Enerji Nedir ve Enerji Çeşitleri - Enerji ve Enerji Çeşitleri - Enerji Türleri

ENERJİ

Enerji Nedir?

Enerji çevremizdeki birçok olayın gerçekleşmesine neden olmaktadır. Gündüz vakitlerinde pencereden dışarıya baktığımızda, güneşten gelen enerjinin dünyamıza aydınlattığını ve ısıttığını izleyebiliriz. Akşamları cadde lambalarının elektrik enerjisini kullanarak yolları aydınlattığını görebiliriz. Arabalar hareket ettiğinde benzindeki enerjinin hareket enerjisine dönüştürdüğünü görebiliriz. Yediğimiz yiyeceklerde depolanmış enerjiyi çalışmak ve oynamak için harcadığımızı anlayabiliriz.

Bu kadar iç içe olduğumuz enerjinin tanımını nasıl yapabiliriz? En basit anlamda enerjinin tanımı şöyledir:
Enerji iş yapma yeteneğidir.

Enerji Kaynakları

Enerji kaynağı, yakıt olarak tanımlanır. Yakıt; kömür, odun, petrol, gaz gibi yanabilen maddelerdir. Bu tanım, uranyum ve diğer nükleer enerji üreten maddeleri de içine alacak şekilde genişletilebilir.

Dünya toplam eneri gereksinimi 15 trilyon KWs’dır. Bu enerji ihtiyacının %80’lik bölümü kömür, petrol ve doğalgaz gibi yakıtlardan, geri kalan %20’lik kısmı ise hidrolik, nükleer enerji, rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, jeotermal enerji, bitki ve hayvan atıkları (biyokütle) tarafından karşılanmaktadır. Türkiye’de ise elektrik enerjisi üretiminde kaynakların payları;
Doğalgaz è %38
Hidrolik è %31
Kömür è %25
Petrol è %6,5
Diğer è %0,5 (rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle)
olmuştur.

Bir ülkenin elektrik enerjisi tüketimi o ülkenin kalkınmışlığının bir göstergesidir. 2004 yılında Türkiye’de kişi başına yıllık elektrik tüketimi 2 100 kWh (kilovatsaat) iken, dünya ortalaması 2 500 kWh, gelişmiş ülkelerde 8 900 kWh, Çin'de 827 kWh, ABD'de ise 12 322 kWh civarındadır. Ülkemizin ekonomik ve sosyal bakımdan kalkınmasının sağlanması için endüstrileşme bir hedef olduğuna göre bu endüstrinin ve diğer kullanıcı kesimlerin ihtiyacı olan enerjinin, yerinde, zamanında ve güvenilir bir şekilde karşılanması gerekmektedir.
Türkiye’de 1950’lerde yılda sadece 800 GWh (gigavatsaat) enerji üretimi yapılırken, bugün bu oran yaklaşık 190 misli artarak yılda 151 000 GWh’ e ulaşmıştır. 37 500 MW (megavat)’ a ulaşan kurulu güç ile yılda ortalama olarak 220 000 GWh enerji üretimi mümkün iken; arızalar, bakım-onarım, işletme programı politikası, ekonomik durgunluk, tüketimde talebin azlığı, kuraklık, randıman vb. sebeplerle ancak 151 000 GWh enerji üretilebilmiştir. Yani kapasite kullanımı % 69 olmuştur. Termik santrallerde kapasite kullanım oranı % 59 iken hidroelektrik santralarda % 105 olmuştur. Enerji üretimimizin %31’ı yenilenebilir kaynak olarak nitelendirilen hidrolik kaynaklardan, %69’u ise fosil yakıtları olarak adlandırılan termik (doğal gaz, linyit, kömür, fuel oil gibi) kaynaklardan üretilmektedir.
Son zamanlarda rüzgar ve jeotermal şeklinde alternatif kaynaklara önem verilmekte, nükleer enerji kullanımı için de çalışmalar yapılmaktadır. Gelecekte yenilenebilir enerji kaynaklarına verilecek önemle temiz enerjinin enerji üretimine katkısı arttırılmalıdır.

TÜRKİYE’DE ENERJİ KURULU KAPASİTESİ VE ÜRETİMİ
KURULU KAPASİTE VE YILLIK ÜRETİM
2003
2004 (GEÇİCİ)
KAPASİTE
FİİLİ
KAPASİTE KULLANIM
KAPASİTE
FİİLİ
KAPASİTE KULLANIM
KURULU (MW)
ÜRETİM (GWh)
ÜRETİM (GWh)
ORANI (%)
KURULU (MW)
ÜRETİM (GWh)
ÜRETİM (GWh)
ORANI (%)
TERMİK ENERJİ
KÖMÜR
8 239
53 940
32 253
60
8 923
58 391
34 558
59
AKARYAKIT
3 198
21 085
9 196
44
3 202
21 167
9 800
46
DOĞALGAZ
11 510
86 154
63 536
74
12 640
94 867
59 098
62
DİĞER
28
207
116
56
27
207
76
37
TOPLAM
22 974
161 387
105 101
65
24 792
174 632
103 532
59
JEOTERMAL VE RÜZGAR ENERJİ
34
156
150
96
34
156
160
103
HİDROELEKTRİK ENERJİ
12 579
45 152
35 329
78
12 654
45 435
47 614
105
GENEL TOPLAM
35 587
206 695
140 580
68
37 480
220 223
151 306
69












Özellikle son yıllarda Türkiye’de doğal gaz kullanımının yaygınlaşması ile, gerek evlerde kullanımı artmış gerekse sanayinin artan enerji ihtiyacını karşılamak üzere “Doğal Gaz Çevrim Santraları” kurulmuştur. Bu itibarla son yıllarda hidroelektrikten üretilen enerjinin payı azalmış termik enerji üretiminin payı artmıştır. Ancak Avrupa Birliği Topluluğu enerji politikalarında temiz enerjiyi (hidroelektrik, rüzgar, güneş ve biyokütle) destekleme tezini benimsemiştir. Bu durumda Türkiye’ de yürürlükte bulunan enerji politikaları ve ilgili hukuki mevzuat ile Avrupa Birliği mevzuatı arasındaki farklılıkların giderilmesi zorunlu hale gelmiştir. Netice olarak Türkiye’ deki toplam enerji üretiminde hidroelektrik enerjinin payı artırılmalıdır.

Ekonomik durgunluklar dikkate alınmazsa, Türkiye’de elektrik tüketimi her yıl % 8-10 oranında artmaktadır. Bu talebi karşılamak için ülkemiz yeni enerji projeleri için her yıl 3-4 milyar ABD Doları ayırmak zorundadır. Bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de enerji yaşamsal bir konu olduğundan, kendine yeterli, sürekli, güvenilir ve ekonomik bir elektrik enerjisine sahip olunması yönünde başta dışa bağımlı olmayan ve yerli bir enerji kaynağı olan hidroelektrik enerjisi olmak üzere bütün alternatifler göz önüne alınmalıdır.

TÜRKİYE’NİN UZUN DÖNEM ELEKTRİK ARZ PROJEKSİYONU
Yıl
2010
2015
2020


Yağışlı
Kurak

Yağışlı
Kurak

Yağışlı
Kurak
Santralın Tipi
MW
Milyar kWh
MW
Milyar kWh
MW
Milyar kWh
Termik
30 583
211
211
45 603
314
314
62 273
425
426
Yenilenebilir
18 234
62
46
25 670
89
60
34 076
118
77
Toplam Arz
48 817
273
257
71 273
403
374
96 349
544
503

·Termik Santraller

Elektrik enerjisini, yakıt yakıp suyu ısıtarak, oluşan sı buharının türbinleri döndürmesiyle elde eden santral türüdür. Yakıt olarak linyit, taşkömürü, fuel-oil, motorin, doğalgaz ve jeotermal ısıyı kullanırlar.

Ülkemizdeki başlıca termik santraller:



·Hidroelektrik Santraller

Hidrolik enerji, suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesiyle sağlanan bir enerji türüdür. Suyun üst seviyelerden alt seviyelere düşmesi sonucu açığa çıkan enerji, türbinlerin dönmesini sağlamakta ve elektrik enerjisi elde edilmektedir. Hidrolik potansiyel , yağış rejimine bağlıdır.

Elektrik üretiminin yanında birçok amaca hizmet ederler:
oTaşkın ve baskınları önleme
oSulama işlerini düzenleme
oBalıkçılığı geliştirme
oAğaçlandırmayı sağlama
oTurizmi geliştirme
oUlaşımı kolaylaştırma

Hidroelektrik santraller diğer üretim tipleri ile kıyaslandığında en düşük işletme maliyetine, en uzun işletme ömrüne ve en yüksek verime haizdirler. Türkiye’nin diğer enerji alternatifleri karşısında milli kaynak olan suyu kullanan hidroelektrik santrallere öncelik vermesi ve teşvik etmesi için ekonomik, çevresel ve stratejik birçok sebep vardır.

Türkiye’nin Hidroelektrik Potansiyeli

Bir ülkede, ülke sınırlarına veya denizlere kadar bütün doğal akışların % 100 verimle değerlendirilebilmesi varsayımına dayanılarak hesaplanan hidroelektrik potansiyel, o ülkenin brüt teorik hidroelektrik potansiyelidir. Ancak mevcut teknolojilerle bu potansiyelin tümünün kullanılması mümkün olmadığından mevcut teknoloji ile değerlendirilebilecek maksimum potansiyele teknik yapılabilir hidroelektrik potansiyel denir. Öte yandan teknik yapılabilirliği olan her tesis ekonomik yapılabilirliği olan tesis demek değildir. Teknik potansiyelin, mevcut ve beklenen yerel ekonomik şartlar içinde geliştirilebilecek bölümü ekonomik yapılabilir hidroelektrik potansiyel olarak adlandırılır. Türkiye’nin teorik hidroelektrik potansiyeli dünya teorik potansiyelinin % 1’i, ekonomik potansiyeli ise Avrupa ekonomik potansiyelinin % 16’sıdır.

DÜNYA VE TÜRKİYE HİDROELEKTRİK (HES) POTANSİYELİ

Brüt HES Potansiyeli (GWh/yıl)
Teknik HES Potansiyeli (GWh/yıl)
Ekonomik HES Potansiyeli (GWh/yıl)
DÜNYA
40 150 000
14 060 000
8 905 000
AVRUPA
3 150 000
1 225 000
800 000
TÜRKİYE
433 000
216 000
127 381


Ülkemizdeki hidroelektrik santraller ve elektrik üretimleri:

·Güneş Enerjisi

Güneş Enerjisi Potansiyeli
Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m²-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Aylara göre Türkiye güneş enerji potansiyeli ve güneşlenme süresi değerleri ise:

AYLAR
AYLIK TOPLAM GÜNEŞ ENERJİSİ
GÜNEŞLENME SÜRESİ





(Kcal/cm2-ay)
(kWh/m2-ay)
(Saat/ay)
OCAK
4,45
51,75
103
ŞUBAT
5,44
63,27
115
MART
8,31
96,65
165
NİSAN
10,51
122,23
197
MAYIS
13,23
153,86
273
HAZİRAN
14,51
168,75
325
TEMMUZ
15,08
175,38
365
AĞUSTOS
13,62
158,4
343
EYLÜL
10,6
123,28
280
EKİM
7,73
89,9
214
KASIM
5,23
60,82
157
ARALIK
4,03
46,87
103
TOPLAM
112,74
1311
2640
ORTALAMA
308,0 cal/cm2-gün
3,6 kWh/m2-gün
7,2 saat/gün

Güneş enerjisinden; su ısıtmada, konut ısıtmada, pişirmede, kurutmada, soğutmada ve elektrik enerji eldesinde faydalanılır.

Güneş enerjisinin kullanılabilmesi için toplanması gereklidir. Bu toplama işlemi ısıl (güneş kolektörleri) ve elektriksel (fotovoltaikler) olmak üzere iki değişik yol ile yapılır.
Güneş panelleri, güneş ışığını direkt olarak elektriğe çevirirler. PV (photovoltaic) hücreler, güneş ışığını emdiği zaman, elektronlar bulundukları atomlardan ayrılarak madde içinde serbest kalırlar ve böylece bir elektrik akımı oluşur. Gelen enerjinin ancak 1/6 oranında bir kısmı elektrik enerjisine dönüşebilir.

Türkiye Güneş haritası:


BÖLGE
TOPLAM GÜNEŞ ENERJİSİ
(kWh/m2-yıl)
GÜNEŞLENME SÜRESİ (Saat/yıl)
G.DOĞU ANADOLU
1460
2993
AKDENİZ
1390
2956
DOĞU ANADOLU
1365
2664
İÇ ANADOLU
1314
2628
EGE
1304
2738
MARMARA
1168
2409
KARADENİZ
1120
1971
(Ek 3)
·Rüzgar Enerjisi

Rüzgarın şiddetinden yararlanılarak elde edilen bir enerji türüdür. Rüzgar türbinleri aracılığıyla enerji üretilir. Son 20 yıl içinde dünyada çok önemli bir enerji üretim aracı olarak kabul edilmiş ve çalışmalar hızlandırılmıştır. Avrupa Birliği ülkeleri, 2010 yılına kadar enerji tüketimlerinin %12’sini rüzgardan sağlamayı hedeflemişlerdir.

Türkiye, özellikle kıyı bölgeleri ile rüzgar enerjisinden faydalanabilecek konumdadır. 10m yükseklikteki ortalama rüzgar şiddeti 4-5 m/s olan bölgelerimizde 50-60m yükseklikteki güç yoğunluğu 500W/m2’yi aşmaktadır.

Rüzgar jeneratörleri,
oÇiftlikler, villalar, dağ evleri
oSanayi tesisleri
oTarım, sulama-pompalama tesisleri
oGSM santralleri
oTelekomünikasyon, radyo ve tv istasyonları
oYatlar ve deniz fenerleri
oTuristik işletmeler

gibi birçok alanda kullanılmaktadırlar.

Ülkemizde rüzgar enerjisi potansiyeli yüksek olan bölgeler;
Marmara
Ege
Akdeniz
Karadeniz
bölgeleridir.

Özellikle Çeşme ve Bozcaada, rüzgar enerjisi potansiyeli bakımından çok verimlidirler.

Türkiye’nin kurulu rüzgar gücü 200MW’tır. Yeni kurulacak santrallerle 475 MW’lık rüzgar gücü planlanmaktadır.


Ülkemizin Rüzgar Haritası ve Ülkemizdeki Rüzgar Gözlem İstasyonlarının Verileri:


·Jeotermal Enerji

Suyu ısıtmak ve buharlaştırmak için fosil yakıt yerine kullanılır. Bu nedenle jeotermal enerji, çevre dostu olarak bilinir. Türkiye, jeotermal zenginlik bakımından dünyanın 7. ülkesidir. Yüzey sıcaklığı 40oC’ın üzerinde olan alanlar, merkezi ısıtma, sera ısıtması, endüstri ve kaplıcalarda ve elektrik üretiminde kullanılmaktadır.

Türkiye’de 140 jeotermal sahadan sadece 4 tanesi elektrik üretimine uygundur:
oDenizli – Sarayköy (240 derece)
oAydın – Germencik (230 derece)
oAydın – Salavatlı (170 derece)
oÇanakkale – Tuzla (170 derece)


·Biyokütle Enerjisi

Hayvansal ve bitkisel organik atık/artık maddeler, çoğunluklaya doğrudan doğruya yakılmakta veya tarım topraklarına gübre olarak verilmektedir. Bu tür atıkların özellikle yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygın olarak görülmektedir.

Bu şekilde istenilen özellikte ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra atıkların gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır. Biyokütle teknolojisi ise organik kökenli atık/artık maddelerden hem enerji eldesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir.

Biyokütle enerjisi, klasik ve modern biyokütle enerjisi olmak üzere ikiye ayrılır.
Klasik biyokütle enerjisi, ormanlardan elde edilen yakacak odun, bitki ve hayvan artıklarıdır. Bunlar doğrudan yakılarak enerji elde edilebilir. Fosil yakıtlara göre daha az zararlıdır.
Modern biyokütle kaynakları ise orman ve ağaç endüstrisi atıkları, tarımsal endüstri atıklarıdır. Bazı bitkilerden dizel yakıtı yerine kullanılabilen yağlar elde edilebilmektedir.