Türkiye’de yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli ve geleceği

(1)

TÜRKİYE’DE YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI POTANSİYELİ VE GELECEĞİ

Eylem ÖNAL^*, Rahmiye Zerrin YARBAY**

Geliş: 02/08/2010 Kabul: 15/12/2010

ÖZET

Türkiye enerjide dışa bağımlı bir ülke olup, enerji ihtiyacının yarıdan fazlasını ithal etmekte ve bu da ülke ekonomisi üzerinde olumsuz etki yapmaktadır. Ülkenin sahip olduğu fosil kaynakları enerji ihtiyacını karşılayacak düzeyde olmayıp, var olan linyit kömürlerimiz de hem düşük kalorili ve hem de kükürt ve kül içeriği yüksek değerlerdedir. Türkiye'nin coğrafi yapısı yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı açısından avantajlı bir konumdadır. Hem çevre kirliliği hem de sürdürülebilir bir kalkınma için enerji tüketiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının payının hızla arttırılması kaçınılmazdır. Bu çalışmada öncelikle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımlarına yönelik genel bilgiler sunulmuştur. Konuyla ilgili literatür değerlendirmesi yapılarak; ısıtma, soğutma ve elektrik ihtiyacının karşılanmasına yönelik olarak, farklı türdeki yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı sistemler incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: yenilenebilir enerji; yenilenebilir enerji kaynakları; yenilenebilir enerji potansiyeli.

THE POTENTIAL AND FUTURE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES IN TURKEY

ABSTRACT

Turkey is dependent on foreign energy supply and imports more than half of the energy-need, which ,in return, has a negative effect on the economy of the country. The fossil sources of the country are not enough to meet the need. The quality of the lignite coal, unfortunately, is not on desired conditions: low calory and high sulphur and ash. The geographical position of the country is an advantage for the use of the renewable energy sources. For this reason, it is unavoidable that the portion of the renewable energy sources among the others should be raised fort he sake of environment pollution and sustainable development. In this study, general information on the use of renewable energy sources was provided.

Besides, a wide research on the literature was held and the systems in which various renewable energy sources are used to meet the need for heating, cooling and electricity, were analysed.

Keywords: renewable energy; renewable energy sources; renewable energy potential.

*Bilecik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya ve Proses Mühendisliği Bölümü, 11210 BİLECİK, eylem.onal@bilecik.edu.tr, zyarbay@bilecik.edu.tr.

(2)

Eylem ÖNAL, R. Zerrin YARBAY

1. GİRİŞ

Enerji ihtiyacı, dünya nüfusunun artmaya devam etmesi ve gelişen ülkelerde yaşam standartlarını geliştirmek için artan talep nedeniyle artış göstermektedir.

Günümüzde, dünya enerji talebinin %65 gibi büyük bir kısmı ulaşılabilirlik ve kullanıma uygunluk nedeniyle petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Dünyanın fosil yakıtlar üretiminin kısa süre içinde en yüksek seviyeye ulaşacağı fakat bundan sonra azalmaya başlayacağı araştırmalarla ortaya konmuştur. Şekil 1 fosil yakıtların üretim oranını ve dünya talebinin değerlendirmesini göstermektedir (Veziroğlu ve Şahin, 2008).

Şekil 1. Dünya fosil yakıtlar üretim tahminleri (Veziroğlu ve Şahin, 2008).

2005 yılı sonu itibariyle toplam enerjinin %81’i (%25 kömür + %35 petrol + %21 doğalgaz) ve elektriğin %67’si (%40 kömür + %7 petrol + %20 doğalgaz) fosil yakıtlarından üretilmiştir. Dünya enerjisinin %6’sı ve elektrik üretiminin de %15’i nükleer enerji kaynaklıdır. Enerjinin geriye kalan %13’lük kısmı ve elektriğin de

%18’i çevre dostu olan ve yerine yenisi gelen başta hidroelektrik (%16) olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlanmıştır. Dünya elektrik enerjisi üretimi 1973’de 6,1 trilyon kWh’ten 2005’de 18,2 trilyon kWh’e yükselmiştir ve bu süre zarfında yıllık CO2 emisyonu 15,7 milyar tondan 27,1 milyar tona çıkmıştır. Bu da

(3)

79 küresel iklim değişikliği riskini ve dünyanın geleceği ile ilgili kaygıları arttırmaktadır (Çengel, 2009).

Ülkemiz bir taraftan önemli petrol üreticileri olan Azerbaycan ve Ortadoğu ülkeleri ile diğer taraftan petrol tüketicisi olan Avrupa ülkeleri arasında doğal bir “enerji köprüsü” oluşturmaktadır. Ülkemizin güneyinde bulunan Ceyhan Limanı, Irak ve Azeri petrollerini batı piyasalarına ulaştırmak için önemli bir çıkış noktasıdır. Ayrıca boğazlarımız da deniz taşımacılığında Akdeniz ve Karadeniz arasında önemli bir bağlantıdır. Bugün ülkemizin nüfusu 70 milyondan fazla olup, yıllık %1,7 büyüme hızıyla 2022 yılında 83,4 milyona ulaşacağı tahmin edilmektedir. Genç ve hızlı nüfus artışı, hızlı kentleşme ve ekonomik büyüme, daha rahat ve konforlu yaşama isteği ve coğrafik konumundan dolayı ülkemiz; son 20 yılda dünyanın en hızlı büyüyen pazarlarından biri haline gelmiştir. Bu da, ülkemizin enerji ihtiyacını günden güne arttırmaktadır (Demirbaş, 2001; Evrendilek ve Ertekin, 2003).

Türkiye zengin enerji kaynaklarına rağmen enerji ihtiyacının %70’den fazlasını dışarıdan sağlayan ve enerjide büyük çapta dışa bağımlı olan bir ülkedir ve ekonomisindeki hızlı büyüme ve dolayısıyla enerji kullanımındaki yüksek artış yüzünden bu bağımlılık gittikçe pekişmektedir. Örneğin Türkiye’nin 2007 brüt elektrik üretimi 191 milyar kWh’tır ve bunun %49’u doğal gaz, %19’u hidroelektrik, %28’i kömür ve %4’ü de sıvı yakıt santrallerinden gelmiştir. Türkiye son yıllara kadar yeraltı ve yerüstü enerji zenginliklerini neredeyse görmezden gelmiş ve artan enerji ihtiyacını dış ülkelerden karşılama yoluna gitmiştir. Bunun sonucu olarak Türkiye’nin yüksek ithal enerji faturası da ödemeler dengesinde ciddi bir risk oluşturmaktadır. Ayrıca, enerji güvenliği de tehdit altındadır. Son yıllarda Türkiye’de de yerli ve yenilenebilir enerji kaynakları ile enerji verimliliğine ciddi bir yöneliş olmuştur (Çengel, 2009).

Türkiye’de birincil enerji kaynaklarının sınırlı olması ve kullanımlarının yarattığı çevre kirliliği; yenilenebilir enerji kaynaklarının ve teknolojilerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Hidrolik, biyokütle, rüzgar, güneş ve jeotermal başlıca yenilenebilir enerji kaynaklarımızdır. Sanayileşmiş ülkelerde fosil kaynakların yerine yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımı, etkin bir şekilde hayata geçirilmeye başlanmıştır. Temiz, evsel ve yenilenebilir enerji kaynakları sadece Türkiye için değil, tüm dünya için gelecek vaat etmektedir (Demirbaş, 2001;

Evrendilek ve Ertekin, 2003).

2. YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Yenilenebilir enerji, doğanın kendi evrimi içinde, bir sonraki gün aynen mevcut olabilen enerji kaynağı olarak tanımlanabilir. Çevreyi kirleten ve tüketilmesi kaçınılmaz olan birincil enerji kaynaklarının yerini alabilecek, çevre kirliliği yaratmayan, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları; güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerji, hidrojen enerjisi, deniz kökenli enerjiler ve biyokütle enerjisi başlıkları altında incelenebilir (Güneş, 1999; Oktit, 2000).

(4)

Yenilenebilir enerji kaynakları geleneksel yakıtlarla dört farklı pazarda rekabet etmektedir: Güç üretimi, sıcak su sağlama ve mekan ısıtma, araç yakıtları ve kırsal faaliyetler. Yenilenebilir enerji güç üretim kapasitesinin yaklaşık %4’ünü oluşturmakta ve hidroelektrik enerjisi hariç global elektrik üretiminin yaklaşık

%3’ünü karşılamaktadır. Birçok yapının sıcak su ve mekan ısınması güneş, biyokütle ve jeotermal enerji ile sağlanmaktadır. Dünyada güneş termal kolektörleri yaklaşık 40 milyon hanede kullanılmaktadır. Biyokütle ve jeotermal enerjiden endüstri, evsel kullanım ve tarım için ısı sağlamaktadır. Gelişen ülkelerde 16 milyon hanede yemek yapma ve aydınlanma için biyogaz, kerosen ve diğer yemek yapmada kullanılan yakıtların yerini almıştır. İki milyondan fazla ev, evlerini aydınlatmada güneş fotovoltaiklerini kullanmaktadır ve artan sayıda küçük endüstriler, toprak işleme dahil, proses ısısı ve itici gücü küçük ölçekli biyogazdan almaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynakları, dünyanın toplam enerji kaynakları kullanımının beşte birini oluşturur. Bütün yenilenebilir enerji kaynakları elektrik üretmede kullanılabilirler. Dünyada geleneksel biyokütlenin ısıtma ve yemek pişirmede kullanımı yaklaşık %9 oranında, hidroelektrik enerjisinin kullanımı yaklaşık %6 oranında ve biyoyakıtların kullanımı %2 oranındadır (Bilgen vd., 2008).

Tablo 1’de ton eşdeğer petrol (tep) olarak 2040 yılına kadar enerji planına yer verilmektedir. Avrupa Yenilenebilir Enerji Konseyi (EREC, 2006)’ne dayanarak, global enerji ihtiyacının yaklaşık yarısı 2040 itibariyle yenilenebilirlerden karşılanacaktır. Dünyada yenilenebilir enerji üretiminde en önemli gelişmeler 2001 ve 2040 yılları arasında fotovoltaiklerde ve rüzgar enerjisinde gözlenecektir (Demirbaş, 2009). Fotovoltaik, güneş pilleri ya da dizinleri kullanılarak güneş gibi bir ışık kaynağından elektrik elde etme yöntemidir. Büyük hidrogüç büyük ölçekli hidroelektrik sistemlerdir. Bu sistemlerinin gücü 50 MW’ın üzerindedir. Küçük hidrogüç ise güç bölgeleri 10-50 MW arasında olan güç sistemleridir.

Tablo 1. Gelecekteki yenilenebilir enerji tahminleri (Demirbaş, 2009)

2001 2010 2020 2030 2040

Toplam tüketim (tep) 10038 10549 11425 12352 13310

Biyokütle 1080 1313 1791 2483 3271

Büyük hidrogüç 22,7 266 309 341 358

Jeotermal 43,2 86 186 333 493

Küçük hidrogüç 9,5 19 49 106 189

Rüzgar 4,7 44 266 542 688

Güneş 4,1 15 66 244 480

Fotovoltaik 0,2 2 24 221 784

Güneş termal elektrik 0,1 0,4 3 16 68

Deniz (gel-git, okyanus) 0,05 0,1 0,4 3 20 Toplam yenilenebilir

enerji kaynakları

1365,5 1745,5 2694,4 4289 6351 Yenilenebilir enerji 13,6 16,6 23,6 34,7 47,7

(5)

81 dağılımı(%)

3. TÜRKİYE’DE YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI POTANSİYELİ Türkiye enerji ithal eden bir ülkedir; enerji ihtiyacının yarıdan fazlası ithal edilmektedir. Petrol, birincil enerji tüketiminde en büyük paya sahiptir. Enerji kaynaklarını çeşitlendirme çabalarına dayanarak, doğalgazın kullanılması Türk ekonomisine yeni tanıtılmıştır ve hızla gelişmektedir. Türkiye geniş kömür, özellikle linyit rezervine sahiptir. Açıklanan linyit rezervi 8 milyar tondur. Tahmini toplam rezervler 30 milyar tondur. Diğer taraftan, Türkiye, genç nüfusu, kişi başına artan enerji ihtiyacı, hızlı büyüyen şehirleşmesi ve ekonomik gelişmesiyle geçtiğimiz yirmi yılda en hızlı gelişen enerji pazarlarından biri olmuştur. Türkiye’nin elektrik enerjisi ihtiyacının 2010’da 300 milyar kWh ve 2020’de 580 milyar kWh olacağı tahmin edilmektedir. Türkiye’nin elektrik enerjisi ihtiyacı ekonomik büyüme hızına bağlı olarak yaklaşık %6-8 büyümektedir. 2005’te, birincil enerji üretimi ve tüketimi 34 ve 130 milyon tep(ton eşdeğer petrol)’a ulaşmıştır. Üretimde en önemli gelişmeler hidroelektrik enerjisi, jeotermal, güneş enerjisi ve kömür üretiminde gözlenmiştir. Türkiye’nin hidroelektrik enerji, jeotermal ve güneş enerjisi 1990’dan bu yana artmıştır. Fakat yenilenebilirlerin toplam birincil enerji kaynaklarındaki payı, doğalgazın kullanımının artması ve ticari olmayan biyokütlenin azalması nedeniyle azalmıştır. Türkiye artan enerji ihtiyacına cevap vermek için enerji ithalatına bağımlılığın artmasını önlemek üzere nükleer enerjiyi gündeme getirmiştir. Diğer taraftan, 2005’in sonunda güç üretim tesislerinin kurulu kapasitesi ve üretimi kapasitesi 41,457 MW ve 176,234 GWh’a ulaşmıştır (Bilgen vd., 2008).

Türkiye’nin yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli zengin ve çeşitli olup, ülke içinde kömürden sonra ikinci en büyük enerji kaynağı grubudur. Türkiye’deki başlıca yenilenebilir enerji kaynakları arasında hidrolik enerji, biyokütle, rüzgar, biyogaz, jeotermik ve güneş enerjisi yer alır. 2008 yılı itibari ile toplam elektrik üretiminde yenilenebilir enerjinin payı % 16,75 iken, doğal gazın payı % 48,19’dur.

2006-2020 dönemi planlamasında, toplam elektrik üretiminde yıllık büyümenin %8 olması öngörülmektedir. 2020 yılına kadar ihtiyaç duyulan ek üretim kapasitesi, büyük bir yatırım gerektirmektedir. Tablo 2’de Türkiye’nin yenilenebilir enerji potansiyeli gösterilmektedir (Ayas vd., 2009).

(6)

Tablo 2. Türkiye’nin yenilenebilir enerji potansiyeli (Ayas vd., 2009) Yenilenebilir

enerji kaynağı

Enerji kullanma

biçimi Potansiyel İnşa

halinde Kurulu Güneş Elektrik/

ısıtma

1,0219 x 106

TWh/yıl (brüt) - 2 MW

(FV)

Rüzgar Elektrik 4l9TWh/yıl 2918 MW 453 MW

Hidrolik Elektrik 433 TWh/yıl (brüt)

2l6 TWh/yıl (teknik) 8600 MW 14200 MW Jeotermal Elektrik/Isınma 276 TWh/yıl (brüt) 25 MW 28,3 MW Biyokütle Elektrik/Isınma 87 TWh/yıl (brüt) 6 M W 55,7 MW Biyogaz Elektrik/Isınma 17-23 TWh/yıl (brüt) 13 MW 4 M W 3.1. HİDROELEKTRİK ENERJİ

Hidroelektrik, Dünyadaki en geniş ve ucuz yenilenebilir elektrik kaynağıdır.

Bununla birlikte, hidrogücün çevresel etkilere sahip olmadığı söylenemez. Büyük ölçekli uygulamaların, biyolojik çeşitliliğin kaybolması, toprak erozyonu, serbest akan akarsuların kesilmesi ve çok sayıda insanın yer değiştirmesi gibi önemli ekolojik zararlara yol açtığı iyi bilinmektedir. Bunlara rağmen, hidroelektrik güç direkt olarak sera gazı emisyonu salmaz ve Dünyanın birçok yerinde önemli bir enerji kaynağıdır. Amerika Birleşik Devletleri(A.B.D.), Çin, Kanada, Brezilya önde gelen hidroelektrik üreticileridir (Cleveland, 2004). Ayrıca büyük hidro projelere Çin, Hindistan, Malezya, Vietnam, Brezilya ve Azerbaycan gibi birçok gelişen ülkede rastlanmaktadır.

Hidroelektrik şu anda dünya elektriğinin yaklaşık %20’sini karşılamaktadır. Eski barajları tekrar güçlendirmek – daha çok enerji üretebilen modern ekipmanlarla donatmak – iyi bir çözümdür ve çevreye olan etkilerini azaltabilir. Toplam katkı küçük de olsa (+30GW), barajların yeniden güçlendirilmesi hızlı gerçekleşebilir ve sivil toplum, finans mekanizmaları, sanayi ve hükümetler arasında daha geniş bir diyaloga zemin hazırlayabilir. 30 GW’lık katkı, Uluslararası Büyük Barajlar Komitesi kayıtlarındaki sadece 20 yaş ve üzeri hidro enerji barajlarının sayısına dayanarak tahmin edilmiştir ve bugün (~20 GW) ile 2025 yılı (+10 GW) arasındaki ılımlı bir %10’luk üretim artışı tahmini, hafif, orta ve tam yenileme olanakları karışımına dayanmaktadır (Ayas vd., 2009).

Türkiye’nin brüt teorik hidroelektrik potansiyeli 433 TWh’dir ve bu rakam teorik global potansiyelin neredeyse % 1’i ve Avrupa potansiyelinin % 14’ü kadardır.

Genel hidrolik enerji potansiyeli ise yıllık 216 TWh’dir. Yetkili kuruluşlar değerlendirilebilir potansiyeli 140 TWh olarak belirlemiştir. Mevcut 172 hidrolik

(7)

83 enerji santralinin toplam kurulu gücü 14,2 GW’dir; toplam kapasitesi 8,6 GW olan bir bölüm inşa halindedir ve 22,7 GW’lık bölüm ise planlama aşamasındadır.

Ülke hidroelektrik kapasitesinin 2012 yılına kadar 35 GW’a çıkarılması planlamaktadır. Sonuç olarak Türkiye’de, geri kalan yıllık 69 TWh kapasiteli hidroelektrik üretim sahasından yararlanmak için, 300’den fazla hidroelektrik enerji santralinin daha inşa edilmesi tasarlanmaktadır. 30 milyar dolar maliyetli bu uzun vadeli plana göre 19 GW’lik ek bir hidroelektrik kapasitesi sağlanacaktır.

Gelecekte inşa edilmesi planlanan 69173 GWh potansiyelli 589 adet hidroelektrik santralin 13 tanesinin kesin projesi, 176 tanesinin fizibilite raporu, 99 adetinin master planı ve 301 adetinin ön inceleme raporu hazırdır (Tablo 3) (Akpınar vd., 2008).

Tablo 3. Türkiye'nin hidroelektrik enerji potansiyelinin Şubat 2006 itibariyle tasarım seviyesine göre dağılımı (Akpınar vd., 2008)

Hidroelektrik santral projelerinin

durumu

Proje sayısı

Kurulu kapasite

(MW)

Toplam yıllık hidroelektrik enerji üretimi Güvenilir

enerji (GWh)

Toplam enerji (GWh)

Oran (%)

Kümülatif enerji (GWh)

Oran (%)

İşletmede 142 12788 33560 45930 35,5 45930 35,5 Yapım

aşamasında 41 4397 8817 14351 11,1 60281 46,6

Planlanmış 589 19359 37335 69173 53,4

Kesin projesi

hazır 13 2356 4630 6919 5,3 67200 51,8

Fizibilite raporu

hazır 176 7269 13239 26415 20,4 93615 72,3

Master planı

hazır 99 5260 10773 18280 14,1 111895 86,4

Ön inceleme

raporu hazır 301 4474 8693 17559 13,6 129454 100 Toplam

potansiyel 772 36544 79712 129454 100 129454 100

3.2. RÜZGAR ENERJİSİ

Rüzgar enerjisi yüzyıllar boyunca yel değirmenleri ile buğday öğütmek ya da su pompalamak amacıyla kullanılmıştır (Demirbaş, 2009). Diğer başlıca kullanım alanları elektrik üretimi ve akülerin şarj edilerek depolanması ve soğutmadır.

Rüzgar enerjisi, güneş radyasyonunun yer yüzeylerini farklı ısıtmasından kaynaklanır. Yer yüzeylerinin farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, bu farklı basınç da havanın hareketine neden olur. Güneş ışınları olduğu sürece rüzgar olacaktır. Rüzgar güneş enerjisinin dolaylı ürünüdür.

(8)

Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık %2 kadarı rüzgar enerjisine çevrilmektedir (Kıncay vd., 2009).

Bu enerji kaynağı kirletici içermemektedir ve birçok yerde mevcuttur. Rüzgar türbinleri ürettikleri elektriğin maliyetini düşürmekte ve daha verimli olmaktadır.

1980’den bu yana aerodinamik, malzeme, dizayn, kontrol ile desteklenen önemli teknik gelişmeler rüzgar türbinlerinden elektrik üretimini ekonomik olarak rekabetçi duruma getirmiştir (Demirbaş, 2009).

Rüzgar enerjisi, 1990’larda ekonomik olarak görülmeye başlanmasından sonra dünyada en hızlı gelişen enerji kaynağı olmuştur. Almanya’da 1990 yılında Elektrik Besleme Kanunu (Electricity Feed Law) ile rüzgar enerjisini desteklemiştir.

Almanya rüzgar gücü geliştirmedeki Dünya liderliğini 1997’de A.B.D.’ye vermiştir.

Diğer önde giden rüzgar enerjisi üreticileri İspanya, Danimarka, Hindistan, İtalya, Birleşik Krallık, İrlanda’dır (Cleveland, 2004).

Rüzgar enerjisi güvenli, temiz ve çok bulunabilir olmasından dolayı önemli bir kaynaktır. Global olarak rüzgar gücü üretimi 1999 ile 2005 arasında dört kattan daha fazla artmıştır. Rüzgar enerjisi yöreye özgü bir kaynaktır; coğrafi ve meteorolojik esaslı sınırlamalara sahiptir. Türbinlerin kurulmasıyla ölü kuşlar gibi çevresel problemlere sebep olabilir. Diğer taraftan, rüzgar çöp, atık kâğıt gibi çeşitli kirleticileri ayrıştırma ve dağıtma yoluyla hava kirliliğine neden olabilir (Demirbaş, 2009).

Saha seçiminde öncelikle yeterli rüzgar hızının olduğu bölgeleri tespit etmek gerekmektedir. Ekonomik rüzgar enerjisi saha yatırımı için rüzgar hızının 7 m/s’den fazla olduğu yerler tercih edilir (Tablo 4). Bu durum türbin seçimini de etkileyeceğinden çeşitli yüksekliklerde ölçülen hızların ayrı ayrı incelenmesi gerekmektedir. Ülkemizde 30 m yükseklikteki rüzgar hızları incelendiğinde bu yükseklikteki hızların ekonomik rüzgar enerjisi saha yatırımı için uygun olmadığı daha yükseklere çıkılması gerektiği tespit edilmiştir.

Tablo 4. Türkiye toplam rüzgar enerjisi potansiyeli (Türkyılmaz, 2008) Rüzgar Hızı (m/s) Rüzgar Gücü Yoğunluğu (W/m²) Toplam Kapasite (MW)

7,5-8,0 400-500 29259,3

8,0-8,5 500-600 12994,3

8,5-9,0 600-800 5399,9

>9,0 >800 195,8

Türkiye rüzgar enerji potansiyeli, belirlenmiş kriterlerin ışığında rüzgar sınıfı iyi ile sıra dışı arasında 47,849.44 MW olarak belirlenmiştir. Bu araziler Türkiye toplamının %1,30'una denk gelmektedir. Türkiye toplam rüzgar enerjisi potansiyelinin 37386,16 MW'ı karasal alanlarda ve 10463,28 MW'ı ise denizlerde bulunmaktadır (Türkyılmaz, 2008).

(9)

85 Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİEİ) ile Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü (DMİ) tarafından rüzgar enerji sektörünün alt yapısını oluşturmak ve sektörün kısa, orta, uzun erimlerde etkili ve verimli yönde gelişimini sağlamak amacıyla Türkiye'nin rüzgar potansiyelinin belirlenmesi ve buna göre yatırım çalışmalarında yol gösterici olması nedeniyle "Rüzgar Atlası" çalışması bitirilerek Haziran 2002'de yayınlanmıştır. Rüzgar enerjisi açısından zengin bölgeler Bandırma, Antakya, Kumköy, Mardin, Sinop, Gökçeada, Çorlu ve Çanakkale olarak tespit edilmiştir.

Ayrıca Bandırma, Bozcaada, Çeşme, Gökçeada, Çanakkale, Karadeniz Ereğlisi, Florya ve Siverek gibi bölgelerde yöresel potansiyel belirleme çalışmaları da yapılmıştır (Akpınar vd., 2008).

3.3. GÜNEŞ ENERJİSİ

Güneş enerjisi, güneş çekirdeğinde hidrojen gazının helyuma dönüşmesi sırasında oluşan ışıma ile açıklanır. Dünya atmosferinin dışında güneş enerjisinin şiddeti, yaklaşık olarak sabit ve 1370 W/m² değerindedir, ancak yeryüzünde 0-1100 W/m² değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşüş göstermiş, çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir (Kıncay vd., 2009).

Güneş enerjisi, esasen Dünya yüzeyindeki konum, tarih ve gün içindeki zaman ile belirlenir. Bu faktörler ışınımın maksimum seviyesini belirleyebilir. Deniz seviyesinden yükseklik, atmosferdeki su buharı ya da kirleticiler ve bulut örtüsü gibi diğer faktörler olası maksimum ışınım seviyesini düşürür. Solar ışınım rüzgarın yarattığı aynı türbülansa maruz kalmaz; kısa sürede değişkenlik gösterebilir.

Genelde bunlar, bulutların akışı ile ilgilidir (Cleveland, 2004).

Güneş enerjisi birçok uygulamada kullanılır. En çok ilgi çekenler, düşük maliyetli solar fırınlar, su ve alan ısıtıcıları, fotovoltaik (ışılelektriksel/FV) pillerdir. 1972 ile 1992 arasında FV modüllerin fiyatları oldukça düşmüştür. Japonya ve Almanya 400 ve 250 MW’ın üzerinde fotovoltaiklerle öncü olmuşlardır. Japonya ayrıca Dünyanın en ileri gelen ev tipi solar termal kolektörleri kullanıcısıdır.

Güneş enerjisi teknolojisi hızla gelişmektedir. Son dönemlere kadar güneş enerjisi genellikle güneş ışığının doğrudan elektriğe dönüştürüldüğü FV işlemden oluşmaktaydı. Binalar kendisine güç ve havalandırma sağlamak üzere FV ile donatılarak inşa edilebilmekteydi. Bununla beraber artık günümüzde aynalar ve mercekler kullanılarak suyun ısıtılması ve sonrasında geleneksel türbinlerin çalıştırılmasına olanak sağlayan yoğunlaştırılmış güneş enerjisi önemsenmeye başlamıştır. Endüstriyel ölçekte çalışan bu tür güç santrallerinin ilk örnekleri ABD ve İspanya’da bulunmaktadır. Teorik olarak Nevada’dan Cezayir’e ve Hindistan’a kadar görülen geniş çöl alanlarının güneş enerjisini kullanmak üzere aynalarla

(10)

kaplanarak enerji elde edilmesi üzerinde tartışmalar sürmektedir. En büyük potansiyel temiz enerji kaynaklarından biri olması nedeniyle yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin kullanılabilir hale getirilmesi küresel bir önceliktir (Ayas vd., 2009).

Tüm dünyada olduğu gibi Türkiye’de de mevcut güneş enerjisi sistemlerinin çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan sıcak su üretme sistemleridir.

Halen ülkemizde kurulu olan güneş kollektörü miktarı yaklaşık olarak 12 milyon m² olup, yıllık üretim hacmi 750 bin m²dir. Bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir güneş kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır (Kıncay vd., 2009).

Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık güneşlenme süresi 2640 saat yani günlük toplam 7,2 saat ve ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m²-yıl yani günlük 3,6 kWh/m² olarak tespit edilmiştir (Tablo 5) (Turan, 2006).

Tablo 5. Türkiye'nin aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli (Turan, 2006) Aylar Aylık Toplam Güneş Enerjisi

(kcal/cm²-Ay) (Kwh/m²-Ay) Güneşlenme Süresi (Saat/Ay)

Ocak 4,45 51,75 103,0

Şubat 5,44 63,27 115,0

Mart 8,31 96,65 165,0

Nisan 10,51 122,23 197,0

Mayıs 13,23 153,86 273,0

Haziran 14,51 168,75 325,0

Temmuz 15,08 175,38 365,0

Ağustos 13,62 158,40 343,0

Eylül 10,60 123,28 280,0

Ekim 7,73 89,90 214,0

Kasım 5,23 60,82 157,0

Aralık 4,03 46,87 103,0

Toplam 112,74 1311 2640

Ortalama 308,0 cal/cm²-gün 3,6 kWh/m²-gün 7,2 saat/gün Yapılan hesaplara göre Türkiye, 2006 yılında ürettiği elektrik miktarının yaklaşık 11000 katı kadar güneş ışığı almaktadır. Bu büyük potansiyele karşın, kıyı bölgelerinde sıcak su üretmek için kullanılan düz plakalı güneş kolektörleri, güneş enerjisinden yararlanılan yegane araçlardır. Halen kurulu olan güneş toplayıcıları miktarı 12 milyon m² olup yıllık üretim 2006 yılı için 0,42 Tep olarak hesaplanmıştır (1 Tep = 11,63 TWh). Bol güneş ışığı alması ve güneş enerjisi sistemleri kurmaya uygun geniş alanlara sahip olması nedeniyle, Türkiye’nin fotovoltaik pazarındaki potansiyeli oldukça geniştir. Şu anda Türkiye’nin daha fazla FV enerji üretmesini ve enerji fazlasını satmasını sağlayacak uygun bir yasal çerçeve bulunmamaktadır. Türkiye’de şu an yok denecek kadar az FV elektrik kurulu gücü (2 MW) mevcuttur (Ayas vd., 2009).

(11)

87 Türkiye'nin en fazla güneş enerjisi alan bölgesi Güney Doğu Anadolu Bölgesi olup, bunu Akdeniz Bölgesi izlemektedir (Tablo 6) (Turan, 2006).

Tablo 6. Türkiye'nin yıllık toplam güneş enerjisi potansiyelinin bölgelere göre dağılımı (Turan, 2006)

Bölge Toplam Güneş Enerjisi (kWh/m²yıl)

Güneşlenme Süresi (Saat/yıl)

G.Doğu Anadolu 1460 2993

Akdeniz 1390 2956

Doğu Anadolu 1365 2664

İç Anadolu 1314 2628

Ege 1304 2738

Marmara 1168 2409

Karadeniz 1120 1971

3.4. JEOTERMAL ENERJİ

Aynı zamanda yerküre ısısı olarak da tanımlanan jeotermal enerji, yerkabuğu içinde erişilebilir derinliklerdeki geçirimli kayaçların içinde bulunan ısı enerjisidir. Bu ısı, yeryüzüne yüksek entalpi kazanmış yer altı suları vasıtasıyla alınabileceği gibi kızgın kuru kayaç sistemlerinde olduğu şekliyle yüzeyden gönderilen akışkan yardımıyla da alınabilir. Bugünkü teknik şartlarda jeotermal enerjiden yalnızca yerkabuğunun belirli noktalarında jeotermal bölgeler denilen kısımlarında faydalanılmaktadır. Burada belirtilmesi gereken Türkiye’nin jeotermal kuşak olarak belirtilen bölgede bulunmaktadır (Anonim, 1987).

Enerji kaynağı olarak jeotermal enerji kendini ispatlamıştır ve elektrik üretmede ticari olarak 1913’ten bu yana kullanılmaktadır. Jeotermal enerji temiz, ucuz ve yenilenebilirdir ve alan ısıtma ve sıcak su temininde, CO2 ve kuru buz üretim proseslerinde, ısı pompalarında, endüstriyel proseslerde ve elektrik üretmede, vb.

sistemlerde yararlanılabilir. Jeotermal enerjiyi kullanma terimi, yüzme, banyo, balneoloji(%42), alan ısıtma(%35), seralar(%9), balık çiftliği(%6) ve endüstride(%6) kullanımları içerir.

2000 yılında jeotermal kaynaklar 80’den fazla ülkede tanımlanmıştır ve 58 ülkede jeotermal enerjiden faydalanıldığı kayıtlara geçmiştir. Dünyada jeotermal enerjiyi doğrudan en çok kullanan ülkeler Tablo 7’de verilmiştir (Demirbaş, 2009).

(12)

Tablo 7. Dünyada jeotermal enerjiyi direkt olarak en çok kullanan ülkeler (Demirbaş, 2009)

Ülke Kurulu (MWt) Üretim(GWh/yıl)

Çin 2282 10531

Japonya 1167 7482

A.B.D. 3766 5640

İzlanda 1469 5603

Türkiye 820 4377

Yeni Zelanda 308 1967

Gürcistan 250 1752

Rusya 308 1707

Fransa 326 1360

İsveç 377 1147

Macaristan 473 1135

Meksika 164 1089

İtalya 326 1048

Romanya 152 797

İsviçre 547 663

Türkiye, jeotermal enerji potansiyeli açısından dünyadaki zengin ülkeler arasında yer almaktadır. Türkiye'de toplam 1000 dolayında sıcak ve mineralli su kaynağı bulunmaktadır. Bilinen jeotermal alanların %95'i ısıtmaya ve kaplıca kullanımına uygundur. Türkiye'de az sayıda da olsa yüksek entalpili jeotermal alanlar da keşfedilmiştir. Ancak, ülkemizde jeotermale dayalı elektrik üretimi düşük seviyede kalmıştır. Günümüzde 20,4 MWe brüt kurulu güce sahip Denizli-Kızıldere santrali ve Aydın Salavatlı'da 167°C ile yaklaşık 10 MWe Binary Cycle santrali işletilmektedir. 48 MWe kapasiteli Germencik Jeotermal Elektrik Santrali yatırımının çalışmaları devam etmektedir. Kızıldere Jeotermal Santralinin atığı olan 140°C 'lik jeotermal sudan 6,85 MWe kapasiteli jeotermal santral kurulmaktadır.

Bunların yanında, Çanakkale-Tuzla jeotermal santrali ile 10 MWe kapasiteli Simav Jeotermal Elektrik Üretim Santrali proje aşamasındadır (Akpınar vd., 2008).

3.5. BİYOKÜTLE ENERJİSİ

Biyokütle kaynakları odun ve odun atıkları, zirai mahsül ve atık yan ürünleri, kentsel katı atıklar, hayvan atıkları, gıda işleme proseslerinin atıkları, suda yaşayan bitkiler ve algleri kapsar. Biyokütle genelde tükenen fosil yakıt kaynakları yerine kullanılabilecek yenilenebilir enerji için potansiyel kaynak olarak kabul görmüştür.

Biyokütle çoğunlukla odun ve odun atıklarından(%64), kentsel katı atıklardan(%24), tarımsal atıklardan(%5) ve atık gazlardan(%5) üretilir. Birçok biyokütle

(13)

89 hemiselüloz, selüloz, lignin ve önemli derecede diğer organiklerden oluşur (Demirbaş, 2009).

Klasik biyokütle enerjisi, ormanlardan elde edilen odun ve yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan atıklarından oluşur. Klasik biyokütle enerjisi, diğer enerji kaynaklarının yetersiz olduğu bölgelerde, ilkelden gelişmişe kadar kullanılabilen doğrudan yakma teknikleriyle elde edilen enerjidir. Bu tip biyokütleler genellikle pişirme ve ısıtma amaçlı kullanılmaktadır. Modern biyokütle kaynakları ise, enerji ormancılığı, ağaç ve orman endüstrisi atıkları, hayvansal atıklar ve kentsel atıklardır.

Modern biyokütle kaynakları, pazar işlemleri ile karakterize edilmekte, sanayi, ulaştırma ve ticaret sektöründe kullanılmaktadırlar (Çukurçayır ve Sağır, 2008).

Endüstride küçük ve büyük ölçekli biyokütle yanma tesislerinde 100-3000 MW enerji üretimi yapılmaktadır. Yüksek verimlilik sağladığı için biyokütle ile kömürün birlikte yakıldığı tesisler ise oldukça ilgi çekici uygulamalardır. Biyokütlenin yakılmasıyla güç üretim tesislerinde verim %20-40 arasında değişmektedir. Eğer biyokütle ile kömür birlikte yakılırsa, daha yüksek dönüşüm elde edilmektedir.

Biyokütlenin gazlaştırılmasıyla elde edilen düşük kalorifik değerli gaz (4-6 MJ/m³) gaz motorları ve gaz türbinlerinde yakıt olarak veya kimyasal üretimde(metanol) kullanılabilmektedir. Umut verici diğer bir yöntem entegre gazlaştırma döngüsüdür.

Burada gaz türbinleri yüksek verimle gaz yakıttan elektrik enerjisi üretmektedir.

Böyle bir tesis yaklaşık % 40-50 verimle çalışarak, 30-60 MW elektrik üretmektedir.

Biyokütleden sentez gazı üretimi gelecekte yakıt olarak kullanılması düşünülen metanol ve hidrojenin üretilmesine yol açmaktadır (McKendry, 2002).

Biyokütle günümüzde sanayileşmiş ülkelerde enerji tüketiminin %3’ünü oluşturmaktadır. Fakat Dünya nüfusunun yaklaşık %50’sini oluşturan gelişen ülkelerdeki kırsal nüfusun büyük kısmı yakıt için odun şeklinde biyokütleyi esas alır. Biyokütle gelişen ülkelerde birincil enerji tüketiminin %35’ini oluşturur;

Dünyada birincil enerji tüketiminde %14’e yükselmiştir. Avrupa, Kuzey Amerika ve Orta Doğu’da biyokütle toplam enerji tüketiminin ortalama %2-3’ünü oluşturur.

Dünya nüfusunun dörtte üçünü barındıran Afrika, Asya ve Latin Amerika’da biyokütle enerji ihtiyacının önemli bir payını sağlar. Ayrıca gelişen ülkelerdeki kırsal nüfusun büyük bölümü ve şehirsel nüfusun fakir kısımları için, biyokütle genelde yemek pişirme ve ısınma gibi temel ihtiyaçlar için mevcut ve gücü yetebilen tek enerji kaynağıdır (Demirbaş, 2009).

1980’de %20 iken 2005’de %8’e düşmesine karşın, biyokütle Türkiye’nin toplam enerji tüketiminde önemli bir paya sahiptir. Hububat tozu, saman ve fındık kabuğu gibi tarımsal artıklar, odun ve hayvan dışkısı biyokütle enerjisinin temel kaynaklarıdır. Bugün ülkenin bazı köylerinde ısınma ve yemek pişirme amacı ile yukarıda bahsi geçen türde biyokütle yakılmaktadır. Türkiye’nin toplam biyokütle potansiyeline Tablo 8’de yer verilmiştir (Özgür, 2008).

(14)

Tablo 8. Türkiye’de biyokütle enerji potansiyeli (Özgür, 2008)

Tarımsal Atık Hayvansal Atık Kentsel Atık

Miktar (Mt/year) 37-48 10.8 21

Alt ısıl değer (MJ/kg) 17.5 22.7 15

Üretilen enerji (PJ.year) 653-839 49 315

Yeniden üretilebilen toplam biyoenerji potansiyelinin tarımsal artıklar, canlı hayvan atıkları, orman ve ağaç işleme artıkları ile kentsel atıklardan elde edilecek yeniden üretilebilir enerji potansiyeline dayanmaktadır. Tablo 9’da belirtildiği üzere Türkiye’nin toplam biyokütle üretiminin 2020 yılında 7,52 tep olması beklenmektedir (Ayas vd., 2009).

Tablo 9. Türkiye’de geçmişte, günümüzdeki ve gelecekte planlanan biyokütle enerji üretimi (tep) (Kaygusuz ve Sarı, 2003)

Yıl Klasik biyokütle Modern biyokütle Toplam

1999 7012 5 7017

2000 6965 17 6982

2005 6494 766 7260

2010 5754 1660 7414

2015 4790 2530 7320

2020 4000 3520 7520

2025 3345 4465 7810

2030 3310 4895 8205

Toplam 34658 17853 52511

Türkiye’de 58 adet lisanslı biyodizel (ve atık bitkisel yağ) işleme tesisinin toplam kapasitesi 1000000 ton/yıl’dır. Yıllık üretim 100000 ton civarındadır. Enerji tarımının teşviki ile bu potansiyelin 1,5 milyon ton/yıl civarında olacağı beklenmektedir (Ayas vd., 2009).

Dört adet lisanslı biyoetanol işleme tesisinin toplam kapasitesi 130000 ton/yıl olup, yıllık üretimi 23000 ton civarındadır. Şeker pancarından 225000 ton/yıl, buğday ve mısırdan 340000 ton/yıl potansiyel öngörülmektedir (Ayas vd., 2009).

Türkiye sahip olduğu meteorolojik ve coğrafik şartlar nedeniyle tarım ve ormancılık için çok uygun bir ülkedir. Tarımsal alanların, otlak ve ormanlık alanların toplamı Türkiye'nin toplam yüzey alanının %93,6’sını oluşturmaktadır. Ormanların yıllık biyokütle verimliliğinin 188 milyon ton, tarımsal alanların 180 milyon ton ve

(15)

91 otlakların 174 milyon ton olacağı tahmin edilmektedir. Bu yıllık toplam 542 milyon ton kuru biyokütle miktarına karşılık gelmektedir.

Türkiye'nin biyogaz potansiyeli ise 2,2 – 3,9 milyar m³ civarındadır. Biyogaz üretimi için 1-2 milyon tep'lik enerji hayvanların gübresinden elde edilmektedir.

Toplam biyogaz potansiyelinin yaklaşık %85'i hayvan gübresinden elde edilen gazdan oluşurken geri kalanı organik maddelerin ayrışımı sonucu oluşan gazdan ibarettir. Hayvansal gübreden üretilen gazın %50'si koyun, %43'ü sığır ve %7'si kümes hayvanlarının gübresinden elde edilmektedir.

Bir tür biyogaz materyali olan çöpün, çöp termik santralleriyle enerji üretiminde kullanılması, özellikle kentsel çöpün ortadan kaldırılmasıyla birlikte iki tür işlevi içermektedir. Türkiye'de son zamanlarda organik atık, biyokütle ve biyogazdan enerji eldesine yönelik kamu ve özel sektör yatırımları artmaya başlamıştır.

Öncelikle Büyükşehir belediyeleri çöp atıklarının çözümüne yönelik olarak atık yakma ve enerji üretim tesisleri kurmaya başlamışlardır. Türkiye'de 2007 yılı itibariyle otoprodüktör statüde gerçekleştirilen ve yapımı tamamlanan biyokütle ve atık yakıt kaynaklı kojenerasyon tesisleri; 4 MW gücünde (7 GWh/yıl kapasiteli) Kemerburgaz (İstanbul) çöp gazı santrali, 5,2 MW gücünde (37 GWh/yıl kapasiteli) Köseköy (İzmit) çöp gazı santrali, 0,8 MW gücünde (6 GWh/yıl kapasiteli) Adana çöp gazı santrali ve 3,2 MW gücünde (22 GWh/yıl kapasiteli) Belka (Ankara) çöp gazı santralidir. Serbest üretim şirketleri tarafından yapılan biyokütle ve atık yakıt kaynaklı kojenerasyon tesisleri ise; 1 MW gücünde (8 GWh/yıl kapasiteli) Ekolojik Enerji (Kemerburgaz) çöp gazı santrali, 5.7 MW gücünde (45 GWh kapasiteli) ITC- KA Enerji Mamak (Ankara) çöp gazı santrali ve 1,4 MW gücünde (10 GWh/yıl kapasiteli) Aksa Çöp Gazı Santralidir. Sonuç olarak genel toplamda Türkiye'de 21,3 MW gücünde 134 GWh/yıl 'lık kapasiteye sahip biyokütle enerjisinden elektrik üretimi söz konusudur (Akpınar vd., 2008).

3.6. HİDROJEN ENERJİSİ

Hidrojen, Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtıdır. Sıvı hidrojenin hacmi gaz halindeki hacminin sadece 1/700’ü kadardır.

Hidrojen, tüm yakıtlar içinde birim kütle basına en yüksek enerji içeriğine sahip gazdır. 1 kg hidrojen 2,1 kg doğalgaz veya 2,8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye sahiptir (Turan, 2006).

Hidrojen dünyada en basit ve en çok bulunan bir elementtir. Aynı zamanda renksiz, kokusuz, havadan 14,4 kez daha hafif ve zehirsiz bir gazdır. Yerel olarak da üretimi mümkün olan hidrojen enerjisi ayrıca kolay ve güvenli bir şekilde taşınması ile enerji kaybı az olan, her alanda kullanılabilen bir enerji türüdür. Hidrojen doğada bileşikler halinde bulunmaktadır ve en çok bilinen bileşiği sudur.

Hidrojenin yakıt olarak kullanılması halinde atmosfere atılan ürün sadece su ve su buharıdır. Bunun dışında çevreyi kirletici veya sera etkisini artırıcı hiçbir zararlı madde üretilmemektedir. Ayrıca hidrojen petrol yakıtlara göre ortalama 1,33 kat

(16)

daha verimli bir yakıttır. Hidrojen kömür, doğalgaz gibi fosil kaynaklarının yanı sıra sudan, rüzgar, dalga ve biyokütleden de üretilebilmektedir (Turan, 2006).

Hidrojen birincil bir yakıt olmadığından, su, fosil ya da fosil olmayan yakıtlardan üretilmek zorundadır. Hidrojenin enerji kaynağı olarak yaygın kullanımı global iklim değişikliği, enerji verimliliği ve hava kalitesini iyileştirecektir. Piroliz, gazlaştırma ve buhar gazlaştırma gibi termokimyasal dönüşüm prosesleri biyokütleyi daha faydalı enerjiye dönüştürebilir. Buhar gazlaştırma verimi su-ürün oranı artışına paralel olarak arttırılabilir. Pirolizden ve buhar gazlaştırmadan hidrojen eldesi sıcaklıkla artış gösterir. Hidrojen üretimi için kullanılan bazı biyokütle türleri Tablo 10’da verilmiştir. Hidrojen enerjisi ile çalışan yakıt pilleri hidrojen geleceğine imkan verecek önemli teknolojilerdendir ve gazolinin ve diğer fosil yakıtların yanmasına göre daha verimli bir alternatiftir. Hidrojen iki önemli enerji problemini çözme potansiyeline sahiptir: petrole bağımlılığı azaltır ve kirlilik ve sera gazı emisyon seviyelerini düşürür.

Hidrojen günümüzde geleneksel enerji kaynaklarından daha pahalıdır. Hidrojeni biyokütleden ekonomik olarak üretmede çeşitli teknolojiler bulunmaktadır. Hidrojen biyokütleden pirolizle üretilebilmektedir. Isı üretmek üzere yakılabilir ya da elektrik üretmek için yakıt piline gönderilebilir. Biyohidrojen teknolojisi gelecekte önemli bir rol oynayacaktır çünkü yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanma olanağı sağlayacaktır. Hidrojen üretiminde organik madde olarak kullanılan bazı biyokütleler Tablo 10’da verilmiştir (Demirbaş, 2009).

Tablo 10. Hidrojen üretiminde kullanılan bazı biyokütle türleri (Demirbaş, 2009)

Biyokütle Türleri Temel Dönüşüm Prosesleri

Fındık Kabuğu Buhar gazlaştırma

Zeytin Küspesi Piroliz

Çay Atığı Piroliz Saman Atıkları Piroliz Şehirsel Katı Atıklar Süperkritik su ekstraksiyonu

Tahıl Atıkları Süperkritik sıvı ekstraksiyonu

Pulp ve Kağıt Atığı Mikrobiyal fermentasyon

Petrol Esaslı Plastik Atığı Süperkritik sıvı ekstraksiyonu

Gübre çamuru Mikrobiyal fermentasyon

Hidrojenin dünyadaki gelişimi yakıt olarak kullanıldığı yakıt pili teknolojisi yönündedir. Ancak tüm yakıtlar gibi hidrojenin de bazı dezavantajları bulunmaktadır. Örneğin diğer yakıtlardan üç kat pahalı bir yakıt türüdür. Bu özelliğinin ortadan kaldırılabilmesi ise üretiminde kullanılacak maliyet düşürücü teknolojik gelişmelere bağlıdır (Turan, 2006).

Birleşmiş Milletler Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi'nin (ICHET) kurulmasına ilişkin anlaşma, Türkiye Cumhuriyeti Hükümeti ile Birleşmiş

(17)

93 Milletler Sınai Kalkınma Örgütü (UNIDO) arasında, 2003 yılında Viyana'da imzalanmıştır ve UNIDO ICHET(Birleşmiş Milletler Hidrojen Enerji Teknolojileri Merkezi) İstanbul’da kurulmuştur (Birleşmiş Milletler Türkiye, 2007).

Hidrojen enerjisi “21. yüzyılın enerji taşıyıcısı” olmaya en büyük adaydır.

Teknolojinin sürekli olarak gelişmesi ve bunun sonucunda yükselen bir ivme ile enerji talebinde bulunması, hidrojenin önemini artırmaktadır. Bu süreçte dünyanın yürüttüğü enerji politikalarını izlemek, çağa uyum sağlamak açısından önem arz etmektedir. Türkiye’nin hidrojen enerjisine adaptasyonunun gerçekleşebilmesi için ülkenin kendi enerji kaynaklarının farkında olması ve bu kaynaklardan etkin bir biçimde faydalanması kendi lehine olacaktır. Dip sularımızda bulunan hidrojen sülfür (H2S)’ün yenilenebilir enerji kaynaklarıyla desteklenerek kullanılması, artan enerji talebinin karşılanması için üzerinde önemle durulması gereken bir noktadır.

Buradan elde edilen enerji Türkiye’nin enerji ihtiyacının belirli oranda karşılanabileceği tahmin edilmektedir (Öztürk vd., bt).

Türkiye’de hidrojen yakıtı üretiminde kullanılabilecek olası kaynaklar; hidroelektrik enerji, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, deniz-dalga enerjisi, jeotermal enerji ve adım atılması gereken nükleer enerjidir. Türkiye gibi gelişme sürecinde ve teknolojik geçiş aşamasındaki ülkeler açısından, uzun dönemde fotovoltaik güneş-hidrojen sistemi uygun görülmektedir. Fotovoltaik kanallardan elde edilecek elektrik enerjisi ile suyun elektrolizinden hidrojen üreten bu yöntemde, 1 m³ sudan 108,7 kg hidrojen elde edilebilir ki, bu 422 L benzine eşdeğerdir. Türkiye’nin hidrojen üretimi açısından bir şansı, uzun bir kıyı şeridi olan Karadeniz’in tabanında kimyasal biçimde depolanmış hidrojen bulunmasıdır. Karadeniz’in suyunun %90’ı anaerobiktir ve H2S içermektedir (Ültanır, 1995).

Hidrojen sülfür, Karadeniz dip sularında meydana gelen aşırı kirlenme sonucunda oluşmuştur. Hidrojen sülfür(H2S)’ün bulunduğu Karadeniz dip suları oksijen bakımından oldukça fakirdir. Hidrojen sülfürün bulunduğu kısımlarda hiç oksijen bulunmadığından bu kısımlarda canlı varlıklara rastlanmamaktadır. Hidrojen sülfür için söylenmesi gereken en önemli özellik hidrojen sülfürün yüksek oranda toksik içermesi ve ağır bir kokuya sahip olmasıdır. Hidrojen sülfürün çevresel zararlarını azaltmak için bu madde bileşenlerine ayrılmalıdır. Ayrışma sonucu ortaya çıkan bileşenler gaz formdaki kükürt ve hidrojendir (Veziroğlu, 2004).

Karadeniz dip sularında bulunan toplam H2S potansiyeli dikkate alınarak elde edilecek hidrojen miktarları düşünüldüğünde bu durum bölge açısından özel bir önem arz etmektedir. Karadeniz dip sularından hidrojen sülfür’ün %100 ayrıştırılması sonucu 268,823x 10⁶ ton hidrojen elde edilmesi mümkündür. Bir evin yıllık enerji ihtiyacı yaklaşık 3600 kWh olduğunu kabul edecek olursak ve Karadeniz bölgesinde yaklaşık on milyon ailenin yaşadığı düşünülürse, bu kitlenin yıllık enerji ihtiyacı toplamı 3,6x 10¹⁰ kWh olacaktır. Bu enerji ihtiyacının tamamının sadece Karadeniz dip sularından elde edilecek hidrojen yakıtından karşılanması durumunda bu bölgenin yaklaşık olarak 180 yıllık enerji ihtiyacının karşılanacağı düşünülmektedir. Fosil kökenli veya yenilenebilir enerji kaynaklarının

(18)

bölgedeki enerji ihtiyacını belli oranda karşılayacağını düşünecek olursak bu durumda dip sularından elde edilen hidrojenden Karadeniz bölgesinin 350 yıllık enerji ihtiyacının karşılanabileceği tahmin edilmektedir (Öztürk vd.).

Türkiye’de biyohidrojen üzerine yapılan çalışmalar ise henüz ticari boyutta olmamakla beraber üniversitelerde araştırma ve geliştirme aşamasındadır (Erkan ve Eroğlu, 2009).

3.7. DENİZ KÖKENLİ YENİLENEBİLİR ENERJİLER

Deniz kökenli yenilenebilir enerjiler; deniz dalga enerjisi, deniz sıcaklık gradyant enerjisi, deniz akıntıları enerjisi (boğazlarda) ve gel-git (med-cezir) enerjisidir.

Türkiye'de gel-git enerjisi olanağı yoktur. Türkiye için söz konusu enerji grubu içerisinde deniz dalga enerjisi ve boğazlarda deniz akıntıları enerjisinden yararlanma olanağı vardır. Türkiye kıyılarının beşte birinden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisi teknik potansiyeli 9000 MW güç ve 18 TWh/yıl enerji düzeyindedir (Akpınar vd, 2008).

4. SONUÇ

Günümüz sanayi toplumlarının enerji girdileri büyük oranda fosil yakıtlara dayanmaktadır. Fosil yakıtlardan kaynaklanan enerji ve çevre sorunlarının ön plana çıkması nedeniyle, fosil yakıtların kullanımının azaltılmasıyla yaşanan bu sorunların çok aza indirileceği tam olarak anlaşılmıştır.

Yenilenebilir enerji alanında dünyadaki teknolojik gelişmelerin statüsünün analiz edilmesi ve ülkemiz şartlarında teknik ve ekonomik açıdan uygulanabilirliğinin belirlenmesi önemlidir. Uygulanabilme potansiyeline sahip teknoloji yatırımlarına yönelik çalışma ve gereksinim duyulan yasal düzenlemelerin belirlenmesi uygun bir yaklaşım olarak benimsenmelidir.

Önümüzdeki yıllarda dünyanın güçlü ülkeleri bir yandan fosil kaynaklar üzerindeki etkinlik sürdürmeye çalışırken, diğer yandan yeni teknoloji pazarındaki paylarını artırmak üzere rekabet edeceklerdir. Türkiye yenilenebilir potansiyeli yüksek bir ülke olarak, gerekli yatırımlar için politikasını düzenlerken bu teknoloji pazarında kendi teknolojisi ile varlığını sürdürmelidir. Bu sebeple akademik bilimsel araştırma kuruluşlarının sayısı artırılmalı; Adana, Mersin, Muğla, Harran Üniversiteleri’nde

"Güneş Enerjisi Teknolojileri", Afşin Elbistan’da "Linyit/Kömür Yakma Teknolojileri", İzmir ve Çanakkale’de "Rüzgar Santralleri", Ege Bölgesinde

"Jeotermal Enerji", Güneydoğu Anadolu Bölgesinde "Hidrolik Enerji", Çukurova’da ve GAP Bölgesinde "Biyoyakıt" Araştırma Merkezleri kurulmalıdır.

Enerji verimliliğinin bir enerji kaynağı gibi düşünülmesi gerçeği bilinerek verimsiz teknolojilerin girişi önlenmeli ve kaynakların verimsiz kullanılmaması gerektiği unutulmamalıdır. Enerji sorunu çözümüne katkı ve ulusal ekonomiye yeni kazanç

(19)

95 sağlaması açısından yenilenebilir kaynaklarımızdan enerji elde etme yöntemleri geliştirilmelidir.

5. KAYNAKLAR

Akpınar A., Kömürcü M., Filiz M., (2008), “Türkiye’de Enerji Kaynakları ve Çevre”, VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, 12-24, İstanbul.

Ayas, C., Demirayak, F., Karaosmanoğlu, F.,İş, G., Kumbaroğlu, G., Or, İ., Can, O., Yenigün, O., Arıkan, Y., (2009), İklim Çözümleri: 2050 Türkiye Vizyonu, X-Press Baskı, İstanbul.

Bilgen, S., Keleş, S., Kaygusuz, A., Sarı, A., Kaygusuz, K., (2008), “Global Warming and Renewable Energy Sources For Sustainable Development: A Case Study in Turkey”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12, 372-396.

Birleşmiş Milletler Türkiye, (2007), Web erişim, 19.07.2010, www.un.org.tr/bmtr.pdf.

Cleveland, C., (2004), Encyopedia of Energy, Boston, Elsevier Academic Press.

Çengel, Y., (2009), “Tükenmez Bir Enerji Kaynağı Olarak Enerji Verimliliği”, Nuclear&Renewable Energy Resources Conference, Ankara.

Çukurçayır, M.A., Sağır, H., “Enerji Sorunu, Çevre ve Alternatif Enerji

Kaynakları”, Web erişim, 19.07.2010,

www.sosyalbil.selcuk.edu.tr/sos_mak/articles/2008/20/ACUKURCAYIR- HSAGIR.PDF.

Demirbaş, A., (2001), “Energy Balance, Energy Sources, Energy Policy, Future Developments and Energy Investments In Turkey”, Energy Conversion and Management, 42, 1239-1258,.

Demirbaş, A., (2009), Green Energy and Technology, Biohydrogen Future For Engine Fuel Demands, London, Springer.

Erkan, S., Eroğlu,İ.,“ODTÜ Biyohidrojen ve Yakıt Pili Araştırma Grubu”, Web erişim, 22.02.2010, www.unido- ichet.org/ichet.org/news/2009_02_12_presentations/files/Serdar%20Erkan.pdf,2009.

Evrendilek, F., Ertekin, C., (2003), “Assesing The Potential of Renewable Enrgy Sources in Turkey”, Renewable Energy, 28, 2303-2315.

(20)

Güneş, M., (1999), Fotovoltaik Sistemin Sağladığı Elektrik Enerjisi İle Çalışan Bir Uygulama Sisteminin Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.

Anonim, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, (1987), Sayı 1, 12, 37.

Kaygusuz, K., Sarı, A., (2003), “Renewable Energy Potential and Utilization in Turkey”, Energy Conversion and Management, 44, 459-478.

Kıncay, O., Utlu Z., Ağustos H., Akbulut U., Açıkgöz Ö., (2009), “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarında Birleşme Eğilimi”, Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 27, 60-8.

McKendry, P., (2002), “Energy Production From Biomass (Part 2): Conversion Technologies”, Biosource Technology, 83, 47-54.

Oktit, Ş., (2000), “Fotovoltaik Güneş Pilleri ve Güç Sistemleri Dünü, Bugünü, Yarını”, Türkiye’de 8. Enerji Kongresi, Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Gelişimi, Cilt II, Ankara, 47-62.

Özgür, M.A., (2008), “Review of Turkey’s Renewable Energy Potential”, Renewable Energy, 33, 2345-2356.

Öztürk, N., Bilgiç, M., Arslan, C., “Hidrojen Enerjisi ve Türkiye’deki Hidrojen

Potansiyeli”, Web erişim, 19.07.2010,

www.emo.org.tr/ekler/51c5ffd6b62cc21_ek.pdf.

Turan, S., “Yenilenebilir Enerji Kaynakları”, Konya Ticaret Odası Dergisi, Web erisim, 19.07.2010, www.kto.org.tr/tr/dergi/dergiyazioku.asp?yno=700&ano=61, 2006.

Türkyılmaz, O., (2008), “Türkiye’nin Yerli ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları”, Mühendis ve Makine Dergisi, 576, 52-64.

Ültanır, M.Ö., (1995), “Hidrojen Enerjisi ve Türkiye’de Hidrojene Geçiş Sorunları”, Türkiye 6. Enerji Kongresi Teknik Oturum Bildirileri-1, 549-563, Dünya Enerji Konseyi Türk Millî komitesi, İzmir.

Veziroğlu, T.N., (2004), “Karadeniz Dip Sularının Hidrojen Enerjisi Potansiyeli”, 5.Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, İstanbul.

Veziroğlu, T.N., Şahin S., (2008), “ 21st Century’s Energy: Hydrogen Energy System”, Energy Conversion and Management, 49, 1820–1831.