Cumhuriyetin 100. Yılında Enerjide Tam Bağımsızlık İçin Enerjinin Etkin Kullanımı ve % 100 Yenilenebilir Enerji Prof. Dr. Tanay Sıdkı UYAR Marmara Üniversitesi Enerji Ana Bilim Dalı Başkanı TMMOB EMO Elektrik Mühendisleri Odası Enerji Komisyonu Üyesi Türkiye Yenilenebilir Enerji Birliği (EUROSOLAR Türkiye) Başkanı Biyoenerji Derneği (BİYODER) Başkanı Avrupa Yenilenebilir Enerji Birliği (EUROSOLAR) Başkan Yardımcısı Dünya Rüzgar Enerjisi Birliği (WWEA) Başkan Yardımcısı Dünya Biyoenerji Derneği (WBA) Başkan Yardımcısı Dünya Yenilenebilir Enerji Konseyi (WCRE) Başkanlar Kurulu Üyesi
Dünyamız toprağın altında ortalama 15 derece yer yüzünden 10 km yukarıda -60 derece arasında değişiklik gösteren bir yaşam hacmidir. Bu yaşam hacmi içinde bizler doğayla iç içe yaşarken kimi zaman yaşam çevremizi tahrip eden işler de yapmaktayız. Bu gibi durumlarda (örneğin fosil yakıt kullanımı) doğa bir noktaya kadar bu durumu kaldırabilir fakat bu sınır geçildiğinde artık doğa kontrolü ele alarak bizi yani sorun yaratan kişileri denklemin dışına çıkarmaya çalışır. Bunu da çeşitli doğal afetlerle yapar. Bizim ise bu yaşam hacminde tek yapmamız gereken, doğanın bu kurallarına uyarak kısa yaşam süremizi en uygun şekilde geçirerek bizden sonra gelecek nesile en temiz doğal çevreyi miras bırakmak olmalıdır.
Bu yaşam hacminde ise en önemli enerji kanyağımız güneş enerjisidir. Biz birçok değişik enerji kaynağından bahsediyoruz fakat bu kaynakların önemli kısmı aslında güneşin dünyaya ulaştırdığı ışık ve ısıl enerjinin farklı biçimlere dönüşmesidir. Örneğin rüzgar enerjisi aslında yer yüzünün ısıl farklılıklarından kaynaklanan hareket halindeki havanın kinetik enerjisidir. Yine büyük oranda kullandığımız fosil yakıtlar bile aslında bir zamanlar bitkilerin bünyesinde biriktirdikleri enerjinin yüksek basınçta başkalaşmasıyla oluşur ki bu da fotosentez ile güneş enerjisinin kimyasal enerji olarak depolanmasından başka bir şey değildir.
Bizler bu dünyada yaşarken, yediğimiz yiyecekler ve içtiğimiz sular güneş yardımıyla üretilir. Yaşam çevremize ulaşan güneşin ısısı ve ışığı ve atmosferin etrafını saran sera gazlarının yardımıyla insanlara bir yaşam hacmi sunulur. Güneş tüm yaşamımızı devam ettirmemiz için gerekli olduğundan bahsetmemize rağmen aslında bir bakıma yaşamamızı kontrol eden çok ince bir dengede olduğunu unutmamak gerekir. Bizler kontrolsüz fosil yakıt kullanımıyla havaya saldığımız sera gazları ile aslında bu kırılgan dengeyi çok rahatlıkla bozabiliriz. Hepimiz dünyanın fazla ısınmasıyla kutup buzullarının eriyeceğini ve bu kısıtlı yaşam çevremizin biraz daha daralacağını biliyoruz. Bizim ise tek yapmamız gereken doğal çevreye uyumlu olarak insan faaliyetlerini sürdürmektir.
Bilim ve teknolojimiz ilerledikçe çevremizdeki bu yenilenebilir enerji kaynaklarının potansiyellerini daha iyi anlamaktayız. Tabiki bu enerjiler sınırsız değil fakat o kadar büyük miktardalarki bitirmemiz mümkün görünmüyor. Zaten bu kaynaklar fosil yakıtlar gibi belli miktarlarda olmadıklarından ve devamlı yenilendiklerinden aslında bir bakıma sınırsızmış gibi düşünülebilir. Tabi bu enerjiyi kullanmak için birde teknolojimizin yeterli bir seviyede olmasıda gerekir. Ne iyidirki şu anda tam böyle bir devirde yaşamaktayız. Bu kaynakları kullanmak için hem teknolojimiz uygun hemde fosil yakıtlar gibi kaynağa bir bedel ödemiyoruz.
Çevremizde bir çok yenilenebilir enerji kaynağı bulunmaktadır. Fakat hiç biri için biri diğerinden iyidir diyemeyiz. Fosil yakıtları kullanmaktansa bu yenilenebilir kaynakların hepsini bir senfoni halinde kullanmamız gerekir. Örneğin güneş olmadığı saatlerde rüzgar yada bioenerji gibi kaynaklarla enerji ihtiyacı desteklenebilir. Ya da rüzgar esmediğinde güneş ve dalga enerjisi boşluğu doldurmak için kullanılabilir. Tabi bunları uyumlu bir hale getirmek için hem yeterli miktarda tesislerin kurulması hemde mevcut şebekelerimizin bu sisteme uyumlu hale getirilmesi gerekir.
Örneğin rüzgar enerjisi için konuşacak olursak 1970-80 li yıllarda türbin teknolojileri tek türbinde yalnız 20-30 kw lık üretimlere izin veriyordu. Fakat geldiğimiz noktada kara üzerinde kurulu türbinlerden türbin başına 8 MW güç üretebilir hale geldik. Yani rüzgarlı bir zamanda 125 tanesi bir nükleer güç santrali kadar elektrik üretiyor. Teknolojinin bu denli gelişmiş olduğu bir noktada neden çevreyi kirleten fosil kaynakları tercih edelim ki.
Tabi rüzgar türbin teknolojilerinin bu denli gelişmiş olduğundan bahsederken aslında diğer fosil yakıtlarla başa baş hale geldiğini de görmekteyiz. Yani rüzgar artık fosil yakıtlarla aynı kulvarda yarışıyor onların dilinden konuşuyor. Rüzgar çiftliklerinin tekelleşmesinin önlenerek demokratik bir denetimle toplumun enerjisi halinde kullanımını doğru buluyoruz.
Yenilenebilir teknoloji uygulamalarında en iyi örneği Almanya olarak gösterebiliriz. Çatılara konulan pv paneller ve %100 yenilenebilir kentler ile tüm Dünya için bir örnek teşkil etmekteler. Artık tüm binalar çatılarına yerleştirilen paneller yardımıyla hem kendi elektrik ihtiyaçlarını karışılayabilir hale geliyor hemde fazla üretimini elektrik şirketlerine satıp bir gelir elde edebiliyorlar. Tabi bunun için uygun kanunların çıkarılıp hem teşviklerin verilmesi hemde gerekli izinlerin hızlandırılması şart. Bizde Türkiye olarak yeni enerji politikalarımızı ve yol haritalarımızı bu şekilde geliştirmeliyiz.
Biyokütle ise gelişen teknoloji ve daha verimli yakma teknikleriyle öne çıkarak elektrik üretiminde güvenilir bir kaynak olmakta. Orman atıklarının hem yakıt olarak dönüştürülmesi hemde çöplerin elektrik üretimi yada proses ısısı eldesi için kullanılması aslında bu yenilenebilir kaynağının önemini bir nebze daha artırmaktadır. Çünkü çöplerin geri dönüştürülmesi ve orman altı atıklarının değerlendirilmesi bunlardan dolayı oluşacak kirlenmeninde azalmasına neden olmaktadır. İsveç bu avantajı lehine kullanıp hem elektrik üretiminde hemde bölgesel ısıtmada bu biyokütle kaynaklarını verimli şekilde kullanıyor.
Avusturya ise bu kaynaklardan yararlanmada son yıllarda büyük bir adım atmıştır. Biyokütleden elektrik eldesinde kullandığı kaynaklarda yakacak odun kullanımını düşürürken bunun yerin biokütle kaynaklı yakıtları ve şehir atıklarını ön plana çıkarmıştır. Özellikle biyokütle kaynaklı yakıtlarda geçtiğimiz 15 yılda büyük bir artış olurken şehir atıklarında bu artış aynı oranda görülmese de önemli bir seviyeye gelmiştir.
Özellikle biyoenerji için bakacak olursak geçtiğimiz 15-20 yıl arasında çok önemli teknolojik gelişmeler meydana gelmiştir. Küçük ölçekli yakıcılardaki CO2 emisyonları %90 oranında düşerken yanma verimleri de %50 lerden %90 lara çıkarak bu teknolojinin de aslında fosil yakıtlarla rekabet edebilen bir hale geldiğini göstermektedir.
Biyokütle kaynakları coğrafi koşullara bağlı olarak değişsede şu anda tahmini olarak 100 EJ büyüklüğünde bir biyokütlenin mevcut olduğunu biliyoruz. 2030 yılına dair tahminlerde 914 milyon tonluk bir biyokütle kaynağının olacağı düşünülmektedir ve bu kaynak ile büyük oranda yakıt ve enerji ihtiyaçlarının karşılanabileceği öngörülmektedir.
Dünyanın bu denli yüksek enerji talebini karşılamak için ise ilk yapılması gereken problemin büyüklüğünün yarı yarıya küçültülmesi yani enerji ve elektrik sarfiyatının düşürülmesi ve kalan kısmın da tüm yenilenebilir kaynaklardan bir birini destekler şekilde bir senfoni halinde üretilmesi gerekmektedir. Tabi bunları yaparken de fosil yakıtlara olan ihtiyacın düşürülmesi, bunun yerine çevreci kaynakların yavaş yavaş alması ve enerjinin etkin kullanılması gerekmektedir.
Avrupada Almanya yenilenebilir enerjiye geçişte öncülüğünü sürdürmekte ve her geçen gün yenilenebilir enerjiden yararlanma rekorları kırmaktadır.
Tabi bu denli hızlı gelişen teknolojiyle yeni rekorların da gelmesi içten bile olmuyor. Örneğin Almanyada 2014 yılının 9 ve 11 mayıs tarihleri arasında rüzgar ve güneşten elde edilen enerji miktarı toplam sarfiyatın %67 sini karşılayarak yeni bir rekora imza atmış. Belkide önümüzdeki 5-10 yıl içinde bu rekorların %100 ü görmesi şaşırtıcı olmayacak bile.
Danimarka da ise her gece elektrik ihtiyacının %100 civarında kurulu rüzgar türbinlerinden sağlamaktadır. Hatta üretilen fazla elektriği mevcut elektrikli arabaların bataryalarında depolayıp bir sonraki gün elektrik ihtiyacının fazla olduğu vakitlerde bu bataryalardan şebekeye geri vererek elektrik ihtiyacını karşılamaya yönelik çalışmalar gerçekleştirdiğini biliyoruz. Görülen o ki yenilenebilir enerji kaynakları ve teknolojileri aslında fosil yakıtları çoktan geride bıraktı ve daha ucuz bir hale geldi.
Danimarka ise her gece elektrik ihtiyacının %100 ünü kurulu rüzgar türbinlerinden sağlamaktadır. Hatta üretilen fazla elektriği elektrikli arabaların bataryalarında depolayıp bir sonraki gün elektrik ihtiyacının fazla olduğu vakitlerde bu bataryalardan şebekeye geri vererek elektrik ihtiyacını karşılamaya yönelik çalışmalar gerçekleştirildiğini biliyoruz. Görülen o ki yenilenebilir enerji kaynakları ve teknolojileri aslında fosil yakıtları çoktan geride bıraktı ve daha ucuz bir hale geldi.
Amerika Birleşik Devletlerinde 1980 den günümüze olan rüzgardan elektrik üretimindeki birim maliyetlerde ve kurulu kapasitelerde büyük değişimler olmuştur. 1980 yılında kw saat başına maliyet 60 cent civarında ve neredeyse hiç kurulu gücü olmamasına karşın bu değerler 2010 yıllarına gelindiğinde kw saat başına 5 cent civarında ve kurulu güç olarak ta 65 GW seviyelerine ulaşmıştır.
Yine ABD de demokrat yönetimin başa gelmesiyle pv panellerden üretilen enerjinin birim maliyeti önemli ölçüde düşmüştür. 2008 yılında W başına 3.5 dolar civarında ve kurulu güç 1 GW iken 2013 yılı itibariyle birim maliyet 0.8 dolara düşmüş ve kurulu güçte 12 GW seviylerine çıkmıştır. ABD deki bu denli değişim hem devlet politikalarındaki teşviklerin artmasıyla hemde panel üretimi için kullanılan teknolojilerin ve hammaddelerin ucuzlaması ile ilişkilidir.
Bir diğer değişim ise önemli bir tüketim kaynağı olan aydınlatmalarda olmuştur. Birleşik Devletlerde 2008 yılından bu yana led aydınlatma teknolojilerinde birim başına olan maliyet 155 dolar seviyelerinde seyrederken 2013 yılında 17 dolarlara kadar düşmüştür. Bu gelişme ise 2008 yılında pek yaygın olmayan led aydınlatma sistemlerinin bu gün ortalama 35 milyon adet kurulmasıyla önemli bir boyut kazanmıştır. Led aydınlatmaların klasik aydınlatmalara göre onda bir kadar enerji sarfiyatı olduğu düşünülürse bu seviyede bir led aydınlatma kurulumunun enerji ihtiyacında önemli bir düşüşe neden olacağı ortadadır.
Elektrik depolama teknolojilerinin gelişmesiyle elektrikli araçların fiyatlarında düşüş görülmüştür. Birleşik Devletlerde 2008 yılından 2013 yılına kadar olan sürede bataryaların birim maliyetleri 1000 dolar seviyesinden 300 dolar seviyelerine düşmüş, bu durum ise elektrikli araç satışlarına yansıyarak 2013 yılında 160 bin yeni elektrikli aracı yollara çıkarmıştır. Tabi ki depolamadaki yeni gelişmelerle bu rakamlar daha düşecek ve geleneksel yakıtla çalışan araçların yerini elektrikli araçlar alacaktır. Bu durum ise CO2 salınımını düşürerek daha az sera gazı emisyonu olmasını ve sıfır karbonlu kentlere doğru önemli bir adım olacaktır.
Birleşik Devletlerin Oregon eyaletinde kurulu gücü 845 MW olan bir rüzgar çiftliği bulunmaktadır. Tam kapasiteli çalışması halinde nerdeyse bir nükleer santralin üreteceği elektriğe denk bir elektrik üretimi olmaktadır. Belkide önümüzdeki yıllarda gelişen teknolojiyle aynı sayıda türbin ile çok daha fazla elektrik üretir hale geleceğiz. Geçtiğimiz yılların ivmesine bakarak bunun hiçte gerçek dışı bir tahmin olmayacağını rahatlıkla görebiliriz.
Avrupa Birliğine bakacak olursak 2020 hedefleri arasında toplam enerji ihtiyacının %20 sini yenilenebilir kaynaklardan karşılamayı hedeflerken enerji ihtiyacını %20 düşürmeyi ve sera gazı emisyonlarını %20 azaltmayı hedeflemektedirler. Hali hazırda Avrupa birliği bu belirlediği hedeflere oldukça yaklaşmıştır. %20 sera gazı azaltımını ve %20 yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimini tamamlamalarına rağmen hala enerji ihtiyacından %20 lik düşüş hedefini tamamlayamamıştır.
2030 da ise Avrupa birliği hedef olarak kendine 40-27-27 diye tabir edilen %40 sera gazı emisyonlarının azaltılması, %27 oranında yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretimi ve %27 oranında enerji ihtiyacının azaltılmasını hedef koymuşlardır.
Almanya bu belirlemiş olduğu hedeflere ulaşırken 3 lü yaklaşım dedikleri bir metodu kullanmaktadırlar. Bunlardan birinci kolu yenilenebilir enerji kaynakları altında devamlı büyümek ve enerjinin çevre dostu olması olarak belirlemişlerdir. İkinci olarak gelecekteki şebeke ağlarının güçlü ve esnek olması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına uyumluluğun esas alınıp yenilenebilir enerjinin depolanması teknolojilerinin geliştirilmesi üzerinde durulmuştur. Üçüncü ve son yaklaşım ise enerji verimliliği başlığı altında ürün veya alınan hizmet başına enerji talebini düşürme olarak belirlemişlerdir.