Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Verimliliği ve Enerji Potansiyeli

“Temiz enerjilere” duyulan ihtiyaç her geçen gün daha fazla artmaktadır. Çünkü fosil yakıtlı enerjiler atmosfere yaydıkları sera gazı ile iklim değişikliği ve çevre kirliliğinin en önemli sorumlusu olarak görülmektedir. Karbondioksit ve metan gibi sera gazı salınımları ile her geçen gün dünyanın ekolojik dengesini tehdit etmekte olan enerji kaynakları yerine temiz ve yenilenebilir özellikteki enerji kaynakları her ülke için daha fazla revaçta olmaya başlamaktadır. Türkiye’nin de içinde bulunduğu pek çok ülke sürdürülebilirlik bilinciyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmektedirler. 



Yenilenebilir Enerji Nedir?

Dünyamızda 20. yüzyılda petrolden başka enerji kaynaklarının da olduğunun fark edilmesiyle yenilenebilir enerji kavramı hayatımıza girmiştir. Yenilenebilir enerji kısaca, sürekli devam eden doğal süreçlerdeki var olan enerji akışından elde edilen enerji, şeklinde tanımlanmaktadır. Yeryüzünde bir güç oluşturan her etmen, içinde enerji barındırmaktadır. Yenilenebilir enerji doğanın kendi bünyesinde bir döngü içinde devamlı olarak bulunan enerjidir. 
Yenilenebilir enerjinin en önemli özelliği, kullandıkça tüketilebilen bir kaynağa bağlı olmaksızın, sürekli kullanılabilir olmasıdır. Yenilenebilir enerji kaynakları kömür, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmada en önemli rolü üstlenmektedir. 

Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?

Yenilenebilir enerji kaynağı, yenilenebilir enerji türünün elde edildiği kaynaklara verilen addır. Tüketilmez ve sürekli yenilenen enerji kaynaklardan elde edilen yenilenebilir enerji, daha sürdürülebilir bir dünya için önemli bir role sahip bulunmaktadır. Günümüz teknolojisinde yenilenebilir enerji kaynaklarından verimli bir şekilde faydalanılabilmesi ve bu kaynakların geliştirilmesi hem iklim değişikliğiyle mücadelede hem de enerjide ithal ve fosil yakıt bağımlılığının aşılmasında kritik bir öneme sahiptir. 

Yenilenebilir enerji kaynağı olarak kabul edilen kaynaklar;

• Güneş Enerjisi: Yenilenebilir enerji kaynağı olarak günümüzde ve geleceğin en önemli kaynakları arasında yer alan güneş enerjisi, çeşitli teknolojilerle güneşten elde edilen enerji kaynağı çeşididir. İnsan sağlığını tehdit etmeyecek noktada yeryüzüne ulaşan güneş ışınlarının, özel paneller ile elektriğe dönüşmesi ile güneşten elektrik enerjisi elde edilebilmektedir. Güneş enerjisi, doğrudan güçlü bir elektrik enerji üretmesi ile beraber akla gelebilecek birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Elektrik ihtiyacının olduğu pek çok farklı alanda kullanılabilecek olan güneş enerjisinden aynı zamanda sıcak su temini sağlamak için de faydalanılmaktadır.
• Rüzgâr Enerjisi: Rüzgârın hareketinin bir sonucu olarak sahip olduğu kinetik enerjiye rüzgâr enerjisi adı verilmektedir. Rüzgârın sahip olduğu bu kinetik enerji, çeşitli yöntemlerle mekanik ve elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Rüzgâr enerjisi hem geçmişte hem de günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Rüzgâr enerjisi hava olan her yerde kullanılabilmektedir. Ancak rüzgâr enerjisinden verimlilik elde edilebilmesi için büyük hesaplamaların yapılması, rüzgâr türbinlerinin yeteri kadar rüzgâr alabilmesi ve türbinlerin aktif bir şekilde dönmesi için yapılacak matematiksel hesaplamaların oldukça profesyonel şekilde gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
• Jeotermal Enerji: Türkçede yer ısısı, yer enerjisi olarak da bilinen jeotermal enerji; toprağın derinliklerinde bulunan sıcak su, buhar ve gazların içindeki termal enerjidir. Yerin derinliklerindeki kayaçlar içinde birikmiş olan ısı enerjisinin akışkanlarca taşınarak rezervuarlarda depolanması ile oluşmuş sıcak su, buhar ve kuru buhara jeotermal kaynak adı verilmektedir. Jeotermal enerji günümüzde çoğunlukla elektrik üretimi ve termal uygulamaların gerektirdiği endüstriyel süreçlerde kullanılmaktadır.
• Biyokütle Enerjisi: Tarım atıkları, orman sektörü organik atıkları, hayvansal atıklar (mezbaha atıkları, dışkı, vb.) veya şehir atık sularının oksijensiz ortamda çürütülerek; yakıt olarak değerlendirilmesi ile elde edilen enerji türüne biyokütle enerjisi adı verilmektedir. Kısaca çeşitli organik malzemelerin yakılması ile elde edilen enerji olarak da tanımlayabileceğimiz biyokütle enerjisi; ısınma, enerji elde etme, elektrik enerjisi üretme, gübre ve benzeri ürün oluşturma gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadır.

• Hidrojen Enerjisi: Hidrojen, yakıt hücreleri üzerinde çalışan evrendeki en basit element ve en bol gazdır. Hidrojen enerjisi, hidrojenin saf halde ayrıştırılması ile beraber molekülleri üzerinden ortaya çıkan kimyasal enerjiye verilen addır. Farklı yöntemler kullanılmak suretiyle elektrik ya da ısı formlarına dönüştürülen hidrojen enerjisi, oldukça geniş bir alanda kullanılmakta ve değerlendirilmektedir. Özellikle geliştirilmiş yeni model araçlar için yakıt olarak, petrol elde edebilmek, atık ısı ve elektrik depolamak, deteryum ayırmak, ısıtma ve soğutma sağlamak gibi pek çok farklı alanda hidrojen enerjisinden faydalanılabilmektedir.
• Dalga Enerjisi: Dalga enerjisi, denizlerde ve okyanuslarda oluşan dalgaların itici hareketinden elde edilen enerji çeşididir. Dalga gücü olarak da bilinen dalga enerjisi, aslında dalgalar tarafından çekilen güçtür. Rüzgâr, deniz yüzeyine çarparak enerjiyi dalgalara aktarır. Bunlar güçlü enerji kaynağıdır. Enerji çıkışı dalga hızı, dalga boyu, dalga boyu ve su yoğunluğu ile ölçülmektedir. Dalgalar ne kadar güçlü olursa, güç üretme kabiliyeti de o kadar yüksektir. Dalga enerjisi kullanımının en önemi alanı elektrik üretimidir. Dalga gücü ile güç üretimi diğer kaynaklara nazaran daha zorlu ve daha maliyetlidir. Ancak dünyanın % 75'inin su ile çevrili olmasını dikkate alarak önümüzdeki yıllarda daha da popüler olacak bir yenilenebilir enerji kaynağı olduğunu söylemek mümkün. 
• Gelgit Enerjisi: Medcezir olarak da bilinen gelgit olayı; ay, güneş ve dünyanın çekim gücü ile merkezkaç kuvvetleri arasındaki etkileşim sonucunda meydana gelmektedir. Gelgit enerjisi kısaca; denizlerde ve okyanuslarda oluşan gelgit akıntılarının hareketi etkisiyle oluşan bir kinetik enerjidir. Gelgit enerjisi de dalga enerjisi çeşitlerinden birisidir. Gelgitte suyun sahip olduğu kinetik enerjiyi insanların işine yarayacak şekilde kullanmanın en iyi yolu elektrik enerjisine çevirmektir. Dolayısıyla gelgit enerjisi, elektrik üretimi amacıyla kullanılmaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynakları genellikle dört önemli alanda enerji sağlamaktadır. Bu alanlar elektrik üretimi, hava ve su ısıtma/soğutma, ulaşım ve kırsal (şebekeden bağımsız) enerji hizmetleridir. 

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Verimliliği

Dünyanın, 21. yüzyılda karşılaştığı en önemli sorunlardan biri de gittikçe artan enerji talebidir. 1990-2008 yılları arasında enerji tüketiminin %40 arttığı dünyada, üretilmekte olan enerjinin yüzde 80’den fazlası petrol, kömür ve doğalgaz gibi fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Fosil yakıtların iklim üzerindeki olumsuz etkileri, insanoğlunu farklı enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Tüm dünyada fosil yakıt kullanımının çevre ve insan sağlığına olan etkileri hakkında gittikçe artan bir farkındalık başlamıştır. Bu farkındalık sonucunda da yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yönelim önemli oranda artış göstermektedir. Doğanın kendi evrimi içinde bir sonraki gün aynen mevcut olabilen enerji kaynağı olarak ifade edilen yenilenebilir enerji, temiz ve çevreci bir enerji kaynağıdır. Doğada sürekli var olmaları sebebiyle yenilenebilir olmaları, karbon salınımlarını azaltarak doğaya zarar vermemeleri, temiz ve sürdürülebilir enerji olmaları gibi özellikleriyle öne çıkan yenilenebilir enerji kaynakları günümüzde pek çok farklı alanda verimli bir şekilde kullanılmaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynaklarından sıcak su temini, elektrik enerjisi üretimi, merkezi ısıtma ve soğutma, endüstriyel amaçlı kullanımlar, kimyasal madde ve minerallerin üretimi, tarım amaçlı kullanımlar, enerji üretimi, biyoyakıt üretimi, içme suyu elde edilmesi ve potansiyel teknoloji kullanımları gibi birçok farklı kullanım alanında faydalanılabilmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları, özelliklerine göre spesifik bir enerji ihtiyacında verimli olabildiği gibi birden fazla alanda kullanılabilen kaynaklar da mevcuttur. Yenilenebilir enerji kaynaklarının pek çoğu günümüzde belli bir maliyet ve iş gücü gerektiren enerji kaynakları olsa da insanlık için gereken elektrik üretimi için sonsuz kaynak olmaları sebebiyle kritik öneme sahip bulunur.




Türkiye’nin Yenilenebilir Enerji Potansiyeli

Yenilenebilir enerji kaynaklarından verimli bir kullanım elde edebilmek için o yerin yenilenebilir enerji potansiyeline sahip olması gerekmektedir. Ülkemizin yenilenebilir enerji potansiyeli gerek enerjinin kullanım alanı gerekse de iklim şartları açısından oldukça yüksektir. Türkiye’nin resmi enerji politikası, 2023 yılına kadar ülkenin dış kaynaklara olan bağımlılığını azaltmak ve doğal kaynaklara harcanan maliyeti kısarak iç kaynaklardan maksimum ölçüde faydalanmaktır. Bu politika çerçevesinde 2023 yılında toplam elektrik üretiminin %30’unun yenilenebilir kaynaklardan temin edilmesi hedeflenmektedir. 

Türkiye; coğrafi konumu ve iklim koşulları sebebiyle güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye kıyasla daha elverişli durumdadır. Türkiye’nin yıllık güneşlenme süresi pek çok ülkeye göre oldukça fazladır. Güneş enerjisinin Türkiye’deki kullanım alanları daha çok seraların ve binaların ısıtılması, park, bahçe ve otoparkların aydınlatılması, zirai ürünlerin kurutulması ve son zamanlarda evlerde elektrik enerjisi üretilmesi şeklindedir. Güneş kolektörleri (güneş paneli) ise suların ısıtılmasında ülkemizde oldukça fazla kullanılan bir sistemdir. Türkiye, genel olarak güneşlenme avantajının üstünlüğünü elektrik enerjisi elde etmekten ziyade güneş enerjisinden sıcak su elde etmek amacıyla değerlendirmektedir. Ülkemiz, rüzgâr potansiyeli bakımından da oldukça zengin bir ülkedir. Rüzgâr enerjisi kullanım potansiyeli her geçen yıl artış gösteren Türkiye’de 2025 yılında 20.000 MW’lık bir rüzgâr enerjisi kullanım potansiyeli hedeflenmekte böylece elektrik ihtiyacının %7’sinin rüzgâr enerjisinden karşılanması öngörülmektedir. Hidrolik enerji, Türkiye’de yenilenebilir enerji üretiminde en büyük paya sahip bulunan enerji kaynağı olmasına rağmen son yıllarda yaşanan küresel ısınma ve kuraklık gibi olumsuzluklar nedeniyle hidroelektrik santrallerinden beklenen katkı sağlanamamaktadır. Türkiye’de hidrolik enerjinin büyük kısmı Atatürk, Karakaya, Keban ve Altınkaya Barajlarından karşılanmaktadır. 

İklim ve coğrafya açısından yenilenebilir enerji kullanımına oldukça elverişli olan Türkiye, son yıllarda artan enerji ihtiyacına, iklim değişikliğinin getirmiş olduğu risklere ve enerjide dışa bağımlılığın yarattığı mali külfete de istinaden yenilenebilir enerji kaynaklarına daha fazla yönelmeye başlamıştır.  Ülkemiz enerji üretimi alanında genellikle yenilenebilir enerjiye, özelde ise rüzgâr ve güneş enerjisine yoğunlaşmış vaziyettedir. Ancak yenilenebilir enerji kaynaklarının potansiyelinden en iyi şekilde faydalanmak, verimliliği arttırmak ve hidroelektrik enerji dışındaki yenilenebilir enerji kaynaklarının daha etkin kullanılabilmesini sağlamak adına bu süreci destekleyen yasal düzenlemelere daha fazla gereksinim duyulmaktadır. Türkiye’nin yenilenebilir enerjiye dair planların hedefini daha yüksek tutması için ayrıca temiz enerji kaynaklarının kurulumları için yatırımcılara yönelik teşvikleri artırma, temiz enerjiyi arz güvenliğinin ana unsuru haline getirme temel politikasını izlemesi gerekmektedir. İç kaynakların en uygun koşullarda kullanılmasına, bu kaynakların doğaya en az şekilde zarar vermesine ve ekonomik gelişime maksimum katkı sağlamasına dayalı bir enerji politikasının belirlenmesi, pek çok ülke için olduğu gibi Türkiye için de bir zorunluluktur. Tüm bunların yanı sıra; yenilenebilir enerji kaynaklarına ait sağlıklı, güvenilir veri setlerinin oluşturulması ve bu veri setlerinin güncelliğinin sağlanması da verimliliği arttırmak açısından oldukça önemlidir. 

Yenilenebilir enerji; çevre dostu ve güvenli enerjinin temini, sürdürülebilir bir ekonomik yapı oluşturmak adına tüm ülkeler için verimliliği son derece yüksek bir kaynaktır. Dünya ülkeleri fosil yakıtların gerçek maliyetini ve çevreye yaydığı sera gaz salınımlarını giderek daha çok fark etmekte dolayısıyla da yenilenebilir enerjiye dayalı politikalar geliştirmektedir.