TR81 BÖLGESİ (ZONGULDAK, KARABÜK, BARTIN) ENERJİ RAPORU. Şahin BAŞ Talha GÖKTAŞ

Transkript

1 TR81 BÖLGESİ (ZONGULDAK, KARABÜK, BARTIN) ENERJİ RAPORU Şahin BAŞ Talha GÖKTAŞ 1

2 İçindekiler ÖZET... 1 ABSTRACT... 2 GİRİŞ YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEŞİTLERİ YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI İLE İLGİLİ MEVZUAT YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI ÇEŞİTLERİ Güneş Enerjisi Hidroelektrik Enerji Rüzgâr Enerjisi Biyokütle Enerjisi Hidrojen Enerjisi Jeotermal Enerji TR81 DÜZEY 2 BÖLGESİ YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELLERİ Zonguldak Karabük Bartın NÜKLEER ENERJİ Nükleer Enerji Santrallerinin Mevzuatı Nükleer Enerji Santralleri Çalışma Prensipleri Nükleer Enerji Santrallerinin Olumlu Yönleri TR81 Bölgesinin Nükleer Enerji Santraline Uygunluğu TERMİK SANTRAL Termik Santrallerde Kullanılan Yakıt Çeşitleri Termik Santrallerin Çalışma Prensipleri TR81 Bölgesinde Termik Santraller SONUÇ KAYNAKÇA TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu II

3 ŞEKİLLER LİSTESİ Şekil 1: Dünyadaki Enerji Dağılımı... 4 Şekil 2 : Dünya Petrol Rezervleri... 5 Şekil 3: Dünyadaki Doğalgaz Rezervleri... 5 Şekil 4: Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası Şekil 5: Aylara göre Dağılım Şekil 6: Hidroelektrik Enerji Üretiminin Seyri ( ) Şekil 7: Dünyadaki Kurulu Hidroelektrik Güç Miktarları Şekil 9 : Enerji Santrallerinin İlk Yatırım Maliyetleri Şekil 10: Enerji Santrallerinin İşletme Maliyetleri Şekil 11: Bazı HES Projelerinin Geri Ödeme Süresi Şekil 12: Zonguldak ili Rüzgâr hız dağılımı 50 metre Şekil 13: Kapasite faktörü dağılımı 50 metre Şekil 14: Rüzgâr Enerjisi Santrali Kurulabilir Alanlar Şekil 15: Trafo Merkezler ve Enerji Nakil Hatları Merkezleri Enerji Nakil Hatları Şekil 16: Zonguldak ili Güneş Radyasyon Görünümü Şekil 17: Zonguldak ili Global Radyasyon oranları Şekil 18: Zonguldak ili Güneşlenme Oranları Şekil 19: PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji Şekil 20: Karabük ili güneşlenme süresi ve küresel radyasyon değerleri Şekil 21: Karabük ili küresel güneş radyasyon dağılımı Şekil 22: Karabük ili güneş termik santrali kurulamaz alanlar Şekil 23: Karabük ili rüzgâr hızı dağılımı - 50 m Şekil 24: Karabük ili kapasite faktörü dağılımı 50 m Şekil 25: Karabük ili rüzgâr enerji santrali kurulabilir alanlar Şekil 26: Rüzgâr Hız Dağılımı 50 metre Şekil 27: Kapasite faktörü dağılımı 50 metre Şekil 28: Rüzgâr enerjisi santrali kurulabilir alanlar Şekil 29: Trafo merkezleri ve enerji nakil hatları Şekil 30: Güneş Radyasyon Görünümü Şekil 31: Güneş Enerjisi Global Radyasyon Dağılımı Şekil 32: Bartın ili Güneşlenme Oranları TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu III

4 Şekil 33: Bartın PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji Şekil 34: 2007 Yılında Dünyada Birincil Enerji Arzları (%) Şekil 35: 2007 Yılında Dünyada Elektrik Üretimi (%) Şekil 36: Dünyadaki birincil enerji kaynakları Şekil 37 : Dünyada Bölgelere Göre Nükleer Üretimi TABLOLAR LİSTESİ Tablo 1: Ülkelere göre Güneş Enerjisi Kurulu Güç Miktarları Tablo 2 : Biyokütle Ürünlerinin Elemanter Analizi Tablo 3 : Biyokütle Enerjisi Kullanım Çeşitleri Tablo 4 : Bor Rezervleri Dağılımı Tablo 5: Türkiye deki Jeotermal Santraller Tablo 6 : TR81 illerinin enerji tüketim miktarları Tablo 7: Zonguldak İline Kurulabilecek Rüzgâr Enerjisi Santrali Güç Kapasitesi Tablo 8 : Eğerci HES Bilgileri Tablo 9: Karabük teki Hidroelektrik Santraller Tablo 10: Karabük ili Rüzgâr Enerjisi Santralleri Tablo 11 : Karabük İlinde Yetiştirilen Biyokütle Ürün çeşitleri ve Miktarları Tablo 12: Bartın iline kurulabilecek rüzgâr enerjisi santrali güç kapasitesi Tablo 13: Dünyadaki Nükleer Santraller Tablo 14: Dünya Geneli Nükleer Talebi Tahmini Tablo 15: Enerji kaynakları ve maliyetleri Tablo 16: Termik Santrallerin Yakıt Tüketimi ve Brüt Üretimi TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu IV

5 ÖZET Enerji konusu, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin gündemindeki yerini gün geçtikçe artırmaktadır. Günlük yaşantımızın vazgeçilmez bir parçası olan enerji aynı zamanda sanayinin de vazgeçilmez bir unsurudur. Bu nedenle enerji tüketimi ile ülkelerin gelişmişlik göstergeleri arasında doğrudan bir bağlantı vardır. Günümüzde küresel anlamda yapılan planlar, projeler ve stratejilerin kaynağını enerji oluşturmaktadır. Yakın geçmişimizde yapılan savaşların ve oluşturulan güç dengelerinin enerji kaynaklarına sahip olmak ya da kaynakları yönetmek için yapıldığı bilinmektedir. Enerji kaynaklarına sahip olan veya enerji üretebilen ülkeler game changer(oyun kurallarını değiştiren aktör) rolü oynayarak dünyadaki dengeleri değiştirebilmektedir. Dünyanın 16. en büyük ekonomisi olan ülkemizin temel sorunu olan cari açığın büyük bir kısmı enerji ithalatından kaynaklanmaktadır. Türkiye nin geleceğe dair belirlediği hedeflere ulaşabilmek için sürekli enerji tüketen bir ülke konumundan çıkıp, her ne kadar enerji kaynakları yönünden zengin olmasa da, enerjiyi kullanabilen ve yönetebilen bir ülke haline gelmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, enerji kaynakları ve dünyadaki kullanımları göz önüne alınarak TR81 Düzey 2 Batı Karadeniz Bölgesi illeri Zonguldak, Karabük ve Bartın ın enerji haritası çizilerek yatırımcılar için bir yol haritası olması amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Enerji, kalkınma ajansı, yenilenebilir 1

6 ABSTRACT The matter of energy is getting its importance place increased on topic of developing and developed countries day by day. Energy what is an indispensable piece of our daily life, is also an indispensable element of industry at the same time. That s why there is a directrelation between energy consumption and development view of countries. At the present day, plans, projects and strategies which are proposed as a global meaning, are based their source with energy. It is known that wars and constituted power balances made in near past were formed to have energy sources or to manage sources. Countries where have their energy sources or produce their energy, could make a difference to change balances in the World by playing role of game changer. An important part of current account deficit which is also basic problem of our country where is the sixteenth biggest economy of the World, is resulted from energy imports. To reach its expected future targets, Turkey, must exit from the location of a country where is always consuming energy, and must become a country where can use and manage energy, even if it is not reach by the source of energy. It is aimed in this work that, by using the terms of energy sources and casting it s uses in world, it should be a process map as forming an energy map for investors who are minded to invest in Zonguldak, Karabük and Bartın cities where are TR81 level regions. Key Words : Energy, delelopment agency, renewable TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 2

7 GİRİŞ Sanayi ve üretim için kullanılan enerji kaynakları, insan hayatına girmesi ile birlikte yaşantımızın da ayrılmaz bir parçası haline gelmiş ve bu durum enerjiyi daha da önemli bir konuma getirmiştir. Gün geçtikçe yeni kaynaklar bulunarak enerji ihtiyacı karşılanırken, kullanılan kaynakların çevreye verdiği olumsuz sonuçların etkisi göz ardı edilemeyecek noktaya geldiğinde ortaya yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanma fikri çıkmıştır. Tamamen doğal kaynakları kullanarak temiz bir enerji üretmek fikri ile hayata geçen yenilenebilir enerji kaynakları teknolojileri gün geçtikçe ilerlemektedir. Bu ilerlemenin neticesinde klasik enerji kaynaklarına göre çok yüksek olan ilk yatırım maliyetlerinde azalma gerçekleşmektedir. Konunun detaylarına inmeden önce enerjinin tarihçesine göz atmamız faydalı olacaktır. İnsanlar yaradılışından itibaren varoluşunda önemli etkileri olduğunu anladığı enerjiyi kullanmak istemiştir. Önce ateşi bularak ateşi yırtıcı hayvanları korkutmak için kullanmış; daha sonra aslında bulduğu şeyin bir enerji türünün dışa vurumu olduğunu onunla ısınabileceğini, aydınlanabileceğini keşfetmiştir. Sonra yel değirmenlerin yapılmasıyla rüzgârın enerjisini de kullanmaya başlamıştır. Gelişen süreç 5000 yıl önce Çin de keşfedilen, elektrik kavramının temelini oluşturan, manyetik enerji ile devam etmiştir. Demirin yer çekimine tepki göstermesinin hareketiyle pusula icat edilmiş ve sonrasında kömür devreye girmiştir lü yıllarda Hollanda Avrupa da ilk kömürü üreten ve pazarlayan ülke olmuştur. Hollanda yı İngiltere kendi kömürünü çıkararak ve diğer ülkelere satarak takip etmiştir. 19. yüzyılın başlarında buharlı lokomotif ve gemi üretimi ile birlikte o dönemde enerji talebinin artması hidroelektrik, jeotermal ve güneş gibi alternatif enerji kaynaklarının kullanımını da gündeme getirmiştir larda Fransa güneş enerjisinden faydalanmaya başlamış, cam bir çubuk ile havzadaki suyu ısıtıp buhar elde etmeyi bile başarmışlardır. 19. yüzyılın sonlarına doğru jeotermal kaynaklar ısınma amacıyla ve yel değirmeni ise elektrik üretimi için kullanılmaya başlanmıştır. Amerika nın Pensilvanya'da petrolü bulması ve havagazı, benzin, fueloil gibi yan ürünleri üretmesi endüstride yeni bir dönem başlatmıştır. Bu ürünler perspektifinde, içten yanmalı motorların bulunmasıyla da petrol çok daha fazla önem kazanmış ve endüstrinin tüm alanlarında alternatifsiz bir enerji kaynağı haline gelmiştir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 3

8 Türkiye ye bakıldığında ilk büyük santral 1913 de İstanbul da kurulmuştur de Zonguldak Çatalağzı Termik Santrali devreye girmiş ve 1952 de 154 KW lık bir iletim hattı kurulması ile İstanbul a elektrik takviyesi yapılmıştır. 50 li yıllarda, devlet ve özel sektör eliyle santraller yapılmaya başlanmış ve o dönemlerde kurulu güç MW a, üretim ise KWh a ulaşmıştır. 70 li yıllara gelindiğinde, artan üretim, dağıtım ve tüketim miktarı ve hizmetin yaygınlaşması, kurumsal bir yapıyı zorunlu kılmış olup TEK (Türkiye Elektrik Kurumu) bu dönemde kurulmuştur. Bu yıllarda TEK 2234,9 MW kurulu güç ile 8 milyar 623 milyon KWh seviyelerine ulaşmıştır. Petrol ve yan ürünlerinin endüstrinin her alanında kullanılması beraberinde çevre kirliliğini getirmiş ve 1973 de yaşanan petrol krizinin de etkisiyle alternatif enerjiler konusu gündeme gelmiştir. Petrol rezervlerinin azalması gibi sebeplerden dolayı alternatif enerji kaynakları aranmaya başlanmıştır. Bu sebeple 2000 li yılların başında çevreye zararsız, temiz, petrole alternatif olabilecek enerji üretimi ve kullanımı oldukça önem kazanmıştır. Teknolojik gelişmelerle birlikte alternatif enerji arayışları artırılırken, çevresel bozulmalar bir anda politikanın enerjiyi kazanırken yaşamları kaybetmeme kavramına yönelmesine sebep olmuştur. Birçok kaynağın etkin bir biçimde kullanıldığı günümüzde ise iklim değişikliklerinin, nükleer faciaların ve bunların yanında ihtiyaçları karşılamanın başlı başına bir tartışma konusu olduğu tespit edilmiş ve bu konuda çalışmalar başlatılmıştır. Aşağıdaki grafik 2009 yılı itibarı ile dünyadaki tüm enerji kullanımın çeşidini göstermektedir. Şekil 1: Dünyadaki Enerji Dağılımı Kaynak: Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 4

9 Aşağıdaki iki grafik ise Dünya da var olduğu ön görülen petrol ve doğal gaz rezervlerini göstermektedir. Şekil 2 : Dünya Petrol Rezervleri Şekil 3: Dünyadaki Doğalgaz Rezervleri TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 5

10 1.YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEŞİTLERİ 1.1. YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI İLE İLGİLİ MEVZUAT Türkiye de yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili yasal olarak ilk adım tarihinde çıkarılan yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi amaçlı kullanımına ilişkin kanun ile olmuştur. Yenilenebilir Enerji Kanunu (YEK) ile hidrolik, rüzgâr, güneş, jeotermal, biyokütle, biyokütleden elde edilen gaz (çöp gazı dâhil), dalga, akıntı enerjisi ve gel-git gibi fosil olmayan enerji kaynakları, yenilenebilir enerji kaynağı kapsamına alınarak bu alanlarda yapılacak yatırımlar için teşvik ve yardımlar ortaya koyularak bir yol haritası oluşturuldu. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi amaçlı kullanımının yaygınlaştırılması, bu kaynakların güvenilir, ekonomik ve kaliteli biçimde ekonomiye kazandırılması, kaynak çeşitliliğinin artırılması, sera gazı emisyonlarının azaltılması, atıkların değerlendirilmesi, çevrenin korunması ve bu amaçların gerçekleştirilmesinde ihtiyaç duyulan imalat sektörünün geliştirilmesi amacıyla oluşturulan YEK, 2008 ve 2010 yıllarındaki değişiklikler ile son halini almıştır. Buna göre kurulacak yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim tesisleri için başvuru yapılması, izin verilmesi, denetim yapılması ile teknik ve mali usul ve esaslar, Bakanlık, İçişleri Bakanlığı ve DSİ nin görüşleri alınarak EPDK tarafından çıkartılacak bir yönetmelikle düzenleneceği belirtilmiştir. Bu duruma ek olarak, hidroelektrik üretim tesisleri için su kullanım hakkının verilmesine, DSİ nin ilgili taşra teşkilatının su rejimi açısından üretim tesisinin yapımında sakınca bulunmadığına ve bağlantının yapılacağı dağıtım şirketinden dağıtım sistemine bağlantı yapılabileceğine dair görüş alınmak kaydıyla, tesisin kurulacağı yerdeki il özel idareleri yetkili kılınmıştır. Yenilenebilir enerjilerin kullanımının artırılması amacıyla, ticari faaliyette bulunmayıp yenilenebilir enerji kaynaklarını kendi ihtiyaçlarını karşılayacak kadar kullanacak olan tüketiciler için, azami bin kilovatlık (1000 KW) kurulu güce sahip izole elektrik üretim tesisi ve şebeke destekli elektrik üretim tesisi kuran gerçek ve tüzel kişilerden kesin projesi, planlaması, master planı, ön incelemesi veya ilk etüdü DSİ veya EİE tarafından hazırlanan projeler için hizmet bedellerinin alınmayacağı taahhüt edilmiş. Bir diğer önemli teşvik olarak da, bu kanun kapsamındaki yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim tesislerinden, yatırım ve işletme dönemlerinin ilk on yılında izin, kira, irtifak hakkı ve kullanma izni bedellerine yüzde seksen beş (% 85) indirim uygulanacağı maddesi yer almaktadır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 6

11 Son olarak hangi kaynağa ne kadar teşvik verileceği kanun ekinde yer alan I ve II nolu cetvelde belirlenmiştir. En yüksek teşvikin güneş ve biyokütle enerji yatırımlarına sağlandığı aşağıda yer alan cetvellerde görülmektedir. I Sayılı Cetvel (29/12/2010 tarihli ve 6094 sayılı Kanunun hükmüdür.) Yenilenebilir Enerji Kaynağına Dayalı Üretim Tesis Tipi Uygulanacak Fiyatlar (ABD Doları cent/kwh) a. Hidroelektrik üretim tesisi 7,3 b. Rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesisi c. Jeotermal enerjisine dayalı üretim tesisi d. Biyokütleye dayalı üretim tesisi (çöp gazı dahil) e. Güneş enerjisine dayalı üretim tesisi 7,3 10,5 13,3 13,3 II Sayılı Cetvel (29/12/2010 tarihli ve 6094 sayılı Kanunun hükmüdür.) Tesis Tipi Yurt İçinde Gerçekleşen İmalat Yerli Katkı İlavesi(ABD Doları cent/kwh) A- Hidrolelektrik üretim tesisi 1- Türbin 1,3 2- Jeneratör ve güç elektroniği 1,0 1- Kanat 0,8 2- Jeneratör ve güç elektroniği 1,0 B- Rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesisi 3- Türbin kulesi 0,6 4- Rotor ve nasel gruplarındaki mekanik aksamın tamamı (Kanat grubu ile jeneratör ve güç elektroniği için yapılan 1,3 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 7

12 ödemeler hariç.) 1- PV panel entegrasyonu ve güneş yapısal mekaniği imalatı 0,8 C- Fotovoltaik güneş enerjisine dayalı üretim tesisi 2- PV modülleri 1,3 3- PV modülünü oluşturan hücreler 3,5 4- İnvertör 0,6 5- PV modülü üzerine güneş ışınını odaklayan malzeme 0,5 1- Radyasyon toplama tüpü 2,4 2- Yansıtıcı yüzey levhası 0,6 3- Güneş takip sistemi 0,6 D- Yoğunlaştırılmış güneş enerjisine dayalı üretim tesisi 4- Isı enerjisi depolama sisteminin mekanik aksamı 5- Kulede güneş ışınını toplayarak buhar üretim sisteminin mekanik aksamı 1,3 2,4 6- Stirling motoru 1,3 E- Biyokütle enerjisine dayalı üretim tesisi 7- Panel entegrasyonu ve güneş paneli yapısal mekaniği 1- Akışkan yataklı buhar kazanı 2- Sıvı veya gaz yakıtlı buhar kazanı 3- Gazlaştırma ve gaz temizleme grubu 0,6 0,8 0,4 0,6 F- Jeotermal enerjisine dayalı üretim tesisi 4- Buhar veya gaz türbini 2,0 5- İçten yanmalı motor veya 0,9 stirling motoru 6- Jeneratör ve güç elektroniği 0,5 7- Kojenerasyon sistemi 0,4 1- Buhar veya gaz türbini 1,3 2- Jeneratör ve güç elektroniği 0,7 3- Buhar enjektörü veya 0,7 vakum kompresörü TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 8

13 1.2.YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI ÇEŞİTLERİ Güneş Enerjisi Güneş, insanların geçmişten bugüne hayatının içinde olan bir kavramdır. Aydınlanma ve ısınma amaçlı olarak faydalandığımız güneş, artık dünyada yenilenebilir enerji kaynakları kullanımına olan yöneliş doğrultusunda enerji alanında da karşımıza çıkmaktadır. Güneş enerjisi; yakıt masrafı olmayan, işletme maliyeti düşük, enerji kaynağı tükenmeyen ve çevreyi kirletmeyen bir enerji türüdür. Ancak geniş kullanım alanlarına ihtiyaç duyulması, kullanılabilir enerjileri dönüştürme teknolojisinin henüz tam olarak yaygınlaşmaması, ilk yatırım maliyetinin yüksek olması ve gelen enerjinin kesikli ve değişken olması en önemli olumsuzluklarıdır. Güneşten üretilebilecek enerjinin mevsimlere göre farklılık ve dalgalanma göstermesi büyük bir sorun teşkil etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilecek elektrik enerjisinin depolanması halinde bu büyük sorun ortadan kalkacak ve güneş enerjisinin kullanımı yaygınlaşacaktır. Sonuç olarak yaygınlaşan teknoloji ile birlikte uzun vadede maliyetlerin düşmesi güneş enerjisini daha cazip hale getirecektir. Güneş enerjisi teknolojileri yöntem, malzeme ve teknolojik düzey açısından çok çeşitlilik göstermekle birlikte iki ana gruba ayrılabilir: Isıl Güneş Teknolojileri ve Odaklanmış Güneş Enerjisi (Concentrated Solar Power): Güneş enerjisinden ısı elde edilen bu sistemlerde, ısı doğrudan kullanılabileceği gibi elektrik üretiminde de kullanılabilir. Güneş Pilleri: Fotovoltaik (Photovoltaic) piller (PV) de denen yarıiletken malzemeler güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirler. Avrupa Birliği 2010 yılında fotovoltaik elektriğin elektrik üretimi içindeki payının % 0,1 olmasını hedeflemiştir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 9

14 Resim 1: Fotovoltaik Panel Güneş enerjisi teknolojisi henüz tam anlamıyla ekonomik kullanıma girmiş değildir. Mevcut teknoloji, elektrik enerjisi üretiminde çok sınırlı düzeyde bulunmakta ve ancak yerel 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. Güneş Enerjisinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri Güneş enerjisinin olumlu yönleri; Tükenmeyen bir enerji kaynağıdır, Temiz enerji türüdür, Doğabilecek ekonomik bunalımdan etkilenmez, Karmaşık teknolojiye ihtiyaç duymaz, İşletme masrafları çok azdır, Gaz, duman, kükürt veya radyasyon gibi zararlı artıkları yoktur TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 10

15 Güneş enerjisinin olumsuz yönleri; 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. Türkiye de ve Dünyada Güneş Enerjisi Potansiyeli Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresinin 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddetinin 1311 kwh/m²-yıl (günlük toplam 3,6 kwh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğünün yaptığı ölçümler sonucu Türkiye nin güneş enerjisi potansiyel atlası (GEPA) oluşturulmuş ve 2010 yılında basılmaya başlanmıştır. Şekil 4: Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası Kaynak: Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 11

16 Şekil 5: Aylara göre Dağılım Güneş enerjisinin dünyadaki kullanımına baktığımızda, Avrupa ülkelerinin ağırlığı göze çarpmaktadır. Aşağıdaki tabloda kurulu güneş enerjisi kapasitesi en yüksek 10 ülke yer almaktadır. Almanya nın güneş enerjisindeki liderliği açıkça görülmektedir. Almanya nın güneş panellerinden ürettiği elektrik enerjisi, Japonya daki Fukuşima Nükleer Santralinin üretiminden daha fazladır. Tablo 1: Ülkelere göre Güneş Enerjisi Kurulu Güç Miktarları ÜLKE ALMANYA İSPANYA JAPONYA AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ İTALYA ÇEK CUMHURİYETİ BELÇİKA ÇİN FRANSA KURULU GÜNEŞ ENERJİSİ (MW) 9,785 MW 3,386 MW 2,633 MW 1,650 MW 1,167 MW 465 MW 363 MW 305 MW 272 MW HİNDİSTAN 120 MW Kaynak: Avrupa Fotovoltaik Endüstrisi Birliği,2009 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 12

17 1.2.2.Hidroelektrik Enerji Yenilenebilir temiz enerji kaynaklarının içinde hidrolik enerjinin yeri çok önemlidir. İnsanlık tarihi boyunca suyun hareket enerjisinden yararlanmak için çeşitli metotlar kullanılmıştır. Henüz gelişme aşamasında olan diğer yenilenebilir enerjilerden farklı olarak hidrolik enerji uzun yıllardır bütün dünyada kullanılan bir enerji türüdür. Barajlar, temiz su sağladığı gibi temiz enerji de sağlamaktadır. Hidroelektrik santraller (HES) yükseklerden akışa geçen suların potansiyel enerjisini türbin ve jeneratörler vasıtasıyla elektrik enerjisine çeviren enerji üretim tesisleridir. Dünyada 24 ülkede toplam ulusal elektrik üretiminin % 90 ının ve 63 ülkede % 50 sinin hidroelektrik santrallerden elde ediliyor olması bu yapıların enerji temininde önemini göstermektedir (World Commission on Dams Report). Dünyada ve Türkiye de Hidroelektrik Enerji Potansiyeli ve Kullanımı Hidroelektrik enerjinin hem çevreyi kirletmeyen temiz bir kaynak olması hem de uzun vadede en ucuz enerji türü olması sebebiyle, birçok ülke son yıllarda hidroelektrik santral inşaatına yeniden hız vermiştir. Halen dünyada enerji amaçlı işletme halinde büyük baraj bulunmaktadır. Şekil 6: Hidroelektrik Enerji Üretiminin Seyri ( ) Kaynak: Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 13

18 Londra merkezli Uluslararası Hidroenerji Birliği'ne (International Hydropower Association IHA) göre küresel elektrik ihtiyacının % 16'sı hidroelektrik enerjiden elde edilmektedir. Hidroelektrik enerjinin, yenilenebilir kaynaklardan sağlanan enerji üretimi içindeki payı ise % 80'e ulaşmaktadır. Günümüzde Kuzey Amerika kullanılabilir hidroelektrik enerji kaynaklarının % 70'ini, Avrupa ise % 75'ini kullanmaktadır. Hidroelektrik enerji alanında en önemli büyüme fırsatını ise Güney Amerika, Asya ve özellikle Afrika sunmaktadır. IHA nın çalışmalarında, dünyanın teknik hidroelektrik kapasitesi 14,2 trilyon kwh/yıl olarak hesap edilmektedir. Bunun içinde ekonomik hidroelektrik kapasite ise 8,1 trilyon kwh/yıldır. Şekil 7: Dünyadaki Kurulu Hidroelektrik Güç Miktarları Kaynak: Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü Uluslararası Enerji Ajansınca (International Energy Agency IEA) 2020 de dünya enerji tüketimi içerisinde hidroelektrik ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının payının bugüne göre % 53 oranında artacağı öngörülmüş olup, bu oranın gerçekleştirilebilmesi için her büyüklükteki hidroelektrik gücün verimli değerlendirilmesi gerekmektedir yılına kadar toplam enerji tüketiminin beşte birini yenilenebilir enerjilerden elde etmeyi hedefleyen AB ülkelerinde, özellikle hidroelektrik enerji kapasitesinin artırılması ve mevcut santrallerin yenilenmesine yönelik yatırımlar hızla artırılmaktadır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 14

19 Türkiye de hidroelektrik potansiyeline göz attığımızda, topoğrafyası ve morfolojik yapısı göz önüne alındığında ülkemiz hem düşü hem de debi açısından şanslı sayılabilecek ülkeler arasında yer almaktadır. Su kaynakları bakımından söz konusu avantajlara sahip ülkemiz, bu kaynakların değerlendirilmesi noktasında ne yazık ki ulaşması gereken düzeyde bulunmamaktadır. Avrupa ülkelerinde ise ülkelerin ekonomisi açısından büyük bir öneme sahip hidrolik kaynakların tamamına yakını değerlendirilmektedir. Şekil 8: Ülkemizde Hidroelektrik Potansiyel Dağılımı Ekonomik Ekonomik olmayan Teknik Olarak Değerlendirilemez 50% 30% 20% Kaynak: Çevre ve Orman Bakanlığı Teorik Hidroelektrik Potansiyel Teknik Olarak Değerlendirilebilir Hidroelektrik Potansiyel Teknik ve Ekonomik Olarak Değerlendirilebilir Hidroelektrik Potansiyel 433 Milyar kwh 216 Milyar kwh 140 Milyar kwh Ülkemizin teknik ve ekonomik olarak değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyeli 140 milyar kilowatt/saat olarak hesaplanmıştır yılı itibariyle yılda yaklaşık 53 milyar kwh hidroelektrik enerji üretim potansiyeline ulaşılmıştır. Bu değer; toplam teknik ve ekonomik olarak değerlendirilebilir hidroelektrik potansiyelimizin sadece % 37,85 idir. Dünyadaki duruma baktığımızda ise ABD hidroelektrik potansiyelin % 86 sını, Japonya % 78 ini, Norveç % 68 ini, Kanada % 56 sını geliştirmiştir. Devam eden projeler tamamlandığında yılda yaklaşık 80 milyar kwh lık bir elektrik üretimi daha sağlanacak ve mevcut hidroelektrik potansiyelimizin kullanılma oranı takriben % 90 seviyesinin üstüne çıkarılacaktır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 15

20 Hidroelektrik Enerjinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri Hidroelektrik enerjinin olumlu yönlerini şu şekilde sıralayabiliriz; Ekonomik ömrü uzun, Dünya genelinde yaygın, Çevre dostu, İşletme-bakım gideri düşük VE yakıt gideri olmayan, Geri ödeme suresi kısa (5-10 yıl), Yüksek verimli (% 90 ın üzerinde), İşletmede esneklik ve kolaylık sağlayarak pik talepleri karşılayabilen, Yöre halkına ekonomik ve sosyal katkılar sallayan, Dışa bağımlı olmayan yerli bir kaynaktır. Hidroelektrik enerjinin yukarıdaki üstünlüklerine karşılık göz önüne alınarak dikkat edilmesi gereken eksiklikleri de mevcuttur. 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 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 16

21 modelleme çalışmaları ile uzun yıllar kurak dönemler ve taşkın debileri belirlenmesi gerekmektedir (Makine Mühendisleri Odası, 2010). Hidroelektrik enerjinin yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde daha ekonomik ve ucuz olduğu aşağıda yer alan tablolardan karşılaştırmalı olarak bakıldığında daha iyi anlaşılmaktadır. Yatırım maliyetleri konusunda gaz türbininden sonra en az maliyete sahip olan hidroelektrik, işletme ve bakım maliyetleri noktasında da diğer enerji türlerinden oldukça avantajlıdır. Doğada var olan suyu kullandığından dolayı herhangi bir yakıt maliyetinin olmaması da hidroelektrik için büyük bir artı niteliğindedir. Şekil 9: Enerji Santrallerinin İlk Yatırım Maliyetleri Kaynak: US Department of Energy TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 17

22 Şekil 10: Enerji Santrallerinin İşletme Maliyetleri Kaynak: US Department of Energy Şekil 11: Bazı HES Projelerinin Geri Ödeme Süresi Kaynak: Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 18

23 1.2.3.Rüzgâr Enerjisi Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde günümüze kadar en çok gelişme gösteren enerji türü olarak karşımıza çıkmaktadır. Rüzgâr enerjisinin tarihçesine baktığımızda en eski rüzgâr kuvvet makinası olan yel değirmeninin, bundan 3000 yıl önce İskenderiye yakınlarında yapıldığı tahmin edilmektedir. Rüzgâr enerjisinden ilk elektrik üretimi ise 1891 yılında Danimarka da gerçekleşmiştir. Rüzgâr türbinleri, yenilenebilir nitelikte olan hava akımını elektrik enerjisine dönüştürmektedir. Rüzgâr türbinlerinin çalışması çevreye zararlı gaz emisyonuna neden olmadığından enerji geleceğimizde ve iklim değişikliğini önlemede büyük bir role sahiptir. Geleneksel güç santrallerinin aksine, enerji güvenliği açısından yakıt maliyetlerini ve uzun dönemli yakıt fiyatı risklerini eleyen, ekonomik, politik ve tedarik riskleri açısından diğer ülkelere bağımlılığı azaltan yerli ve her zaman kullanılabilir bir kaynaktır. Ancak rüzgâr türbinlerinin büyük alan kaplaması, gürültü kirliliği oluşturması ve üretilen elektriğin iletim ve sürekliliği gibi sorunları bazı olumsuzlukları da bulunmaktadır Rüzgâr enerjisi sistemlerinin tasarımı, planlaması ve çalıştırılması için rüzgârın özelliklerinin tüm detaylarıyla bilinmesi gerekmektedir. Türbin yerleşimi ve rüzgâr enerji potansiyelinin belirlenebilmesi için uzun süreli güvenilir verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun en iyi örneklerinden biri, Avrupa Birliği ülkelerindeki rüzgâr enerjisi potansiyelini belirlemek için 200 den fazla yerde kurulan uygun meteoroloji istasyonlarının 10 yılı aşan verileri sonucu oluşturulan Avrupa Rüzgâr Atlasıdır. Benzer bir çalışma Türkiye de Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü tarafından il bazlı rüzgâr enerjisi potansiyeli atlası ismiyle tamamlanmıştır. Bunun yanı sıra yılları arasında Türkiye nin çeşitli yerlerinde kurulan 58 gözlem istasyonlarında veriler alınarak rüzgâr potansiyeli hakkında çalışmalara devam edilmektedir. Türkiye de 44 adet faaliyette olan ve 2 adet yap-işlet-devret modeliyle üretime geçecek olan işletmedeki rüzgâr santralleriyle birlikte toplam kurulu rüzgâr gücü 1600 MW a ulaşmış durumdadır. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı 2020 hedefleri içerisinde rüzgâr santrallerinden üretilecek elektriğin MW güce ulaşmasını hedeflemektedir. Bunlara ek olarak Türkiye nin MW rüzgâr potansiyeli olduğu yapılan çalışmalarla tahmin edilmektedir. Avrupa yla kıyaslandığında rüzgâr potansiyeli bakımından zengin olan ülkemiz, hızla gelişen bu sektörde gerekli atılım ve teknoloji yatırımlarıyla bu alanda söz sahibi olabilir ve komşu ülkelerine ve bölgeye teknolojisini ihraç edebilir. Bu durum yenilenebilir enerjinin öneminin daha da artacağı önümüzde on yıllarda Türkiye nin stratejik gücünün artmasına büyük bir katkı sağlayacaktır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 19

24 Rüzgâr Enerjisinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri Rüzgâr enerjisinin olumlu yönlerini şu şekilde sıralayabiliriz: Temiz bir enerji kaynağıdır. Diğer bazı enerji kaynaklarında olduğu gibi radyoaktif atık (hatta hiç bir atık) içermez, sera gazları, dolayısıyla da asit yağmurları oluşturmaz. Hatta bunların oluşumunda dolaylı bir azalmaya yol açar. Çünkü ürettikleri enerjiye eşdeğer üretim yapabilmek için harcanacak olan fosil yakıtların kullanılmasını ve böylece ortaya çıkacak olan atıkları azaltır. Örneğin yapılan hesaplamalara göre, ABD deki Altamount Pass rüzgâr çiftliği, atmosfere yılda ton karbondioksit ve 423 ton azot oksit karışmasını engellemektedir. İngiltere'de ise, yılda yaklaşık ton karbondioksit atılmasının, rüzgâr enerjisi kullanımı sayesinde engellendiği hesaplanmıştır. Avrupa Birliği'nin 2005 yılı için planladığı MW Kurulu güce ulaşıldığında da, bu miktarın 30 milyon ton karbondioksit, 2 milyon ton uçucu kül, ton kükürt dioksit ve ton azot oksitin atmosfere saçılması engellenmiştir. Bu yönüyle rüzgâr enerjisi, küresel ısınma sürecinin yavaşlatılması bakımından çok önemli bir rol oynamaktadır. Buna ek olarak fosil yakıtlar üzerindeki baskıyı ve yükü azalttığı için bu kaynakların kullanılabilirlik ömrünü uzatmaktadır. Maliyeti düşük bir enerji kaynağıdır. Yenilenebilen yani tükenmeyen bir enerji kaynağı olduğundan, hammadde maliyeti sıfırdır. Ancak türbin olmadan kullanılamayacağı için elbette ki rüzgâr enerjisinin da bir maliyeti vardır. Bir türbinin fiyatı ABD iç piyasasında en az 750 $/kw, Avrupa'da ise, $/kw civarındadır yılında, karada kurulan bir rüzgâr türbininin birim kurulu güç maliyeti, 4000 $/kw iken günümüzde bu rakam, 1000 $/kw civarına düşmüştür. Dünya piyasasında rekabetin artmakta olması sebebiyle, özellikle Avrupa'da bu fiyatların 1000 $/kw'ın altına düşeceği tahmin edilmektedir. Türbin fiyatlarının düşmesi ve gelişen teknolojiye bağlı olarak, birim enerji maliyetinde de bir azalma görülmektedir. Örneğin, Avrupa'da 1 kwh rüzgâr enerjisinin maliyeti, 6-8 cent iken, rüzgâr enerjisi teknolojisi bakımından üstün özellikler gösteren ABD'deki 1 kwh rüzgâr enerjisinin maliyeti, 4 cent civarındadır. ABD'deki rüzgâr elektriğinin maliyeti, nükleer enerji ve güneş enerjisinin % 50'si kadar, doğalgaz, petrol ve kömürle çalışan termik santrallerden elde edilen elektriğin ise, % 25-30'u kadardır. Rüzgâr enerjisi, hammadde bakımından dışalıma bağlı olmadığı için, geleneksel kaynaklara göre daha pahalıya da elde edilse, ulusal ekonomi bakımından bir kazançtır. Ulusal ekonomiye katkısı, sadece enerji dışalımını azaltması ve alışılagelmiş enerji TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 20

25 kaynaklarına destek olması ile sınırlı değildir. Ayrıca, yeni iş alanlarıyla istihdam imkânlarını da artırmaktadır. Örneğin Türkiye de 2009 yılında rüzgâr endüstrisinde yaklaşık kişi çalışmaktadır. Bunun yanı sıra, diğer birçok enerji kaynağına göre, rüzgâr elektriğinin maliyeti daha düşüktür. Yukarıda belirtilen avantajların yanında, temiz bir enerji kaynağı olsa bile rüzgâr teknolojisinin çevrede birtakım olumsuzluklar oluşturması gibi bazı eksikliklerin olması kaçınılmazdır. Ancak bunların çok büyük sorunlar teşkil etmemektedir ve tam anlamıyla ortadan kaldırılamasa bile boyutlarının azaltılabilmesi mümkündür. Bu olumsuzlukları şöyle belirtebiliriz: Rüzgâr türbinlerinin gürültülü çalışmaları, çoğu kimse tarafından bir olumsuzluk olarak belirtilse de, gürültü kirliliği bakımından çok büyük etkileri yoktur. Bu etki, sadece rüzgâr santrallerinin kuruldukları lokasyonlarda, çok dar alanlarda gözlenmektedir. Bu olumsuzluğun ortadan kaldırılması amacıyla, bazı teknolojik önlemler alınmakta ve santrallerin coğrafî konumlarının seçiminde daha dikkatli davranılmaktadır. Rüzgâr santrallerinde, duymanın zor olduğu db civarında gürültü olmaktadır. Bu sebeple, rüzgâr santralleri ile yerleşim birimleri arasında metrelik bir mesafenin bulunması gereklidir. Nitekim türbinlerden 400 m. uzaklıkta ise 37 db gürültü ölçülmüştür ki, bu da gürültü kirliliği bakımından limitlerin altında bir değerdir. Ayrıca gürültünün azaltılması için, teknik bir işlem olarak pervane, titreşimi emen, salınımlı bir yatak kullanılarak dişli kutusundan izole edilmekte ve dişli kutusu ve jeneratörü içinde bulunduran tekne, lastik ile yalıtılmaktadır. Rüzgâr santralinin büyüklüğüne göre değişmekle beraber, 2-3 km çapındaki bir alan içinde, radyo, tv ve diğer haberleşme dalgalarını olumsuz etkilemektedir. Rüzgâr santralleri, diğer enerji santrallerinden daha fazla yer kaplayabilir. Bu durum türbinlerin, birbirlerinin rüzgârını kesmemesi amacıyla seyrek yerleştirilmesinden kaynaklanır. Örneğin, büyük sayılabilecek 20 adet türbin, yaklaşık 1 km 2 'lik bir alan kaplar. Ancak bu alanın gerçekte, sadece % 1-1,5'lik bir bölümü türbinlerin oturduğu alandır. Türbinlerin oturduğu alanların dışında kalan çok büyük bir saha, rüzgârı engellemeyecek yapılar inşa etmemek kaydıyla, tarım arazisi olarak veya hayvancılık faaliyetlerine çeşitli şekillerde (mera-çayır) hizmet edecek şekilde rahatlıkla kullanılabilir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 21

26 Bazılarına göre, doğaya uyumsuz şekilleri itibariyle, doğal ortam şartlarında garip ve çirkin görüntüler sergilemekte, görüntü kirliliği oluşturmaktadır. Örneğin İngiltere'de 10 türbinden fazla ve 5 MW'tan büyük güçte rüzgâr çiftlikleri, milli park alanlarında kurulmamaktadır. olmaktadırlar. Yüksek hızla dönen rotorları (pervaneleri) ile, kuşların ölümlerine sebep Rüzgârların düzenli olmaması sebebiyle, enerji üretiminde kesikli bir düzen görülür. Yani rüzgârın yeterli hızda veya esmediği dönemlerde enerji üretimi gerçekleştirilemez. Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için, üretilen elektriğin dev akülerde depolanması ve suyun elektroliz edilmesiyle elde edilen hidrojenin depolanarak, rüzgârın esmediği dönemlerde enerji ihtiyacının karşılanabilmesine yönelik önemli çalışmalar yürütülmektedir. Özellikle deniz üstü rüzgâr santrallerinde, suyun elektrolizi yoluyla elde edilen hidrojen, tanker gemileriyle taşınacağından, yüksek maliyetli denizaltı iletim kablolarına gerek kalmayacaktır. Elektroliz metodu, gerek denizde, gerekse karada kullanılan rüzgâr türbinlerinin, enerjiyi kesikli üretmesinden kaynaklanan olumsuzluğun ortadan kaldırılmasında ve üretilen elektriğin dev akülerde depolanması gibi önerilen çözüm yolları içinde, en önemlilerinden biridir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 22

27 Biyokütle Enerjisi Bitkilerin ve canlı organizmaların kökeni olarak ortaya çıkan biyokütle, genelde güneş enerjisini fotosentez yardımıyla depolayan bitkisel organizmalar olarak tanımlanır. Fotosentez yoluyla enerji kaynağı olan organik maddeler sentezlenirken tüm canlıların solunumu için gerekli olan oksijeni de atmosfere verir. Üretilen organik maddelerin yakılması sonucu ortaya çıkan karbondioksit ise, daha önce bu maddelerin oluşması sırasında atmosferden alınmış olduğundan, biyokütleden enerji elde edilmesi sırasında çevre, CO2 salınımı açısından korunmuş olacaktır. Görüldüğü gibi bitkiler yalnız besin kaynağı değil, aynı zamanda çevre dostu tükenmez enerji kaynaklarıdır. Güneşin dünyaya verdiği enerjinin yaklaşık 1.5X kwh/yıl olduğu ve bu konunun da dünyada tüketilen toplam enerjiden 10,000 kat büyük olduğu bilinmektedir. Dünya yüzeyine gelen bu enerjinin yaklaşık % 0,1 i fotosentez ile biyokütleye dönüştürülerek depolanmaktadır. Bu ise yaklaşık olarak dünyada kullanılan toplam enerjiden 10 kat fazladır. Yukarıda ortalama olarak verilen fotosentez verimi ılıman bölgelerde % 0,51, yarı tropik bölgelerde ise % 0,51 dolaylarına kadar artmaktadır. Dünyada Biyokütle Enerjisi Dünyada enerji tüketimi 1900 yıllarının başlarında 2x J iken 1998 yılından itibaren 17 kat artarak 3.4x J değerine ulaşmıştır. Bütün bunların sonucu olarak, gerek bu enerji açığını karşılamak gerekse çevre kirliliğini azaltmak için dünyada biyokütle çalışmalarına büyük hız verilmiştir. Biyokütleden elde edilebilecek yıllık enerji, MW ı samandan, MW ı hayvan atıklarından, MW ı orman atıklarından, MW ı çöplerden ve MW ı şeker kamışı, odunsu bitkiler gibi enerji tarlalarından olmak üzere yaklaşık toplam MW gibi büyük bir potansiyele sahiptir. Brezilya biyokütlenin geniş çapta, özellikle taşıtlarda kullanılması yönünden dünyadaki en iyi örneklerden biridir. Bu ülkede yaklaşık 5 milyon taşıt, 1989 dan beri yakıt olarak benzin yerine şeker kamışı veya benzeri ürünlerden elde edilen saf biyoetanolu, yine birçok araç da benzin/etanol karışımını kullanmaktadır. Bunun sonucu olarak ülkede bu biyokütle yakıtları ile doğrudan ilgili olarak dolaylı olarak da 1,52 milyon yeni iş yaratılmaktadır ile 1987 yılları arasında petrol ithalatı yerine yerli üretim etanol kullanılmasından dolayı TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 23

28 tasarruf edilen miktar 12,48 milyar ABD doları düzeyindedir. Ülke ekonomisine büyük katkı yapan bu program için yatırım ise sadece 6,97 milyar ABD doları olup, üretim maliyeti 1979 dan beri hâlâ her yıl yaklaşık % 4 dolayında düşmektedir. Yetiştirilen biyokütleden şeker elde ettikten sonra geri kalan posa kısmının yakıt olarak daha ekonomik kullanımı ile bu maliyetin daha da düşeceği sanılmaktadır. Amerika da biyoenerji kaynaklı elektrik üretimi 9000 MW ı geçmiş durumda olup, bu ülke de toplam enerjinin % 4 ünü biyokütleden sağlamaktadır. Bu değer nükleer enerjiden elde edilen miktara yakındır. Hindistan da halen çeşitli büyüklükte bir milyondan fazla biyogaz üretim tesisi bulunmaktadır. Çin de 1 milyarın üzerindeki nüfusun büyük çoğunluğu yakıt olarak biyokütle kullanmakta olup daha çok yemek pişirmek ve aydınlanmak için kullanılan biyogaz üretimi için 5 milyondan fazla küçük tesis yaklaşık 25 milyon insan tarafından işletilmektedir. Sayları dolayında olan orta ve büyük ölçekli tesislerden üretilen biyogaz ise elektrik üretimi ve büyük fabrikaların enerji gereksinimi için kullanılmaktadır. Çin de büyüklüğü 10 kw ve üzeri olan 800 biyogaz üretim tesisinin toplam kapasitesi 8500 kw dolayındadır. İsveç, enerjisinin % 16 sı gibi büyük bir kısmını biyokütleden elde ederken, Finlandiya ise yıllık enerjisinin % 22 sini bu yolla elde etmektedir. Avusturya da den fazla biyokütle ile çalışan enerji üretim sisteminin toplam gücü 1200 MW seviyelerine ulaşmıştır. Bu ülke de enerjisinin % 13 ünü biyokütleden sağlamaktadır. Kanada da 238 milyon litre yıllık etanol üretimi ile büyük ve gelişen bir etanol sanayisi bulunmaktadır. Bunun % 65 i mısırdan, % 35 i buğdaydan elde edilmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 24

29 Türkiye de Biyokütle Enerjisi Birincil enerji kaynaklarında dışa bağımlılık oranı Türkiye de % 72,6 dır. Fosil yakıt enerjisi kıtlaştıkça, Türkiye, gelecek yıllarda, enerji kıtlığı, enerji fiyatlarında belirgin artış ve enerji güvensizliği ile yüz yüze kalacaktır. Bu sebeplerle, yenilenebilir enerji kaynaklarının ve teknolojilerinin geliştirilmesi, Türkiye nin sürdürülebilir ekonomik gelişimi için giderek artan şekilde önem kazanmaktadır. Türkiye'de bugün değerlendirilemeyen birçok tarım atığı bulunmaktadır. Bunun başlıca nedenleri arasında, dağınık şekilde bulunan bu attıkların taşıma ve işçilik maliyetleri gelmektedir. Bunların yanında nispeten çorak arazilerde kurulacak enerji tarlalarından alınacak ürünle bunların birlikte değerlendirilmeleri maliyetleri düşürecektir. Biyokütle kaynağı olan bazı tarım atıkları ile enerji üretimine yönelik olarak yetiştirilen tatlı sorgum bitkisi üzerinde yapılan analiz sonuçları aşağıda verilmiştir. Tablo 2: Biyokütle Ürünlerinin Elemanter Analizi Tarım Elemanter Analiz Kül Uçucu Madde Isıl Değer Atıklar % C % H % N % S % % KCal/ kg Buğday 44,82 5,89 0,39 0,102 7,57 79, Mısır 43,00 5,52 0,62 0,142 9,60 77, Ayçiçeği 43,09 5,41 1,07 0,185 10,67 74, Pamuk Çekirdeği 45,66 5,40 0,72 0,135 7,28 76, Şeker Pancarı 41,11 5,82 1,18 0,065 4,42 9, Tatlı Sorgum 44,00 6,20 0,15 0,060 1,60 77, (Ortalama) Kaynak : ; Temiz Enerji Yayınları Türkiye de enerji ormancılığı yönünden ekonomik değeri yüksek ve hızlı büyüyen yerli ağaç türleri arasında, akkavak, titrek kavak, kızılağaç, kızılçam, meşe, dişbudak, fıstık çamı, karaçam, sedir ve servi ağaçlarını saymak mümkündür. Türkiye ortamında yetişecek yabancı kökenli ağaçlar arasında ise okaliptüs,, papulus euramericana, pinus pinaster, acacia TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 25

30 cynophilla gibi türleri saymak mümkündür. Burada kavak, söğüt gibi oldukça fazla su isteyen ağaçların yanı sıra, oldukça kurak alanlarda yetişebilecek ağaçlara da önem verilmesi gerekmektedir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, odun ile hayvan ve bitki atıklarını kullanan klasik biyokütle enerji üretiminin 2020 yılında 7530 Btep (bin ton eşdeğer petrol) olmasını planlamıştır yılında 17 Btep ile başlayan modern biyokütle üretimi ise hiç öngörülmemiştir. Oysa ticari olmayan klasik biyokütle enerji üretiminin giderek azaltılması ve modern biyokütle enerji üretimine başlanarak bu üretimin artırılması gerekir. Türkiye' de enerji ormancılığı için uygun alanın % 15'i değerlendirilmiş olup, geriye kalan % 85 lik alan uygulama beklemektedir. Türkiye de kültürel yetiştiriciliğe ve gıda üretimi dışında fotosentezle kazanılabilecek enerjiye bağlı olarak biyokütle enerji brüt potansiyeli teorik olarak Mtep/yıl(milyon ton eşdeğer petrol) kadar hesaplanmakla birlikte, kayıplar düşüldükten sonra net değerin 90 Mtep/yıl olacağı varsayılmaktadır. Ancak, ülkenin tüm yetiştiricilik alanlarının yıl boyu yalnızca biyokütle yakıt üretim amacıyla kullanılması mantıklı değildir. Olabilecek en üst düzeydeki yetiştiriciliğe göre teknik potansiyel 40 Mtep/yıl düzeyinde bulunmaktadır. Ekonomik sınırlamalarla 25 Mtep/yıl değeri, Türkiye'nin ekonomik biyokütle enerji potansiyeli alınabilir. Türkiye de başarılı motor biyoyakıtı uygulaması için gerekli olan, eşdeğer başarıdaki enerji tarımıdır. Şeker pancarı tarımının yakıt alkolü üretimi, biyodizel üreticilerinin de, yağlı tohum bitkileri tarımının arttırılması yönünden desteklenmesi önemli olacaktır. Pankobirlik rakamlarına göre (2008), ülkemizde biyoetanol üretimine yönelik şeker pancarı yapılabilecek alan 4,5 milyon dekar (2-2,5 milyon ton alkol) olup, bu güç iyi bir planlama ile ihracat gücüne dönüşebilir. Türkiye nin ilk ticari motor biyoyakıtı uygulaması 2005 yılında başlamıştır. Yerli kaynaklardan üretilen biyoetanol (Tarkim ürünü: kapasite: 30 milyon litre/yıl) kurşunsuz benzine % 2 oranında katılarak piyasaya (POAŞ ürünü BioBenzin) sunulmuştur. Bir tarım ülkesi olan Türkiye tarımsal atıkların ve ürün atıklarının bol kaynaklarına sahiptir. OECD ülkeleri arasında Türkiye, ürün atıklarından hesaplanan toplam enerji potansiyelinde 9,5 milyon ton petrol eşdeğeriyle (Mtoe) baştan dördüncü sırada yer almaktadır. Türkiye'de hububat bitkilerinin TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 26

31 katı atık miktarı 39,2-52,3 milyon ton, mısır için 3,8-4,8 milyon ton, şeker pancarı için 1,3-1,5 milyon ton ve patates için de bin ton kadardır. Bu atıklar çeşitli biçimlerde işlenerek biyokütle yakıt olarak kullanılabilir. Ayrıca, yağlı tohum bitkileri ve zeytincilik atıkları da önemli biyokütle hammaddeleridir. İlkel biçimde kullanılmakta iseler de, biyokütle yakıt üretimine gidilmemektedir. Biyoetanol üretiminde, üretim fazlası buğday, nişasta ve selülozik atıkların da kullanımı gereklidir. Biyokütle Enerjisinin Olumlu Yönleri Hemen her yerde yetiştirilebilmesi Üretim ve çevrim teknolojilerinin iyi bilinmesi Her ölçekte enerji verimi için uygun olması Düşük ışık şiddetlerinin yeterli olması Depolanabilir olması 5-35 C arasında sıcaklık gerektirmesi Sosyoekonomik gelişmelerde önemli olması Çevre kirliliği oluşturmaması Sera etkisi oluşturmaması Asit yağmurlarına yol açmaması Biyokütle Enerjisinin Olumsuz Yönleri Düşük çevrim verimine sahip olması Tarım alanları için rekabet oluşturması Su içeriğinin fazla olması Yüksek verimli enerji bitkileri: 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, şeker pancarı gibi iyi bilenen ürünler yanında, ülkemizde fazla tanınmayan Miscanthus, sorgum gibi bazı ürünlerde bulunmaktadır. Bu bitkilerin TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 27

32 özellikleri C4 tipi bitki gurubu olarak adlandırılmaktadır. C4 bitkilerinin genel özellikleri aşağıdaki şekilde verilebilir: 1) Düşük karbondioksit derişimi ne gereksinim duyarlar, 2) Yüksek sıcaklığa gereksinim duyarlar, 3) Daha düşük oranda suya gereksinim duyarlar, 4) Mevsimsel kuraklığa dayanıklıdırlar, 5) Başlangıçta 4 karbon atomu içeren organik molekülleri bağlarlar, 6) Işık şiddetini kullanma yetenekleri yüksektir. Bu bitkilerden elde edilebilecek enerji ürünleri arasında etanol, pirolotik yağ, kalitesi arttırılmış yakıtlar, mangal, sentetik gaz, bitkinin su ve şekeri alınmış posa kısmından elde edilen selülozik maddeler sayılabilir. Enerjinin Dönüştürülmesi Biyoetanol, biyogaz, biyodizel gibi yakıtların yanı sıra, yine biyokütleden elde edilen, gübre, hidrojen, metan ve odun briketi gibi daha birçok yakıt türü sayılabilir. Bu yakıtların elde edilmesinde termokimyasal ve biyokimyasal olarak sınıflanabilen yeni teknikler geliştirilmiş ve yıllar içinde verimlilikleri artırılmıştır. Biyokütlenin daha çok ve verimli yetiştirilmesi için hızla büyüyen özel bitkiler ve genetik mühendisliği yardımıyla yeni tohumlar geliştirilmektedir. İsveç ve Finlandiya gibi ülkelerde bölgesel biyokütle santralleri ile elektrik üretimi yapılmakta olup yeni santrallerin yapımı sürmektedir. Tablo 3: Biyokütle Enerjisi Kullanım Çeşitleri Biyokütle Çevrim Yöntemi Yakıtlar Uygulama Alanları Orman Atıkları Havasız Çürütme Biyogaz Elektrik Üretimi Tarım Atıkları Piroliz Etanol Isınma Enerji Bitkileri Doğrudan Yakma Hidrojen Su Isıtma Hayvansal Atıklar Fermantasyon Metan Otomobiller Çöpler (Organik) Gazlaştırma Metanol Uçaklar Algler Hidroliz Sentetik Yağ Roketler Enerji Ormanları Biyofotoliz Dizel Ürün Kurutma Kaynak: VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, UTES 2008 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 28

33 Türkiye de Biyokütle Uygulamaları ve Biyogaz Potansiyeli Kullanımı Türkiye de biyogaz üretim potansiyeli 1,5-2 Mtoe; 2,5-4 milyar m 3 ; 25 milyon kwh olarak öngörülmektedir. Toplam biyogaz potansiyelinin % 85 i gübre gazından kalanı ise katı atık düzenli depolama sahası gazındandır. Ülkemizdeki günlük ton endüstriyel ve evsel çöpün ayrıştırılarak düzenli depolanması ve anaerobik fermantasyonu ile % 40 ila % 60 oranında metan içeren çöp gazının üretim olanağı mevcuttur. Türkiye'de 2007 yılı itibariyle kendiüretir statüde gerçekleştirilen ve yapımı tamamlanan biyokütle ve atık yakıt kaynaklı kojenerasyon tesisleri; 4 MW gücünde (7 GWh/yıl kapasiteli) Kemerburgaz (İstanbul) Çöp Gazı Santrali, 5,2 MW gücünde (37 GWh/yıl kapasiteli) Köseköy (İzmit) Çöp Gazı Santrali, 0,8 MW gücünde (6 GWh/yıl kapasiteli) Adana Çöp Gazı Santrali ve 3,2 MW gücünde (22 GWh/yıl kapasiteli) Belka (Ankara) Çöp Gazı Santralidir. Serbest üretim şirketleri tarafından yapılan biyokütle ve atık yakıt kaynaklı kojenerasyon tesisleri ise; 1 MW gücünde (8 GWh/yıl kapasiteli) Ekolojik Enerji (Kemerburgaz-İstanbul) Çöp Gazı Santrali, 5,7 MW gücünde (45 GWh kapasiteli) ITCKA Enerji Mamak (Ankara) Çöp Gazı Santrali ve 1,4 MW gücünde (10 GWh/yıl kapasiteli) Aksa Çöp Gazı Santralidir. Sonuç olarak genel toplamda Türkiye'de 21,3 MW gücünde 134 GWh/yıl kapasiteye sahip biyokütle enerjisinden elektrik üretimi söz konusudur. Ayrıca Türkiye de 58 adet lisanslı biyodizel (ve atık bitkisel yağ) işleme tesisinin toplam kapasitesi ton/yıl dır. Yıllık üretim ton civarındadır. Enerji tarımının teşviki ile bu potansiyelin 1,5 milyon ton/yıl civarında olacağı beklenmektedir. Dört adet lisanslı biyoetanol işleme tesisinin toplam kapasitesi ton/yıl olup, yıllık üretimi ton civarındadır. Şeker pancarından ton/yıl, buğday ve mısırdan ton/yıl potansiyel öngörülmektedir TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 29

34 Elektrik İşleri Etüt İdaresi Bünyesinde Gerçekleştirilen Biyodizel Çalışmaları a) Hammadde kaynaklarının tanınması ve tanıtılması amacıyla yapılan demostrasyon çalışmaları: EİE bünyesinde biyodizel çalışmalarına başlandığında, hammadde olarak kullanılan yağlı tohum bitkileri hakkında bilgi edinme ihtiyacı hissedilmişti. Ülkemiz koşulları göz önüne alındığında biyodizel üretiminde iki yağlı tohum bitkisi üzerinde durulmuştu: Kanola ve Aspir. Bu alan demostrasyon amaçlı olduğundan verim konusunda bir çalışma yapılmamış, bitkilerin tanınması ve tanıtılması amaçlanmıştır. b) EİE biyodizel üretim tesisi: EİE Biyodizel Üretim Tesisinde, ham bitkisel yağ ve/veya yemeklik atık yağlar kullanılarak transesterifikasyon yöntemiyle net 150 litre/parti kapasite ile Biyodizel üretilmiştir. c) EİE biyodizel üretim sistemi: EİE bünyesinde biyodizel çalışmalarının sürdürülebilmesi, deneme üretimlerinin ve ürün iyileştirme çalışmalarının devam ettirilebilmesi amacıyla yurtdışından yeni bir biyodizel üretim sistemi satın alınmıştır. Yurt dışından alınan bu biyodizel üretim sisteminde ham bitkisel yağların yanı sıra kızartmalık atık yağlardan da Arge amaçlı biyodizel deneme üretimleri yapılması hedeflenmektedir. Bu biyodizel üretim sisteminde proses iyileştirme ve ürün geliştirme çalışmalarının da yapılması mümkündür. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 30

35 Hidrojen Enerjisi Hidrojen, Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtıdır. Sıvı hidrojenin hacmi gaz halindeki hacminin sadece 1/700 ü kadardır. Hidrojen, tüm yakıtlar içinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahip gazdır. 1 kg hidrojen 2,1 kg doğalgaz veya 2,8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir. Hidrojen dünyada en basit ve en çok bulunan bir element olup aynı zamanda renksiz, kokusuz, havadan 14,4 kez daha hafif ve zehirsiz bir gazdır. Yerel olarak da üretimi mümkün olan hidrojen enerjisi ayrıca kolay ve güvenli bir şekilde taşınması ile enerji kaybı az olan, her alanda kullanılabilen bir enerji türüdür. Hidrojen doğada bileşikler halinde bulunmaktadır ve en çok bilinen bileşiği sudur. Hidrojenin dünyadaki gelişimi yakıt olarak kullanıldığı yakıt pili teknolojisi yönündedir. Ancak tüm yakıtlar gibi hidrojenin de bazı olumsuzlukları bulunmaktadır ve bu olumsuzlukların başında diğer yakıtlardan üç kat daha pahalı olması gelmektedir. Bu özelliğinin ortadan kaldırılabilmesi ise üretiminde kullanılacak maliyet düşürücü teknolojik gelişmelere bağlıdır. Hidrojen yakıtının en önemli kullanım alanı ulaşım sektörü (otomobil, otobüs, uçak, tren ve diğer taşıtlar) olmaktadır. Hidrojen halen bir yakıt olarak uzay mekiği ve roketlerde kullanılmaktadır. Düşünülen diğer kullanım yerleri ise mobil uygulamalar (cep telefonu, bilgisayar, vs.) ve yerleşik uygulamalardır (yedek güç üniteleri, uzak mekanlarda güç gereksinimi, vs.). Hidrojen enerji sistemi şu kısımlardan oluşur: Hidrojen üretimi Depolama ve iletim Enerji çevrimi TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 31

36 Hidrojen Üretimi Hidrojen üretme teknolojileri şöyle sayılabilir: 1) Kömür, doğalgaz, benzin gibi fosil yakıtlardan termokimyasal yöntemlerle hidrojen elde edilmesi. 2) Suyun elektrolizi ile hidrojen elde edilmesi. 3) Fotoelektrokimyasal yöntemle güneş enerjisinden hidrojen elde etme. 4) Fotobiyolojik yöntemle yeşil yosunlardan doğal fotosentez faaliyetlerinden faydalanarak hidrojen elde etme. 5) Çeşitli hidrit bileşiklerinden kimyasal yöntemlerle hidrojen elde etme. Hidrojenin Depolanması ve İletimi Hidrojen, gaz halinde, sıvı halinde veya bir kimyasal bileşik içinde depolanabilir. Daha çok gaz halinde saklanmaktadır. Fakat düşük yoğunluklu olduğundan çok yer kaplar. Bunun için basınçlı tanklarda ve tüplerde sıkıştırılmış olarak saklanır. Tank malzemeleri hafiflik ve güvenlik açılarından geliştirilmektedir. Sıvı hidrojen daha az yer kaplar. Fakat hidrojenin sıvılaştırılması için çok yüksek enerji (sıvılaştırılan hidrojenin enerji değerinin 1/3 ü kadar) gerekir. Katı şekilde hidrojen depolaması için metal hidritler kullanılmaktadır. Hidrojen gazı metal hidrit tarafından sünger gibi çekilerek gözenekleri içinde depolanır. Ancak metal hidritler çok ağırdır. On kat daha hafif malzeme olarak karbon nano yapıları geliştirilmektedir. Hidrojen depoloma tekniklerinden biri de sodyum borhidrür, boraksdekahidrattan veya susuz borakstan üretilebilmektedir ve bu bileşikler Türkiye'de bol miktarda bulunan tinkal mineralinin işlenmesi ile elde edilmektedir. Sodyum bor hidrürün üretim maliyeti günümüzde oldukça yüksektir ve bu nedenle sodyum bor hidrürün hidrojen depolama yöntemi olarak ticarileşmesini bu aşamada engellemektedir. Ancak bazı araştırıcılar, önümüzdeki 5 yılda fiyatın $1/kg'a hatta $ 0,55/kg'a gerileyeceğini öne sürmektedirler Bor minerallerinden olan boraks sodyum bor hidrür sentezinde kullanılan bir bileşiktir. Bor mineralleri bünyelerinde değişik oranlarda bor oksit (B2O3) içeren mineraller olup, Türkiye'de yaygın olarak bulunanları tinkal (Na2B4O7.10H2O), kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) ve üleksittir (NaCaB5O9.8H2O). Türkiye nin bor rezervi toplam 851 milyon tondur ve Türkiye TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 32

37 dünya toplam bor rezervinin % 72,2'sine sahiptir. Ülkelerin bor rezervleri dağılımı aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Tablo 4: Bor Rezervleri Dağılımı Kaynak: Türkiye 10. Enerji Kongresi,2006 Türkiye, görünür ve mümkün olan bor rezervleri açısından dünyada birinci sırada olmasına rağmen üretimde birinci sırayı ABD almaktadır. Türkiye'de üretilen bor ürünleri boraks dekahidrat, susuz boraks, boraks pentahidrat, sodyum perborat tetrahidrat, sodyum perborat monohidrat ve borik asittir. Dünya bor ticaret hacmi 1,25 milyar ABD doları kabul edilirse, milyon ABD doları tutarında bor ihracat gelirine sahip Türkiye'nin bor pazarından yeterince pay almadığı açıkça görülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 33

38 Hidrojenin Diğer Yakıtlarla Karşılaştırılması Ulaşımda kullanılan enerji türlerinde hızlı bir değişim çağı yaşanmaktadır. Hidrojen yakıt pili ile çalışan yeni taşıtlar geleceğin farklı yolcu taşımacılığı hakkında köklü bakış açısı sunmaktadır. Çünkü geleceğin yakıtı yenilenebilir ve çevre kirliliğinden bağımsız olarak çalışabilendir. Batarya ile çalışan elektrikli otomobiller gibi diğer yakıt ve otomobil teknolojileri yanında hidrojenle çalışan taşıtlar ulaşım yakıtı olarak kullanılan petrolün alternatifidir. Bu alternatif çevre ve enerji problemlerine çözümler sunmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından hidrojen fazla miktarda üretilebilir olması ve kirliliğin çok az olması sebebi ile gelecek için desteklenebilecek bir yakıttır. Hidrojen teknolojisi birkaç yıl sonra tam anlamıyla kullanılabilir duruma gelecektir. Doğalgaz bu sürecin daha kısa ve kolay olmasını sağlayabilir. Hidrojen; doğalgaz, petrol ve diğer enerji taşıyıcılarına oranla daha kullanışlıdır. Doğalgaz benzine oranla karbon monoksit ve toksit hava kirleticilerinde % 95, hidrokorbon emisyonunda % 80, azot oksit emisyonunda % 30 luk bir azalma sağlar. Hidrojen ve doğalgaz ortak yönlere sahiptir. Doğalgaz ve hidrojen içten yanmalı motorlarda kullanılabilir. Hidrojen doğalgazla birlikte temiz kullanım imkânı sağlayabilir. Her ikisinde de benzer depolama ve doldurma teknolojileri kullanılabilir. Doğalgazdan hidrojen üretimi yapılabilir. Hidrojen üretim, dağıtım, kullanım ve güvenlik bakımından benzinle karşılaştırıldığında bazı avantajlara sahiptir. Öncelikle temizdir, yenilenebilir şekilde üretilebilir, sağlıklıdır. Güvenlik açısından da tehlikeli olduğu düşünülüyorsa da uzay çalışmalarından elde edilen tecrübelerle böyle olmadığı anlaşılmıştır. Fakat gerçek dünya şartlarında hidrojenin araçlarda kullanılması halinde karakteristiğinin net olarak belirlenmesine ihtiyaç vardır. Böylece teknolojik çözümler geliştirilebilir. Hidrojenin kullanımının amacı olan çevre sorunları ve enerji problemlerinin çözümünde önemli olan konu hidrojenin üretim, dağıtım, kullanımında seçilecek olan yöntem ve teknolojilerdir. Hidrojenin üretimi göz önüne alındığında; elektroliz, elektrik üretimindeki maliyetlerin yüksek olması sebebiyle yeterince uygun değildir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 34

39 Dünyada Hidrojen Enerjisi Kullanımı Hidrojen sisteminin gelişimi ile ilgili olarak gelişmiş ülkelerde kamu kuruluşlarının ve otomotiv şirketlerinin yoğun faaliyetleri vardır. Bu çalışmalar gittikçe daha çok kaynak ayrılarak artmaktadır. ABD, AB ülkeleri ve Japonya da üretim yapan otomobil ve otobüs firmalarının hemen hemen tümü yakıt pilli örnek modellerini geliştirmektedirler. Ayrıca hidrojen yakıtlı içten yanmalı motorlu modeller de geliştirilmektedir. Bu prototipler araştırma amaçlı olup, oluşabilecek problemleri görmek ve gidermek içindir. Ayrıca Airbus ve NASA da hidrojen ile çalışacak gaz türbinli ve yakıt pilli yolcu uçağı geliştirmek için yoğun çalışmalar yapmaktadırlar. Almanya, Rusya ve ABD yeni denizaltılar için hidrojen yakıt pilli uygulamalarına geçmişlerdir. Ford, Opel, Honda, Mazda, Nissan, Toyota ve Daimler-Crysler yakıt pilli ilk modellerini 2003 den itibaren çıkarmaya başlamışlardır. Brezilya ve Güney Amerika'da en büyük hidro güç tesisi Haipu'dur. Burada elektrolitik hidrojen üretilir. Üretilen hidrojen gazdır. Japonya'da WE-NET (World Energy Network) Projesi ile Tokyo metropolitan bölgesinde hidrojen kullanımı ile oluşacak azot oksit emisyonundaki azalma potansiyeli araştırılmaktadır. WE-NET Programı Japonya'nın Uluslararası Ticaret ve Endüstri Bakanlığınca desteklenmektedir. Bu programda Japonya hidrojen enerji sisteminde ilerleme sağlamak üzere 2020 yılına kadar 4 milyar ABD Doları harcamayı planlamaktadır. Gelecekte de Pasifik denizinin ekvator bölgesinde yapay bir adada solar radyasyon kullanarak deniz suyundan elektrolizle hidrojen üretmeyi planlamaktadırlar. Almanya da ise Neurenburg yakınlarında mini bir hidrojen enerji sisteminin kurulduğu bir program yürütülmektedir. Solar-Wasserstoff-Bayern burada solar hidrojen tesisi, depolama sistemi ve hidrojen kullanma sistemleri kurmuştur. Almanya ayrıca Suudi Arabistan ile ortak yürüttüğü Hysolar programı ile Suudi Arabistan'ın Riyad yakınında solar hidrojen üretim tesisi kurulması planlanmaktadır. Suudi Arabistan ayrıca solar hidrojeni sürekli ihraç etmeyi planlamaktadır. Diğer uluslararası başarılı program Avrupa ve Kanada arasındaki Euro- Quebec'tir. Bu programda nispeten ucuz olan hidro güçten üretilerek Kanada'dan Avrupa'ya ithal edilecek sıvı hidrojenin deniz aşırı taşınımı, depolanması ve kullanım alanları araştırılmaktadır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 35

40 İzlanda da ise hükümet, üniversiteler, taşıma şirketleri, fabrikalar ve çok uluslu otomobil ve petrol şirketleri konsorsiyum oluşturmuş ve 2030 yılına kadar İzlanda'nın tamamen hidrojen ekonomisine geçmesini planlamışlardır. Bunlardan başka INTA solar hidrojen tesisi (İspanya), SAPHYS küçük ölçekli fotovoltaik-hidrojen enerji sistemi (İtalya, Almanya, Norveç) ve PHOEBUS pilot tesisi (Almanya) gibi birçok proje yürütülmektedir. Türkiye de Hidrojen Enerjisi Kullanımı Geleceğin enerji üretiminde büyük rol oynaması beklenen hidrojen enerjisinden elektrik üretimine ilk adım Kasım 2011 de Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı nın desteğiyle, Birleşmiş Milletler Sınai Kalkınma Örgütü (UNIDO) Uluslararası Hidrojen Enerji Teknolojileri Merkezi nce Bozcaada da (ICHET) atılmıştır. Proje kapsamında zaten fotovoltaik enerji üretiminde tecrübesi bulunan bölgede, bu üretime alternatif olarak suyun hidrolizi yöntemiyle hidrojen enerjisi üretimine geçilmiştir. Üretilen hidrojen saatte 10 m³ olmakla beraber, 20 kw lık kapasiteye sahip yakıt pillerinde üretile elektrik enerjisi toplamda 55 kw ı bulmaktadır. Proje Türkiye nin hidrojen enerjisi üretiminde pilot uygulaması olarak görülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 36

41 Jeotermal Enerji Jeotermal Enerji jeotermal kaynaklardan ve bunların oluşturduğu enerjiden doğrudan veya dolaylı yollardan faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmez, ucuz, güvenilir, çevre dostu, yerli ve yeşil bir enerji türüdür. Türkiye gibi jeotermal enerji açısından zengin ülkeler için bir kaynak teşkil etmesi; temiz ve çevre dostu olması; yanma teknolojisi kullanılmadığı için sıfıra yakın emisyona sebebiyet vermesi; konutlarda, tarımda, endüstride, sera ısıtmasında ve benzeri alanlarda çok amaçlı ısıtma uygulamaları için ideal şartlar sunması; rüzgâr, yağmur, güneş gibi meteoroloji şartlarından bağımsız olması; kullanıma hazır niteliği; fosil enerji veya diğer enerji kaynaklarına göre çok daha ucuz olması; arama kuyularının doğrudan üretim tesislerine ve bazen de reenjeksiyon alanlarına dönüştürülebilmesi; yangın, patlama, zehirleme gibi risk faktörleri taşımadığından güvenilir olması; % 95'in üzerinde verimlilik sağlaması; diğer enerji türleri üretiminin (hidroelektrik, güneş, rüzgâr, fosil enerji) aksine tesis alanı ihtiyacının asgari düzeylerde kalması; yerel niteliği nedeniyle ithalinin ve ihracının uluslararası konjonktür, krizler, savaşlar gibi faktörlerden etkilenmemesi; konutlara fuel-oil, mazot, kömür, odun taşınması gibi sorunlar içermediği için yerleşim alanlarında kullanımının rahatlığı gibi nedenlerle büyük avantajlar sağlamaktadır. Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretiminde Kullanılması Çeşitli araştırma tekniklerinin uygulanması sonucunda, jeotermal enerjinin oluştuğu uygun jeolojik koşullarda yapılan sondajlarla aşırı derecede ısınmış sular, yaş ve kuru buhar olarak yeryüzüne çıkarılmaktadır. Bu jeotermal akışkan, üzerindeki basıncın azalması ile su ve buhar fazlarına ayrılmaktadır. Ayrılan buhar, jeotermal santrallere gönderilerek, elektrik enerjisine dönüştürülmekte, atık su ise, diğer ısıtma sistemlerinde kullanılmakta veya yeraltına basılmaktadır. Yaş buhar, buhar yüzdesinin ve entalpisinin yüksek olması durumunda elektrik üretimi için daha verimli olmaktadır. Yerkabuğunun derinliklerinden elde edilen kızgın kuru buhar ise, doğrudan jeotermal santrallere gönderilerek elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 37

42 1985 yılı sonunda Yerküre üzerindeki jeotermal santrallerin toplam kapasitesi 4763MW (Megavat) dolayında bulunmaktaydı. Yapımı sürdürülen jeotermal santrallerle birlikte 2010 yılında MW elektrik enerjisi kurulu gücü elde edilmiştir (Lund, 2010). Bu veriler, jeotermal enerjinin ileride önemli bir güç kaynağı haline geleceğini ve konvansiyonel fosil enerji kaynaklarının yerini alacağını göstermektedir. Dünyada Jeotermal Dünyada; 1995'den 2000 yılına kadar, jeotermal elektrik üretiminde % 17, jeotermal elektrik dışı uygulamalarda ise % 87 artış olmuştur. Filipinler'de toplam elektrik üretiminin % 27'si, Kaliforniya Eyaleti'nde % 7'si, İzlanda'da toplam ısı enerjisi ihtiyacının % 86'sı jeotermalden karşılanmaktadır. Dünyada jeotermal elektrik üretiminde ilk 5 ülke sıralaması: ABD., Filipinler, İtalya, Meksika ve Endonezya dır. Dünyada jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarındaki ilk 5 ülke sıralaması: Çin, Japonya, ABD, İzlanda ve Türkiye şeklindedir yılı itibariyle, dünyadaki jeotermal elektrik üretimi MW elektrik kurulu güç olup, 67,246 GWh/yıl üretimdir. Jeotermalin doğrudan kullanımı ise MW termal olup, GWh/Yıl değerinde yıllık enerji kullanımına sahiptir. (Lund, 2010).. Dünyada 10 bin dönüm, Türkiye'de is 500 dönüm jeotermal sera vardır. Türkiye de Jeotermal Enerji Kullanımı Ülkemiz MW'lik jeotermal potansiyel ile dünyada ilk 10 ülke arasındadır. Türkiye jeotermal kullanımında dünyada 5., Avrupa'da 1. dir. Zengin jeotermal potansiyelimizin tamamının harekete geçirilmesi halinde, entegre kullanımlarla birlikte; 1000 Mwe (yılda 8 milyar Kwh elektrik; konutun ihtiyacına denktir; Net 800 milyon ABD Doları gelir), konut eşdeğeri ısıtma (Yılda 1 milyar m 3 doğalgaz ithali önlenmiş olacaktır. Yılda 400 milyon ABD Doları döviz tasarrufu sağlanacaktır.), dönüm sera ısıtması; kişiye istihdam, 600 milyon ABD Doları net gelir sağlanacaktır. Yılda toplam 6.8 milyar $ net gelir sağlanacaktır ( Halihazırda ise Şanlıurfa'daki yaklaşık 250 dönümlük jeotermal seradan Avrupa'ya ihracat yapılmaktadır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 38

43 Tablo 5: Türkiye deki Jeotermal Santraller Kaynak: Elektrik İşleri Etüt İdaresi, 2009 Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretimi Dışında Kullanılması Isıtmada, soğutma sistemlerinde, jeotermal akışkanlardan kimyasal maddelerin elde edilmesinde, ziraat sektöründe, balinoterapide, seraların ısıtılmasında ve turizmde jeotermal enerjiden oldukça önemli ölçüde yararlanılmaktadır. Bu tür kullanımlar için düşük entalpili ve 25 C-180 C arasındaki sıcak sular, yeterli olmaktadır. Bunlar az miktarda çözünür madde içermekte, ekonomik (kolaylıkla elde edilebilir, yüksek yatırıma gerek olmayan) derinliklerde yer almaktadır. Bu nedenle orta sıcaklıktaki jeotermal kaynaktan bu tür enerjinin elde edilmesi kolay ve ekonomiktir. ABD de tüketilen enerjinin % 15-% 20, sıcaklığı 100 C-150 C arasında değişen jeotermal akışkanlardan karşılanmaktadır. Jeotermal enerjinin kullanılmasıyla bu ülkede, önemli ölçüde petrol ve doğal gazdan tasarruf sağlanmaktadır. Jeotermal enerjinin elektrik enerjisi dışında kullanım alanları çok yaygın olup, enerji dönüşümündeki etkinliği, elektrik enerjisi üretiminden daha fazladır. Ayrıca ısı depolaması, yüksek sıcaklıklı jeotermal sistemlerin yüz katını aşmaktadır. Çünkü elektrik dışı uygulamalar için gerekli olan düşük ve orta sıcaklıklı jeotermal kaynaklar, sayı ve potansiyel bakımından yerküre üzerinde elektrik üretimi için kullanılan yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynaklardan daha fazla bulunmaktadır. Bu nedenle, jeotermal enerjinin elektrik enerjisi eldesi dışında kalan alanlardaki kullanımı, gelecekte bu enerjiden elde edilen elektrik enerjisi üretimini aşacaktır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 39

44 1.3.TR81 DÜZEY 2 BÖLGESİ YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELLERİ TR81 Düzey 2 Batı Karadeniz Bölgesi yıllardan bu yana geçimini ve işçi istihdamını, demirçelik ve yer altı kaynaklarından sağlayan bölge olarak görülmüştür. Bu bölümde ortaya konulan, sürdürülebilir enerji potansiyeli vizyonuyla, bölgenin gelişmişlik düzeyini artırabilecek yeni yatırımlara, dolayısıyla iş istihdamına ve kaynakların etkin kullanılmasına ışık tutmak hedeflenmektedir. EnerjiSA Genel Müdürlüğü nden alınan bilgilere göre, Zonguldak, Karabük ve Bartın illerinin 2010 yılı ve 2011 yılı Kasım ayı sonu itibariyle elektrik enerjisi tüketim miktarları ve ana tarife gruplarına göre dağılımı aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Tablo 6: TR81 illerinin enerji tüketim miktarları Kaynak: EnerjiSA Enerji Üretim A.Ş. İlgili tüketimler Başkent bölgesindeki dağıtıma esas tüketimler (2,3 ve numaralı bağlantılara ait) olup 2010 yılsonu ve 2011 Kasım sonu itibariyle kümüle olarak ve MWH cinsinden belirtilmiştir. 1 numaralı bağlantıdaki doğrudan iletim hattıyla bağlı abone tüketimleri bu tablolarda yer almamaktadır. Tabloya göre 2010 tam yılı verileri toplamı alındığında MWh lik bir yıllık enerji tüketimi ile karşılaşmaktayız. Bu bölümde TR81 Düzey 2 bölgesinde (Zonguldak, Bartın, Karabük) illere göre enerji potansiyelleri ve tüketilen bu enerji miktarına karşılık şu anki durum göz önüne alınarak ne kadar elektrik enerjisi üretildiği anlatılacaktır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 40

45 1.3.1.Zonguldak Rüzgâr Enerjisi Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğünün yaptığı rüzgâr atlası kaynağında Zonguldak ile ilgili rüzgâr verilerine göz atarsak şöyle bir tabloyla karşılaşırız; Şekil 12: Zonguldak ili Rüzgâr hız dağılımı 50 metre Kaynak: Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü Ekonomik RES yatırımı için 7 m/s veya üzerinde rüzgâr hızı gerekmektedir. Bu nedenle Zonguldak ilinin ekonomik rüzgâr enerjisi üretimi için gerekli rüzgâr hızının düşük olduğu görülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 41

46 Şekil 13: Kapasite faktörü dağılımı 50 metre Ekonomik RES yatırımı için % 35 veya üzerinde kapasite faktörü gerekmektedir. Şekil 14: Rüzgâr Enerjisi Santrali Kurulabilir Alanlar Gri renkli alanlara rüzgâr santrali kurulamayacağı kabul edilmiştir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 42

47 Şekil 15: Trafo Merkezler ve Enerji Nakil Hatları Merkezleri Enerji Nakil Hatları Tablo 7: Zonguldak İline Kurulabilecek Rüzgâr Enerjisi Santrali Güç Kapasitesi 50 m de 50 m de Toplam Toplam rüzgâr gücü rüzgâr alan (km 2 ) kurulu (W/m 2 ) hızı güç (m/s) (MW) ,8-7,5 0,00 0, ,5-8,1 0,00 0, ,1-8,6 0,00 0, ,6-9,5 0,00 0,00 >800 >9,5 0,00 0,00 0,00 0,00 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 43

48 Yukarıdaki bilgiler ve haritalar ışığında Zonguldak ili için rüzgâr enerjisi potansiyeli düşük seviyede görülmektedir. Fakat şu nokta gözden kaçırılmamalıdır ki, EİE nin yapmış olduğu bu çalışma anlık rüzgâr ölçümlerine göre şekillenmektedir. Dünyada her şeyin değiştiği gibi rüzgârın da zamanla hızı ve potansiyelinde değişimler olması muhtemeldir. Rüzgâr enerjisi atlası çalışmaları 5 yıl önce tamamlanmıştır. Veriler 10 yıllık bir süre sonra güncellenmekte ve yeniden değerlendirilmektedir. Güneş Enerjisi Şekil 16: Zonguldak ili Güneş Radyasyon Görünümü Şekil 17: Zonguldak ili Global Radyasyon oranları TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 44

49 Şekil 18: Zonguldak ili Güneşlenme Oranları Şekil 19: PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji Kaynak: Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 45

50 Karadeniz Bölgesi Türkiye nin en az güneşlenme süresi olan ve en az güneş alan bölgesidir. Bu nedenle Zonguldak, güneş enerjisi potansiyeli düşük illerimizdendir. Bunlara karşılık, dünyanın kurulu güneş enerjisi potansiyeli olarak en büyük ülkenin Almanya olması bizim bu konuda düşünmemizi gerektirir. Karadeniz bölgesinin Türkiye nin güneş enerjisi potansiyeli açısından en düşük bölge olması buraya yatırım yapılmamasını mı gerektirir? Aksi taktirde niçin güneş potansiyeli Türkiye ile benzer olan Almanya 2011 verilerine göre 18 terawatt saatlik elektrik enerjisi üretmektedir? (cleantechies.com). Bu nedenle Zonguldak, Bartın ve Karabük illerinin güneş enerjisi potansiyellerini değerlendirirken bu noktayı gözden kaçırmamak faydalı olacaktır. Hidroelektrik Enerji Zonguldak ilinde EĞERCİ isimli sadece bir adet hidroelektrik santrali(hes) bulunmaktadır ve toplam enerjisi 8 GWh kapasitesindedir. Aşağıdaki tabloda.santral ile ilgili bilgiler yer almaktadır. Tablo 8 : Eğerci HES Bilgileri il ZONGULDAK Talvegden yük.(m) 5 Havza 13-BATI KARADENİZ Brüt Düşü (m) 145 HAV Nehir EĞERCİ Ort. Debi(m3 / s) 1 Tipi NEHİR TİPİ Kuvvet Tüneli Boyu 3500(K) (m) Kurulu Güç 1,36 Proje seviyesi İLK ETÜT Yıllık Ort.Enerji 7,89 Durumu 4628 Kaynak: Elektrik İşleri Etüt İdaresi TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 46

51 Karadeniz Dip Suları ve Hidrojen Sülfür Hidrojen Sülfür, Karadeniz dip sularında meydana gelen aşırı kirlenme sonucunda oluşmuştur. Hidrojen Sülfürün (H 2 S) çevresel zararlarını azaltmak için bu madde bileşenlerine ayrılmalıdır. Ayrışma sonucu ortaya çıkan bileşenler gaz formdaki kükürt ve hidrojendir. Zonguldak, Samsun, Sinop, Giresun açıklarında H 2 S e ulaşmak daha kolaydır. H 2 S ü yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edebileceğimiz enerji ile rahatlıkla bileşenlerine ayırabiliriz. Bu bağlamda Karadeniz Güneş Rüzgâr Hidrojen Enerji Sistemi Projesi (KGRHES) dikkate alınması gereken bir projedir. Karadeniz dip sularında bulunan toplam H 2 S potansiyeli dikkate alınarak elde edilecek hidrojen miktarları düşünüldüğünde bu durum bölge açısından özel bir önem arz etmektedir. Karadeniz dip sularından H 2 S ün % 100 ayrıştırılması sonucu 268,823 x ton hidrojen elde edilmesi mümkündür. Bir evin yıllık enerji ihtiyacı yaklaşık 3600 kwh olduğunu kabul edecek olursak ve Karadeniz bölgesinde yaklaşık 10 milyon ailenin yaşadığı düşünülürse, bu kitlenin yıllık enerji ihtiyacı toplamı 3,6 x kwh olacaktır. Bu enerji ihtiyacının tamamının sadece ve sadece Karadeniz dip sularından elde edilecek hidrojen yakıtından karşılanması durumunda bu bölgenin yaklaşık olarak 180 yıllık enerji ihtiyacının karşılanacağı düşünülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 47

52 Karabük Hidroelektrik Enerji Yenilenebilir enerji kaynaklarından Hidroelektrik Enerjinin aktif rol oynadığı ilde, diğer yenilebilir enerjilerden henüz yararlanılmamaktadır. Tamamı faaliyete geçtiğinde enerji üretimine katkıda sağlayacak Hidroelektrik Santrallerin Kurulu güçleri aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Tablo 9: Karabük teki Hidroelektrik Santraller Santral Adı Toplam Kurulu Güç (MW) İşletmedeki Kurulu Güç (MW) Han HES 6,14 0 Pirinçlik Reg ve HES 23,92 0 Yalnızca HES 6,54 6,48 Eren Barajı, Reg ve HES 55,68 0 Suçaltı HES 7,00 0 Şimşir Reg ve HES 4,90 0 Kaynak: Devlet Su İşleri TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 48

53 Güneş Enerjisi Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası ndan alınan verilere göre Güneş Enerjisi kullanımına pek elverişli olmadığı öngörülen bölgede, yine de gelişmiş fotovoltaik sistemlerle sürdürülebilir bir enerji üretmek mümkün. Ancak gerek bu sistemlerin maliyetinden dolayı, gerekse daha çok güneş aldığı düşünülen iller tercih sebebi olduğundan, ilgili girişimciler tarafından böyle bir enerji yatırımı yapılmamıştır. Aşağıdaki grafik GEPA dan alınmış olup, güneş alma süresinin pek de azımsanacak olmadığını göstermektedir. Şekil 20: Karabük ili güneşlenme süresi ve küresel radyasyon değerleri Kaynak: Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası Yukarıdaki şekilde soldaki grafik Karabük ili güneşlenme süresi değerlerini (saat) ve buna bağlı olarak Karabük ili küresel radyasyon değerlerini (KWh/m²-gün) göstermektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 49

54 Şekil 21: Karabük ili küresel güneş radyasyon dağılımı Şekil 22: Karabük ili güneş termik santrali kurulamaz alanlar Kaynak: Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası Jeotermal Enerji Jeotermal enerji yönünden Karabük, pek elverişli gözükmese de Eskipazar-Akkaya da kaplıca amaçlı kullanılmaya uygun C sıcaklıkta ve 4,8 lt/sn debili kaynak vardır. Sondajlarda 37 C sıcaklık, 40 lt/sn debi ve 0,33 MWt termal güce sahip akışkan görünür hale getirilmiştir (MTA, 2005). Onun dışında enerji üretiminde faal bir rol üstlenen bir birim yoktur. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 50

55 Rüzgâr Enerjisi Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası nın vermiş olduğu verilere göre, Karabük te rüzgâr potansiyeli olmasına rağmen, veriler olumlu bir tablo ortaya koyamamaktadır. Ekonomik bir rüzgâr enerji santrali yatırımı için 7 m/s veya üzerinde rüzgâr hızı gerekmektedir. Rüzgâr hızı dağılımı incelendiğinde bölgenin ortalama rüzgâr hızı 5 m/s olarak görülmektedir. 50 m yükseklikteki kapasite faktörü göz önünde bulundurulduğunda ise % 35 veya üzerinde bir kapasite faktörü oranına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda da bölgenin ortalama kapasite faktörü dağılımı % 20 gibi bir oran olması göze çarpmaktadır. Karabük ün yüz ölçümü dikkate alındığında şehrin % 35 i rüzgâr enerjisi santrali kurumuna uygun olmayan alan olarak gözükmektedir. Bu bilgiler ışığında yatırımcılar bölgeyi rüzgâr enerji santrali kurmak için uygun görmemişlerdir. Ancak aşağıdaki tabloda kurulabilir alanlarda rüzgâr enerji potansiyelinin ne kadar olduğu gözler önüne serilmektedir. Tablo 10: Karabük ili Rüzgâr Enerjisi Santralleri KARABÜK İLİNE KURULABİLECEK RÜZGÂR ENERJİSİ SANTRALİ GÜÇ KAPASİTESİ 50 metrede rüzgâr gücü (W/m²) 50 metrede rüzgâr hızı (m/s) Toplam Alan (km²) Toplam Kurulu Güç (MW) ,8 7,5 14,67 73, ,5 8,1 0,00 0, ,1 8,6 0,00 0, ,6 9,5 0,00 0,00 > 800 > 9,5 0,00 0,00 14,67 73,36 TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 51

56 Şekil 23: Karabük ili rüzgâr hızı dağılımı - 50 m Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 52

57 Şekil 24: Karabük ili kapasite faktörü dağılımı 50 m Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası Şekil 25: Karabük ili rüzgâr enerji santrali kurulabilir alanlar Şekilde gri renkli alanlar rüzgâr enerji santrali kurulamaz alanlar olarak kabul edilmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 53

58 Biyokütle Enerjisi Biyokütle enerjisi kapasitesi de bölgede göz ardı edilen enerji yatırım değerlerinden bir tanesidir. Tarımsal alan olarak toplam yüz ölçümü hektar olan İlin, hektarını tarım alanı, hektarını orman alanı, hektarını çayır-mera alanı, hektarını yerleşim ve diğer alanlar oluşturmaktadır. Toplam tarım alanlarında üretilen, yüksek yağ oranına sahip ve biyokütle enerji kaynağı olarak da kullanılabilecek olan ürünler aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Tablo 11: Karabük İlinde Yetiştirilen Biyokütle Ürün çeşitleri ve Miktarları Ürün Ekilebilir Alan ( Ha ) Buğday Arpa Yem Bitkileri ((Korunga, Fiğ,Tritikale) Mısır 462 Baklagil 155 Nadas ve Kullanılmayan Tarım Alanı Ekim Yapılmayan Kıraç Alan Kaynak: Karabük Tarım ve Hayvancılık İl Müdürlüğü, 2009 Günümüzde enerji tarımı ya da enerji yetiştiriciliği denilen yeni bir tarım türü geliştirilmiştir. Bu tarım özellikle bir yıllık ve C 4 tipi bitkilerle yapılmaktadır. C 4 tipi bitkiler grubuna tatlı dan (sweet sorghum), şekerkamışı, mısır gibi bitkiler dahildir. C 4 tipi bitkiler diğer bitkilere göre C0 2 ve suyu daha iyi kullanmakta, kuraklığa dayanaklı olmakta, fotosentetik verimleri de yüksek bulunmaktadır. Bu bitkilerden alkol ve diğer biyokütle yakıtlar üretmek mümkündür. Alkol üretiminde en yüksek verim 3500 lt/ha.yıl ile şeker kamışından sağlanmakta olup, bunu 3200 lt/ha.yıl ile odun, 3000 lt/ha.yıl ile sorghum izlemektedir. Mısırda bu değer 2000 lt/ha.yıl düzeyine düşmektedir. Buna karşın şekerkamışının tonundan 60 İt, mısırın tonundan 300 İt alkol elde olunmaktadır. Bu kapsamda biyokütle tarımı potansiyeli olmasına rağmen yapılmayan Karabük ün iklim koşullarına göre yüksek enerji barındıran tatlı sorgumun yetiştirilmesine engel bir durum yoktur. Ayrıca kanola isimli bitki, ABD, Kanada ve Avrupa devletlerinde yoğun olarak tarımı yapılan ülkemizin de tüm bölgelerinde çok rahat yetişebilen bir yağ bitkisidir. Yağ oranı % 42 olan bu yağ bitkisi en sağlıklı yağlardan birisidir. Son TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 54

59 yıllarda da ülkemizde tarımı yapılmakta ve marketlerde satılmaktadır. Kolza adı ile de bilinen bitki erusik Asit olarak 0 dır. Kanola kışlık ve yazlık ekilebilir. Kışlık ekimlerde verim daha yüksektir. Yazlık ekimlerde ise 3 defa su verilmesi gerekir. Ekonomik bir kanola tarımı için kışlık ekim tavsiye edilir. Karabük, bu araştırmalar göz önünde bulundurulduğunda elverişli koşullar sunmaktadır. Son yıllarda ülkemizde de yaygınlaşan çöp gazından enerji üretimi ve aynı zamanda hidrojen enerjisi kullanımı projeleri de Karabük te denenmemiş enerji yatırımlarındandır. Karabük Belediyesi nden alınan bilgilere göre, atıkların toplandığı bölgede vahşi depolama metotlarına göre biriktirme yapılmaktadır ve organik veya kimyasal herhangi bir ayrıştırma yapılmamaktadır. Daha önce herhangi bir firma tarafından da alanda çöp gazının oluşabileceği, verimlilik düzeyi ve kullanılabilirliği ile ilgili de her hangi bir fizibilite çalışması yapılmamıştır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 55

60 1.3.2.Bartın Rüzgâr Enerjisi Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğünün yaptığı rüzgâr atlası kaynağında Bartın ile ilgili rüzgâr verilerine göz atarsak şöyle bir tabloyla karşılaşırız; Şekil 26: Rüzgâr Hız Dağılımı 50 metre Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE Ekonomik RES yatırımı için 7 m/s veya üzerinde rüzgâr hızı gerekmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 56

61 Şekil 27: Kapasite faktörü dağılımı 50 metre Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE Ekonomik RES yatırımı için % 35 veya üzerinde kapasite faktörü gerekmektedir. Şekil 28: Rüzgâr enerjisi santrali kurulabilir alanlar Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE Gri renkli alanlara rüzgâr santrali kurulamayacağı kabul edilmiştir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 57

62 Şekil 29: Trafo merkezleri ve enerji nakil hatları Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE Tablo 12: Bartın iline kurulabilecek rüzgâr enerjisi santrali güç kapasitesi 50 m de Rüzgâr Gücü 50 m de Rüzgâr Hızı Toplam Alan Toplam Kurulu Güç (W/m 2 ) (m/s) (km 2 ) (MW) ,8-7,5 12,32 61, ,5-8,1 0,00 0, ,1-8,6 0,00 0, ,6-9,5 0,00 0,00 >800 >9,5 0,00 0,00 12,32 61,60 Kaynak: Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası, EİE TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 58

63 Elektrik İşleri Etüt İdaresi nin yapmış olduğu ölçümler neticesinde Bartın ilinde 61,60 MW lık bir kurulu güç kapasitesi olduğu görülmektedir. Rüzgâr hız dağılımı ve diğer faktörler göz önüne alındığında Bartın ili içerisinde Amasra ilçesinin diğer bölgelere göre rüzgâr santrali kurulması açısından daha avantajlı olduğu ve haritada gösterilen renklerde sarı ve kırmızıya yakın bir renkte potansiyeli olduğu belirtilmektedir. Güneş Enerjisi Şekil 30: Güneş Radyasyon Görünümü TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 59

64 Şekil 31: Güneş Enerjisi Global Radyasyon Dağılımı Şekil 32: Bartın ili Güneşlenme Oranları Kaynak: Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası, EİE TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 60

65 Şekil 33: Bartın PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji Kaynak: Elektrik İşleri Etüt İdaresi Şekillerden anlaşılabileceği kadarıyla; Bartın, güneş enerjileri uygulamaları için Türkiye deki diğer bölgelerle karşılaştırıldığında çok göz önüne çıkmasa da, Almanya örneğine bakacak olursak uygun bir bölge olamayacağını söylemek güçtür. İlin radyasyon doygunluğu düşük seviyelerde olmasına rağmen, güneşlenme süresi grafiğindeki değerler özellikle Haziran ve Temmuz aylarında tatmin edici değerlere çıkmaktadır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 61

66 2. NÜKLEER ENERJİ Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür ve üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur. Füzyon; Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonudur. Fisyon; atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması. Yarılanma; çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Ayrıca ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon, hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyona, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir. Türkiye de nükleer enerji konusundaki araştırmalar 1962 yılında İstanbul da Küçükçekmece Gölü kıyısında kurulan 1 MW lik TR-1 araştırma reaktörüyle başlamıştır lerde bu reaktörün gücü 5 MW a çıkarıldı. (TR-2) U-235'ce % 93 zenginlikte yakıt kullanan havuz tipi bu reaktörde, çekirdek fiziği araştırmaları, radyoizotop üretimi gibi alıştırmalar yapılmaktadır. Şu günlerde ise Akkuyu da yeni bir nükleer enerji santralin çalışmaları sürdürülmektedir. (Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı) 2009 itibarı ile dünyada nükleer enerji reaktörleri şöyledir: Mayıs 2010 itibarıyla Nükleer Elektrik Üretimi, 2009 Milyar kwh Tablo 13: Dünyadaki Nükleer Santraller İşletmedeki Santraller İnşa Edilen Santraller Planlanan Santraller Önerilen Santraller % Adet MWo Adet MWo Adet MWo Adet MWo ABD 796,9 20, Almanya 127,7 26, Arjantin 7, BAE Bangladeş Belçika 45 52, Beyaz Rusya Brezilya 12, Bulgaristan 14,2 35, Çek Cumhuriyeti 25,7 33, TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 62

67 Çin 65,7 1, Endonezya Ermenistan 2, Finlandiya 22,6 32, Fransa 391,7 75, F. Afrika 11,6 4, Hindistan 14,8 2, Hollanda 4 3, İngiltere 62,9 17, İran İspanya 50,6 50, İsrail İsveç 50 34, İsviçre 26,3 39, İtalya Japonya 263,1 28, Kanada 85,3 14, Kazakistan Kore (Güney) 141,1 34, Kore (Kuzey) Litvanya 10 76, Macaristan 14, Meksika 10,1 4, Mısır Pakistan 2,6 2, Polonya Romanya 10,8 20, Rusya 152,8 17, Slovakya 13,1 53, Slovenya 5,5 37, Tayland Tayvan (Çin) 39,9 20, Türkiye Ukrayna 77,9 48, Vietnam Dünya Kaynak: Uluslararası Atom Enerjisi TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 63

68 Şekil 34: 2007 Yılında Dünyada Birincil Enerji Arzları (%) Şekil 35: 2007 Yılında Dünyada Elektrik Üretimi (%) Kaynak: Uluslararası Atom Enerjisi TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 64

69 Şekil 36: Dünyadaki birincil enerji kaynakları Kaynak: Uluslararası Enerji Ajansı TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 65

70 Şekil 37: Dünyada Bölgelere Göre Nükleer Üretimi Kaynak: Uluslararası Enerji Ajansı TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Enerji Raporu 66