Yenilenebilir Enerji ve Kaynaklar

Yenilenebilir kaynaklar, doğal olarak kendilerini yenileyebilen kaynaklardır. Bu doğal yenileme dolayısıyla, yenilenebilir kaynaklar kullanım ya da tüketim ile bitirilemez. Örneğin güneş ışığı, rüzgar ya da gelgit dalgalarını düşünelim. Ömrümüz süresince güneş ışığının, rüzgarın ya da gelgit dalgalarının azalmasını beklemiyoruz. Bu yenilenebilir kaynakların bazıları elektrik üretmek için güç üretimi için de kullanılabilir.

Yenilenebilir enerji nedir? 

Fosil yakıtlar elektrik üretmek için harika bir kaynaktır, ancak mevcut olan tek kaynak değillerdir çünkü enerji her yanımızdadır. Hayır, Yıldız Savaşları evreninin Gücünden bahsetmiyoruz. Çevremizdeki gerçek, ölçülebilir enerjiden bahsediyoruz. Güneş ışığı, rüzgar, su ve daha fazlası elektrik üretimine eklenebilir . Bu enerji kaynaklarının en güzel yanı da sonsuz olmaları: biz ne yaparsak yapalım havada her zaman rüzgar, okyanuslarda da dalga olacak. Zaten bu yüzden bu kaynakları yenilenebilir olarak nitelendiriyoruz.

Güneş enerjisi

Güneş enerjisi en çok bilinen yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Güneş panelleri yaygınlaşarak evlerin ve iş yerlerinin çatılarında, boş arazilerde, tarlalarda ve doğal olarak da çöllerde kendilerine yer buldu.  

Güneş panelleri, güneş radyasyonunu doğrudan elektriğe dönüştürmek üzere tasarlanmış yarı iletken madde katmanlarından oluşmaktadır. Geçmiş yıllarda fiyatları iyice ucuzlayan güneş panelleri, güneş enerjisini çok uygun maliyetli bir hale getirmiştir. Kuru iklimlerde daha etkili olsalar da hemen her yere panel yerleştirilebilir.  

Güneş ışığından elektrik üretmek için kullanılan bir diğer teknolojinin adı da konsantre güneş enerjisidir (CSP). CSP enerji tesislerinde, güneş ışığını küçük bir alana odaklamak için büyük ayna sıraları kullanılır. Bu küçük alandaki enerji buhar üretimi için yeterince konsantre bir halde olur. Buhar da bir türbini ve alternatörü döndürmek için kullanılır.

Rüzgar enerjisi

Rüzgar enerjisi de pek bir göz önündedir. Herhangi bir otobanda birkaç saat araba kullanırsanız, bir tepenin ardında rüzgar türbini görme ihtimaliniz hayli yüksektir.  

Rüzgar, rüzgar türbininin kanatlarını harekete geçirir; bu hareket de türbinin içindeki alternatör tarafından elektriğe dönüştürülür.  

Son yıllarda rüzgar türbinleri boyut ve güç açısından iyice büyüdü. 1990'lı yıllarda en büyük rüzgar türbinlerinin boyutu 130 metre iken ürettikleri güç ise 500 kW civarındaydı. Günümüzde ise en büyük rüzgar türbinlerinin kanat çapı 720 metredir. Bu devler, öncüllerinin neredeyse 30 katı, yani 14,000 kW güç üretebilmektedirler. O kadar büyükler ki, parçaları karayolundan taşınamadığı için yalnızca denizlerde kurulabiliyorlar.  

Deniz, rüzgar santralleri kurmak için çok iyi bir yerdir. Denizde rüzgar daha istikrarlıdır ve rüzgar türbinlerinin manzaralarını bozduğu için şikayetçi olacak kimse bulunmaz. 

Hidroelektrik

Akarsu ve nehirlerin enerjisi, genelde "düşü" olarak tanımlanan su yüksekliğinde büyük bir değişiklik olduğunda hidrelektrik üretimi için kullanılabilir. Nehir ne kadar büyük, düşü yüksekliği de ne kadar fazla olursa, o kadar çok elektrik üretilebilir. Çin'de bulunan Üç Boğaz Barajı, Yangtze nehrinin tamamını kapatmakta ve 22 GW (22,000,000 kW) güç üretimi sağlamaktadır.  

Hidroelektrik santrallerinde, suyun bir borudan akması ve bu akışla türbin bıçaklarını itmesi sağlanır. Türbin döner ve alternatörlerin içinde elektrik üretimi gerçekleşir.  

Amerika Birleşik Devletlerindeki çoğu hidroelektrik enerji tesisinde, suyun türbinlerden geçmeden önce biriktirildiği bir baraj bulunur. Baraj, düşü yüksekliğini arttırır ve suyu mevsimsel olarak depolar. Bu sayede bazı durumlarda yıl boyunca elektrik üretimi yapılabilir. Hidro enerji, en kolay, uygun maliyetli ve en eski elektrik üretme yollarından biridir.

Jeotermal enerji

Jeotermal enerji de elektrik üretimi için uzun zamandır kullanılmaktadır. Jeotermal enerji tesislerinde su yer altının derinliklerine gönderilir. Buraya gönderilen su, yakınlardaki magma ceplerinden gelen ısıyla buhara dönüşür. Oluşan buhar, borular aracılığıyla yeniden yüzeye taşınır ve bir buhar türbinini döndürür.  

Jeotermal kuyuların derinliği 3 kilometreyi nadiren geçer. Dolayısıyla jeotermal enerji tesisleri, yalnızca magmanın yüzeyden çok uzakta olmadığı durumlarda inşa edilebilir. Volkanik aktivite olan ya da tektonik plakaların bir araya geldiği konumlarda bu koşul genelde sağlanır. Sonuç olarak, Amerika Birleşik Devletlerinde, çoğunluğu San Andreas fay hattının magmayı dünya yüzeyinin yakınına yükselttiği Kaliforniya'da olan jeotermal enerji tesislerinin hemen hepsi batı yakasındadır.

Biyokütle

Biyokütle de elektrik üretimi için kullanılan bir başka önemli enerji kaynağıdır. Biyokütle terimi, yakıt olarak kullanılabilen birçok organik maddeyi kapsamaktadır. Talaş, evsel atık ve siyah likör (odundan elde edilen endüstriyel bir yan ürün) en sık kullanılan biyokütle yakıtlarından bazılarıdır. Biyokütleyi yenilenebilir bir enerji kaynağı yapan nedir? Basit bir şekilde açıklayacak olursak, biyokütle istenildiği takdirde yetiştirilebilir ve ekilebilir.

Yıllar içerisinde yenilenebilir enerji 

Tarih boyunca insanlar bu yenilenebilir enerji kaynaklarının çoğunu öyle ya da böyle kullanmıştır. Romalılar jeotermal olarak ısıtılan hamamlarda banyo yapmışlardır. Ateşi bulan kişi de aslında biyokütle enerjisini ısınmak için kullanmıştır.  

Elektrik ve yenilenebilir elektrik ise tabii ki daha sonra gelmiştir. Çoğu ülkede hidro enerji, elektrik talebi yerel hidroelektrik potansiyelini aşana kadar elektriğin ana kaynağı olarak kullanılmıştır. Sonuçta yenilenebilir, sonsuz demek değildir.  

Ondan sonra, dünyanın büyük kısmında diğer yenilenebilir elektrik türleri pek az kullanılmıştır. Ta ki güneş ve rüzgar enerjisinin hızlı bir büyüme yaşadığı son on yıla kadar. Peki bu büyüme ne kadar hızlıydı? Çok hızlıydı. 2010 ve 2019 yılları arasında, küresel çapta 580 GW'yi aşkın güneş ve 470 GW'yi aşkın rüzgar enerjisi kapasitesi artışı yaşanmıştır. Bu miktarlar, önceki on yılda yapılan yeni rüzgar ve güneş enerjisi kapasitesinin yaklaşık yedi katına tekabül etmektedir.

Yenilenebilir enerji talebi 

Güneş ve rüzgar enerjisindeki artışın sebebi nedir? Bunun iki temel nedeni vardır.  

İlk ve en açık sebep, güneş panellerinin ve rüzgar türbinlerinin daha iyi ve daha ucuz hale gelmeleri, 20 sene önceye kıyasla bile güneş ve rüzgar enerjisinin daha ekonomik olmasıdır. Ayrıca ikisi de bir yakıta ihtiyaç duymadığı için, güneş ve rüzgarın ekonomik yapısı yatırımcılar için çok çekici olabilmektedir.  

Daha karmaşık olan diğer bir sebep ise, fosil enerji tesislerinden ortaya çıkan emisyona insanların toleransı hızlı bir şekilde azalmasıdır. Bunun sebebi de küresel ısınmayla ilgili çekinceler ve fosil yakıtların sebep olduğu hava kirliliğidir. Fosil enerji tesislerini yenilenebilir kaynaklarla değiştirmek kolay olmasa da bir ölçüde mümkündür. Örneğin Birleşik Krallık neredeyse tüm kömürle çalışan enerji tesislerini kapatmış ve rutin bir şekilde günlük enerji ihtiyacının %80 ya da daha fazlasını sadece yenilenebilir kaynaklardan elde etmektedir. 

Bu arada yenilenebilir enerji kaynaklarının tamamının çevreye hiçbir etkisi yok değildir.  

Örneğin biyokütle yakımı, NOx ve parçacıklı maddeler gibi kömürün yakılmasıyla da ortaya çıkan bazı istenmeyen emisyonların oluşumuna sebep olabilir.  

Hidroelektrik barajlarının da etkisi büyüktür. Bazı barajlar kuruldukları vadinin tamamının sular altında kalmasına sebep olabilir.  

Jeotermal enerji tesislerinin bile, arsenik, radon ve hidrojen sülfit gibi dünyanın derinliklerinden çekilen sıvılar aracılığıyla taşınan zararlı maddelerin salınımına sebep olması ihtimali vardır. Bu sebeple çoğu jeotermal enerji tesisi kapalı devre sistemi ile çalışır. Bir başka deyişle, çektikleri buhar ve suyu yere yeniden aktararak.

Peki yenilenebilir enerjide bayrak taşıyan ülkeler hangileridir?  

Aslını söylemek gerekirse, birkaç küçük ülke enerji ihtiyacının tamamını yıllardır yenilenebilir enerjiden sağlamaktadır.  

Örneğin İzlanda, eşsiz jeolojisi sayesinde, elektrik sisteminin ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlamak için hidro ve jeotermal enerji dışında önemli bir enerji kaynağına ihtiyaç duymamıştır. İzlanda örneğinde olduğu gibi Kosta Rika da neredeyse tüm elektrik ihtiyacını sahip olduğu bol hidrolojik kaynaklar sayesinde karşılamaktadır. Böyle ülkeler için yenilenebilir enerjiye geçiş gibi bir olgu söz konusu değildir - yenilenebilir enerji halihazırda kullanımdadır.  

Almanya, elektrik sektöründe değişimin en yoğun olduğu ülkelerden biridir. Bilindiği üzere Almanya elektrik üretiminin çoğunu kömür ve nükleer enerji tesislerinden karşılamıştır. Son 20 yılda, bu enerji tesislerinin çoğu kapatılmış ve onların yerini rüzgar santralleri, güneş panelleri ve biyoyakıt üretim tesisleri almıştır. 2019 senesinde, ülkenin enerji ihtiyacının tam olarak %42'i yenilenebilir kaynaklardan karşılanmıştır.

Amerika Birleşik Devletlerinde yenilenebilir enerji 

Yenilenebilir enerji Amerika Birleşik Devletlerinde de hızlı bir şekilde yükselmektedir. 2020 senesinde, ülke çapında 24 GW'lik rüzgar türbini ve 18 GW'lik güneş enerjisi kapasitesi artışı yaşanmıştır. Bu rakamların toplamı, 2017, 2018, 2019 ve 2020 senelerinde ülkede yeni açılan fosil yakıtla enerji üreten tesislerin tamamının kapasitesine neredeyse eşittir. 18 GW güneş enerjisi kapasitesi ne kadarlık bir kapasitedir? Tüm bu güneş enerjisi tarlaları bir araya gelse, yaklaşık olarak 220 kilometre karelik bir alanı kaplarlar. Bu da Manhattan adası yüzey alanının yaklaşık olarak on katı demektir. Çok büyük bir alan. Ancak unutmamak lazım ki bu güneş panellerinin çoğu çatılarda, araba sundurmalarında ya da alanın bol olduğu çölümsü yerlerde bulunmaktadır.

En çok güneş panelini ve rüzgar türbinini hangi ülke kurmaktadır?  

Cevap: büyük bir farkla Çin. Çin hükümetinin açıkladığı rakamlara göre, Çin, 2020 senesinde, inanması güç bir miktar olan 120 GW'lik rüzgar ve güneş enerjisi kapasitesi sağlayan sistemler kurmuştur. Bu kapasitenin 48 GW'lik kısmı güneş enerjisinden (Hong Kong Adası yüzey alanının 20 katı kadar bir alanı kaplayarak) ve 72 GW'lik kısmı rüzgar enerjisinden (önceki sene tüm dünyada kurulan rüzgar türbinlerinin toplamından fazla) gelmektedir.