyar USD/Yıl fuel-oil eşdeğeri (30 milyon ton/yıl), -30 milyar m 3 /yıl doğalgaz eşdeğeri, 18

23 Türkiye nin toplam jeotermal elektrik potansiyeli: 2000 MWe dir. Türkiye nin 2013 yılı jeotermal elektrik üretim hedefi: 550 MWe kurulu güç ve 4 milyar Kwh elektrik üretimidir. Haziran 2007 itibariyle, jeotermal kaynak potansiyelimizin ancak %7 si değerlendirilmektedir (MMO, 2008) 2.5. Nükleer Enerji Nükleer enerji, maddenin en küçük birimi olan atomların parçalanması veya birleştirilmesi ile oluşmaktadır. Ağır atom çekirdeklerinin nötronlarla bombardımanı sonucu atom çekirdekleri parçalanmakta, bu tepkimeye fisyon adı verilmektedir. Bunun haricinde hafif atom çekirdeklerinin birleştirme tepkimeleri de büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına neden olmakta, bu birleşme tepkimesine de füzyon adı verilmektedir. Fisyon ve füzyon tepkimeleri ile elde edilen bu enerjiye de çekirdek enerjisi veya nükleer enerji adı verilmektedir. Nükleer enerji santrali ise, bir nükleer enerji tepkimesi, yani ağır bir atom çekirdeğinin parçalanması sırasında çıkan ısıyı kullanarak, elektrik üreten santral anlamına gelmektedir. Enerjinin hayati, kıt ve yüksek maliyetli bir unsur olması, yeni ve alternatif bir enerji kaynağı olan nükleer enerji yi son derece önemli ve dikkate değer bir hale getirmektedir. Dünyada halen değişik teknolojilerde elektrik üretimi yapan 442 adet nükleer santral mevcuttur. İnşa halindeki yeni santral sayısı 28, sipariş verilen santral sayısı 62, düşünülen-planlanan santrallerin sayısı ise 161 dir. Nükleer santrallerin tarihine baktığımızda, ilk nükleer santralin ABD de 1950 li yıllarda kurulduğunu görmekteyiz. Avrupa ülkelerinin pek çoğu da çok uzun dönemlerden beri bu teknolojiye sahiptir. Fransa başta olmak üzere özellikle Almanya, İngiltere, Belçika da çok sayıda ve hemen her Avrupa ülkesinde en az bir santral mevcuttur. Avrupa ülkeleri içerisinde İtalya da özellikle çevrecilerin baskısı ile nükleer santral henüz kurulmamış ve bilinçli veya değil bu teknolojiden uzak kalınmıştır. Benzer şekilde Norveç de nükleer santral bulunmamaktadır ancak bu ülkenin doğal kaynaklarının zenginliği göz önüne alındığında, bu yoksunluğun sebebinin makul olduğu görülmektedir (Hançer, 2008). 19

24 Dünya genelinde, nükleer enerji üretiminin yaklaşık %87 si OECD ülkeleri tarafından yapılmaktadır (Koçak, 2003: 399). Nükleer enerji kullanan ülke sayısı oldukça sınırlıdır. BM üyesi ülkelerin %16 sında (31 ülke), nükleer santral bulunmaktadır. ABD, Fransa, Japonya, Almanya, Güney Kore, dünyadaki toplam nükleer enerjinin dörtte üçünü üretmektedirler. Ayrıca bu ülkelerde nükleer silahta bulunmaktadır (Schneider, 2004: 6). Japonya, Çin ve Hindistan da nükleer santrale sahip ülkelerdendir. Özellikle Çin ve Hindistan ın büyüyen ekonomisini dikkate aldığımızda var olan enerji kaynaklarının enerji taleplerini karşılamada yetersiz kalabileceği ve yeni enerji kaynakları arayışı içerisinde olmaları son derece doğaldır. Dünya ortalamasına bakıldığında nükleer santrallerden elektrik üretiminin toplam elektrik üretimi içindeki payı yaklaşık %16 dır. Bu oran Fransa da %78, İsveç te %50, İsviçre, Güney Kore ve Slovenya da %40, Almanya da %28, Japonya da %25, İspanya ve İngiltere de %24, Amerika da %20, Rusya da %17 civarındadır. Eski Doğu Bloku ülkelerinden Litvanya da ise bu değer %80 ile dünyadaki en yüksek düzeyine erişmiştir. Yapılan tahminlere göre senelik bir zaman zarfında dünya çapında nükleer enerjinin enerji kaynakları içerisindeki payı % seviyesine çıkacaktır. Nükleer teknoloji, dünyanın elektrik gereksiniminin %16 sını karşılamanın yanı sıra tıpta ve endüstride de kullanılmaktadır. Fosil ve yenilenebilir enerjiye ciddi bir alternatif oluşturan nükleer enerji petrol tasarrufu sağlamakla birlikte, karbondioksit emisyonunu da azaltmaktadır (Hançer, 2008). Ayrıca küresel ısınmaya etki edecek herhangi bir gaz da, kullanım sonucu açığa çıkmamaktadır (Parfit, 2005: 96). Nükleer teknoloji, 1970 lerde altın çağını sayaçsız enerji diye yaşarken 1986 Çernobil faciasından sonra sorgulanmaya başlanmıştır. Kurulum, üretim-işletim ve güvenlik maliyetlerinin yüksekliği, yıllık ömürleri, içinde sıkça arızalanmaları uzun (ortalama yıl) yapım süreleri göz önüne alındığında acil bir enerji ihtiyacına çözüm getiremez gibi görünmektedir (Çağlar, 2008). Bu enerji çeşidindeki en önemli sorun, radyoaktif atıkların yok edilmesi hususunda yaşanmaktadır (Parfit, 2005: 96). Enerji üretim süreleri, yıl ile sınırlı olan nükleer santrallerin, bu süre sonunda ne olacakları önemli bir sorundur. Nükleer 20

25 atıklarla dolu olan santrallerin çevreleri, çalışma süresini dolduran reaktörler ve diğer radyoaktif atıklar, potansiyel olarak radyoaktif kirlilik kaynağıdır. Günümüzde İngiltere ve Almanya, nükleer santral çöplüklerini yok etme konusunda önemli bir çıkmazda bulunan iki ülkedir (Torunoğlu, 1997: 25). Elektrik enerjisi bulma hususunda sıkıntılar yaşayan Çin, her yıl kurduğu bir ya da iki santralle, nükleer enerji alanında oldukça hızlı ilerlemektedir. Ancak, Çin ucuz kömür ve doğal gaz kaynaklarına sahiptir ve bu nedenle enerji ihtiyacını da bu kaynaklardan kullanması daha ekonomiktir (Parfit, 2005: 96), (Schneider, 2004: 15). Çin in enerji ihtiyacını fosil yakıtlardan karşılaması ise, küresel karbon emisyon miktarını önemli derecede etkilemektir. Japon bilim adamları nükleer enerjiyi önümüzdeki yüzyılın belkemiği olarak değerlendirmektedirler (Parfit, 2005: 96). Dünya Nükleer Birliği ne göre, yükselen petrol fiyatları ve sera etkisi nedeniyle kömür üzerinde yapılan kısıtlayıcı etki nedeniyle, Kuzey Amerika da nükleer enerji yeniden önem kazanmıştır. Ancak Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı na göre ise, dünya nükleer enerji şebekesine bağlanan 31 santralden 22 si ekonomik baskılar, yeraltı kaynaklarının kıtlığı ve nüfus artışı sebebiyle Asya da inşa edilmiştir. Avrupa ve Kuzey Amerika ülkelerinde uzun vadeli nükleer güç santrallerinin yapımı durdurulmuştur. Dünya üzerinde inşa halinde bulunan 27 santralden 18 i Asya dadır. Bu sebeple, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı na göre nükleer enerjinin geleceği Asya kıtası ile sınırlı tutulmaktadır (Schneider, 2004, s.7). Diğer taraftan, 12 nükleer santrale sahip İsveç ve 21 nükleer santrali olan Almanya yeni nükleer santral projelerini durdurmuştur. Mevcut santrallerini de 2010 yılına kadar tamamen devre dışı bırakacaktırlar. Avusturya, Danimarka, İtalya ve İspanya ise, hiçbir şekilde nükleer santral projelerini gündemlerine almamaktadır (Torunoğlu, 1997: 5). Nükleer enerji kaynaklı elektrik üretiminin, dünya genelindeki payı, %1,5-%2,5 arasında değişmektedir. Halktan gelen tepkiler, atıkların depolanmasında karşılan sorunlar, nükleer silahların artmasından duyulan kaygılar ve nükleer enerji ekonomisinde karşılaşılan güçlükler nedeniyle, dünya genelinde nükleer enerjinin üretim kapasitesinde bir düşüş gözlemlenmektedir (Schneider, 2004) Türkiye de Nükleer Enerji Çabaları 21

26 Türkiye de nükleer enerjiyi ülkeye getirme ve nükleer santral kurma çabaları özellikle son birkaç yıldır yoğun bir gündem teşkil etmekle birlikte, bu çabaların tarihi oldukça eskidir. Farklı dönemlerde denenmiş ancak gerekli yasal mevzuat tam anlamıyla gerçekleştirilememiş, girişilen çabalar sonuçsuz kalmış ve santral kurulumu henüz gerçekleştirilememiştir. Türkiye de nükleer santrallerin kurulması yönünde ilk karar 1968 yılında 3. Beş Yıllık Kalkınma Planı nda yer almıştır. 4. Beş Yıllık Kalkınma Planında Mersin Akkuyu yöresinde santral kurulması planlanmış ancak ihaleye çıkılmasına rağmen sonuç alınamamıştır yılının Nisan ayına gelindiğinde, nükleer santral için Sinop İnceburun da ön etüt çalışmaları başlatılmıştır. Diğer taraftan mevzuat çalışmaları yürütülmüş ve 09 /11/ 2007 tarih ve 5710 sayılı Nükleer Güç Santrallerinin Kurulması ve İşletilmesi ile Enerji Satışına İlişkin Kanun yürürlüğe konulmuştur (Hançer, 2008). Başlangıçtan itibaren eğitim ve insan gücü geliştirme, araştırma yapılacak merkez ve laboratuarlar kurulması, çalışmaları koordine edecek yasal ve mevzuat çalışmaları, çeşitli üretim ve uygulamalar ile enerji üretimine dönük ihale çalışmaları gibi çok yönlü olarak yürütülen çalışmalarla, bu gün belli bir konuma gelinmiştir. Bu süreçte, bir kaç kere enerji üretimi için santral kurulmasına çok yaklaşılmışsa da olumlu bir netice elde edilememiştir Rüzgar Enerjisi Rüzgar, güneş ışınlarının dünyanın oldukça değişken olan yüzeyini farklı ısıtması sonucunda meydana gelen sıcaklık, yoğunluk ve basınç farklarından meydana gelir. Diğer bir ifadeyle rüzgar; birbirine komşu bulunan iki bölge arasındaki basınç farklarından dolayı meydana gelen ve yüksek basınç merkezinden alçak basınç merkezine doğru hareket eden hava akımıdır. Rüzgarlar dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesinden, yüzey sürtünmelerinden, yerel ısı dağılımından, arazinin topografik yapısından ve rüzgar yönündeki farklı atmosferik olaylardan etkilenir (Altuntaşoğlu, 2006). Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar enerjisi, doğal, yenilenebilir, temiz ve sürekli bir güç olup, kaynağını güneşten almakta ve geleceğin enerji kaynağı olarak görülmektedir. Modern rüzgar enerjisi teknolojisi, temiz, çevreye uyumlu ve 22

27 elektrik enerjisinin ekonomik olarak üretimi gibi olumlu özellikleriyle tanınmaktadır. Rüzgar enerjisi üretilirken, fosil yakıt tüketilmemekte, dolayısıyla da atmosferik kirlilik ve tehlikeli atık sorunu oluşturmamaktadır. Bununla birlikte rüzgar endüstrisi büyüdükçe, daha büyük ve daha çok sayıda rüzgar tarlası önerildikçe, ilgi daha çok bölgesel olan çevresel etkiler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Rüzgar enerjisi, teknolojinin sayılan özellikleri itibari ile gelişmekte olan ülkeler için tercih edilebilecek bir seçenek haline gelirken, gelişmiş ülkelerin hedefledikleri karbon emisyonları seviyelerine ulaşmak, sera etkisini azaltmak, diğer bir deyişle elektrik üretim sürecinden kaynaklanan emisyonları azaltmak girişimlerini ucuz çözümlerle gerçekleştirmeleri olanağını sunmaktadır (Çukurçayır, 2005) Dünya nın Rüzgar Enerjisi Potansiyeli İnsanoğlunun yararlandığı ilk enerji kaynağı, rüzgardır. Tarihin en eski dönemlerinden itibaren itici güç olarak kullanılan rüzgar enerjisini, ilk olarak Mısırlılar ve Çinliler kullanmışlardır. Özellikle deniz taşımacılığında rüzgar temel enerji kaynağı olmuştur. Kullanımının bu kadar eski olmasına rağmen, fosil yakıt kullanımının artması ve hızlı bir şekilde yaygınlaşması, rüzgar enerjisi araştırmalarını durma noktasına getirmiştir (Karabulut, 2000: 34) li yıllarda yaşanan petrol krizi de rüzgar enerjisinin gelişimine katkıda bulunmuştur (Çengel, 2003: 3). Rüzgar enerjisi son beş yılda dünya genelinde en hızlı büyüyen ve ekonomik maliyetlere inen sektör olmuştur (Kahraman, v.d., 2003: 176). Güneş enerjisinin bir türevi olan rüzgar enerjisi, hava koşullarına ve topoğrafik şartlara göre değişim göstermektedir. Rüzgar enerjisi yatay ve düşey eksenli rüzgar tribünleri aracılığıyla mekanik enerjiye dönüştürülmekte, elektrik üretimi ve su pompalama amacıyla bu mekanik enerjiden faydalanılmaktadır. Uzmanlar karadaki rüzgar kaynaklarının, dünyanın bugünkü elektrik tüketiminin dört katını üretecek kapasiteye sahip olduğunu tahmin etmektedirler (Savin, 2003, s.112). Yapılan hesaplamalar, dünya üzerindeki rüzgar potansiyelinin %10 luk bir oranın kullanılmasında bile, dünya üzerindeki elektrik ihtiyacının karşılanabileceğini göstermektedir (Yılmaz, v.d., 2003: 403). 23

28 Rüzgar türbinleri kuruldukları arazinin %5 ni işgal etmektedirler ve türbinlerin kanatları yerden oldukça yüksekte bulunmaktadır. Böylece kalan arazi, tarım, otlatma ve diğer amaçlarla kullanılabilmektedir. Rüzgar türbinleri gece ve gündüz rüzgar olduğu sürece her zaman enerji üretebilmektedirler (Çengel, 2003:3). Rüzgar enerjisi temiz bir enerji kaynağı olmasına rağmen çevresel bir takım olumsuz etkileri de bulunmaktadır. Rüzgar santralleri, görsel ve estetik olarak kişileri rahatsız etmekte; rüzgar türbinleri, kuş ölümlerine neden olmakta, gürültü kirliliği oluşturmakta, radyo ve televizyon alıcılarında parazitler oluşturmaktadır ( Daha on beş yıl kadar öncesinde Avrupa da ticari anlamda, rüzgar gücü kullanılmazken, günümüzde 5 milyon kişinin yerel gereksinimini karşılayacak seviyede elektrik üretimi yapılmaktadır Avrupa Birliği ülkelerinde, fosil yakıt kullanımını azaltmak, ekonomilerini kömür ve petrolden vazgeçirmek amacıyla yapılan cömert teşvikler, rüzgar gücü endüstrisinde bir patlamaya neden olmuştur (Parfit, 2005: 89). Dünyada kurulu bulunan toplam rüzgar gücünün %70 i ABD, Almanya, Danimarka ve İspanya da üretilmektedir (Çengel, 2003: (3-4)). Avrupa Birliği dünyanın en büyük rüzgar türbinini Almanya kıyısı açıklarında kurmayı planlamaktadır. 183 metre yüksekliğinde inşa edilen ve Almanya kıyısı açıklarında dikilmesi planlanan 5 megawatt lık bu dev türbinlerin, 5000 hane için gerekli enerjiyi üretmesi hedeflenmektedir. Bu türbinler, Avrupa Birliği nin alternatif enerjiye karşı verdiği desteğin en önemli simgesidir (Parfit, 2005: 84). Bir zamanlar tepe üstlerine kurulan yel değirmenleriyle ünlü olan, Danimarka da, artık değirmenler yerlerini rüzgar çiftliklerine ve buralara kurulan dev rüzgar türbinlerine bırakmıştır. Danimarka da, kullanılan elektriğin yaklaşık %20 si bu türbinler aracılığıyla karşılanmaktadır (Parfit, 2005: 82). ABD, Kanada ve İngiltere rüzgar türbinlerini elektrik üretiminde kullanan ülkelerin başında gelmektedirler. Hindistan ve Çin de son yıllarda kırsal alanlarını kalkındırmak amacıyla rüzgar enerjisinden büyük ölçüde yararlanmaya başlamışlardır (Kahraman, v.d., 2003: 180). 24

29 Dünyada işletmede olan rüzgâr santrallerinin Ocak 2008 tarihi itibarıyla toplam nominal gücü MW tır. Bu kapasitenin %60,88 i yani MW ı Avrupa ya aittir yılı Ocak itibarıyla bazı ülkelerin kurulu güçlerine bakarsak; Almanya nın MW, ABD nin MW, Avustralya nın 967 MW, Hindistan ın 7720 MW, Çin in 5000 MW dır (MMO, 2008). Dünya genelinde bu enerjiden yararlanma oranı her ne kadar düşük olsa da, günümüzde en hızlı büyüyen kaynak rüzgar enerjisidir (Kahraman, v.d., 2003). AB Rüzgar Sanayi 2010 Hedefleri: MW kurulu güç, MW offshore dahil, -Avrupa elektriğinin %5,5 ini üretmek, -Yıllık 167 TWh elektrik üretimi, -%28 toplam yeni üretim kapasitesi, -Avrupa toplam üretim kurulu gücünün %10,6 sı kadar rüzgar kurulu gücü, -34 milyon konut ve 86 milyon nüfusun ihtiyacına karşılık gelen rüzgar üretimi, -49 milyar Euro luk yatırım ( ), -AB Yenilenebilir Enerji Direktifi hedefinin %50 sini karşılamak, -AB Kyoto Protokolü yükümlülüğünün %30 dan fazlasını karşılamak, -13,2 milyar Euro tutarında toplam yakıt maliyeti tasarrufu, -Yılda 109 milyon ton CO 2 sakınımı, -Yılda 1,8-4,6 milyar Euro tutarında dış maliyet sakınımı, -523 milyon ton toplam CO 2 sakınımı, -Toplam 9,4-24 milyar Euro tutarında dış maliyet sakınımı, yılındaki rüzgar hedeflerinde %25 artış sağlamaktır Türkiye nin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Türkiye rüzgar bakımından zengin yöreleri olan bir ülkedir. 10 m yükseklikteki yıllık ortalama rüzgar hızı ve güç yoğunluğu açısından en yüksek değer 3,29 m/sn ve 51,91 W/m 2 ile Marmara Bölgesi nde saptanmıştır. En düşük değer ise, 2,12 m/sn hız ve W/m 2 güç yoğunluğu ile Doğu Anadolu Bölgesi ndedir. Türkiye nin 25

30 %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 (Tavman, 2001). Türkiye nin MW lik rüzgara dayalı elektrik üretim kapasitesinin, TÜREP verilerine göre işletmede olan bölümü 803,55 MW, ETBK verilerine göre inşa halindeki bölümü ise MW dir. Lisans verilen bütün projelerin toplamının MW, başvurusu uygun bulunan projelerin ise 850,90 MW olduğu göz önüne alındığında, MW lik kapasitenin %88,8 inin de değerlendirmeyi beklediği görülmektedir. Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası (REPA), Türkiye rüzgâr kaynaklarının karakteristiklerini ve dağılımını belirlemek amacıyla EİE tarafından 2006 yılında üretilmiştir. Bu atlasta verilen detaylı rüzgâr kaynağı haritaları ve diğer bilgiler rüzgâr enerjisinden elektrik üretimine aday bölgelerin belirlenmesinde kullanılabilecek bir alt yapı sağlamaktadır (MMO, 2010). Şekil 1:Türkiye Rüzgar Atlası (EİE) Türkiye, Avrupa da rüzgâr enerjisi potansiyeli bakımından en zengin ülkelerden birisidir. Üç tarafı denizlerle çevrili olan ve yaklaşık 3500 km kıyı şeridi olan Türkiye de özellikle Marmara kıyı şeridi ve Ege kıyı şeridi ile sürekli ve düzenli 26

31 rüzgâr almaktadır. Bu bölgelerden başlamak üzere hızla rüzgâr enerjisi yatırımlarına başlanmalıdır. Türkiye de 2007 yılı sonu itibarıyla 146,25 MW rüzgâr santrali şebekeye bağlı olarak enerji üretmektedir. Bunların yanı sıra inşaatı süren 276,9 MW ve tedarik anlaşması yapılan 579,7 MW rüzgâr santrali mevcuttur. Türkiye de rüzgâr enerjisi başta olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretimi; 4628 Sayılı Elektrik Piyasası Kanunu, 5346 Sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun ve ikincil mevzuat kapsamında teşvik edilmektedir. Türkiye de bir rüzgar santralinin kurulumu Megawat başına 1,1 ile 1,2 milyon Euro maliyet gerektirmektedir. Temiz, yerli ve tükenmez bir enerji kaynağı olan rüzgâr enerjisinde ya bileşenlerin yerli olarak üretimi ya da Türkiye ye özgü türbin teknolojisinin geliştirilmesi için uygun politikalar oluşturulmalıdır. Bu amaçla rüzgâr teknolojisi ayrıntılı bir şekilde analiz edilerek dünya rüzgâr teknolojisindeki mevcut durum, gelişmeler ile mevcut yerel kabiliyetler ayrıntılı olarak değerlendirilmeli, temel hedefler saptanmalı, yerli rüzgâr türbin üretiminin yaratacağı ekonomi istihdam ve maliyet azaltma etkileri kapsamlı olarak belirlenmeli ve Dünya Ticaret Örgütü kurallarının belirlenecek destek mekanizmaları üzerinde oluşturabileceği sınırlamalar gözden geçirilerek 5346 sayılı Kanun da buna uygun düzenlemeler yapılmalıdır (MMO, 2008) Okyanus, Gel-Git Ve Dalga Enerjisi Dünyanın enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmakta ve bu ihtiyacı karşılamak amacıyla yapılan çalışmalarda en önemli yeri, en fazla potansiyele sahip enerji kaynağı olarak dünyanın 3/4 ünden fazlasını kaplayan okyanuslar oluşturmaktadır. Okyanus enerjisi çevreyi kirletmeden, sürekli kendini yenileyen tükenmeyecek bir kaynaktır. AB tarafından yapılan araştırmalara göre, 2010 da okyanuslardan elde edilecek enerji ile 1 milyon evin enerji ihtiyacını karşılayacak kadar elektrik üretilebilecektir. Okyanustan enerji üretimi, gel-gitler, okyanus ısısı, dalgalar, akıntılar, tuzluluk oranı ve metan gazından yapılır. Bu yöntemlerden üçünü kısaca açıklarsak; Gel- Git enerjisi, ayın çekim kuvveti ile denizlerin yükselip alçalan seviye farklarını; 27

32 termal enerji değişimi deniz suyunda oluşan sıcaklık farklarını; dalga enerjisi de deniz üstünde esen rüzgarların meydana getirdiği dalgalar arası farkları ifade etmektedir (MMO, 2008). Dalga enerjisi konusundaki bilimsel çalışmalar, yaşanan petrol krizleri sonrasında artış göstermiş, 90 lı yıllarda önem kazanmıştır. Bu alanda elektrik üretimiyle ilgili çalışmalar yapılsa da ekonomik açıdan henüz pek fazla önemi bulunmamaktadır (Çetinkaya, 2004: 90) Gel-Git Enerjisi Okyanus dalgalarında trilyonlarca watt elektrik üretebilecek kadar potansiyel bulunduğu bilinmektedir. Dalga enerjisi üreten sistemler, enerjiyi ya okyanusun yüzeyindeki dalgalardan, ya da suyun altındaki dalgalanmalardan elde etmektedirler. Gelgit hareketlerinden elektrik üretmek için, alçalan ve yükselen gelgit arasındaki farkın en az 5 metre olması gerekmektedir. Yeryüzünde bu büyüklükte gelgitlerin bulunduğu yaklaşık 40 bölge bulunmaktadır. Gel-Git enerjisi üretmek için körfezler en ideal bölgeleri oluşturmaktadır. Gelgitlerden enerji elde etmek için körfeze boydan boya baraj veya barikat kurularak gelgitler sıkıştırılmakta, barajın diğer tarafındaki su yeterli seviye farkına ulaştığında geçitler açılarak, su türbinlere doğru akıtılmakta ve türbinler jeneratörler vasıtasıyla elektrik üretimini sağlamaktadırlar. Bir diğer gelgit teknolojisi olarak da Gel-Git çitleri tasarlanmaktadır. Gel-Git çitleri, dev turnikeleri andırmaktadır. Bu turnikeler gelgitler olduğunda dönerek enerji üretirler. Gel-Git enerjisinden yararlanmak için tasarlanan bir diğer yöntem ise suyun altına yerleştirilecek olan gelgit türbinleridir. AB yetkilileri tarafından Avrupa da bu iş için uygun çok sayıda bölge tespit edilmiştir. Ayrıca Filipinler, Endonezya, Çin ve Japonya da gelecekte geliştirilebilecek sualtı türbin alanları bulunmaktadır. Bugün dünyada 2 ticari gelgit barajı bulunmaktadır. Biri Fransa da bulunan 240 MW gücünde La Rance santrali, diğeri de Kanada daki 16 MW gücündeki Annoapolis santralidir. Ayrıca Gel-Git olaylarının yaşandığı İngiltere de Gel-Git barajı yapma yönünde çalışmalar 28

33 yapılmaktadır. Gel-Git enerjisinden Gel-Git çitleri ile elektrik üretmek üzere yapılan en büyük çalışma ise daha hayata geçmemiş bir proje olan Dalupiri Geçidi projesidir. Filipinlere bağlı Dalupiri ve Samara adaları arasındaki geçide Gel-Git çitleri konularak gerçekleştirilmesi düşünülen proje kapsamında elektrik üretilmesi planlanmaktadır. Hesaplamalara göre okyanuslardaki Gel-Git hareketleri her gün devamlı olarak 3000 TWh enerji kapasitesi taşımaktadır. Bu enerjinin % 2 sinin (toplam 60 TWh) elektrik enerjisine dönüştürülebileceği sanılmaktadır. Gel-Git enerjisinden, Rusya ve Fransa da 400 kw tan 240 milyon kw a varan kapasitelerde yararlanılmaktadır (MMO, 2008). Dünyadaki en büyük gel-git enerji potansiyeli Avustralya nın kuzeybatı sahil bölgesi boyunca mevcuttur. Buradaki gel-git enerjisinden faydalanmak üzere kurulması planlanan ve dünyadaki ikinci en büyük santral olacak olan tesis projesi, yapılan birçok tartışmadan sonradan Avustralya hükümeti tarafından kabul edilmemiş, fosil yakıtlara dayalı güç üretimi, hükümet tarafından tercih edilmiştir (Ün, 2003: ( )). Çevreye hemen hemen hiçbir olumsuz etkisi olmayan gel-git enerjisi tükenmez bir enerji kaynağıdır. Ancak bu enerji çeşidinin de bir takım dezavantajları bulunmaktadır. İlk olarak, kaynaktan günün belli saatlerinde enerji elde edilebilmektedir yani kesikli elde edilen bir enerjidir. İkinci olarak, dünyada sadece belli bölgelerde gel-gitler oluşmaktadır. Son olarak ta, yatırım maliyetleri diğer alternatif kaynaklardan oldukça yüksektir. Bu nedenle bu enerji çeşidi diğer yenilenebilir kaynaklara oranla daha az tercih edilmektedir (İnan, 2001: 14) Okyanus Isısı Enerjisi (OTEC) Okyanuslar yeryüzünün %70 inden fazla kısmını kaplayan alanlarıyla, çok büyük miktarda güneş enerjisi toplamaktadır. Okyanus ısısı enerji üretiminde, okyanusların güneşten topladığı ısıdaki enerji elektriğe dönüştürülmektedir. Bu yöntemle elektrik elde etmek için yüzeydeki su sıcaklığı ile derindeki su sıcaklığı arasındaki farkın 20 derece olduğu yerler kullanılmaktadır. Bu konuda dünyada OTEC çalışmalarının en önemlisi Hawai de yapılmıştır. 29

34 Okyanus ısısı enerji üretim tesisleri kurulmasının diğer canlılar için de faydalı etkileri olacaktır. Bu tesislerde derinlerdeki mineral bakımından zengin okyanus suyu kullanıldığı için kıyıdaki bitkiler de bundan yararlanacaktır. Bunun yanı sıra makineler vasıtasıyla deniz suyu tuzundan arındığı için sanayi ve tarımda kullanılabilecek bol miktarda su üretilecektir. Araştırmacılar çok yakın zamanda bu enerji üretim yönteminin yavaş yavaş tükenmekte olan fosil kaynakların yerini alacağına inanmaktadırlar (MMO, 2008) Dalga Enerjisi Temiz enerjiler arasında sıralayabileceğimiz bir enerji de dalga enerjisidir. Birincil enerji kaynağı güneş olan rüzgar; dünya yüzeyinin %80 ini kapsayan milyonlarca km 2 lik deniz yüzeyinde eserek okyanuslarda metrelik dev dalgalar oluşturmaktadır. Her saniye yüz binlerce ton su dalga halinde bir noktadan başka bir noktaya doğru hareket etmektedir. Güneş ve rüzgardan sonra üçüncül enerji kaynağı olan deniz dalgasının yüksekliği dolayısıyla taşıdığı enerji, deniz yüzey alanıyla doğrudan bağlantılıdır. Deniz dalga enerjisi, dalga yüksekliğinin karesi ile doğru, dalga periyodu ile ters orantılıdır. Yeryüzünün % 75 inden fazlasını kaplayan okyanuslar özellikle son yıllarda enerji arayışlarına giren dünyamız için enerji kaynağı olma potansiyeli taşımaktadır (MMO, 2008). Yapılan araştırmalara göre, dünyanın tüm sahillerinde oluşan dalga enerjisi toplandığında, 2 ila 3 milyon megavat enerji açığa çıkmaktadır (Enerteach, 2009). Okyanus enerjisi hiçbir çevre kirliliğine yol açmayan, tükenmeyecek bir kaynaktır. 100 kw -100 MW kadar ihtiyaç duyulan her güçte santral kurulabilir. AB 2010 da okyanus enerji kaynaklarından 1 milyon evin enerji ihtiyacını karşılayacak kadar elektrik üretmeyi hedeflemektedir. Dalga enerjisi üreten makineler, enerjiyi ya okyanusun/denizin yüzeyindeki dalgalardan ya da suyun altındaki dalgalanmalardan elde etmektedir. Okyanus dalgalarında trilyonlarca watt elektrik üretebilecek kadar potansiyelin var olduğu bilinmektedir. Dalga enerjisi, güçlü rüzgârların estiği bölgelerde daha çok 30

35 bulunmaktadır. Güney Afrika, Avustralya ve Amerika nın kuzeydoğu ve güneydoğu kıyılarının yanı sıra, California ve İngiltere kıyıları da oldukça büyük enerji potansiyeli taşımaktadır. Dalga enerjisinin toplam enerji potansiyeli, toplam enerji büyüklüğü 2,5 terawat olarak hesaplanan gel-git enerjisinden çok daha fazladır. Sahilleri güçlü rüzgarlara maruz kalan ülkeler, enerji ihtiyaçlarının %5 veya daha fazlasını dalga enerjisinden karşılayabilirler. Sualtı dalgalarından enerji elde edebilmek için geliştirilen makinelerin suyun 40 metre altında kurulması gerekmektedir. Bu yöntem için geliştirilmiş makinalar, dalgaların düzensiz ve hızlı bir şekilde hareket etmelerinden yararlanarak elektrik üreten tulumbaları çalıştırır. Diğer bir yöntemde ise suda yüzen bidonların hareketlerinden yararlanılmaktadır. Dalgaların etkisiyle bidonlar hareket ettikçe, bidonlarla makinalar arasında bulunan hortumlar gerilip gevşemektedir. Hortumlar gerilip gevşedikçe de makinalar dönmekte, böylelikle dalgaların hareketindeki enerji elektrik enerjisine çevrilmiş olmaktadır. Başta Amerika, Norveç, İngiltere ve Japonya olmak üzere birçok ülkede yaygın olan Tüp Deniz Dalga Santralleri Toplayıcı ve Jeneratör olmak üzere 2 ana birimden oluşmaktadır. Toplayıcı; deniz dalga enerjisini bir noktada toplayarak mekanik enerjiye dönüştürmekte, jeneratör ise dalga gücünü elektrik enerjisine dönüştürmektedir. Okyanusun yüzey dalgalarındaki enerjinin kıyılara kurulan dalga enerjisi tesisleri vasıtasıyla çıkarılması planlanmaktadır. Hindistan da kıyı dalgalarından elektrik üreten bir makine Pico adalarına kurulmuş olup denenmektedir. Yakın zamanda bu makinenin adadaki evlerin çoğuna yeterli elektrik sağlayabilmesi beklenmektedir. Avrupa ve İskandinavya ülkelerinde, devletler bu konudaki araştırmaları desteklemektedir. İngiltere kıyılarından elde edilecek olan deniz dalga enerjisi, ülkenin tüm enerji gereksinimini karşılayacak büyüklüktedir. Eğer okyanuslardaki yenilenebilir enerji kaynağının sadece %0,1 i bile elektrik enerjisine dönüştürülecek olsa, dünya toplam enerji gereksiniminin 5 katı kadar enerji üretilmiş olacaktır. 31

36 Özellikle İngiltere dalga enerjisi konusunda araştırmalar yapmaktadır. Hükümet dalga enerjisinin kullanımı ile 0.10 ABD doları /kwh altında elektrik üretimi yapılabileceğini açıklamıştır. En etkin dalga gücü aygıtlarından biri olan Salter Duck 1970 yılında İskoçya da Edinburg Üniversitesi profesörlerinden Stephen Salter tarafından geliştirilmiş olup söz konusu aygıtla 0.05 ABD doları/kwh dan daha az maliyetle elektrik üretilebilmektedir. Dalga enerjisi aygıtlarından bir diğeri de Clam olup enerji maliyetinin 0.06 ABD doları/kwh civarında olacağı hesaplanmıştır. Ülkemizde Arşimet prensibi ve yer çekimi arasında oluşan ve diğer enerji kaynakları ile alışverişinde ortaya çıkan dalga enerjisinden yararlanılmamaktadır. Üretim maliyetinin yüksek olduğu gerekçesiyle ihmal edilmek istenen dalga enerjisinden elektrik üretmenin maliyeti teknolojinin gelişmesiyle daha da aşağıya düşecektir. Nitekim dalga enerjisini geliştirmek için çalışan ve bu alanda yatırım yapanlar dalga enerjisinin bugünkü noktada rüzgarın 10 yıl önceki konumunda olduğunu iddia etmekte ve umutlarını kaybetmemektedirler. Bu konuda itiraz edenlere maliyet sorununun daha önce rüzgarda da yaşandığı, ancak rüzgar enerjisi maliyetlerinin son 20 yılda 10 kat azaldığı ve rüzgarın bugün 2 milyar dolara yaklaşan bir endüstri haline geldiği hatırlatılmaktadır. Üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemizde, ilk yatırımından ve bakım giderlerinden başka gideri olmayan, primer enerjiye bedel ödenmeyen, doğaya her hangi bir kirletici bırakmayan, ucuz, temiz, çevreci ve çok büyük bir enerji kaynağının değerlendirilmesi için araştırma çalışmaları yapılmalıdır. 1 metrenin hemen üzerinde ortalama dalga yüksekliğine sahip olan deniz dalga enerjisi bile fosil yakıtlara alternatif olabilecek enerji yoğunluğuna sahiptir. Türkiye nin Marmara Denizi dışında açık deniz kıyıları 8210 km yi bulmaktadır. Tüm kıyılarda bu tür tesislerin kurulması deniz trafiği, turizm, balıkçılık, kıyı tesisleri vb. nedenlerle olanaklı değildir. Türkiye kıyılarının beşte birinden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisi teknik potansiyeli 18,5 TWh/yıl düzeyindedir. Hidroelektrik santrallerinde her 3 saniyede bir 10 ton suyu 30 metreden aşağıya düşürerek elde edilecek enerjiyi, 1 metre dalga yüksekliğine sahip deniz yüzeyinde 1 dönümden daha az alanda elde etmek mümkündür. Yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının 32

37 içerisinde büyük potansiyele sahip ve ekonomik olan deniz dalga enerjisi potansiyeli değerlendirilmeyi beklemektedir (MMO, 2008) Biyokütle Enerjisi Odun, odun kömürü, hayvan ve insan dışkısı, tarım ürünleri ve orman sektörü organik atıkları, alkol ve metan mayalanması, çeşitli su bitkileri gibi canlı kaynaklar yolu ile elde edilen enerji türüne biyokütle (biomass) denilmektedir. Dünyanın çoğalan nüfusu ve sanayileşmesi ile giderek artan enerji gereksinimini çevreyi kirletmeden ve sürdürülebilir olarak sağlayabilecek kaynaklardan belki de en önemlisi biyokütle enerjisidir. Bitki yetiştirilmesi, güneş var olduğu süre süreceği için, biyokütle tükenmez bir enerji kaynağıdır. Biyokütle; tükenmez bir kaynak olması, her yerde yetiştirilebilmesi, özellikle kırsal alanlar için sosyo-ekonomik gelişmelere yardımcı olması nedeniyle uygun ve önemli bir enerji kaynağı olarak görülmektedir. Biyokütleye örnek olarak, ağaçları, mısır, buğday gibi özel olarak yetiştirilen bitkileri, otları, yosunları, evlerden atılan meyve ve sebze atığı gibi tüm organik çöpleri, hayvan dışkılarını, gübre ve sanayi atıklarını saymak olanaklıdır. Bitkilerin fotosentezi sırasında kimyasal olarak özellikle selüloz şeklinde depo edilen ve daha sonra çeşitli şekillerde kullanılabilen enerjinin kaynağı güneştir. Güneş enerjisinin biyokütle biçimindeki depolanmış enerjiye dönüşümü, insan yaşamı için esastır. Fotosentez yoluyla enerji kaynağı olan organik maddeler sentezlenirken tüm canlıların solunumu için gerekli olan oksijen de atmosfere verilir. Üretilen organik maddelerin yakılması sonucu ortaya çıkan karbondioksit ise, daha önce bu maddelerin oluşması sırasında atmosferden alınmış olduğundan, biyokütleden enerji elde edilmesi sırasında çevre, karbondioksit salınımı açısından korunmuş olacaktır. Biyokütle ya Türkiye de olduğu gibi doğrudan yakılmaktadır ya da çeşitli süreçlerde (havasız çürütme, piroliz, fermantasyon, gazlaştırma, hidroliz, biyofotoliz, esterleşme reaksiyonu) biyokütlenin yakıt kalitesi arttırılıp alternatif biyoyakıtlar (biyogaz, çöpgazı, biyodizel, biyoetanol, sentetik yağ) üretilmektedir. Günümüzde biyokütle enerjisini klasik ve modern olarak iki sınıfa ayırmak olanaklıdır. Ağaç kesiminden elde edilen odun ve hayvan atıklarından oluşan tezeğin basit şekilde yakılması klasik biyokütle enerjisi olarak tanımlanırken, enerji bitkileri, enerji 33

38 ormanları ve ağaç endüstrisi atıklarından elde edilen bio-dizel, etanol gibi çeşitli yakıtlar, modern biyokütle enerjisinin kaynağı olarak tanımlanır (Demirtaş, 2005). 3. AVRUPA BĠRLĠĞĠ NĠN YENĠLENEBĠLĠR ENERJĠ POLĠTĠKALARI Avrupa Birliği enerjide dışa bağımlılığını azaltmak, kaynakların sürdürülebilirliğini garanti altına almak, iklim değişikliği sorununu çözmek, enerji üretimi ve tüketimini sınırlanmalarını ortadan kaldırmak, endüstriyel gelişme, bölgesel gelişme ve istihdam sağlamak amaçlarıyla yılları arasında enerji politikaları içerisinde yenilenebilir enerji kaynaklarına öncelik vermiş ve bu sayede yenilenebilir enerji teknolojisi alanında sağlanan gelişmelerle dünya lideri olmuştur. Yenilenebilir enerji yeniliklere açık bir sektör oluşturmuş, Avrupa da sürdürülebilir ekonomik kalkınma ve 200,000 kişiye iş sağlamıştır. Avrupa Birliği politikalarının çerçevesini oluşturan direktifler ve hedefleri ise şöyledir: -White Paper (1997): 2010 yılına kadar enerji tüketiminin %12 den fazlasını yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlamak (Tablo1). Yenilenebilir Enerji Kaynakları yılları arasında sağlanan yıllık büyüme oranları yılları arasında sağlanması gereken yıllık büyüme oranları Rüzgar %37.9 %9.8 Fotovoltaik (PV) %36.6 %31.2 Güneş termal %9.8 %27.2 Jeotermal %3.9 %4.7 Biyokütle %3.6 %10.3 Hidrolik %0.9 %1 34

39 Tablo1 White Paper ın amaçlarına ulaşabilmesi için gerekli olan yıllık büyüme oranları -Green Paper (2000): Enerji kaynaklarının güvenliğini sağlamak ve çeşitliliği korumak, -Elektrik Direktifi (2001): 2010 yılına kadar elektrik tüketiminin %22,1 den fazlasını yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlamak, -Binaların Enerji Performansı Direktifi (2002): 2010 yılına kadar bina ısıtmasoğutma ve diğer evsel kullanımlar sonucunda tüketilen enerji miktarını %22 civarında azaltmak, -Biyoyakıt Direktifi (2003): 2010 yılına kadar ulaşım sektöründe kullanılan yakıtlar içerisinde biyoyakıt payını %5.75 e çıkarmaktır. Yürüttüğü politikalar sayesinde 2010 yılı hedeflerine yakın görülen Avrupa Birliği, enerji sektöründeki yenilenebilir enerji payını 2020 yılında %20 ye, 2040 yılında ise %50 ye çıkarmayı da hedeflemektedir. Ayrıca 2020 yılına kadar yenilenebilir enerji payını, elektrik sektöründe %33 e, ısıtma-soğutma sektöründe ise %25 e çıkarmakta Avrupa Birliğinin hedefleri arasındadır. Bu hedeflerin getirilerinin ise şöyle olması beklenmektedir yılına kadar CO 2 emisyonunun 1990 yılı rakamlarına göre %17,6 oranında azalacak, yılları arasında yenilenebilir enerji sektörüne 443 milyar Euro luk yatırım yapılacak, -Petrol maliyetinde yaklaşık olarak 115,8 milyar Euro luk azalma sağlanacak, -2,023,000 kişiye iş sağlanacaktır (Kulözü, 2005). Avrupa Parlamentosu ve Avrupa Konseyi nin 2009/28/EC Sayılı Yenilenebilir Kaynaklardan Enerjinin Kullanımının Teşviki Hakkında Direktifi 5 Haziran 2009 tarihli Avrupa Birliği Resmi Gazetesi nde yayınlanmıştır. Bu direktifle AB, genel enerji dağılımında yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerjinin %20 lik bir pay alması gibi iddialı hedeflere ulaşmak için, elektrik, ısıtma ve soğutma sektörleri üzerine ve biyoyakıtlar ile ilgili faaliyetlere odaklanmayı talimatlamaktadır. 35

40 Avrupa Birliği ülkeleri 2020 hedefini belirledi. varolan toplam enerjideki payı %8,5 olan yenilenebilir enerjini payını, 2020 tarihine kadar %20 ye yükseltmek yine toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %35 ini, ısı ihtiyacının %25 ini ve ulaşımın %10 unu yenilenebilir kaynaklardan sağlamak ana hedefler arasında sıralanmaktadır. Tüm bu rakamlardan güneşin payına düşen ise fotovoltaikler için MW olarak belirlendi ( 4. BĠYOKÜTLE KAYNAKLARI Biyokütle kaynaklarını, karalardan denizlere kadar hemen her yerde bulmak olanaklıdır. Doğal olarak yetişen kaynakların yanı sıra, son yıllarda yalnız bu kaynağı elde etmeye yönelik çalışmalarda başlamıştır. Doğada var olan ormanlar, hayvan dışkıları ve bitki atıkları zaten uzun yıllardır, özellikle gelişmekte olan ülkelerin kullandığı temel biyokütle kaynakları arasındadır, diğer biyokütle kaynakları ise enerji bitkileri, kısa dönemli enerji ormanları, atıklar ve denizlerdeki alglerdir. Türkiye'de bugün değerlendirilemeyen birçok tarım atığı bulunmaktadır. Bunun başlıca nedenleri arasında, dağınık şekilde bulunan bu atıkların taşıma ve işçilik maliyetleri gelmektedir. Bunların yanında nispeten çorak arazilerde kurulacak enerji tarlalarından alınacak ürünler bunların birlikte değerlendirilmeleri maliyetleri düşürecektir. Son yıllarda, yüksek büyüme hızlarına sahip ve oldukça verimsiz topraklarda bile yetişebilen enerji bitkileri üzerine yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu bitkilerle, günümüzde enerji tarımı olarak da tanımlanabilen yeni bir tarım türü geliştirilmiştir. Bu tarımda kullanılan bitkilerin bazılarının tohumları artık genetik mühendisliği yardımıyla geliştirilmektedir. Bu bitkiler arasında şekerkamışı, mısır, şekerpancarı gibi iyi bilenen ürünler yanında, ülkemizde fazla tanınmayan Miscanthus, sorgum gibi bazı ürünlerde bulunmaktadır. Bu bitkilerin özellikleri C4 tipi bitki grubu olarak adlandırılmaktadır. C4 bitkilerinin genel özellikleri aşağıdaki şekilde verilebilir. Düşük karbondioksit derişimine gereksinim duyarlar, Yüksek sıcaklığa gereksinim duyarlar, 36

41 Daha düşük oranda suya gereksinim duyarlar, Mevsimsel kuraklığa dayanıklıdırlar, Başlangıçta 4 karbon atomu içeren organik molekülleri bağlarlar, Işık şiddetini kullanma yetenekleri yüksektir. Hemen her bitkinin yaşamı için gerekli olan karbondioksitin havadaki tutarı da ayrıca önem taşımaktadır. Bazı bitkiler, havadaki karbondioksit derişimi belli bir oranın altına düştüğünde, solunum yapamazlar. Fakat C4 bitkilerinin en önemli özelliklerinden biri atmosferdeki her karbondioksit molekülünü soğurabilmesidir. Bunun anlamı, kurumsal olarak dünyanın her yanında çok büyük alanlarda C4 bitkisi yetiştirildiğinde atmosferdeki karbondioksit oranının düşmesi nedeniyle sera etkisi azalacağından, dünyanın soğuma tehlikesi ile karşılaşma olasılığıdır. Bir iddiaya göre dünyada bir zamanlar yaşanan buzul çağının nedenin C4 bitkileridir. Ancak, günümüzde dünyanın hızla ısındığı göz önüne alındığında C4 bitkilerinin bu problemle iyi bir çözüm olacağı anlaşılmaktadır. C4 bitkileri, çok sayıda enerji ürünleri için ana ham maddedir. Son yıllarda farklı endüstri dallarında kullanımından dolayı endüstri ülkelerinin çok ilgisini çekmektedir. Bu enerji ürünleri arasında etanol, pirolotik yağ, kalitesi arttırılmış yakıtlar, mangal, sentetik gaz, bitkinin su ve şekeri alınmış posa kısmından elde edilen selülozik maddeler sayılabilir. Biyokütle ve türevi yakıtlardan enerji sağlanmasından en ümit verici bir uygulama şekli de elektrik üretmektir. Biyokütle yakılarak elde edilen elektrik üretimi maliyeti, C4 bitkileri ekiminden alınacak yüksek verim ile büyük miktarda azaltılabilir. Buğday gibi C3 bitkilerinin özellikleri ise, C4 bitkilerine göre oldukça farklıdır. C3 bitkilerin temel özellikleri aşağıda verilmiştir. Yüksek karbondioksit derişimine gereksinim duyarlar, Işık şiddetini kullanma yeteneği düşüktür, Düşük sıcaklığa gereksinim duyarlar, Yüksek oranda suya gereksinim duyarlar, Ilıman bölge bitkileridir. C4 bitkileri arasında Avrupa topluluğu tarafından üzerinde önemle durulan tatlı sorgum bitkisi, ülkemizde de ilgi görmüş ve bu bitki üzerinde yapılan ön 37

42 çalışmalardan oldukça önemli sonuçlar alınmıştır. Miscanthus ise, yine Türkiye de deneme amaçlı ekilerek üzerinde çalışma yapılan bir diğer enerji bitkisidir. 125 yıl önce enerji gereksinimi % 90 oranında odun ve çalı çırpının doğrudan yakılmasıyla karşılanıyordu. Günümüzde ise saman gibi ürün bitkisi kalıntıları ve budama artıklarından, küspe, talaş, kuru meyve ve tohum kabukları, kağıt sanayi atıkları yanında verimsiz topraklarda bile yetişebilen ve kendi tohum bankası ile çoğalabilen, bakım gereksinimi çok az olan ve kurağa dayanıklı, selüloz ve linyince zengin e-grass adı verilen otsular yanında çalılar, hızlı büyüyen ve kesildiğinde yeniden sürebilen ağaçlardan elde edilen biyomasdan yararlanılmaktadır. En çok üzerinde durulan enerji bitkileri arasında söğüt ve kavak ile yalancı akasya gibi hızlı büyüyen ağaçlar, Panicum gibi yabani otlar, şeker kamışı, tatlı süpürge otu, uzakdoğu kökenli Myrcanthus cinsi, endüstriyel kenevir, tütün, mısır, soya, kolza gibi ürün bitkileri vardır. Elektrik enerjisi, benzine alkol katkısı ve dizel yakıtı elde edilmesi, düşük emisyonla yanma sağlayan enerji sistem teknolojileri geliştirilmiştir ve çalışmalar sürdürülmekte, biyomas ürününün değerlendirilmesi, erozyon, çölleşme ve fakirleşme ile enerji ithalatı sorunlarına entegre çözüm üretilebilmektedir. Ülkemizde halen elde edilmekte olan biyokütle enerjisinin; %64 ü orman bakım ve üretim çalışmalarında ortaya çıkan ince çaplı materyaller, orman endüstrisinde oluşan talaş ve yongalar, kullanılmayan (hurda) odunlar olmak üzere, orman ve odun atıklarından, %24 ü belediye katı atıklarından (Çöplerden), %5 i tarımsal bitki ve artıkları, sert meyve kabukları (zeytin çekirdeği ve posası, fındık v.b. kabukları gibi) tarımsal atıklardan, %5 i ise depo gazlardan üretilmektedir ( 38

43 BİYOKÜTLE ENERJİSİNİN KAYNAKLARI TARIMSAL KAYNAKLAR ORMAN KAYNAKLARI KENTSEL VE ENDÜSTRİYEL KAYNAKLAR HAYVANSAL KAYNAKLAR Hayvan Dışkıları Hayvan Atıkları Odunsu Kaynaklar Belediye Çöpleri BİTKİSEL KAYNAKLAR Bitki Atıkları Enerji Tarımı Kanalizasyon Atıkları SU KAYNAKLARI Su Bitkisi Deniz Bitkisi Endüstriyel Atıklar Şekil 2 Biyokütle Enerjisinin Kaynakları 4.1. Odunsu Biyokütle Odun mükemmel bir biyokütle kaynağıdır. Odun doğrudan yakılarak kullanılabildiği gibi çeşitli işlemler sonucunda pelet, briket gibi yakıtlara dönüştürülerek de konutlarda ve iş yerlerinde ısınma, pişirme amacıyla kullanılabilmektedir. Odun tek başına ya da kömür ve diğer biyokütle yakıtlarıyla birlikte kalorifer kazanlarında, elektrik santrallerinde ve gazlaştırma kazanlarında yakıt olarak kullanılabilir. Modern teknolojiler odundan daha fazla enerji almamızı mümkün kılmaktadır. Geleceğin teknolojileri ise odun artıklarının işlenerek içten yanmalı motorlarda, yakıt hücrelerinde ya da doğalgaz tesislerinde kullanılmak üzere yapay gaz üretilmesine olanak sağlamaktadır. En nihayetinde daha gelişmiş yakıt üretim teknolojileriyle, odunda bulunan selülozik maddelerden biyobenzin, biyodizel gibi çeşitli sıvı yakıtlar üretilebilmektedir (OGM, 2009) Odunsu Biyokütle Kaynakları Yenilenebilir kaynakların alt başlığı olan biyokütlenin önemli bileşeni odunsu bitkiler olmaktadır. Bunun içerisinde kısaca, korular, baltalıklar, çiftlik ormanları, 39

44 ağaçlıklar, endüstriyel plantasyonlar yer almaktadır. Ayrıca, odun ham maddesi işleme artıkları ve kullanılmış (hurda) odunsu yapılar da sayılmalıdır. Tüm bu başlıklar orman kaynakları ile ve ağaç ve ağaççıklarla ilgilidir (Geray, 2006). Odunsu biyokütle kaynakları 6 alt bölüm altında toplanabilir. Orman artıkları: Ormanlarda yapılan üretim sonucu, tomruk, sanayi odunu ya da yakacak odun olarak değerlendirilemeyerek ormanda terk edilen kök, dip kütüğü, gövde ucu, tepe ve yan dallardan ince olanlar ile devirme ve taşıma sırasında parçalanan ağaçlar orman artığı sayılırlar. Ayrıca, ağaçlandırma için saha temizliği, gençleştirme, sıklık ve sırıklık bakımı v.b ormancılık uygulamaları ile sahadan çıkarılan ve herhangi bir şekilde ve değerlendirilemeyen ince materyal ile ormanda mevcut ve ekonomik olarak değerlendirilemeyen ağaç, ağaççık ve çalılar (orman gülü, sandal ağacı, kocayemiş v.b) artık olarak nitelendirilmektedir (OGM, 2009). Elde edilen mal Sanayi artıkları: -Kereste fabrikası artıkları: Kereste fabrikalarında, tomrukların biçilerek kereste elde edilmesi sırasında çeşitli boyutlarda artıklar meydana gelir. Bunlar kabuklu ya da kabuksuz kapak tahtaları, yan almadan meydana gelen çıtalar, uç almadan oluşan takozlar, testere talaşı, kabuk v.b. dir. Meydana gelen artığın miktarı, kullanılan ağaç türüne, biçme yöntemine, kullanılan ekipmana (şerit-katrak), tomruğun çap ve boyuna, elde edilmek istenen ürünün boyutlarına ve operatörün gösterdiği titizliğe bağlı olarak değişmektedir. -Rendeleme ve şekil verme atölyelerinde meydana gelen artıklar: Kerestenin rendelendiği (planyalandığı) ve çeşitli amaçlar için şekillendirildiği mobilya ve doğrama fabrikası atölyelerinde meydana gelen artıklardır. Kimi zaman bu artık miktarı kereste hacminin %30 una kadar yükselebilir. Bu artıklar, daha kârlı bir şekilde kullanma olanağı bulunmazsa, fabrikada ısı enerjisi üretmek amacıyla yakılırlar. -Kaplama ve kontraplak fabrikası artıkları: Kaplama fabrikalarında meydana gelen artıklar, tomrukların soyma ve kesme makinalarında soyulma ve kesilmeleri sonucu ortaya çıkan odun artıklarıdır. Meydana gelen artık miktarı, tomruğun çap ve boyuna, kalitesine ve uygulanan 40

45 teknolojiye bağlı olarak değişmekle beraber, kimi zaman tomruk hacminin %50 sine kadar ulaşmaktadır (Saraçoğlu, 2002). -Testere talaşı: Kereste fabrikalarında tomrukların biçilmesi, yan ve baş alma işlemleri sırasında önemli miktarda testere talaşı meydana gelir. Talaş miktarı testere levhasının kalınlığı, çapraz miktarı, tomruk ya da prizmadan biçilen malın kalınlığı, kısa ya da uzun mal elde edilmesine bağlı olarak değişmektedir (OGM, 2009). 17 Enerji ormanları: Belirli ağaçlar ve ot türleri enerji bitkileri olarak değerlendirilebilir. Enerji ormancılığında, hızlı büyüyen söğüt, kavak, yalancı akasya, okaliptüs, çınar, kızılağaç gibi ağaç türleri ve meşe yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca hızlı sürgün veren ağaçların sürgünlerinin sık sık kesilmesiyle odunsu biyokütle elde edilebilmektedir. Bu ağaçlar oldukça değişik iklim ve toprak koşullarında yetişebildiği gibi büyüme hızları da diğer ağaçlara göre kat fazladır. Günümüzde biyo teknolojik yöntemlerle enerji ağaçlarının büyüme hızları daha da artırılabilir. Bu ağaçların genellikle her 5 yılda bir budanarak yeniden büyümeleri sağlanır ve hasat edilen dallar biyokütle kaynağı olarak kullanılır. Enerji ormanlarından elde edilen ortalama yıllık verim, hektardan 22 ton dolayında biyokütle olmaktadır (OGM, 2009). Tarımsal artıklar: Mısır koçanı kesilen otlar, ekin sapları, bağ ve meyve ağaçlarının budanmasından elde edilen artıklar, potansiyel biyoenerji kaynaklarıdır (OGM, 2009). ġehir ağaçları, yeģil alan artıkları ve tahtalar: Belediyelerin park ve bahçelerinden toplanan artıklar, kent ağaçlarının budanması sırasında ortaya çıkan artıklar, kullanılmış tahta eşyalar, inşaat tahtaları biyoenerji üretme tesislerinde kullanılabilir (OGM, 2009). Kimyasal olarak geri kazanım yakıtları (siyah likör): Kağıt endüstrisinde, odun selülozundan kağıt hamuru üretiminde kullanılan kimyasallardan elde edilen yakıtlardır. 1 kg siyah likörün alt ısıl değeri kcal/kg olup uygun bir teknolojiyle fuel-oil gibi kazanlarda yakılabilmektedir (OGM, 2009). 41

46 5. AB VE TÜRKĠYE DE BĠYOKÜTLE ENERJĠSĠ POTANSĠYELĠ 5.1. AB'nin Biyokütle Potansiyeli AB komisyonu raporlarına (Green Paper) göre, AB ülkelerinde enerjinin %80 i fosil kökenli yakıtlardan bununda %40 dan fazlası petrolden karşılanmaktadır. Fosil yakıt tüketiminin son 25 yıl içinde aşağı yukarı aynı seviyelerde kalmıştır. Çünkü fosil kökenli yakıtların tüketimi ağır çevresel etkileri beraberinde getirmektedir (asit yağmurları, sera efekti, ozon tabakasının delinmesi vb. gibi) de primer enerji tüketiminin getirdiği CO 2 emisyonu ise 3,7 *109 tondur. Yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam tüketimdeki oranı ise %6 dır (Şekil 3). Yenilenebilir enerji kaynakları içinde en büyük pay ise %63,8 gibi bir oranla biyokütle enerjisinindir (Şekil 4) yılında bu değerin %12 ye çıkarılması hedeflenmiştir. Ayrıca AB ülkelerinde biyokütle enerjisi ticareti çok büyük bir pazar olarak karşımıza çıkmaktadır. 42

47 Şekil 3. AB de Enerji Tüketiminin Kaynaklarına Göre Dağılımı Şekil 4. AB ülkelerinde enerji tüketiminde yenilenebilir enerji kaynakları AB de tarıma elverişli toplam 74 milyon ha alanda tarımsal üretim yapılmakta, biyokütle enerjisinin kaynağı olan ana ürün ve tarımsal artıklar elde edilmektedir. 43