Denizden Enerji Temini

Elektrik enerjisi, ekonominin ve yaşam standardının temelidir. Dünya elektrik enerjisi pazarı yıllık 800 milyar ABD Doları civarında olup artmaya devam etmektedir. Bugün dünyada yaklaşık 2 milyar insana hala elektrik verilememektedir. Gelişmekte olan ülkelerde elektrik enerjisi talebi her sekiz yılda bir iki katına çıkmaktadır. Bu ülkelerde elektrik enerjisi talebi karşılanamamaktadır (1).

Dünya Enerji Üretimi ve Tüketimi

Dünyada son yıllarda Hızlı nüfus artışı ve sanayileşmeye paralel olarak elektrik enerjisi talebini de önemli ölçüde artmıştır. Dünyanın enerji ihtiyacının önümüzdeki 20 yılda % 50 oranında büyüyeceği tahmin edilmekte olup ihtiyacın en çok görüleceği ülkeler Çin ve Hindistan olarak sıralanıyor (2). Çin ve Hindistan gibi gelişmekte olan ekonomilere bağlı olarak enerji ihtiyacındaki artışın, 2030 yılına kadar en az % 50 daha artacağı tahmin edilmektedir (3).

1995 ve 2020 yıllarındaki birincil enerji kaynaklarının bölgesel kullanım paylarına baktığımızda sanayileşmiş OECD ülkelerindeki birincil enerji üretimi payının, nüfusun artmaması ve enerji yoğun sanayileşmenin terk edilmesi nedeniyle, % 54’ten (1995 yılı itibari ile) 2020 yılında % 42’ye gerilemesi beklenmektedir. Buna karşın, daha fakir ve nüfusu fazla ülkelerin enerji üretimindeki payının, aynı süreçte, % 46’dan % 58’e çıkacağı tahmin edilmektedir. 1995–2020 yılları arasındaki enerji talebi artışında OECD ülkelerinin payı % 23 olarak öngörülürken diğer ülkelerin payının % 77 olacağı tahmin edilmektedir (4).

2005 yılı içinde dünya (ölçülebilir ve ticari) birincil enerji tüketimi 10.5 milyar ton petrol enerjisi eşdegeri (PEE) kadardır. Bunun %36’sı petrolden, %28’i kömürden, %23’ü doğal gazdan, %6’sı hidrogüçten ve %6’sı nükleerden karşılanmıştır. BP’nin Dünya Enerji Raporu’na göre; başta Çin olmak üzere tüm dünyada üretimi en hızlı artan hidrokarbon yine kömür oldu (5).

Dünyada 2006 yılındaki %2.4'lük birincil enerji tüketimi artışı önceki yılın % 3.2'lik artış oranının gerisinde, ancak son 10 yıllık ortalamanın çok az üzerinde gerçekleşmiştir. Bölgesel olarak 2006 yılında enerji tüketimindeki en büyük artış, % 4.9 ile Asya-Pasifik bölgesinde yaşandı. Kuzey Amerika'da yüzde 0.5'lik bir düşüş yaşanırken, Çin'de kullanılan her tür enerjide artış görüldü ve ülkenin dünyadaki tüketim payı % 15'in üzerine çıktı (4).

Türkiye Enerji Üretimi ve Tüketimi

Türkiye 'nin 2006 yılında toplam elektrik enerjisi üretiminin 175 bin 691 GWH olduğu, bunun bir önceki yıla göre yüzde 8.5 arttığı, yılda 14 bin GWH talep artışı olacağı ve enerji tüketiminin önümüzde yıl çok daha artacağını belirtilmektedir (5). Türkiye İstatistik Kurumu verilerine göre; 2006 Nisan, Mayıs Haziran döneminde ülkemiz elektrik enerjisinin %44,36 sı dogalgaz çevrim santrallerinde üretilmiştir (8).

Türkiye, enerji üretim kapasitesinin enerji talebini karşılayamamasından dolayı enerji ithal eden bir ülke konumundadır. Türkiye’de birincil enerji kaynağı olarak taş kömürü, linyit, petrol, doğalgaz, hidrolik ve güneş enerjisi kullanılmakta, nükleer enerjide ise araştırma ve çalışmalar devam etmektedir. Ekonomik kalkınma ve nüfus artışına paralel olarak toplam enerji tüketimimiz hızla artış göstermesine karşın enerji üretimimiz aynı oranda artış göstermemiştir. Dünya Bankası verilerine göre; Türkiye'nin kişi başına düşen elektrik enerjisi tüketimi dünya ve OECD ortalamalarının oldukça altında kalmaktadır. OECD ülkeleri ortalaması 7800 KiloWatt saat (KWh), dünya ortalaması 2 250 kWh, AB ülkeleri ortalaması 6 194 kWh olup Türkiye ortalaması 1,656 kWH’dir.

BP’nin her yıl yayımladığı Dünya Enerji Raporu’nun verilerine göre, 2006 yılında dünyadaki enerji tüketiminin %0.9’unu gerçekleştiren Türkiye’de, enerji tüketimi 2005 yılına göre %6.1 oranında arttı. Dünya enerji tüketimi ise yüzde 2,4 arttı (4). Dünya Enerji Raporu’na göre Türkiye’nin enerji ithalatının 2010’da yüzde 73’e, 2020’de ise yüzde 78’e yükselmesi beklenmektedir (9).

2005 yılında Türkiye’de petrol tüketiminde %4.7’lik bir düşüş yaşanırken, hidroelektrik enerji tüketiminde %10.6, doğalgaz tüketiminde %13.5, kömür tüketiminde ise %10.1 oranında artış olmuştur. Türkiye, 2006 yılında dünyadaki doğalgaz tüketiminin yüzde 1.1'ini gerçekleştirdi (6). Dünyadaki hidroelektrik enerji tüketiminin yüzde 1.4'ünü gerçekleştiren Türkiye'de, hidroelektrik enerji tüketimi yüzde 10.6 oranında artış gösterdi (4).

Alternatif Enerji Kaynakları

Petrol, kömür ve hidrolik potansiyele dayanmayan, Alternatif Enerji Kaynakları olarak isimlendirilen, yeni enerji kaynaklarını; nükleer enerji (uranyum gibi ağır elementler), güneş enerjisi, rüzgar enerjisi (atmosfer hareketi), dalga enerjisi (okyanus ve denizler), doğal gaz (yeraltı kaynakları), jeo-termal enerji, (yeraltı suları), hidrolik potansiyel (nehirler), hidrojen (su ve hidroksitler), bio-mass, bio-desel ve bio-gas (biyolojik artıklar, yağlar)’dır (4, 5).

ABD, Avrupa ve Asya gibi gelişmiş ülkeler enerji ticaretinde alıcı rolünde olup, sürdürülebilir enerji güvenligini sağlamak istemektedirler. Dünyada 2030 yılına kadar nüfusun 2 milyar kisi artması tahmin edilmektedir. 2005-2030 döneminde toplam enerji tüketiminde %62’lik bir artış beklenmekte olup, talebin karşılanması için rüzgar, dalga, güneş, biyokütle ve jeotermal gibi, yenilenebilir ve alternatif enerji kaynakları araştırılmaktadır (6, 7).

Hidroelektrik enerji üretimi, Çin, Hindistan ve Brezilya’da gerçekleşen kayda değer kapasite artışları nedeniyle %3.2 olarak gerçekleşti ve son 10 yılın ortalamasının üzerine çıktı. Dünyadaki hidroelektrik enerji tüketiminin %1.4'ünü gerçekleştiren Türkiye'de hidroelektrik enerji tüketimi %10.6 oranında artış gösterdi (12)

Hidrojen birincil enerji kaynaklarından üretilen bir yakıt olup temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir elementtir. Dünyada tek başına bulunmamasından dolayı önce üretilmesi gerekir. Çok pahalı olan bu üretim, su ve doğalgaz gibi elementlerdeki hidrojenin ayrıştırılmasıyla yapılmaktadır. Hidrojen enerjisi açığa çıkan kirli havanın miktarı %30–40 oranında azaltılabilmektedir. Hidrojenin, 20 yıl içersinde çok daha aktif olarak kullanılması planlanmakta olup İzlanda hidrojen yakıt konusunda elde edilen en önemli ilerleme kaydetmiştir (12).

Rüzgar ve güneş enerjisi kullanımı, düşük bir bazda olsa da, hızlı bir artış gösterdi. 2006 yılında yeni kurulan rüzgar enerjisi üretim tesislerinin kapasitesi yaklaşık % 25 oranında artış gösterdi; ancak bu oran hala tüm dünyadaki elektrik üretiminin yüzde 1’ini oluşturuyor. Almanya rüzgar enerjisi üretiminde dünyanın önde gelen üreticisidir (13).

Dünya’nın en fazla rüzgar enerjisinden yararlanan ülkesi 2000 MegaWatt (MWe) kurulu rüzgar gücüne sahip Almanya’dır ve halen elektriğinin % 1’ini rüzgardan karşılayabilmektedir. Ülkemizde de özellikle bölgesel elektrik kullanımında rüzgar enerjisinden gittikçe artan oranlarda yararlanmak gerekmektedir(14). Ülkemizin toplam Rüzgar Enerjisi Santralı (RES) kurulu gücü 89,3 MW’tir. Ülkemizin toplam rüzgar enerjisi potansiyeli 40.000 – 80.000 MW arasındadır (13).

Güneş enerjisi kullanımı da büyük ölçüde artmakla beraber, rüzgar ve diğer yenilenebilir enerjiler gibi ciddi şekilde devlet sübvansiyonuna bağlı olduğundan, global enerjiye katkısı rüzgar enerjisinden bile düşük düzeydedir. 2006 yılında Etanol kullanımı %22 oranında artış gösterdi.

Dünyadaki doğalgaz tüketimi ise 2006'da yüzde 2.5 oranında artış gösterdi. Kuzey Amerika, doğalgaz tüketiminde en az artışın yaşandığı bölge oldu. Dünyada en büyük tüketici olan ABD'de doğalgaz tüketimi 2006 yılında yüzde 1.7 oranında, en büyük üçüncü tüketici olan İngiltere’de ise doğalgaz kullanımı yüzde 4.5 oranında geriledi.

Rüzgar ve güneş enerjisi kullanımı da artarken, 2006 yılında yeni kurulan rüzgar enerjisi üretim tesislerinin kapasitesinin yaklaşık yüzde 25 oranında artmasına rağmen, bu oran hala tüm dünyadaki elektrik üretiminin yüzde 1'ini oluşturuyor.

Denizden Enerji Temini

Deniz uzun bir süre enerji kaynağı olarak görülmemiştir. Orta çağlarda (MS 1200-1500) çiftçiler deniz suyunu değirmenlerde kullanmışlardır. Son elli yılda mühendisler gelgit ve dalga enerjisinden sanayide faydalanmak için araştırmalar yapmaya başlamıştır. Ancak, son birkaç yıla kadar özellikle Avrupa’da dalga ve gelgit enerjisi zor deniz çevresi koşullarında kullanılacak ekipmanın pahalı olması nedeniyle ekonomik olarak görülmemiştir.

1990’ların sonunda gelişen teknoloji sayesinde okyanuslardan ucuz enerji elde edilmesinin mümkün olabileceği görülmüştür. İngiltere, 2000 yılında denizden enerji sağlayan ilk ülke olmuş ve diğer ülkelerde de denizden enerjisi teminine ilişkin araştırmalar yapılmaktadır.

Deniz kökenli yenilenebilir enerjiler; dalga enerjisi, deniz sıcaklık gradyent enerjisi, deniz akıntısı enerjisi (boğazlarda) ve gel-git (med-cezir) enerjisidir. Ancak, Türkiye’de gel-git enerjisi olanağı yoktur. Ülkemiz için söz konusu enerji grubu içerisinde en önemlisi deniz dalga enerjisidir. Üç tarafı denizlerle çevrili Türkiye’de deniz dalga konvertörleri ile bu enerjiden yararlanılması düşünülmelidir. Ayrıca, denizlerde biyokütle yetiştiriciliği de olanaklıdır.

Deniz dalga enerjisinin kökeninde rüzgar enerjisi vardır. Türkiye’nin Marmara Denizi dışında açık deniz kıyıları 8210 km’yi bulmaktadır. Türkiye kıyılarının beşte birinden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisi teknik potansiyeli 18.5 TWh/yıl düzeyindedir (15).

a) Dalga enerjisi

Yenilebilir enerji formlarından biri olan dalga enerjisinde okyanus veya denizler gibi büyük su kütlelerinde meydana gelen dalgaların enerjisinden yararlanılaabilmektir. Üretilmesindeki başlıca zorluklar; Dalgaların yüksek gücüne karşın düşük hızlarda ve farklı yönlerde hareket etmesi, en güçlü fırtınalara ve tuzlu suyun neden olacağı paslanmaya dayanabilecek yapıların yüksek maliyeti ve Kurulum ve bakım giderlerinin yüksekliğidir.

Deniz dalga enerjisinin kökeninde rüzgar enerjisi yatmaktadır. Türkiye’nin Marmara Denizi dışında açık deniz kıyıları 8210 km’yi bulmaktadır. Tüm kıyılarda bu tür tesislerin kurulması deniz trafiği, turizm, balıkçılık, kıyı tesisleri vb. nedenlerle olanaklı değildir. Türkiye kıyılarının beşte birinden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisi teknik potansiyeli 18.5 TWh/yıl düzeyindedir.

ABD Enerji Bakanlığı'nın verilerine göre, dünyanın tüm sahillerinde oluşan dalga enerjisi toplandığında, 2 ilâ 3 milyon MegaWatt (MW) enerji açığa çıkmaktadır. Gelgit ve dalga enerjisinin zengin olduğu yerler: İskoçya'nın batı sahilleri, Kanada'nın kuzeyi, Güney Afrika, Avustralya, ABD'nin kuzeydoğu ve kuzeybatı sahilleridir (16, 17).

Dalga enerjisinin toplam enerji potansiyeli, toplam enerji büyüklüğü 2.5 terawat olarak hesaplanan gel-git enerjisinden çok daha fazladır. Sahilleri güçlü rüzgarlara maruz kalan ülkeler, enerji ihtiyaçlarının %5 veya daha fazlasını dalga enerjisinden karşılayabilirler (18).

Avrupa ülkeleri, özellikle İngiltere dalga enerjisi konusunda araştırmalar yapmaktadır. Hükümet dalga enerjisinin kullanımı ile 0.10 ABD Doları /kWh altında elektrik üretimi yapılabileceğini açıklamıştır. En etkin dalga gücü aygıtlarından biri olan “Salter Duck” 1970 yılında İskoçya’da Edinburg Üniversitesi profesörlerinden Stephen Salter tarafından geliştirilmiş olup söz konusu aygıtla 0.05 ABD Doları /kWh’dan daha az maliyetle elektrik üretilebilmektedir. Dalga enerjisi aygıtlarından bir diğeri de “Clam” olup enerji maliyetinin 0.06 ABD Doları /kWh civarında olacağı hesaplanmıştır (19).

Arz zinciri güvenliği, mevzuat, şebeke bağlantısı ve şebeke kapasitesi gibi nedenlerden dolayı dalgadan enerji temin etmek kolay değildir. Ancak, İngiltere’de 2020 yılına kadar ülkenin enerji ihtiyacının yüzde üçünün karşılabileceği tahmin edilmektedir (20).

Siemens AG bünyesinde Almanya Heidenheim’de kurulan Voith Siemens Hydro’nun (VSH), dalga enerji sistemlerini piyasaya sürme çalışmaları yürütülmektedir. İskoçya’da şu anda test amacıyla yaklaşık 50 eve elektrik sağlayan dalga enerjisi santralini işleten VSH, okyanusların enerji kaynağı olarak büyük ölçekli ticari enerji santrallerinde kullanılması için çalışmalar yürütmektedir. Uzmanlar, okyanuslardaki enerjinin yaklaşık bin 400 geleneksel enerji santralinin enerjisine denk gelen 1 TW’nın potansiyel olarak kullanılabileceğini tahmin ettikleri belirtmektedir (21).

Dalga enerjisi toplam 3000 GW lık bir potansiyele sahip olup bunun ancak 64 GW lık kısmı kullanılabilir durumda olup bu da Türkiye’nin bugünkü elektrik enerjisi üretiminin 3 katına tekabül etmektedir. İngiltere’de dalga enerjisi ile elektrik ihtiyacının %20’si karşılanabileceği belirtilmektedir (18).

Gel-git ve akıntı enerjisi

Gel-git ve akıntı enerjisi, gel-git veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir.

Gel-git enerjisini elektriğe dönüştürmek için yaygın olarak, uygun bulunan koyların ağzının bir barajla kapıtılarak, gelen suyun tutulması, çekilme sonrasında da yükseklik farkından yararlanılarak türbinler aracılığı ile elektrik üretilmesi hedeflenir. Suyun potansiyel enerjisinin %80'ini elektrik enerjisine dönüştürebilmektedir (18).

Araştırmalar Çin ve Japonya kıyıları ile Filipin adaları arasındaki çok sayıdaki boğazda kıyı akıntılarından enerji üretmek için uygun olduğunu göstermiştir (18).

Okyanuslarda henüz kullanılmamış ve maliyetli bir enerji türü olan med-cezir enerjisi ile suyun kabarması ve inmesi şeklinde gelişen gelgit hareketi süresince suyun hareket enerjisinin kullanılması mümkündür.

Med-cezir enerjisinin %8-25 i faydalı hale dönüştürülebilir. Med-cezir enerjisinden yararlanmak için sahillerin okyanusa açık olması gerekmektedir. Bu nedenle, med-cezir enerjisi Türkiye açısından uygun olmayacaktır.

c) Okyanus Enerjisi

Derin okyanus sularıyla Güneşin ısıttığı yüzey suyu arasındaki sıcaklık farkını kullanarak elektrik üretmek mümkün görülmektedir. Yapılan araştırmalar neticesinde; okyanuslardan gelen güneş enerjisinin yüzde 0.1'inden azı, ABD'nin günlük enerji tüketiminin 20 katından fazlasını sağlayabileceği tahmin edilmektedir (22).

Teknolojinin geliştirilmesine paralel olarak derin denizlerde enerji arama ve üretim çalışmaları başlatılmıştır. Bugün 2100 m. su derinligine sondaj yapılmaktadır. Kanada’daki Alberta petrollü kumlarýndaki 174 milyar varillik üretilebileceği ve Meksika Körfezi derin sularından 25 milyar varilin üzerinde petrol üretilebilecegi tahmin edilmektedir (4).

Sonuç ve Değerlendirme

Dünyada teknolojinin gelişmesine paralel olarak enerji ihtiyacı hızla artmaktadır. Enerji tüketiminin her geçen gün artmasına karşın tüketimi karşılayan fosil yakıt (kömür, petrol, doğalgaz) rezervi çok daha büyük bir oranla azalmaktadır. Yaklaşık 30 yıl içerisinde küresel ısınmaya neden olan fosil yakıt rezervlerinin tüketimi karşılamayacak ölçüde azalacağı, enerji krizlerinin yaşanacağı belirtilmektedir (10).

Dünya enerji ihtiyacı 2020'de yüzde 40, 2030'da ise yüzde 60 daha fazla olacak. 2020'de Türkiye'nin birincil enerji ihtiyacı bugüne göre yüzde 160 artacak. Dünya enerji ihtiyacı büyümesine göre dört kat artış anlamına gelen bu talebin karşılanması için enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi ve kullanılması gerekmektedir. Elektrik tüketimi günümüz rakamlarının 2,5 katına ulaşacak (23).

Son yıllarda güneş, rüzgar, hidrolik ve dalga gibi alternatif enerji kullanımı cazip hale gelmiştir. Petrol ve doğal gaz alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesi ancak uzun dönemde gerçekleşebilir. Yeraltıdan daha fazla enerji üretimine ve kaynakları daha verimli kullanımasına ilişkin teknolojik çalışmalar desteklenmelidir.

Türkiye 'de yenilenebilir enerji ve dalga enerjisi potansiyeli bulunan, enerjiyi kullanım alanına aktarımın kolay olabileceği bölgeler tespit edilmeli ve bu kısımlardaki potansiyel enerji değerleri hesaplanarak, uygun olan yerlere en kısa zamanda yatırımlar yapılmalıdır. Bu çerçevede sıklıkla görülen fırtına ve rüzgarların etkisiyle ortaya çıkan deniz dalgalarının enerji kapasiteleri incelenmeli, konu ile ilgili teorik ve pratik çalışmalar yapılmalıdır.

Ülkemiz sürekli enerji açığı ile karşı karşıya kalmaktadır. Ülkemizin 20 yıl gibi uzun dönemli projeksiyonlar dikkate alınarak belirlenecek enerji politikası çerçevesinde Türkiye için uygun olabilecek özellikle rüzgar ve deniz dalga ve deniz akıntıları gibi alternatif enerji kaynaklarının araştırılması, enerji potansiyali bulunan kaynakların kullanımına ilişkin gerekli yatırımların bir an önce yapılması ve bu konudaki AR-GE çalışmalarının desteklenmesinin ülkemizin enerji sorununu büyük ölçüde çözebileceği düşünülmektedir.

KAYNAK:www.denizhaber.com Dr.Jale Nur Ece