Yenilenemez Enerji Kaynakları Nedir?

Türkçesi “Erke” olan enerji, en basit anlamıyla hareket ettirici güç demektir. Enerji Bilimi olan Termodinamiğin 1.Kanunu’na göre; “enerji var iken yok edilemez, yok iken var edilemez. Fakat enerji bir formdan başka bir forma geçerek varlığını korumaya çalışır.”

Enerji koruma eğiliminde olup farklı formlardan görülmesinden ötürü enerji kaynakları çok farklı şekillerde ortaya konmaktadır. Enerji kaynaklarını makro bazda yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynaklari olarak sınıflandırmak en kullanışlı olan sınıflandırmadır. Fosil kaynaklar ve nükleer enerji yenilenemez enerji kaynaklarını oluştururken; hidrolik enerji, rüzgar enerjisi ve güneş enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarının en önemlileridir.

Enerji kaynaklarının sınıflandırılmasında kullanılan “Yenilenemez ve Yenilenebilir” kavramları; kaynağın tüketilme oranının yeniden oluşma durumu arasındaki ilişkiden ortaya çıkmış bir durumdur. Yenilenebilir enerji kaynakları, enerji kaynağından alınan enerjiye eşit oranda veya kaynağın tükenme hızından daha çabuk bir şekilde kendini yenileyebilmesi ile tanımlanır. Yenilenemez enerji kaynakları, bir kez kullanılabilir ve tükenirdir.

Yenilenemez enerji kaynakları pek çok farklı isimlerde anılmaktadır. Günümüzde en çok kullanılanları ise; konvensiyonel enerji kaynakları, fosil yakıtlar, geleneksel enerji kaynakları isimleridir.

Yenilenemez Enerji Kaynaklarının Özellikleri Nelerdir?

  • Sürekli olan, sürdürülebilir bir kaynak değildir: Yenilenemez enerji kaynakları, eninde sonunda bir gün tükenecek olan kaynaklardır. Pek çok uzman, bu kaynakların yeni rezervlerin keşfi yoluyla çoğaltılabilir olmasına rağmen günün birinde mutlaka tükeneceğini kanaatindedir.
  • Kükürtlü, azotlu, karbonlu bir yapıya sahiptirler: Hayvan ve bitki atıkların yıllarca süren kimyasal dönüşümleri sonucu oluşmaktadır.
  • Çevre sorunlarına neden olurlar: Kükürtlü, azotlu, karbonlu bileşimleri ile bu enerji kaynakları yakıldığında CO,CO2, NOx ve SOx gibi maddeleri açığa çıkartırlar. Bununla birlikte işlem gördüklerinde; kül, curüf, radyoaktif atık gibi çevreyi kirletici atıklar oluşturmaktadırlar.
  • Sadece belirli bölgelerde bulunurlar: Yenilenemez enerji kaynakları Orta Asya, Rusya, Amerika gibi jeolojik olarak uygun olan topraklarda bulunurlar. Herkes bu kaynaklara sahip değildir.
  • Pek çok sektöre hammadde oluştururlar: Örneğin; kömür ulaşım sektörüne, petrol kimya sektörüne, uranyum gibi radyoaktif maddeler ise sağlık sektörüne hammadde sağlamaktadır.
  • Arz güvenliği tehlikesi meydana getirir: Yenilenemez enerji kaynaklarını ithal eden ülkelerde arz güvenliği sorunları yaşanma riski vardır.
  • Madencilik faaliyeti gerektirirler: Yenilenemez enerji kaynakları binlerce kilometre yerin altında yüzlerce yıl sonunda meydana gelmektedir. Bu yüzden yenilenemez enerji kaynaklarına ulaşabilmek için birtakım madencilik faaliyetleri yapılması gerekmektedir.
  • Yenilenemez enerji kaynaklı enerji üretim tesislerinde onlarca ekipmana, geniş alanlara, iyi bir planlamaya ve çevreyi koruma anlayışını benimsemiş iyi bir yönetime ihtiyaç duyulmaktadır.
  • Yenilenebilir enerji kaynaklara göre, miktarları ve enerji potansiyelleri daha tahmin edilebilir, dengeli bir yapıya sahiptirler.

Yenilenemez Enerji Kaynakları Nelerdir?

Kömür ve türevleri, petrol ve türevleri, doğalgaz ve türevleri, uranyum gibi radyoaktif maddeler yaygın olarak kullanılan yenilenemez enerji kaynaklarıdır.

Yenilenemez enerji kaynaklarına daha detaylı bakacak olursak:

KÖMÜR ENERJİ KAYNAĞI:

Kömürler, eski jeolojik devirlerdeki (100-300 milyon yıl önceki) bitkilerin ve kısmen de hayvan artıklarının yüksek basınç altında, sıcaklığın etkisiyle bozunmaları sonucu oluşmuşlardır. Bu bozunmada, mikroorganizmaların da önemli rolü olduğu ileri sürülmektedir (Telli, 1984). Bünyesinde çoğunlukla Karbon (C), az miktarda Hidrojen (H), Oksijen (O), Kükürt (S) ve Azot (N) elementlerinin bulundururlar. Kömürler yakıt hammaddesi oldukları gibi (termik santraller), kok yapımı, kimyasal madde üretimi gibi değişik alanlarda da kullanılırlar.

18.yüzyılda Sanayi devrimi ile birlikte kömür enerjinin tahtına oturmuştur. Kömür, diğer birincil enerji kaynakları ile karşılaştırıldığında tartışmasız çok fazla olan rezerv ömrü ve yeryüzündeki geniş dağılımı nedeniyle özellikle 2030 yılından sonra çok daha büyük önem kazanacaktır. Dünyada toplam kanıtlanmış kömür rezervi 909 milyar ton olup günümüzdeki üretim düzeyi dikkate alındığında, kömür rezervlerinin ömrü 160-220 yıl olarak hesaplanmaktadır. Dünya kömür üretiminin yaklaşık % 69 u elektrik enerjisi üretimi amacıyla yapılmakta olup bu oranın 2030 yılında % 79 düzeyine yükseleceği öngörülmektedir.

PETROL ENERJİ KAYNAĞI:

Yüz milyonlarca yıl önce, denizlerde yaşayan ya da suların denizlere sürüklediği hayvan ve bitki kalıntıları anaeorabik bir ortamda, gerekli şartlar altında (ısı basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle), ham petrole benzer kerojeni meydana getirmiştir. Kerojen sonradan, yukarı tabakalara doğru göç etmesi esnasında gittikçe değişmiş ve ham petrolü meydana getirmiştir. Bu yüzden de hiçbir sahanın ham petrolü, tam olarak öteki bir sahanın ham petrolüne uymaz; muhakkak az çok farklar bulunur. Hatta bu durum, aynı bir petrol sahasında bile, çoğu zaman görülür. Petrol, denizlerdeki bitki ve hayvanların çürüdükten sonraki kalıntılarından oluşur. Bu kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürüdükten sonra, geriye yalnızca yağlı maddeler kalır. Çamur ve büyük kaya katmanları altında kalan yağlı maddeler de petrol ve gaza dönüşür.

Petrol çeşitli hidrokarbonların karışımıdır. Bütün petrollerin esas bileşenleri parafinler, naftenler ve aromatik hidrokarbonlardır. Ortalama bir petrolü, % 30 parafinler, % 40 naftenler, % 25 aromatik hidrokarbonlar oluşturur. Geriye kalan % 5’ lik kısmı ise oksijen, azot ve kükürt bileşikleridir. En çok bilinin petrol ürünü benzindir. Benzin parafinlerin (doymuş hidrokarbonlar), naftenlerin (doymamış hidrokarbonlar), ve C6H6, C7H8, C8H10, C9H12, C10H14, C11H16, C12H18 formülleriyle belirli aromatik hidrokarbonların karışımıdır. Motor benzininin buharlaşma sıcaklığı 40 °C ile 150 °C arasındadır.

19.yüzyılın sonlarına doğru Dünya’da yeni bir enerji kaynağı olarak petrol keşfedilmiş ve kömüre olan ilgi kaybolmaya başlamıştır. 20. yüzyılın başlarında ticari üretime geçişle önemli bir enerji kaynağı haline gelen ve tüm dünyada birincil enerji kaynakları arasında ilk sırada yer alan ham petrolün stratejik konumunu uzun yıllar sürdürmesi beklenmektedir. Dünya enerji kaynaklarından petrol %33,6’lık bir tüketim oranı ile dünyanın lider enerji kaynağı olmayı sürdürmekle birlikte, tüketim oranı son 11 yıldır düşüş trendi göstermektedir.

DOĞALGAZ ENERJİ KAYNAĞI:

Doğalgazın bileşiminin çoğunluğunu metan (CH4) teşkil eder ve bunun yanısıra doğalgazın bünyesinde homolog parafinler, karbondioksit (CO2), hidrojensülfür (H2S) ve azot (N2) gibi anorganik bileşiklerde bulunur. Doğalgazın bileşimi çıkarıldığı yere göre değişir. Genellikle doğalgazdaki CH4 oranı % 56 ile % 99 arasında, C2H6 oranı % 0.7 ile % 20 arasında, CO2 oranı ise % 0 ile % 10 arasında değişim göstermektedir.

Kömür ve petrolün oluşumuyla doğalgazın oluşumu arasında bağlantı görülmektedir. Doğalgazı yataklarının çoğu petrol yataklarının yakınında veya aynı yatakta bulunmaktadır. Kömürleşme safhalarında ortaya çıkan uçucu bileşenlerin yatak değiştirip toplandığı, dolayısıyla doğalgaz halinde bulunduğu düşülmektedir.

Doğalgaz ısınmak için kullanılır. Eğer ülke olarak elektrik üretiminde doğalgaz kullanırsak elimizdeki enerjinin % 65-70’ini atmosfere atıyoruz demektir. Doğalgaz konutlarda ve sanayide ısı amaçlı kullanılmalıdır. Doğalgaz elektrik üretimi için ekonomik olmadığı gibi aynı zamanda bir ülkenin güvenliği ve emniyeti açısından da elektrik üretiminde uygun değildir.

NÜKLEER ENERJİ KAYNAĞI:

Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız Fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan X-Ray ışınlarının farkedilmesi ile keşfedilmiştir.

Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein’a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir. Bununla beraber, kütle-enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır.

Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur;

1) Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.

2) Fizyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.

3) Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Nükleer enerjiyi önemli kılan etmenleri başlıca; 1 kg nükleer yakıt aynı miktardaki kimyasal yakıttan 100 milyon kat daha fazla enerji içermesi, binlerce yıl tükenmeyecek kadar radyoaktif yakıtın mevcut olması ve radyoaktif atık dışında çevreye diğer kadar zararlı olmamasıdır.

Nükleer enerji Dünya’nın gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerinde, planlamacıların ısrarla üzerinde durdukları ciddi bir seçenek olmayı sürdürmektedir. Bütün karşıt görüşlere rağmen Dünya’da nükleer santrallere olan eğilim artmaktadır.

Kaynaklar:

* Prof. Dr. Mustafa İlbaç (2014), Gazi Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliğine Giriş Ders Notları

*Prof. Dr. Fikret Yüksel, Gökçen Özkara (2017), Enerji Kaynaklarına Genel Bakış Sunumu


İlginizi çekebilir:

* Enerji Nedir? Enerji Kaynakları Nelerdir?

Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?