Enerji Kaynakları, Enerji Gereksinimleri, Su Gücü, Gelgit Enerjisi, Nükleer Enerji

Enerji kaynakları, Enerji gereksinimleri, Su gücü, Gelgit enerjisi, Nükleer enerji




İnsanoğlunun enerji gereksinimi, dünyada var olduğu tarihten bu yana gittikçe artmış ve atalarının kullandığı ateşten başlayarak, gelişen dünyamızda çağdaş boyutlara ulaşmıştır Son yıllarda, dünya enerji kaynaklarının yetersiz olduğu ve bütün gereksinimleri karşılayamayacağı düşüncesi yaygınlaşmaya başlamıştır Özellikle endüstrileşmiş ülkelerde, birbirinden bağımsız ve önceden planlanmamış çok sayıdaki endüstri kuruluşu, büyük miktarda enerji tüketmektedir Toplumsal davranışlardaki bazı değişiklikler ve yeni petrol yataklarının bulunması gibi yenilikler, enerji kaynakları ve tüketimi konusunda önemli değişikliklere neden olmaktadır Bu yüzden, bu konuda verilecek bilgiler varsayım olmaktan öteye gitmez; kesin hesapların her an yanlış çıkması olasılığı vardır Yapacağımız açıklamalar da, enerji kullanımının günümüzdeki gibi sürüp gideceği varsayılarak yapılmıştır

Bazı bilim adamları, enerjiden daha iyi yararlanmak (Bk KORUNUM TEKNOLOJİSİ) için, bazı önlemler almanın doğru olacağını düşünmektedirler : Evler yalıtılmalı ve GÜNEŞ ENERJİSİ'yle ısıtılmalıdır; büyük ölçüde mekanik enerji gerektiren tarımsal üretim bırakılmalı, bunun yerine evlerin bahçelerinde yiyecek üretilmelidir; elektronik iletişim olanakları artırılarak yolculuk gereksinimi azaltılmalıdır Ancak, bu düşüncelerin gerçekleşmesi İçin, toplumsal yaşamda büyük değişikliklerin yapılması gerekir

Enerji gereksinimleri:

Enerji birimi Joule (jul) ya da daha çok bilinen kaloridir Yiyeceklerdeki enerji genellikle, kilo-kalori ve kalori birimiyle belirtilir Bununla birlikte, enerji santralları söz konusu olduğunda, çoğunlukla, enerjinin üretilme ya da tüketilme sürecini göz önüne almayan watt gibi güç birimleri kullanılır Görüldüğü gibi, enerji kaynaklarının çeşitli güç birimleriyle belirtilmesi olanaklıdır Burada, birim olarak watt (ve kilowatt, megawatt gibi katları) kullanacağız

Hafif işlerde çalışan bir insan için, yiyeceklerden aldığı 0,15 kW (1 kW = 239 kalori/saniye) yeterlidir Oysa 1970 yılında Avrupa'da yiyecek ve öteki kaynaklardan kişi başına enerji tüketimi 5 kW olmuştur Azgelişmiş ülkelerde bu değer 0,5 kW, ABD'nde ise 10 kW'tır Gelişmiş ülkelerde, enerjinin dörtte biri evlerin ısıtılmasında ve aydınlatılmasında, dörtte biri taşımacılıkta, geri kalanı da endüstri ve tarım üretim alanlarında tüketilmektedir

Günümüze kadar kullanılan enerjinin büyük bir bölümü kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtların yakılmasıyla sağlanmaktadır Gelişmiş ülkelerde, elektrik elde etmek için tüketilen enerji, 1970'te toplam enerjinin 1/4'ü kadardı Bu değerin önümüzdeki yıllarda daha da artacağı sanılmaktadır

Günümüzdeki petrol kaynaklarının çok geniş olduğu (430 x 106 MW yıllık) sanılabilir, ama tüketimin günden güne arttığı göz önüne alınınca, bunun yeterli olmadığı anlaşılmaktadır Yıllık petrol tüketimi % 5'azaltılsa, zift ve şist tabakalarından petrol elde edilmesi için gereken teknoloji geliştirilse bile, var olan yatakların j 2020 yılında tükeneceği öngörülmektedir Buna karşılık, kömür yatakları daha geniştir; ama kömür, enerji üretimi için olduğu kadar, plastik ve yağ üretimi için de gereklidir Kömürden elektrik enerjisi (günümüzde kömürün % 60'ı bu alanda kullanılmaktadır) sağlanması bırakılırsa, kömürün, yüz, yıl daha kimya endüstrisi için hidrokarbon kaynağı olarak kullanılması söz konusu olabilir

Fosil yakıtlar, fotosentez fışılbireşim; yoluyla 400 milyon yıldır bitkilerde birikmiş olan güneş enerjisi taşır Ne var ki, bu kaynaklar, yenilenemeyen kaynaklardır 2 000 yıllık fosil yakıt dönemi bitmek üzeredir ve insanoğlu, bunun yerini alacak yeni enerji kaynakları bulmak zorundadır

Su gücü:

Güneşin buharlaştırdığı suyun, yağmur olup yeniden yere düşmesi, bir bakıma güneş enerjisinden sürekli yararlanabilme olanağı sağlar (rüzgar gücü çok daha büyüktür; ama geniş alanlara dağıldığından, ancak küçük ölçeklerde yararlı olmaktadır) Suyu yüksek bir yerden düşürerek TÜRBİN'leri çevirmek ve bu yolla elektrik enerjisi üretmek olanaklıdır Bu enerji kaynağına, «hidroelektrik güç

Gelgit enerjisi:

Dünyadaki toplam potansiyel gelgit enerjisi, 3 x 106 MW düzeyindedir Ama yararlanılan miktar (alçalma yükselme farkı 3 m'yi aşan sığ denizlerde), 64000 MW'ı geçmez Bunun da tümü elektrik enerjisine dönüştürülmezDünyanın tek gelgit barajı, Fransa'daki Rance ırmağı üstündedir Bu barajın ortalama gücü, 100 MW (büyük bir santralın gücünün 1/10/u) kadardır Gelgit gücünün' dünya gereksinimine katkısı çok küçüktür Ancak pompalamayla depolama sistemleriyle birlikte kullanılarak, bölgesel elektrik kaynaklarının verimini bir ölçüde yükseltebilmektedir (Bk ENERJİ DEPOLAMA)

Yerısıl güç (jeotermal güç):

Yanardağ bölgelerindeki sıcak su kaynaklarından su buharı elde edilebilir Bunların toplam buhar üretim kapasitesi, 1 200 MW dolayındadır Söz konusu potansiyel enerjinin % l'inin denetlenebildiği ve % 25 verimle elektrik enerjisine dönüştürüldüğü varsayılsa, yılda 3 x 106 MW' lık bir güç üretilebileceği anlaşılır 50 yıllık bir dönemde kullanılsa bu, 60 000 MW'lık güç verir Ne var ki, fosil yakıtı bulunmayan İzlanda gibi ülkeler için önemli bir enerji kaynağı olabilen sıcak su kaynakları, dünyanın her yanında bulunmaz
Yanardağ bölgelerinde açığa çıkan bu ısı enerjisinin, yeryüzünün 30 km kadar derininde, geniş bir alana yayılmış bulunan radyoaktif maddelerin bozun-ması sonucu ortaya çıktığı düşünülmektedir Sıcak tabakaların çok derinde olmadığı yerlerde, «derin sonda

Güneş ışınımı:

Güneş ışınımının yaklaşık % 30'u atmosferden geri yansır, % 20'si atmosferce soğurulur ve yalnızca % 50'si yeryüzüne ulaşır Elverişli bölgelerde yeryüzüne düşen güç, km2 başına 240 MW kadardır Kuşkusuz bu, değerli bir kaynaktır Ancak, elektrik enerjisine dönüştürülmeye ne ölçüde uygundur? Günümüzün teknolojisiyle, bir bölgeye düşen güneş enerjisinin % 15'ten azı elektriğe çevrilebilmektedir Dolayısıyle, 1 000 MW üretecek bir santral için, toplayıcı yüzeyinin 42 km2'den büyük olması gerekir
Bir başka seçenek de, güneş enerjisinin uydularla uzaydan toplanmasıdır Uzayda km2'ye düşen güç 1 39,0 MW değerindedir ye değişmez Toplanan bu enerji, daha sonra mikrodalgalar halinde yeryüzündeki toplayıcılara gönderilecektir Böylece 1 000 M W" lık bir santralı çalıştırmak için, 8 km2'lik alan yeterli olur Ayrıca yeryüzü toplayıcıları, tellerden oluşacağından, altlarındaki alan başka amaçlarla kullanılabilir Bu tasarı, bir uzay programı gerektirdiğinden, başlangıçta büyük yatırımların yapılmasını gerektirir Ama sonsuz bir enerji kaynağı sağlayacağı ve hava kirliliğine yolaçmayacağı için çok elverişlidir

Nükleer enerji :

NÜKLEER REAKTÖR'ler, radyoaktif yakıt kullanarak FİZYON yoluyla ısı oluştururlar Bu ısı, elektrik enerjisi elde etmede kullanılır Günümüzde yakıt olarak, kaynakları çok sınırlı olan uranyum 235 kullanılmaktadır Ancak, geliştirilmekte olan üretici reaktörler, tükettiklerinden daha çok yakıt üretebilecektir
Fizyon, enerji, bunalımına yanıt verecek niteliktedir, ama radyoaktif artıklar önemli bir sorun oluşturmaktadır Günden güne artan radyoaktif artıkların, zararsız duruma gelmesi için yüzlerce yıl geçmesi gerekir Öte yandan, yakıt öğelerinin üretildikleri yerden reaktöre taşınması da başka bir sorundur
Döteryum (deniz suyundan) ve trityum (lityumdan) kullanılarak, FUZYON'la çok daha güvenli yoldan nükleer enerji sağlanabilir Ne var ki, füzyon tepkimelerini denetleyecek uygun bir yöntem geliştirilememiştir

Güç kaynağı olarak bitkiler:

Dünyadaki yıllık orman artımı 12 900 x W tondur Bunun % 13'ü kesi-lebilmektedir Geri kalan % 87, yılda 5 x 10' MVV'lık (dünyanın yıllık enerji tüketimine yakın bir değer) bir güç oluşturabilir Bilinçsiz orman kesiminin çevre ve iklim koşullarını olumsuz yönde etkilemesine karşılık, azgelişmiş ülkeler, bilimsel orman işletme-ciliğiyle yararlı bir güç kaynağına kavuşabilir

Dibinde organik maddeler birikmiş küçük göl ya da derelerden de enerji elde edilebilir Fotosenteze uğramış maddeler, enerji kaynağıdır Ekilebilir topraklarda bu yolla, ormanlardan sağlananın 10 katı verim alınabilir Ancak, verimli toprakların tarımdan bu yöne kaydırılması, sakıncalı sonuçlar verecektir Dünya nüfusunun 2 000 yılında 6 x 109'a ulaşması beklenmektedir; o zaman yalnızca yiyecek üretmek için gereken enerji, 1 x 106 MW olacaktır

Enerji sorunu çözülmezse, gelişmiş ülkelerin yaşam düzeyinde büyük düşme, azgelişmiş ülkelerde ise kıtlık olacajctır Su enerjisi, yerısıl kaynaklar ve yerden güneş ışınımı alma üstünde yapılan araştırmalar, bunlardan pek az yarar sağlanabileceğini ortaya koymuştur Uzun ömürlü ve oldukça güvenli olan iki kaynak, yani füzyon enerjisi ve uzaydan güneş enerjisi ise, şimdilik üretilememektedir
Enerji gereksinimini karşılamada ortaya çıkan sorunların tümü teknolojik değildir; çok daha karmaşık toplumsal ve siyasal içerikli sorunlar da vardır Bununla birlikte, kullandığımız kaynakların verimini artıracak çeşitli yollar bulunabilir