10. SINIF FİZİK · ÜNİTE 8 · ENERJİ KAYNAKLARI

Tükenenler, tükenmeyenler

Enerji kaynakları ilk dönemlerde ihtiyaç, sonraki dönemlerde ekonomik zenginlik, günümüzde ise kalkınmanın ölçütlerinden biri hâline gelmiştir. Bu sayfada fosil yakıtlar ve nükleer enerji (yenilenemeyen); hidrolik, rüzgâr, güneş, jeotermal, biyokütle, dalga, hidrojen (yenilenebilen); yeşil enerji etiketi, vampir cihazlar ve karbon ayak izi var.

01 / SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ

İki büyük aile, tek ölçüt

GİRİŞ

Enerji, hayatın her alanı için vazgeçilmez bir ihtiyaçtır. Bu ihtiyaç, yenilenebilen ve yenilenemeyen enerji kaynakları ile sağlanır.

Yenilenemeyen enerji kaynakları, tükenme hızı oluşum hızına göre çok fazla olan ancak sürdürülebilirliği olmayan fosil (mineral) yakıtlar ve nükleer enerjidir.

Sürekli devam eden doğal süreçlerdeki enerji akışından elde edilen, yenilenemeyen kaynaklara göre daha az kirletici madde salınımına neden olan enerji kaynaklarına yenilenebilen enerji kaynakları denir. Bu kaynaklar güneş, rüzgâr, hidrojen, dalga ve biyokütle enerjileri ile hidrolik ve jeotermal enerjilerdir.

Yenilenebilen enerji kaynakları; yerli kaynak kullanımı ile enerjide dışa bağımlılığı azaltan, ülke ekonomisini güçlendiren ve ülkenin enerji ihtiyacını karşılamaya yönelik enerji kaynaklarıdır.

Sürdürülebilir enerji ise şudur: doğanın dengesini koruyan, çevreye zarar vermeyen, yenilenebilen kaynaklardan elde edilen enerji.

TARİHÇE · SUDAN VE RÜZGÂRDAN

Enerji kullanımına yönelik en önemli teknolojik dönüşümler su ve rüzgâr gücünden yararlanılmasıyla başlamıştır. XII. yüzyılda Cezeri, su ve rüzgâr enerjisiyle çalışan çeşitli makineler tasarlayarak enerjinin daha verimli kullanılmasına öncülük etmiş; bu makineler tarımsal üretimde sulama sistemlerini geliştirmiş ve günlük yaşamın kolaylaştırılmasında önemli rol oynamıştır.

Bu yeni buluşlar insan hayatını kolaylaştırırken aynı zamanda enerji gereksinimini de artırmıştır. Toplumların kişi başına düşen enerji üretim ve tüketim miktarı, sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşma noktasında önemli bir göstergedir.

Dünyada en hızlı gelişme gösteren enerji biçimi elektrik enerjisidir. Bu bakımdan enerji kaynakları daha çok elektrik üretiminde kullanılmaktadır.

On enerji kaynağı tek şemada. Düğmelerle birini seç: hangi aileye ait olduğunu, nasıl elektriğe çevrildiğini ve Türkiye’deki 2023 payını göreceksin.

İNTERAKTİF: ENERJİ KAYNAKLARI ŞEMASI
02 / YENİLENEMEYEN ENERJİ KAYNAKLARI

Fosil yakıtlar ve nükleer enerji

GENEL

Yenilenemeyen enerji kaynakları nükleer enerji ve yer altı zenginlikleri olan fosil yakıtlardır. Bu kaynaklar endüstri için önemli enerji kaynakları olarak görülse de gerekli tedbirler alınmadığında çevreye zarar verebilir.

FOSİL YAKITLAR

Fosil yakıtlar, organik maddelerin yer altında basınç ve sıcaklığa maruz kalmasıyla oluşur. Doğada oluşan fosil yakıtlar katı, sıvı ya da gaz hâlinde bulunabilir.

Karbon içerikleri yoğun olan ve yer altından çıkarılan fosil yakıtlar termik santrallerde yakılarak açığa çıkan kimyasal enerji ısıya dönüştürülür. Bu ısı ile oluşan yüksek basınçlı buharın türbinleri döndürmesi ile jeneratörlerden elektrik enerjisi elde edilir.

Fosil yakıtlar yakıldığında atmosfere karbondioksit salınır. Bunun sonucunda ortaya çıkan sülfat, nitrojen gibi tehlikeli atıkların su yollarına karışması durumunda çevre kirlenir. Bu durum ekolojik dengenin bozulmasına, canlıların solunum zorluğu yaşayarak sağlıklarının olumsuz etkilenmesine ve yaşam alanlarının zarar görmesine yol açar.

Bu etkilere rağmen fosil yakıtlar kolaylıkla depolanıp gerektiğinde enerji üretmek için kullanılabilmektedir. Bu özellikleri nedeniyle dünya genelinde en fazla kullanılan enerji kaynaklarıdır.

2023 verilerine göre Türkiye’de elektrik üretiminin %57,7’si fosil yakıtlardan sağlanmaktadır.

KÖMÜR

Kömür, fosil yakıtlar içinde en yüksek karbon seviyesine sahip enerji kaynağıdır. Elektrik santrallerinde yanmasının kolaylığı nedeniyle sıkça tercih edilir.

Kömür, ısının etkisiyle kok kömürü hâline getirilerek özellikle demir çelik sanayisinde birçok metalin üretiminde kullanılır.

PETROL

Petrol, atmosferik basınç ve sıcaklık koşullarında sıvı hâlde bulunan hidrokarbon karışımıdır. Rafine edilmemiş sıvı hâldeki ham petrol işlenerek benzin, mazot, yağ yakıt (fuel-oil), LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı), gaz yağı, asfalt, katran, plastik gibi petrokimyasal ürünler elde edilir.

Petrol, dünyadaki toplam enerji tüketiminde en yüksek paya sahiptir. Elektrik üretiminden taşımacılığa kadar yaygın bir kullanım alanı vardır.

DOĞAL GAZ

Doğal gaz; yanıcı, havadan hafif, renksiz ve kokusuzdur. Metan, etan, propan gibi hidrokarbonlar ile karbondioksit, azot, helyum ve hidrojen sülfürden oluşur.

Yer altında bağımsız olarak veya petrol kaynakları ile aynı alanda bulunabilir. Fosil yakıtlar arasında en temizidir; sanayi tesislerinde, hizmet sektöründe ve konutlarda kullanılır. Doğanın yeniden oluşturabileceğinden daha hızlı tükendiği için yenilenemeyen sayılır.

TÜRKİYE · FATİH SONDAJ GEMİSİ

İklim kriziyle mücadele devam ederken bir yandan da yer altındaki fosil yakıt rezervlerini keşfetme ve kullanma çalışmaları sürdürülmektedir. Bu çerçevede Türkiye’nin enerji alanındaki en önemli girişimlerinden biri, Fatih sondaj gemisi ile yürütülen petrol ve doğal gaz arama faaliyetleridir. Türkiye’nin ilk derin deniz sondaj gemisi olan Fatih, enerji bağımsızlığına katkı sağlamayı ve ülke ekonomisini güçlendirmeyi amaçlamaktadır.

NÜKLEER ENERJİ

Ağır atom çekirdeklerinin parçalanarak hafif atom çekirdeklerine dönüşmesi sırasında ortaya çıkan enerjiye nükleer enerji denir.

Nükleer enerji genellikle uranyum çekirdeğinin baryum ve kripton çekirdeklerine bölünmesiyle elde edilir. Nükleer enerjinin kontrollü bir şekilde açığa çıkarılması 1942’de Enrico Fermi öncülüğünde kurulan reaktörde gerçekleştirilmiştir.

Çekirdek bölünmesi sonucunda madde, kütlesinin çok küçük bir kısmını kaybeder. Kayıp kütle, ısı ve yüksek enerjili elektromanyetik ışınım olarak enerjiye dönüşür. Nükleer santrallerde bu enerji ile elde edilen su buharı türbinleri döndürerek elektrik üretir.

Enrico Fermi (1901-1954), İtalyan deneysel ve teorik fizikçidir. İlk nükleer reaktörün geliştirilmesi, Kuantum Teorisi, nükleer ve parçacık fiziği alanlarında çalışmalar yapmış; 1938 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü almıştır.

Nükleer enerjiye yönelimin en güçlü sayısal gerekçesi: 1 kg yakıttan elde edilen elektrik. Kaydırakla ölçeği değiştir — logaritmik ölçeğe geçmeden aradaki farkı çubuklarda görmek mümkün değil.

İNTERAKTİF: 1 KG YAKITTAN KAÇ kWh?
NÜKLEER SANTRALLERİN ÖZELLİKLERİ

1970’li yılların başındaki petrol krizi, toplum ve sanayideki yüksek enerji talebi, enerji kaynaklarının rezerv ve verimleri; yüksek teknoloji gerektiren nükleer santrallerin kurulumunu hızlandırmıştır.

  • · İşletimleri sırasında hiçbir sera gazı emisyonuna neden olmadıklarından havayı en az kirleten santrallerdir. Bu yönüyle iklim krizi ile mücadelede yararlı olacakları düşünülmektedir.
  • · Radyoaktif atıklarının denetim altında tutulup doğru şekilde saklanması çevre açısından oldukça önemlidir.
  • · Birim elektrik üretimi başına kurulum alanı, diğer tüm santrallere göre oldukça küçüktür. Bu yönüyle doğal hayat, tarım ve yerleşime etkisi daha azdır.
  • · Üretimin meteorolojik şartlardan etkilenmemesi, nükleer yakıt maliyetinin toplam maliyet içinde çok düşük olması ve yüksek istihdam imkânları sunması avantajları arasındadır.
  • · Bugün dünyadaki elektrik arzının yaklaşık %10’u nükleer santraller tarafından karşılanır.
  • · Temmuz 2023 itibarıyla 31 ülkede toplam 410 nükleer santral bulunmaktadır. 2030 yılına kadar, aralarında petrol zengini olanların da bulunduğu birçok ülkede 164 yeni nükleer santral kurulması planlanmaktadır.

Artan enerji ihtiyacını karşılamak için Türkiye’nin Mersin ilinde Akkuyu Nükleer Santrali’nin inşasına başlanmıştır. Bu santralin Türkiye’nin enerji ihtiyacının önemli bir kısmını karşılayacağı ve enerji güvenliğini artıracağı öngörülmektedir.

ÇÖZÜMLÜ ÖRNEK · NÜKLEER SANTRALİN ŞEMASI

Bütün nükleer santrallerde genel olarak reaktör, buhar jeneratörü ve türbin vardır. Reaktör, nükleer tepkimenin gerçekleştiği ekipmandır; buradaki çekirdek tepkimelerinin hızı bir dizi işlemle kontrol altında tutulur. Buhar jeneratörü reaktörden aldığı ısıyı bir su kaynağına aktarır. Su, yüksek basınçlı buhara dönüştürülür ve jeneratör ile elektrik enerjisi elde edilir.

Özellikleri: Nükleer enerji, atom çekirdeklerinin bölünmesi ile ortaya çıkan enerjidir. Bu enerji ısı olarak açığa çıkar ve nükleer santrallerde kontrol altında tutularak elektrik enerjisine dönüştürülür.

Nükleer santraller neden su kenarına kurulur? Şemadaki soğutma kulesi bunun cevabıdır: ısınan suyun tekrar soğutulmasına ihtiyaç duyulur. Su kaynakları, ısınan suyu soğutma görevini üstlenir.

Aşağıdaki zincir, bir termik santral ile bir nükleer santralin enerji yolunu yan yana gösterir. Düğmelerle geç:

İNTERAKTİF: SANTRAL ZİNCİRLERİ
03 / YENİLENEBİLEN ENERJİ KAYNAKLARI

Doğanın yeniden doldurduğu depo

TANIM VE ÖNEM

İnsan ömrüne göre kısa sürede yerine konulabilen enerjilere yenilenebilen enerji, bunların elde edildiği kaynaklara da yenilenebilen enerji kaynakları denir.

Fosil yakıtların aksine, yenilenebilen enerji kaynakları çevreye daha az zarar verir ve sürdürülebilir bir gelecek için önemli bir alternatif sunar.

Önem kazanmasında şunlar etkili olmuştur: kaynak kullanımını sağlayan ilgili teknolojilerin çevre dostu olması, enerji kaynaklarının sınırsız olması ve Kyoto Protokolü gibi uluslararası çevre sözleşmeleri. Teknolojik sorunlarının çözülerek maliyetlerinin düşürülmesi durumunda yüzyılın en önemli enerji kaynakları olacağı düşünülmektedir.

Başlıcaları: güneş, rüzgâr, biyokütle, dalga ve hidrojen enerjileri ile jeotermal ve hidrolik enerjilerdir.

Kyoto Protokolü nedir? 1997 yılında Japonya’nın Kyoto şehrinde imzalanarak 2005 yılında yürürlüğe giren, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’nin bir parçası olarak kabul edilen uluslararası bir anlaşmadır. Temel hedefi, küresel ısınmayı sınırlamak ve iklim değişikliğiyle mücadele etmek için sera gazı emisyonlarını azaltmaktır.

HİDROLİK ENERJİ · %19,6

Hidrolik enerji, akan suyun potansiyel ve kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilen yenilenebilir enerji kaynağıdır.

Barajlarda biriktirilen suyun sahip olduğu enerji, türbinleri döndürmek için kullanılır. Dönen türbinler, bağlı olduğu jeneratörlerle mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.

Barajların etkileri iki yönlüdür: tarım arazilerinin su altında kalması, ekosistemlerin değişmesi, yerleşim yerlerinin taşınması gibi etkilerin yanı sıra enerji üretimi, su temini ve taşkın kontrolü gibi ekonomik faydalar da sağlar.

Avantajları: kuruluş maliyetleri yüksek ancak işletme maliyetleri düşüktür, teknik ömürleri çok uzundur ve dışa bağımlılığı azaltır.

Yusufeli Barajı, 275 metre yüksekliğiyle Türkiye’nin en yüksek barajıdır ve Artvin ilinin Yusufeli ilçesinde yer alır.

RÜZGÂR ENERJİSİ · %10,4

Rüzgâr enerjisi, rüzgârın kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilir. Rüzgâr türbinleri ile rüzgârın kinetik enerjisi önce dönme kinetik enerjisine, daha sonra elektrik enerjisine dönüştürülür.

Rüzgârdan elde edilen enerji, rüzgârın o anki hızına ve etki süresine bağlıdır.

Avantajları: ilk yatırım maliyeti bugün güç santralleriyle rekabet edebilecek düzeydedir; bakım ve işletme maliyetleri düşüktür. Rüzgâr; çevre dostu, sürekli yenilenen, yerel elektrik üretimi için kullanılabilen, temiz bir enerji kaynağıdır.

Dezavantajları: çok fazla yer işgal etmesi, kuş ölümlerine yol açması, çevredeki elektromanyetik dalgayı etkilemesi ve gürültü kirliliğine yol açması.

İzmir’in Aliağa ilçesindeki rüzgâr türbinleri bu kaynağın kullanımına örnektir.

GÜNEŞ ENERJİSİ · %5,7

Güneş enerjisi, güneş ışınlarının taşıdığı enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilir. Güneş panelleri, bu dönüşümü gerçekleştirmek için kullanılan temel teknolojidir.

Güneş, sürekli ve çok büyük miktarda enerji yayar. Güneş enerjisi ısı, ışık ve elektriğe dönüştürülerek kullanılır. Güneş ışığından elektrik elde etmek için fotovoltaik sistem adı verilen güneş panellerinden yararlanılır. Bu sistemler çok yer kaplar ancak çevreyi kirletmez. Ayrıca ulaşılması güç bölgeler için enerji sorununa karşı bir çözümdür.

Petrol krizi, fosil yakıtların tükeneceği endişesi ve çevreyi korumanın gerekliliği güneş enerjisine verilen önemi artırmıştır. Bugün bilim insanları nanoteknoloji ile ince, katlanabilen ve maliyeti düşük güneş panelleri üzerine çalışmaktadır.

JEOTERMAL ENERJİ · %3,4

Jeotermal enerji, yer altının derinliklerinde bulunan yüksek sıcaklığın oluşturduğu ısının elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilir.

Yer altında bulunan yüksek sıcaklık ile ısınan yer altı suları, yer kabuğunun çatlaklarından ilerleyerek jeotermal saha adı verilen alanlardan su ve buhar olarak yeryüzüne çıkar. Jeotermal enerji santrallerinde elektrik üretilir.

Avantajları: maliyeti düşük, hava koşullarından bağımsız ve bölgesel olan, dışa bağımlılığı azaltan ve doğru kullanıldığında çevre dostu bir kaynaktır. Dezavantajı: termal suyun aşındırıcı etkisi ile yıpranan boru ve pompa gibi donanımların sık sık yenilenmesi gerekir.

Ayrıca tarım, kurutma, ısıtma, turizm, balıkçılık gibi alanlarda da kullanılır. Örneğin dünyada çevre kirliliğinin en az olduğu ülkelerin başında gelen İzlanda’da binaların %95’i jeotermal enerji ile ısıtılır.

BİYOKÜTLE ENERJİSİ · %2,14

Biyokütle enerjisi; hayvansal ve bitkisel yağ atıkları, gıda ve yem değeri olmayan tarımsal atıklar, endüstriyel odun dışındaki orman ürünleri gibi organik maddelerden elde edilir. Bu atıklar ve maddeler bir döngü içerisinde olduklarından sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynağı sayılır.

Birçok bölgede yerel olarak üretilebildiğinden enerjide dışa bağımlılığı azaltır. Üretmek için biyokütle tarımı adı altında mısır, şeker kamışı, kavak gibi kısa sürede yetişen bitkiler tercih edilir; üretim biyogaz tesislerinde yapılır. Bu tesislerde atıkların oksijensiz ortamda karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesi sonucu biyogaz elde edilir.

Isı, elektrik ve kimyasal madde üretiminde kullanılan biyogaz, tarımsal ve ormansal atıkların değerlendirilmesi bakımından atık yönetimine katkı sağlar. Dezavantajı: üretimin artması arazi kullanımı ve doğal yaşam alanları üzerinde baskı oluşturabilir; doğru kullanılmazsa sera gazı salımını ve hava kirliliğini artırabilir.

DALGA VE HİDROJEN

Dalga enerjisi, okyanus ya da deniz dalgalarının kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile elde edilir. Dünya yüzeyinin 2/3’ünü kaplayan okyanuslarda bulunan akıntı, gelgit, dalga gibi zengin kaynaklar yenilenebilir özelliktedir; türbinler yardımıyla çevre kirliliğine neden olmadan elektrik elde edilebilir. Toplu konutlar, tatil köyleri ve endüstri kuruluşlarına düşük maliyetli enerji sağlamak amacıyla kullanılır. Dezavantajı: deniz ekosistemine zarar verebilecek ve deniz trafiğini engelleyebilecek nitelikte olması.

Hidrojen enerjisi, hidrojenin kimyasal enerjisinin elektrik veya ısıya dönüştürülmesi ile elde edilir. Üretiminin zorluğu nedeni ile henüz çok yaygın değildir. Hidrojen yakıt hücreleri sayesinde kimyasal tepkimeler ile elektrik üretir; bu hücreler nanoparçacıklar yardımıyla havayı temizlerken yakıt üreten ve gücünü ışıktan alan bir jeneratördür. Yaygınlaşması için hidrojenin yüksek yoğunlukta ve güvenli bir şekilde depolanması gerekir; bu da zor ve maliyetli bir iştir. Çevreye fosil yakıtlarınki kadar zararlı madde salımı yapmaz.

2023 verilerine göre Türkiye’de elektrik üretiminin kaynaklara dağılımı. Çubuklara bak: fosil yakıtlar hâlâ yarıdan fazla.

İNTERAKTİF: TÜRKİYE’DE ELEKTRİK ÜRETİMİ (2023)
04 / YEŞİL ENERJİ VE TASARRUF

Üretmek kadar önemli: harcamamak

YEŞİL ENERJİ

Ülkeler, enerji kaynakları konusunda farklı zenginliklere sahiptir. Bu durum, ülkeler arasında enerji nakil hatlarının kurulmasına neden olur; bu da çevresel ve toplumsal bazı sorunları beraberinde getirir.

Güneş, rüzgâr, jeotermal, hidrolik gibi yenilenebilen temiz enerji kaynakları bir ülkenin yerli kaynaklarıdır. Bu doğal kaynaklar, bulunulan coğrafyanın özelliklerinden doğrudan etkilenir. Enerjide dışa bağımlılığı azaltan yeşil enerji etiketine sahip temiz enerji kaynaklarını bilinçli ve tasarruflu kullanmak, ülke ekonomisine önemli katkılar sağlar.

Yeşil enerji etiketi, enerji tüketimini belirli bir ölçüt üzerinden sınıflandırarak tüketiciyi ürünlerin çevresel etkileri hakkında bilgilendiren etiketleme sistemidir. Koyu yeşil renk, ilgili ürünün daha az enerji harcadığını gösterir. Bu etiketler; enerji verimliliği, yenilenebilir enerji kullanımı, karbon ayak izi gibi faktörlere göre ürünleri derecelendirir.

Türkiye’de temiz enerji projeleri hayata geçirilmektedir. Projelerle güneş ve rüzgâr enerjisi alanlarında yerli enerji teknolojilerinin geliştirilmesi, temiz enerji sektöründe nitelikli eleman yetiştirilmesi, iklim değişikliği ile mücadele ve enerjide dışa bağımlılığın azaltılması hedeflenmektedir. Bu kapsamda Yenilenebilir Enerji Kaynak Alanı (YEKA) Modeli Yönetmeliği 2016 yılında yürürlüğe girmiştir. YEKA projeleri devlet desteği ve özel sektör yatırımıyla gerçekleştirilir; bu sayede güneş enerji santralleri (GES) ve rüzgâr enerji santrallerinin (RES) kurulması sağlanmaktadır.

a) VAMPİR CİHAZLAR

Evlerde ve iş yerlerinde bekleme konumunda tutulan cihazlar, sızıntı hâlinde de olsa enerji harcar. Bu cihazlar “vampir cihaz” olarak adlandırılır.

Örnekler: kumandadan kapatılan televizyonlar, uyku modunda bırakılan bilgisayarlar, açık kalan modemler, şarjı dolmuş ama fişten çekilmemiş cihazlar.

Toplam çalışma saatleri ve sayıları dikkate alındığında vampir cihazların hem aile bütçesine hem de ülke ekonomisine zararı vardır. Bu zararı en aza indirmek için cihazlar şarj olduğunda fişlerini prizden çekmek ve cihaz satın alırken güç etiketlerine dikkat etmek, sorumlu vatandaş davranışlarındandır.

b) ENERJİ ETİKETLERİ

Elektrikli ürün satın alırken enerji sınıfına dikkat etmek, tasarruf etmenin en etkili yöntemlerinden biridir. Enerji sınıfı etiketleri, bir ürünün enerji verimliliği konusunda tüketiciye bilgi verir.

Enerji sınıfları harflerle ifade edilir. En yüksek verim A harfi ile gösterilir. A harfinden G harfine doğru gidildikçe enerji verimliliği azalırken enerji tüketimi artar.

Etiketlerde çamaşır, kurutma ve bulaşık makineleri için 100 çalışma döngüsünde; buzdolabı için 100 günde ve televizyonlar için 1000 saatte tüketilen enerji gösterilir. Bulaşık ve çamaşır makinelerinde etiketler elektrik tüketiminin yanı sıra su tüketimi açısından da alıcılara fikir verir.

c) ENERJİ VERİMLİ LAMBALAR

Akkor ampuller, elektrik akımının çoğunu ısı olarak kaybettiğinden verimsizdir. Tasarruflu lamba (CFL) olarak bilinen floresan lambalar cıva buharı, argon gibi gazlarla ışık üretir. LED lambalar yarı iletkenler kullanılarak hemen ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır.

Aynı parlaklığı sağlamak için 50 W’lık akkor ampul yerine 6 W’lık LED lamba kullanılması arasında önemli farklılıklar vardır.

LED lambaların üstünlükleri: düşük enerji harcaması, uzun kullanım süresi, düşük karbon emisyonu, ısı kaybının az olması, cıva ve diğer toksik maddeleri içermemesi.

Kaç saat yanıyor, kaç lamba var, elektriğin birim fiyatı ne? Kaydıraklarla değiştir: 50 W akkor ile 6 W LED arasındaki yıllık farkı kWh ve para olarak gör.

İNTERAKTİF: AKKOR AMPUL ↔ LED
ÇÖZÜMLÜ ÖRNEK · KARBON AYAK İZİ

Su buharı, karbondioksit, metan gibi gazlar başlıca sera gazlarıdır. Bu gazların miktarı arttıkça yeryüzü daha fazla ısınmaktadır. Isınma, aydınlatma, ulaşım, endüstriyel süreçler gibi insan faaliyetleri doğrudan ya da dolaylı olarak sera gazı salımına neden olmaktadır.

Bir kişinin, ülkenin veya kuruluşun sürdürdüğü faaliyetler sonucu atmosfere saldığı sera gazlarının karbondioksit cinsinden karşılığına “karbon ayak izi” denir.

Nasıl azaltılır? Öncelikle toplumda tasarruf bilinci geliştirilmelidir. Bunun için vatandaşlar ulaşımda bisiklet veya toplu taşıma kullanmak, ürün seçiminde enerji sarfiyatı az olanları tercih etmek, geri dönüşüme ve çevre temizliğine dikkat etmek gibi konularda duyarlılık kazanmalıdır. Bir ülke, çevre dostu olup temiz enerji kaynaklarına yatırım yaparsa karbon ayak izini azaltabilir.

SERA ETKİSİ · İKİ TEMEL

Camdan yapılmış çiçek seralarında “sıcaklık etkisini artırıcı etki” olarak adlandırılan sera etkisi iki temele dayanır:

  • 1. Cisimlerin sıcaklıkları ile doğru orantılı olarak ışıma enerjisi yayması.
  • 2. Hava, cam gibi maddelerin saydamlığının ışıma dalga boyuna bağlı olması.

Hava, normal şartlar altında görünür ışık ve kızılötesi ışığa karşı saydamdır. Bununla birlikte havanın yapısında aşırı su buharı ve karbondioksitin bulunduğu durumlarda sadece görünür ışık için saydamlık gösterirken kızılötesi ışık için opak (saydam olmayan) madde gibi davranarak bu ışığı geçirmez.

Aynı etki, Güneş ışımasına karşı saydam olan yerküre atmosferinde de geçerlidir. Yerküre, Güneş’ten gelen ışıma enerjisini soğurur ve bu enerjinin bir kısmını geri yansıtır. Atmosferdeki su buharı ve karbondioksit, yansıtılan ışımaların büyük kısmını soğurur ve yerküreye geri gönderir. Bu durum, yerkürenin aşırı soğumasını engeller.

İnsan kaynaklı kullanımlar sonucunda karbondioksit oranının artması ile sera gazı dengesinin bozulması, fazla ısınmaya ve çevresel sorunlara yol açmaktadır. Yerkürenin sıcaklığının giderek artması buzulların erimesine, deniz seviyelerinin yükselmesine, okyanusların ısınmasına, iklim değişikliğine ve canlı türlerinin yok olmasına neden olmaktadır.

Dikkat: sera etkisi kendi başına kötü bir şey değildir — yerkürenin aşırı soğumasını engelleyen odur. Sorun etkinin varlığı değil, insan kaynaklı karbondioksit artışıyla dengesinin bozulmasıdır.

05 / AVANTAJ VE DEZAVANTAJLAR

İki aile yan yana

YENİLENEMEYEN · AVANTAJ / DEZAVANTAJ

Avantajları

  • · Doğada, işletilmeye ve kullanılmaya hazır hâldedir.
  • · Fosil yakıtlardan üretilen elektriğin maliyeti düşüktür.
  • · Nükleer enerjinin sera gazı etkisi yoktur.
  • · Nükleer enerjide az miktarda ham madde ile çok fazla elektrik üretilir.

Dezavantajları

  • · Çevre ve hava kirliliğine neden olur.
  • · Küresel ısınmaya olumsuz etkileri vardır.
  • · Rezervleri sınırlıdır, sürdürülebilir değildir.
  • · Çıkarılmaları için gereken madencilik faaliyetleri sağlıksız ve tehlikelidir.
  • · Radyoaktif atıklar tehlikelidir.
  • · Nükleer güç santrallerinin kurulması ve güvenliği, yüksek teknoloji ve maliyet gerektirir.
  • · Santralde meydana gelebilecek bir kaza sonrası yayılan radyasyon, uzun yıllar boyunca canlıları olumsuz etkiler.
YENİLENEBİLEN · AVANTAJ / DEZAVANTAJ

Avantajları

  • · Çevre dostudur.
  • · Güvenli ve sürdürülebilir enerji kaynaklarıdır.
  • · İstihdamı artırır.
  • · Yerli kaynaklardır, dışa bağımlılığı azaltır.
  • · Küresel enerji fiyatlarında istikrar sağlar.
  • · Tesisleri az bakım ister.

Dezavantajları

  • · Elektrik üretim kapasiteleri yeterince yüksek değildir.
  • · Konumları ve hava şartları üretimini etkiler.
  • · Yatırım maliyetleri yüksektir.
  • · Verimleri düşüktür.

On enerji kaynağının tanımı, ailesi, avantajı ve dezavantajı tek tabloda. Filtreleyerek aradığını bul:

Şimdi kendin denetle: aşağıdaki her özellik hangi enerji ailesine ait? Hücrelere tıkla (✓ / ✗), sonra Denetle’ye bas.

UYGULAMA · İKİ GÖRSEL, İKİ AİLE

Görsel 1: petrolle çalışan bir arabanın yakıt alması. Petrol, yenilenemeyen enerji kaynaklarındandır. Ülkelerin yer altı zenginliklerindendir; ancak tükenen, çevreyi kirleten, çıkarılması için madencilik işlemleri gerektiren bir kaynaktır.

Görsel 2: güneş enerjisi ile çalışan paneller. Güneş, yenilenebilen kaynaklardandır. Enerjisi tükenmeyen, çevre dostu olan, enerjide dışa bağımlılığı azaltan ancak hava şartlarına göre enerji üretiminde değişkenlikler gösteren bir kaynaktır.

TUZAK · ÜÇ KARIŞAN NOKTA

1. “Nükleer enerji yenilenebilirdir çünkü sera gazı salmıyor.” İki ayrı şey karışıyor. Yenilenebilirlik kaynağın kendini yenileyip yenilemediğine bakar; uranyum rezervi sınırlıdır, dolayısıyla nükleer yenilenemeyendir. Sera gazı salmaması ise onun avantajıdır — ayrı bir ölçüt.

2. “Doğal gaz temiz olduğu için yenilenebilirdir.” Doğal gaz fosil yakıtlar arasında en temizidir, ama yine bir fosil yakıttır: doğanın yeniden oluşturabileceğinden daha hızlı tükendiği için yenilenemeyen sayılır.

3. “Yenilenebilir kaynakların hiç dezavantajı yoktur.” Var: üretim kapasitesi düşüktür, hava ve konuma bağımlıdır, yatırım maliyeti yüksektir ve verimleri düşüktür. Rüzgâr türbinleri kuş ölümlerine, dalga santralleri deniz trafiğine, biyokütle arazi baskısına yol açabilir.

06 / GÜNLÜK HAYAT

Enerji kaynağı senin evinde

MODEMİN HİÇ KAPANMIYOR

Odandaki modem bir vampir cihazdır: sen uyurken de çalışır. Yılda 8760 saat açık kalan 10 W’lık bir modem 87,6 kWh harcar. Tek başına küçük, ama evdeki bütün bekleme konumundaki cihazlar toplanınca aile bütçesine ve ülke ekonomisine zarar verir.

ŞARJ ALETİNİ PRİZDE UNUTMAK

Telefonun doldu ama şarj aleti prizde. Şarjı dolmuş ama fişten çekilmemiş cihazlar vampir cihaz listesindedir. Aletin ılık olması boşuna harcanan enerjinin ısıya dönüştüğünün kanıtıdır. Doğru davranış: şarj bitince fişi çekmek.

ODA LAMBASINI DEĞİŞTİRMEK

Odandaki 50 W akkor ampulü 6 W LED ile değiştirirsen aynı parlaklığı %88 daha az enerjiyle alırsın. Üstelik LED daha uzun ömürlüdür, daha az ısınır ve cıva içermez. Bu, evde yapabileceğin en hızlı geri dönüşlü değişiklik.

YENİ BUZDOLABI ALIRKEN

Etiketteki harfe bak: A en verimli, G en verimsiz. Buzdolabı etiketinde 100 günde tüketilen enerji yazar. Aynı hacimdeki iki dolap arasında yıllık fark birkaç yüz kWh olabilir — fiyat farkı birkaç yılda kendini öder.

ÇAMAŞIR MAKİNESİ ETİKETİ

Çamaşır ve bulaşık makinelerinde etiket 100 çalışma döngüsünde tüketilen enerjiyi gösterir ve ayrıca su tüketimi hakkında da fikir verir. Yani tek bir etiket iki kaynağı birden ölçüyor: elektrik ve su.

OKULA BİSİKLETLE GİTMEK

Ulaşımda bisiklet veya toplu taşıma kullanmak karbon ayak izini azaltmanın en doğrudan yoludur. Aynı mesafeyi tek başına arabayla gitmek, otobüsle gitmenin kişi başına düşen salımından kat kat fazladır.

TATİLDE JEOTERMAL HAVUZ

Kaplıcadaki sıcak su, yer altının derinliklerindeki yüksek sıcaklığın ısıttığı suyun çatlaklardan yüzeye çıkmasıdır — yani jeotermal enerji. Aynı kaynak tarım, kurutma, ısıtma, turizm ve balıkçılıkta da kullanılır. İzlanda binalarının %95’ini böyle ısıtıyor.

HESAP MAKİNESİNİN PANELİ

Okul çantandaki güneş panelli hesap makinesi bir fotovoltaik sistemdir: ışığı doğrudan elektriğe çevirir. Çatıdaki büyük paneller de aynı ilkeyle çalışır — çok yer kaplar ama çevreyi kirletmez.

YOL KENARINDAKİ TÜRBİNLER

Şehirler arası yolda gördüğün rüzgâr türbinleri rüzgârın kinetik enerjisini önce dönme kinetik enerjisine, sonra elektriğe çevirir. Yavaş dönmeleri aldatmasın: kanatların ucu saatte yüzlerce kilometre hızla gider. Ama gürültü ve kuş ölümleri onların bilinen dezavantajlarıdır.

OYUN · KAYNAĞI TANI

Rastgele bir enerji kaynağı sorusu gelir; doğru cevabı seçersin. Yanlışta gerekçe hemen görünür.

07 / BİLGİ TESTİ

Öğrendiklerini test et

Yenilenebilen ve yenilenemeyen enerji kaynakları, nükleer enerji, Türkiye’nin 2023 elektrik üretim payları, enerji tasarrufu ve karbon ayak izi üzerine test

Soru 1 / 10
Puan: 0
Soru yükleniyor...
08 / ÖZET

Ünite tek sayfada

YENİLENEMEYEN KAYNAKLAR

Tükenme hızı oluşum hızına göre çok fazla olan, sürdürülebilirliği olmayan kaynaklardır: fosil (mineral) yakıtlar ve nükleer enerji.

Fosil yakıtlar: kömür (en yüksek karbonlu), petrol (dünya tüketiminde en yüksek paylı), doğal gaz (fosil yakıtların en temizi).

YENİLENEBİLEN KAYNAKLAR

Sürekli devam eden doğal süreçlerdeki enerji akışından elde edilen, daha az kirletici salınıma neden olan kaynaklardır: güneş, rüzgâr, hidrojen, dalga, biyokütle, hidrolik, jeotermal.

Yerli kaynak kullanımıyla dışa bağımlılığı azaltır ve ülke ekonomisini güçlendirir.

NÜKLEER ENERJİ

Ağır atom çekirdeklerinin parçalanarak hafif atom çekirdeklerine dönüşmesi sırasında ortaya çıkan enerjidir. Genellikle uranyum çekirdeğinin baryum ve kripton çekirdeklerine bölünmesiyle elde edilir; kontrollü hâli 1942’de Enrico Fermi öncülüğünde başarılmıştır.

1 kg uranyumdan 50 000 kWh elektrik elde edilir (kömürde 3, petrolde 4,5 kWh). Dünya elektrik arzının ~%10’unu karşılar; Temmuz 2023’te 31 ülkede 410 santral vardır.

TÜRKİYE · 2023 PAYLARI

Elektrik üretiminin %57,7’si fosil yakıtlardan, %19,6’sı hidrolik, %10,4’ü rüzgâr, %5,7’si güneş, %3,4’ü jeotermal, %2,14’ü biyokütle enerjisinden sağlanır.

Akkuyu (Mersin) nükleer santrali inşa hâlinde; Yusufeli Barajı (Artvin) 275 m ile Türkiye’nin en yükseği; YEKA yönetmeliği 2016’da yürürlüğe girdi.

TASARRUF

Vampir cihazlar: bekleme konumunda enerji harcayan cihazlar (kumandadan kapatılan TV, uyku modundaki bilgisayar, açık modem, prizde unutulan şarj aleti).

Enerji etiketi: A en verimli, G en verimsiz. Çamaşır/bulaşık için 100 döngü, buzdolabı için 100 gün, TV için 1000 saat.

Lambalar: akkor verimsizdir (akımın çoğunu ısı yapar), CFL gazla ışık üretir, LED yarı iletkenlidir; 50 W akkor ≈ 6 W LED.

ÇEVRE KAVRAMLARI

Karbon ayak izi: bir kişinin, ülkenin veya kuruluşun faaliyetleri sonucu atmosfere saldığı sera gazlarının karbondioksit cinsinden karşılığı.

Sera etkisi: atmosferdeki su buharı ve karbondioksit kızılötesi ışımayı geri gönderip yerkürenin aşırı soğumasını engeller; insan kaynaklı CO₂ artışı bu dengeyi bozar.

Kyoto Protokolü: 1997’de imzalandı, 2005’te yürürlüğe girdi; hedefi sera gazı emisyonlarını azaltmaktır.