Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hepsi Bir Arada

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-21-2012

Katı Biyokütle:

Katı biokütle genellikle yaygın olarak doğrudan yanıcı yakıt olarak kullanılır, 10-20 MJ/kg (Mega Joule/Kilogram) ısı üretir

Çeşitleri ve kaynakları arasında belediyelerdeki katı atığın biojenik kısmı ya da tarlalardaki ürünlerin kullanılmayan kısmı olan odun yakıtı vardır

tarla ürünleri bilerek ya da bilmeyerek bir enerji ürünü olarak üretilebilir, ve kalan bitkinin yan ürünü yakıt olarak kullanılır

Çoğu biokütle çeşidi içerisinde enerji bulunur

İneklerin gübresinde bile ineğin harcadığı asıl enerjinin üçte ikisi bulunabilir

Bioreaktörlerle enerji hasadı yapmak süt ürünü çiftçilerinin yaşadığı atıkların yok edilmesi sorunu için ucuz bir çözüm olarak kullanılabilir ve çiftliği çalıştırmak için yeterli biyogaz üretebilir

Şu anki teknolojiyle bunu ulaşım yakıtı olarak kullanmak ideal olarak mümkün değildir

Çoğu ulaşım aracı yüksek güç yoğunluğuna sahip içten yanmalı motorların sağladığı gibi enerji kaynakları gerektirmektedir

Bu motorlar genellikle sıvı halde bulunan, ancak sıkıştırılmış gaz safhasında da olabilen temiz yakıcı yakıtlar gerektirir

Sıvılar daha taşınabilirlerdir; çünkü yüksek enerji yoğunluğuna sahiplerdir ve pompalanabilirler bu da idaresini daha kolay yapabilir

Ulaşım dışındaki uygulamalar bir araya gelmiş ısı ve güç için genellikle daha ucuz olan katı biokütle yakıtla çalışabilen dıştan yanmalı motorların düşük güç yoğunluğuna dayanabilirler

Biokütlelerin bir çeşidi bin yıldır kullanılan odundur

İki milyar kişi her gün yemek yaparken ve kışın evlerini ısıtırken biokütle yakarlar; ancak bu insan eliyle yapılan iklim değişikliği olan küresel ısınmaya fazlaca etkisi olmaktadır

Asya’dan kutuplardaki buzullara giden is, buzulların yazın daha hızlı erimesine neden olmaktadır

19

yüzyılda, odun ateşiyle yanan motorlar oldukça yaygındı ve sanayi devriminde sağlıksız hava kirlemesine çoğunlukla neden olmuştur

Kömür bin yıldan fazla süredir yenilenmeyen enerji yaratmak için sıkıştırılıp oldukça kirlilik yaratan fosil yakıt üretmek için kullanılan bir biokütle çeşididir

Odun ve yan ürünleri artık gazlaştırma gibi işlemlerle odun gazı, biyogaz, metanol ya da etanol yakıtı gibi bioyakıtlara dönüştürülebilmektedir; ancak bu yöntemleri uygun fiyatlı ve pratik kılabilmek için daha da geliştirme gerekebilir

Şeker kamışı kalıntısı, saman sapı, mısır koçanı ve diğer bitki maddeleri oldukça başarılı şekilde yakılabilmektedir ve yakılmaktadır

Bu işlemle atmosfere katılan net karbondioksit emisyonu sadece biokütleyi ekmek, gübrelemek, hasadını almak ve ulaşımını yapmak da tüketilen fosil yakıttan gelmektedir

Kavak ve söğüt gibi kısa devirli ağaçlardan ve parlak ot ve tropik bölgelerde bulunan uzun çim gibi çimlerden biokütle elde etmek için uygulanılan işlemler yıllık tipik ürünlere göre daha az sıklıkla toprak işlemesi ve daha az nitrojen gerektirmektedir

Uzun çimleri peletme ve elektrik üretmek için yakmak incelenmektedir ve belki de ekonomik olarak uzun ömürlü olacaktır

Biyogaz:

Biyogaz şu an kullanılan kağıt üretimi, şeker üretimi, lağım, hayvan artığı ve benzeri atık kollarından rahatça elde edilebilmektedir

Bu çeşitli atık kolları bir araya getirilmesi ve doğal olarak bir araya gelmesi sağlanması gerekmektedir ve böylece metan gazı üretilir

Bu şu anki kanalizasyon tesislerini biyogaz tesislerine dönüştürerek elde edilebilir

Bir biyogaz tesisi sahip olduğu tüm metanı salınca, kalanları bazen asıl biokütleden daha uygun gübreler olarak kullanılabilirler

Alternatif olarak biyogaz mekanik biyolojik arıtma gibi ileri atık işleme sistemleri kullanılarak elde edilebilir

Bu sistemler ev atıklarının geri döndürebilir unsurlarını kurtarmaktadır ve biyolojik olarak çözülebilen kısımları anaerobik arıtıcılarda işleyebilir

Yenilenebilir doğal gaz, doğal gaza benzer bir kaliteyi geliştirilmiş bir biyogazdır

Bu doğal gazın kalitesini arttırmak var olan gaz sistemiyle gazın kitle pazara sürülmesini sağlamaktadır

Jeotermal Enerji:

Jeotermal enerji hem dünyanın bazı yerlerinde yerkabuğunun kilometrelerce altından hem de dünyanın her yerinde jeotermal ısı pompalarının birkaç metre altından dünyanın kendi ısısından elde edilen enerjidir

Bir enerji tesisi kurmak oldukça masraflıdır; ancak işletme masrafları düşüktür ve uygun yerlerde için düşün enerji masrafları sağlamaktadır

Nihai olarak bu enerji Dünya’nın çekirdeğindeki ısıdan elde edilmektedir

Jeotermal enerjiden güç sağlamak için üç çeşit enerji tesisi kullanılmaktadır: kuru buhar, flash, ve ikili

Kuru buhar tesisleri tabandaki çatlaklardan buhar alarak bunu doğrudan bir jeneratörü çalıştıran bir türbini çalıştırmak kullanır

Flash tesisleri genellikle 200°C üzerinde ısılarda olan sıcak suyu tabandan alır ve bunun kaynamasına izin verir, böylece su yüzeye yükselir ve suyu buhar aşamasında daha sonra buhar/su ayırıcılarında ayırır ve daha sonar buharı bir türbine geçirir

İkili tesislerde, sıcak su ısı değiştiricilerinden akar, ve türbini döndüren bir organik sıvıyı ısıtır

Sıkıştırılmış buhar ve üç çeşit tesislerin her birindeki kalan jeotermal sıvı daha fazla ısı alabilmek için geri sıcak tabana enjekte edilir

Dünya’nın merkezinden alınan jeotermal enerji bazı yerlerde diğer yerlere göre yüzeye daha yakındır

Sıcak yüzey altındaki buhara veya suya bağlanılabilinen ve yüzeye getirilebilinen yerlerde bu elektrik üretmek için kullanılabilir

Bu tür jeotermal enerji kaynakları Şili, İzlanda, Yeni Zelanda, Birleşik Devletler, Filipinler ve İtalya gibi belirli coğrafi olarak dengesiz yerlerde bulunmaktadır

Birleşik Devletlerde bu tür bölgelerin en önemli ikisi Yellowstone çanağı ve kuzey California’dır

İzlanda 2000 yılında jeotermal ısıyla 170 MW jeotermal enerji üretti ve tüm evlerin %86’sını ısıttı

Toplamda kapasitenin yaklaşık 8000 megavatı faaliyettedir

Ayrıca sıcak kuru kayalardan jeotermal enerji elde etme potansiyeli de mevcuttur

Dünyanın içine doğru en az 3 km derinliğinde delikler kazılmaktadır

Bu deliklerin bazıları tabanın içine su pompalarken diğerleri dışarı sıcak su pompalar

Isı kaynağı kaya ve dünyanın yüzeyi arasında yeterince sediment olduğunda ısınan sıcak yüzey altı radyojenik granit kayalardan oluşmaktadır

Avustralya’daki birkaç şirket bu teknoloji üzerinde incelemelerini sürdürmektedir

Yenilenebilir Enerji Ekonomisi:

Ekonomi

Yenilenebilir enerji kaynaklarını birbirleriyle ve geleneksel enerji kaynaklarıyla karşılaştırırken, üç ana unsur göz önünde bulundurulmalıdır:

* Sermaye maliyeti (nükleer enerji için, atık imhası ve devreden çıkarma masrafları da dahil)

* İşletim ve bakım maliyeti

* Yakıt maliyeti (fosil yakıt ve biokütle kaynaklar için – atıklar için bu maliyetler olumsuz olabilir)

Tüm bu maliyetler ıskonto edilmiş nakit akımıyla bir araya getirilir

Doğal olarak, yenilenebilir enerji kaynakları azalan bir maliyet eğrisindeyken, yenilenemeyen kaynaklar artan bir maliyet eğrisin delerdir

2009 yılında, rüzgar, nükleer, kömür ve doğal gaz için maliyetler benzerdi; ancak yoğunlaştırıcı güneş enerjisi ve fotovoltaikler için maliyetler biraz daha yüksektir

Yenilenebilirler için hava ve yük çeşitliliğine uygun olabilmeleri için arttırılmış grid ara bağlantısı bakımından ek maliyetler vardır; ancak bu özellikle Avrupa’da yaşanılan örneklere bakılacak olunursa oldukça düşüktür – toplamda rüzgar enerjisi maliyeti günlük güç kullanımıyla aynı maliyettedir

Rüzgar enerjisi yıllık yüzde 30 bir oranla artmaktadır, şu an dünya üzerindeki kurulu kapasitesi 100 gigavatı geçmiştir ve birçok Avrupa ülkesinde ve ABD’de sıklıkla kullanılmaktadır

2006 yılında fotovoltaik sanayisinin üretim randımanı 2,000 megavattan fazlayı ve fotovoltaik güç istasyonları özellikle Almanya ve İspanya’da fazlaca popülerdir

Solar termal enerji istasyonları ABD ve İspanya’da mevcuttur ve bunların en büyüğü ABD’deki Mojave Çölü’ndeki 354 MW kapasiteyle SEGS enerji tesisidir

Dünya üzerindeki en büyük jeotermal enerji tesisi 750 MW kapasitesiyle California’daki The Geysers’dır

Brezilya şu an dünya üzerindeki en büyük yenilenebilir enerji programlarından birine sahiptir, bunun içerisinde şeker kamışından etanol yakıtı üretimi de vardır ve etanol şu an ülkenin otomotiv yakıtının yüzde 18’ini sağlamaktadır

Etanol yakıtı ayrıca ABD’de de yaygındır

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Büyümesi:

2004 yılının sonundan 2008 yılının sonuna kadar, solar fotovoltaik kapasite altı kat büyüyerek 16 gigavatı aştı, rüzgar enerjisi kapasitesi yüzde 250 artarak 121 gigavata ulaştı ve yeni yenilenebilirlerden alınan toplam enerji kapasitesi yüzde 75 artarak 280 gigavatı buldu

Aynı sür içerisinde, solar ısıtma kapasitesi iki katına çıkarak 145 gigavat-termal’e (GWth) çıkarken biyodizel üretimi altı katına çıkarak yıllık 12 milyar litreye ve etanol üretimi de iki misline çıkarak yıllık 67 milyar litreye ulaştı

10-21-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hepsi Bir Arada Katı Biyokütle: Katı biokütle genellikle yaygın olarak doğrudan yanıcı yakıt olarak kullanılır, 10-20 MJ/kg (Mega Joule/Kilogram) ısı üretir Çeşitleri ve kaynakları arasında belediyelerdeki katı atığın biojenik kısmı ya da tarlalardaki ürünlerin kullanılmayan kısmı olan odun yakıtı vardır tarla ürünleri bilerek ya da bilmeyerek bir enerji ürünü olarak üretilebilir, ve kalan bitkinin yan ürünü yakıt olarak kullanılır Çoğu biokütle çeşidi içerisinde enerji bulunur İneklerin gübresinde bile ineğin harcadığı asıl enerjinin üçte ikisi bulunabilir Bioreaktörlerle enerji hasadı yapmak süt ürünü çiftçilerinin yaşadığı atıkların yok edilmesi sorunu için ucuz bir çözüm olarak kullanılabilir ve çiftliği çalıştırmak için yeterli biyogaz üretebilir Şu anki teknolojiyle bunu ulaşım yakıtı olarak kullanmak ideal olarak mümkün değildir Çoğu ulaşım aracı yüksek güç yoğunluğuna sahip içten yanmalı motorların sağladığı gibi enerji kaynakları gerektirmektedir Bu motorlar genellikle sıvı halde bulunan, ancak sıkıştırılmış gaz safhasında da olabilen temiz yakıcı yakıtlar gerektirir Sıvılar daha taşınabilirlerdir; çünkü yüksek enerji yoğunluğuna sahiplerdir ve pompalanabilirler bu da idaresini daha kolay yapabilir Ulaşım dışındaki uygulamalar bir araya gelmiş ısı ve güç için genellikle daha ucuz olan katı biokütle yakıtla çalışabilen dıştan yanmalı motorların düşük güç yoğunluğuna dayanabilirler Biokütlelerin bir çeşidi bin yıldır kullanılan odundur İki milyar kişi her gün yemek yaparken ve kışın evlerini ısıtırken biokütle yakarlar; ancak bu insan eliyle yapılan iklim değişikliği olan küresel ısınmaya fazlaca etkisi olmaktadır Asya’dan kutuplardaki buzullara giden is, buzulların yazın daha hızlı erimesine neden olmaktadır 19 yüzyılda, odun ateşiyle yanan motorlar oldukça yaygındı ve sanayi devriminde sağlıksız hava kirlemesine çoğunlukla neden olmuştur Kömür bin yıldan fazla süredir yenilenmeyen enerji yaratmak için sıkıştırılıp oldukça kirlilik yaratan fosil yakıt üretmek için kullanılan bir biokütle çeşididir Odun ve yan ürünleri artık gazlaştırma gibi işlemlerle odun gazı, biyogaz, metanol ya da etanol yakıtı gibi bioyakıtlara dönüştürülebilmektedir; ancak bu yöntemleri uygun fiyatlı ve pratik kılabilmek için daha da geliştirme gerekebilir Şeker kamışı kalıntısı, saman sapı, mısır koçanı ve diğer bitki maddeleri oldukça başarılı şekilde yakılabilmektedir ve yakılmaktadır Bu işlemle atmosfere katılan net karbondioksit emisyonu sadece biokütleyi ekmek, gübrelemek, hasadını almak ve ulaşımını yapmak da tüketilen fosil yakıttan gelmektedir Kavak ve söğüt gibi kısa devirli ağaçlardan ve parlak ot ve tropik bölgelerde bulunan uzun çim gibi çimlerden biokütle elde etmek için uygulanılan işlemler yıllık tipik ürünlere göre daha az sıklıkla toprak işlemesi ve daha az nitrojen gerektirmektedir Uzun çimleri peletme ve elektrik üretmek için yakmak incelenmektedir ve belki de ekonomik olarak uzun ömürlü olacaktır Biyogaz: Biyogaz şu an kullanılan kağıt üretimi, şeker üretimi, lağım, hayvan artığı ve benzeri atık kollarından rahatça elde edilebilmektedir Bu çeşitli atık kolları bir araya getirilmesi ve doğal olarak bir araya gelmesi sağlanması gerekmektedir ve böylece metan gazı üretilir Bu şu anki kanalizasyon tesislerini biyogaz tesislerine dönüştürerek elde edilebilir Bir biyogaz tesisi sahip olduğu tüm metanı salınca, kalanları bazen asıl biokütleden daha uygun gübreler olarak kullanılabilirler Alternatif olarak biyogaz mekanik biyolojik arıtma gibi ileri atık işleme sistemleri kullanılarak elde edilebilir Bu sistemler ev atıklarının geri döndürebilir unsurlarını kurtarmaktadır ve biyolojik olarak çözülebilen kısımları anaerobik arıtıcılarda işleyebilir Yenilenebilir doğal gaz, doğal gaza benzer bir kaliteyi geliştirilmiş bir biyogazdır Bu doğal gazın kalitesini arttırmak var olan gaz sistemiyle gazın kitle pazara sürülmesini sağlamaktadır Jeotermal Enerji: Jeotermal enerji hem dünyanın bazı yerlerinde yerkabuğunun kilometrelerce altından hem de dünyanın her yerinde jeotermal ısı pompalarının birkaç metre altından dünyanın kendi ısısından elde edilen enerjidir Bir enerji tesisi kurmak oldukça masraflıdır; ancak işletme masrafları düşüktür ve uygun yerlerde için düşün enerji masrafları sağlamaktadır Nihai olarak bu enerji Dünya’nın çekirdeğindeki ısıdan elde edilmektedir Jeotermal enerjiden güç sağlamak için üç çeşit enerji tesisi kullanılmaktadır: kuru buhar, flash, ve ikili Kuru buhar tesisleri tabandaki çatlaklardan buhar alarak bunu doğrudan bir jeneratörü çalıştıran bir türbini çalıştırmak kullanır Flash tesisleri genellikle 200°C üzerinde ısılarda olan sıcak suyu tabandan alır ve bunun kaynamasına izin verir, böylece su yüzeye yükselir ve suyu buhar aşamasında daha sonra buhar/su ayırıcılarında ayırır ve daha sonar buharı bir türbine geçirir İkili tesislerde, sıcak su ısı değiştiricilerinden akar, ve türbini döndüren bir organik sıvıyı ısıtır Sıkıştırılmış buhar ve üç çeşit tesislerin her birindeki kalan jeotermal sıvı daha fazla ısı alabilmek için geri sıcak tabana enjekte edilir Dünya’nın merkezinden alınan jeotermal enerji bazı yerlerde diğer yerlere göre yüzeye daha yakındır Sıcak yüzey altındaki buhara veya suya bağlanılabilinen ve yüzeye getirilebilinen yerlerde bu elektrik üretmek için kullanılabilir Bu tür jeotermal enerji kaynakları Şili, İzlanda, Yeni Zelanda, Birleşik Devletler, Filipinler ve İtalya gibi belirli coğrafi olarak dengesiz yerlerde bulunmaktadır Birleşik Devletlerde bu tür bölgelerin en önemli ikisi Yellowstone çanağı ve kuzey California’dır İzlanda 2000 yılında jeotermal ısıyla 170 MW jeotermal enerji üretti ve tüm evlerin %86’sını ısıttı Toplamda kapasitenin yaklaşık 8000 megavatı faaliyettedir Ayrıca sıcak kuru kayalardan jeotermal enerji elde etme potansiyeli de mevcuttur Dünyanın içine doğru en az 3 km derinliğinde delikler kazılmaktadır Bu deliklerin bazıları tabanın içine su pompalarken diğerleri dışarı sıcak su pompalar Isı kaynağı kaya ve dünyanın yüzeyi arasında yeterince sediment olduğunda ısınan sıcak yüzey altı radyojenik granit kayalardan oluşmaktadır Avustralya’daki birkaç şirket bu teknoloji üzerinde incelemelerini sürdürmektedir Yenilenebilir Enerji Ekonomisi: Ekonomi Yenilenebilir enerji kaynaklarını birbirleriyle ve geleneksel enerji kaynaklarıyla karşılaştırırken, üç ana unsur göz önünde bulundurulmalıdır: * Sermaye maliyeti (nükleer enerji için, atık imhası ve devreden çıkarma masrafları da dahil) * İşletim ve bakım maliyeti * Yakıt maliyeti (fosil yakıt ve biokütle kaynaklar için – atıklar için bu maliyetler olumsuz olabilir) Tüm bu maliyetler ıskonto edilmiş nakit akımıyla bir araya getirilir Doğal olarak, yenilenebilir enerji kaynakları azalan bir maliyet eğrisindeyken, yenilenemeyen kaynaklar artan bir maliyet eğrisin delerdir 2009 yılında, rüzgar, nükleer, kömür ve doğal gaz için maliyetler benzerdi; ancak yoğunlaştırıcı güneş enerjisi ve fotovoltaikler için maliyetler biraz daha yüksektir Yenilenebilirler için hava ve yük çeşitliliğine uygun olabilmeleri için arttırılmış grid ara bağlantısı bakımından ek maliyetler vardır; ancak bu özellikle Avrupa’da yaşanılan örneklere bakılacak olunursa oldukça düşüktür – toplamda rüzgar enerjisi maliyeti günlük güç kullanımıyla aynı maliyettedir Rüzgar enerjisi yıllık yüzde 30 bir oranla artmaktadır, şu an dünya üzerindeki kurulu kapasitesi 100 gigavatı geçmiştir ve birçok Avrupa ülkesinde ve ABD’de sıklıkla kullanılmaktadır 2006 yılında fotovoltaik sanayisinin üretim randımanı 2,000 megavattan fazlayı ve fotovoltaik güç istasyonları özellikle Almanya ve İspanya’da fazlaca popülerdir Solar termal enerji istasyonları ABD ve İspanya’da mevcuttur ve bunların en büyüğü ABD’deki Mojave Çölü’ndeki 354 MW kapasiteyle SEGS enerji tesisidir Dünya üzerindeki en büyük jeotermal enerji tesisi 750 MW kapasitesiyle California’daki The Geysers’dır Brezilya şu an dünya üzerindeki en büyük yenilenebilir enerji programlarından birine sahiptir, bunun içerisinde şeker kamışından etanol yakıtı üretimi de vardır ve etanol şu an ülkenin otomotiv yakıtının yüzde 18’ini sağlamaktadır Etanol yakıtı ayrıca ABD’de de yaygındır Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Büyümesi: 2004 yılının sonundan 2008 yılının sonuna kadar, solar fotovoltaik kapasite altı kat büyüyerek 16 gigavatı aştı, rüzgar enerjisi kapasitesi yüzde 250 artarak 121 gigavata ulaştı ve yeni yenilenebilirlerden alınan toplam enerji kapasitesi yüzde 75 artarak 280 gigavatı buldu Aynı sür içerisinde, solar ısıtma kapasitesi iki katına çıkarak 145 gigavat-termal’e (GWth) çıkarken biyodizel üretimi altı katına çıkarak yıllık 12 milyar litreye ve etanol üretimi de iki misline çıkarak yıllık 67 milyar litreye ulaştı