Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü lisans dersi

Transkript

1 Çevre Biyolojisi II BYL 118 Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü lisans dersi Enerji, Yenilenebilir ve Yenilenemez enerji kaynakları Çağatay Tavşanoğlu Hacettepe Üniv., Biyoloji Böl., Ekoloji Anabilim Dalı Bahar

2 Termodinamiğin yasaları Enerjinin korunumu yasası (1. yasa): Kapalı bir sistemde enerji yaratılamaz ya da yok edilemez, sadece bir şekilden diğer bir şekle dönüştürülebilir 2. Yasa: Evrendeki düzensizlik (entropi) düzenli olarak artar ve enerji dönüşümleri sırasında enerji daha az düzenli (daha az kullanışlı) biçimlere doğru değişir (bozulur)

3 ENERJİ Güneşten gelen enerji, jeofizik ve ekolojik mekanizmayı harekete geçirir.

4 Fotosentez

5

6 İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi: Ateşin kontrol altına alınması Yiyecekleri pişirmek Isınmak Korunma sağlamak Faal olunan saati artırmak Homo erectus En net kanıt: yıl önce (İsrail) 1,5 milyon yıl önce? (Doğu Afrika, Çin)

7 İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi: Sanayi devrimi öncesi Odun Odunkömürü

8 İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi: Sanayi devrimi sonrası

9 Günümüzde Dünya toplam enerji tüketimi

10

11 Yenilenemez Yenilenebilir enerji kaynakları Yenilenemez: Ancak çok uzun dönemde yenilenebilen ve sınırlı miktardaki enerji kaynaklarıdır Fosil yakıtlar (Kömür, petrol, doğalgaz) Nükleer yakıtlar (Uranyum) Yenilenebilir: Kısa sürede yenilenebilen ve sınırsız miktardaki enerji kaynaklarıdır Güneş Rüzgar Biyokütle Jeotermal Dalga, gelgit

12 Fosil yakıtlar

13 Petrolden üretilen maddeler Benzin Jet yakıtı Dizel Asfalt Yağ Petrokimya rafinerisi

14 Fosil yakıtların çevresel maliyeti Hava kirliliği (NO x, SO x ) Sera gazlarının salınımı (özellikle CO 2 ) (ABD nin sera gazı emisyonunun %90 ı fosil yakıtların yanması ile ortaya çıkmaktadır) Asit yağmurları (NO x, SO x ) Radyoaktivite (kömür yakılması atmosfere uranyum, toryum)

15 Fosil yakıtlar dünya üzerinde homojen bir şekilde dağılmamıştır Petrol

16 Dünya doğalgaz rezervleri

17 Dünya kömür rezervleri

18 Dünyadaki rezervler (2006) Kömür: milyar varil Petrol: milyar varil Doğalgaz: milyar varil «Rezerv» kavramı değişkendir Ekonomik gereksinimlere göre değişkenlik gösterebilir Petrol pahalı iken, yeni rezervlerin bulunması için araştırmalar yapılırken, petrol ucuzladığında yeni rezervler aranmaz ve birçok rezerv alanı işletilmekten vazgeçilir

19 Fosil yakıtlar ve jeopolitik

20 Fosil yakıtların taşınması Petrol tankeri Demiryolu ile kömür taşınımı Suudi Arabistan da bir petrol boru hattı Trans-Alaska petrol boru hattı Bir orman altından geçen petrol boru hattı

21 Türkiye nin Fosil yakıtların taşınmasındaki rolü Petrol Doğalgaz

22 Gelecekte fosil yakıtların kullanımı: Rezervler tükeniyor mu? - Körfez petrolleri - Kuzey Amerika petrolleri - Venezuela Petrolleri - Doğalgaz rezervleri Çin ve ABD kömür rezervleri

23 Nükleer Enerji Avantajları: Sera gazı ve hava kirleticisi salınımı yok Verim çok yüksek (%90) Dezavantajları: Sucul ekosistemlere ısınmış su bırakılması Radyoaktif atık maddeler Nükleer kaza riski

24 Nükleer enerji üretim değişimi

25 Fukuşima Nükleer Santral felaketi (2011) Deprem + Tsunami

26 Çernobil Nükleer Kazası (1986) Deney hatası Tiroid kanseri vaka sayısı (Belarus)

27 Yıllara göre yapımına başlanan nükleer reaktör sayısı Three Mile Island kazası (ABD) Çernobil kazası (Ukrayna) Fukuşima kazası (JP)

28 Türkiye de yapılması planlanan: Akkuyu (Mersin) ve Sinop Nükleer Enerji Santralleri?? İğneada (Kırıkkale)

29 Yenilenemeyen Enerji Kaynakları: Ham petrol, kömür, doğal gaz... (fosil yakıtlar) + nükleer yakıtlar Yenilenebilen Enerji Kaynakları: GÜNEŞ + Su, rüzgar enerjisi, okyanuslardaki akıntılar, denizlerdeki sıcaklık farkı, bitkisel maddeler, gelgit enerjisi, jeotermal enerji... (Güneş enerjisinin doğal süreçlerle değişmiş şekilleri)

30 Güneş ışığının enerjiye dönüştürülmesi 1861 den beri planlanmıştır. İlk kez Fransa da. Bugün güneş enerjisi teknolojisi üzerinde ciddi gelişmeler var. Yenilenebilen Enerji Kaynakları: Rüzgar gücü, çok hızlı gelişen bir enerji sektörü. Jeotermal enerji, volkanik aktivitelerden, termal su kaynaklarından gelir. Yerkabuğunun yarıklar oluşturmak üzere birleştiği yada ayrıldığı yerlerde (Doğu Afrika gibi) daha uygundur. En ümit verici potansiyel kaynaklar arasında Hidrojen vardır. Organik materyal olarak tanımlanan Biyokütle bilinen bir enerji kaynağıdır. Her türlü organik atık elektrik elde edilmesi için yakılabilir ve sıvı yakıtlara dönüştürülebilir.

31 Biyokütle Enerjisi: Odun, tarımsal atıklar, belediye katı atıkları, kanalizasyon atıkları vb. Jeotermal Enerji: Kaynak suları Hidroelektrik ve gelgit enerjisi: Elektrik üreten türbinleri döndürmek için kullanılır. Güneş Enerjisi: Doğrudan suyu ısıtmak için kullanılır yada photovoltaic (PV) piller yada solar-termal türbinler ile elektriğe çevrilebilir. Rüzgar Enerjisi: Jeneratöre bağlı büyük pervaneleri döndürerek elektrik sağlar.

32 Barajlar ve hidroelektrik santralleri

33 Üç Boğaz Barajı, Çin 2012 Dünyanın en büyük hidroelektrik enerjisi üreten barajı Yangtze Nehrindeki ulaşım kapasitesini artırmak, sel riskini azaltmak Çin hükümeti, tarihi bir mühendislik harikası olarak bakmaktadır (dev türbinler, sosyal ve ekonomik kalkınma, sera gazı salınımını azaltmaya yönelik bir adım) Baraj, çok sayıda arkeolojik ve kültürel alanı su altında bırakmıştır, 1,3 milyon kişi yerinden olmuştur Önemli ekolojik değişikliklere yol açmaktadır (toprak kayma riskini artırmıştır; yerel iklimsel özelliklerde değişiklikler beklenmektedir)

34 GAP (Güneydoğu Anadolu Projesi) Habitat değişiklikleri İklime olası etkileri yeterince bilinmiyor Vektör temelli hastalıklarda artış 2008 Nisan Kuraklık sonucu bitki büyüme anomalisi

35

36 Küresel enerji elde etme potansiyeli

37 Türkiye de enerji kullanım ve üretim durumu

38 Türkiye de enerji kullanım ve üretim durumu Türkiye nin kaynaklara göre enerji tüketimi (2011)

39 Türkiye nin su enerjisi kullanımı

40 Türkiye nin rüzgar enerjisini kullanma potansiyeli

41 Türkiye nin güneş enerjisini kullanma potansiyeli

42 Türkiye nin güneş enerjisi kullanımı Konya-Kızören (~15 ha) Temmuz 2015

43 Kaynak Kömür Petrol Doğalgaz Uranyum Hidroelektrik Rüzgar Solar Biyokütle Jeotermal Dalga Gel-git Sonsuz X X X X X X X Fosil yakıttır X X X 24 saat vardır X X X X X X X Atık üretir X X X X X Milyonlarca yıl önce oluşmuştur X X X X X CO 2 üretir X X X X Sera gazı ve kirleticiler Nükleer atıklar, nükleer kaza riski Sucul ekosistemler üzerinde olumsuz etkiler, biyoçeşitlilik kaybı Kuşlar üzerinde negatif etkiler; gürültü kirliliği Bazı teknolojilerin kullanılması ile deprem riskini artırması Kıyı ve denizel ekosistemler üzerine olumsuz etkiler Taşıma sorunları ve kazalar

44