77
FİZ 910 Enerji Kaynakları ve Çevresel Etkileri Ders Notları Prof. Dr. Hüseyin Aytekin BEÜ FİZİK BÖLÜMÜ Bu ders notlarının internet ortamında veya başka bir yayın organında yayınlanması yasaktır! Bu ders notları, zamanla BEÜ Fizik Bölümü web sayfasında güncellenmekte olup başkaları tarafından değiştirilemez, bir kısmı veya tamamı kopyalanıp internet ortamında veya başka bir yayın organında yayınlanamaz!

FİZ 910 Enerji Kaynakları ve Çevresel Etkileri Ders Notlarıfizik.beun.edu.tr/wp-content/wp-content/uploads/2015/01/FİZ-910... · FİZ 910 Enerji Kaynakları ve Çevresel Etkileri

  • Upload
    letuyen

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

FİZ 910 Enerji Kaynakları ve Çevresel Etkileri Ders Notları

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

BEÜ FİZİK BÖLÜMÜ

Bu ders notlarının internet ortamında veya başka bir yayın organında yayınlanması yasaktır!

Bu ders notları, zamanla BEÜ Fizik Bölümü web sayfasındagüncellenmekte olup başkaları tarafından değiştirilemez, birkısmı veya tamamı kopyalanıp internet ortamında veyabaşka bir yayın organında yayınlanamaz!

Enerji Nedir? Enerji kaynağı seçilirken nelere dikkat edilmeli?

Enerji bir sistemin iş yapabilme yeteneği olupmekanik, kimyasal, ısı, ışık, elektrik ve nükleergibi çeşitleri vardır.

Günümüzde enerji, bir ülkenin sürdürülebilirkalkınma girişimlerini gerçekleştirebilmesi,toplumun refahını ve Dünya çapındarekabet gücünü artırabilmesi için gerekliolan temel ögelerden biridir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

2

Enerji ve enerji kaynakları dünyadaki gelişmelerin

temel anahtarı olmuş, ülkelerin kaderlerini

belirlemiş ve savaşlara neden olmuştur ve

olmaya da devam etmektedir.

Enerji üretiminde, güvenli, ekonomik ve yerli

kaynaklar kullanmak ve çevrenin korumasına

yönelik önlemleri de almak gerekmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

3

Günümüzde küresel enerji politikaları ağırlıklı

olarak hangi enerji kaynakları tarafından

belirlenmektedir?

Bu kaynaklar, ağırlıklı olarak petrol ve doğal

gazdır. Bu politikaların temelini şekillendiren

bölgeler ise, büyük rezervlere sahip olan Orta

Doğu, Orta Asya ve Hazar bölgeleridir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

4

Türkiye ihtiyaç duyduğu enerjiyi temin etmek için nasıl bir politika benimsemektedir?

Türkiye, ihtiyaç duyduğu enerjiyi alternatif

kaynaklardan kesintisiz, ucuz ve güvenli

olarak elde edebilmek için çok yönlü

politikalar yürütmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

5

Fosil yakıtlar nelerdir? Bu kaynaklarınkullanılması ne gibi çevre sorunlarıoluşturmaktadır?

Fosil yakıtlar; petrol, kömür, doğal gaz vekaya gazı olarak bilinmektedir.

Aşağıdaki çevre sorunlarına nedenolmaktadır:

Ozon tabakasının incelmesi,

Asit yağmurlarının yağması,

Radyoaktif ve ağır metal kirliliği,

Küresel ısınma.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

6

Günümüzde çevre kirlenmesinin önlenmesi veya azaltılması için neler yapılmalıdır?

Çevre kirliliği riskini azaltmak için enerji

verimliliğinin artırılması ile birlikte çevreye

daha az sera gazı (CO2 gibi), ağır metal

ve radyoaktif atık yayan enerji

kaynaklarının tercihi gerekmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

7

Yenilenebilir enerji kaynakları nelerdir?

Yenilenebilir enerji kaynakları; güneş

enerjisi, hidrojen enerjisi, jeotermal enerji,

biokütle enerjisi, hidrolik enerji, dalga

enerjisi ve rüzgâr enerjisi olarak sayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

8

Türkiye, yenilenebilir enerji kaynaklarıpotansiyeline göre en çok hangi enerjikaynaklarını kullanmaktadır?

Türkiye'nin yenilenebilir enerji kaynaklarıpotansiyeline göre, en çok hidrolik,rüzgar, klasik biokütle ve güneş enerjisikaynaklarını kullanılmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

9

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Biyokütle

Güneş

Rüzgar

Hidrolik

Jeotermal

Hidrojen

Dalga

Gel-git

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

10

Biokütle ve kaynakları

Biyokütle, yaşayan ya da yakın zamanda yaşamış canlılardan elde edilenfosilleşmemiş tüm biyolojik malzemenin genel adı olan bir enerji kaynağıdır .Endüstriyel anlamda ise, biyolojik maddelerden yakıt elde edilmesi anlamınıtaşır. Biyokütle kaynakları şu şekilde sıralanabilir:

1. Hayvansal atıklar, hayvancılık ile elde edilen atıklar, hayvan gübreleri,

2. Bitkisel atıklar, bahçe atıkları, yemek atıkları,

3. Endüstriyel atıklar,

4. Zirai atıklar, orman endüstrisinden elde edilen atıklar,

5. Deri ve tekstil endüstrisinden ele edilen atıklar,

6. Kâğıt endüstrisinden elde edilen atıklar, gıda endüstrisi atıkları,

7. Sebze, tahıl, meyve ve yağ endüstrisinden elde edilen ve şeker endüstrisi atıkları,

8. Evsel katı atıklar,

9. Atık su arıtma tesisi atıkları sayılabilir.Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

11

Enerji kaynağı olarak biokütle kullanmanın avantajları

Atmosferde sera etkisini artırıcı nedenlere yol açmaması,

Kullanımdaki kolaylığı; yanabilen gaz, sıvı ve katı ürünler

verebilmeleri,

Yenilenebilir olması ve her yerde üretilebilmesidir,

Kırsal alanlar için sosyal ve ekonomik gelişmelere yardımcı

olması, çevre korumasına katkıda bulunması,

Elektrik üretimi, kimyasal madde ve özellikle taşıtlar için yakıt

elde edilebilmesi ayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

12

Biyokütle ürünleri

Biodizel, biyogaz, biyoetanol, pirolitik gaz gibi ana ürünolan yakıtların yanı sıra, gübre, hidrojen gibi yanürünler de elde edilmektedir.

Biyodizel, esas hammaddesi yağlı tohumlar olup hertürlü atık yağlardan üretilip depolanabilen bir yakıttır.Biyodizel, ısınmada ve araçlarda, kullanılabilen birüründür.

Biyodizel üretimi, 2000’li yıllardan sonra Dünya’da veTürkiye’de hız kanamıştır. Biyogaz, organik atıklardanmetan gazı üretilmesi esasına dayanır. Bu amaçlabitkisel atıklar ya da hayvansal gübrelerkullanılabilmektedir. Günümüzde biyogaz üretimi,evlerin ısıtılması, mutfakta yakıt olarak vejeneratörlerle elektrik üretiminde kullanılmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

13

Biyogazın petrol ve kömür gazlarına göre avantajı

Biyogaz yandığında alevi açık renkliolduğundan gün ışığında görünmezken,kömür (Kömür kökenli metan) veyapetrol gazından (sıvılaştırılmış petrol-LPG)daha sıcak, kokusuz olup zehirleyicideğildir. Bu özelliği ile mutfaklardakullanılması oldukça avantajlıdır. Ayrıcaüretimden geriye kalan kısımzenginleşmiş gübre olarak kullanılması dabir avantajdır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

14

Bioetanol ve pirolitik

Bioetanol, şeker pancarı, mısır, buğday veodunsu bitkiler gibi nişasta ve selülozluürünlerin özlü fermantasyonu ile elde edilenve benzinle belirli oranlarda harmanlanarakkullanılan bir yakıttır.

Bioetanol, benzin ile karıştırılarak dizelmotorlarda katkı maddesi olarak, sonteknolojik araçlarda ve tarım makinalarındakullanılmaktadır.

Pirolitik, organik moleküllerin, oksijensizortamda sıcaklık etkisiyle bozunmasısonucunda elde edilen sıvı ürüne “PirolitikYağ” denilmektedir. Isı enerjisi üretimi, dizelmotorlar ve elektrik üretimi gibi çeşitlialanlarda kullanılmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

15

Türkiye ve Dünya’da biyokütle kullanımı

2010 yılında dünya genelinde üretilen biyoyakıt(biyoetanol + biyodizel) miktarı 59,26 milyon ton petroleeşdeğerdir. ABD, yaklaşık bunun %43 üçünü, Brezilya %26sını karşılamaktadır. Avrupa’da ise Almanya, Fransa veİspanya en büyük biyoyakıt üreticileri konumundadırlar.

Diğer taraftan, Çin 2007 itibariyle benzin tüketiminin %20sini biyoetanolden karşılamıştır.

Türkiye’de Enerji Piyasası Denetleme Kurumu)’nun 2012 yılıraporuna göre biyogazda 22 adet, biyokütlede ise 10adet tesis bulunmaktadır. Bu biyogaz tesislerinden eldeedilen toplam elektrik üretimi ise 41,2 MW kadardır. 2005yılından 2011 yılına kadar biyoyakıt üretiminde 2.2 katkadar artış olmuştur.

Kaynak: U. Ü. ZİRAAT FAKÜLTESİ DERGİSİ, 2015, Cilt 29, Sayı 2, 157-164

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

16

Güneş enerjisi

Güneş enerjisi, güneşteki hidrojen

çekirdeklerinin füzyonu yoluyla üretilmektedir.

Güneşin % 75 i hidrojen geri kalını ise

helyumdan oluşmaktadır.

Hidrojenlerin füzyonu ile helyum oluşmaktadır.

Hidrojen bittiğinde helyum çekirdeklerinin

füzyonu ile enerji üretilebilecektir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

17

Güneş enerjisinin gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerdeki

kullanım alanları

Gelişmekte olan ülkelerdeki güneş enerjisi üreten

sistemler, evlerde, okullarda ve sağlık ocakları ve

okul gibi kamu kurumlarında kullanılmaktadır.

Gelişmiş ülkelerde ise, güvenlik, cadde ve tünel

aydınlatılmasında kullanılmaktadır. Ayrıca, havuz

ve seraların ısıtılması, güneş pili yapımı, elektrik

üretimi gibi alanlarda da güneş enerjisinden

yararlanılmaktadır?

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

18

Güneş enerjisinin olumlu ya da olumsuz yönleri

Olumlu yönleri: Güneş enerjisi yenilenebilir ve yerli birenerjidir. Kullanırken herhangi bir ücret ödemegerektirmez. Sera gazı ve diğer zehirleyici gazlaryaymaz. Yani, herhangi bir çevre sorunu yaratmayantemiz bir enerji kaynağıdır.

Olumsuz yönleri: Güneş enerjisinin birim yüzeye gelenmiktarı az olduğu için güneş enerjisinden yararlanmakiçin büyük alanlar gerekmektedir. Güneş enerjisi sabitve sınırlı olduğundan depolamak gerekir. Ancakdepolama imkanları sınırlıdır. Güneş enerjisindenyararlanmak için yapılan tesislerin ilk kurulum maliyetleride yüksektir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

19

Türkiye’de güneş enerjisi

Türkiye’nin güneş enerjisi potansiyeli en fazla olan

bölge Güneydoğu Anadolu Bölgesi olup bunu

Akdeniz, Doğu Anadolu, İç Anadolu, Ege ve

Marmara bölgeleri izlemektedir. En az potansiyel ise

Karadeniz bölgesindedir.

Türkiye’de güneş enerjisinden seraların ısıtılmasında,

zirai ürünlerin kurutulmasında, binaların ısıtılması gibi

alanlarda kullanılmaktadır. Güneş kolektörleri su

ısıtmada da oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

20

Türkiye’de güneş enerjisi

Son yıllarda ülkemiz güneş enerjisinden elektrik

enerjisi üretimine geçmiştir. «Türkiye'de bulunan 1644

Güneş Enerji Santrallerinin toplam kurulu gücü

1.362,60 MW'dır. 2016 yılında Güneş Enerji Santralleri

ile 1.020.000.000 kilovatsaat elektrik üretimi

yapılmıştır»*.

Ülkemizde, üniversiteler, TÜBİTAK, Makine Kimya

Endüstrisi gibi kurumlar güneş enerjisi konusunda

araştırma yapmaktadırlar.

*Kaynak: http://www.enerjiatlasi.com/gunes/

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

21

Türkiye’de kurulu bulunan bazı güneş enerji santralleri ve kurulu güçleri

Kayseri OSB Güneş Enerjisi Santrali

(Kayseri) Kayseri OSB 50 MW

Konya Karatay Kızören GES (Konya) Tekno Enerji 18 MW

Derinkuyu Güneş Enerjisi Santrali

(Nevşehir) 17 MW

Elazığ Kovancılar Güneş Enerji Santrali

(Elazığ) 15 MW

Makascı Mühendislik GES (Konya) Makascı Mühendislik 10 MW

Astor Enerji Bozova GES (Şanlıurfa) Astor Enerji8,97 MW(10.9667 MW)

Kayseri Çiftlik Güneş Enerjisi Santrali

(Kayseri) Bayraktar İnşaat 8,40 MW

Afyon Dinar Güneş Enerji Santrali (Afyonkarahisar) 8,00 MW

Entar Enerji Güneş Enerjisi Santrali

(Kayseri) Entar Enerji 8,00 MW

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

22

Dünya’da güneş enerjisinden elektrik üreten ülkeler

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

23

Dünya’da güneş enerjisinden elektrik üreten ülkelere örnekler:

1. Almanya: 32.411 MW2- İtalya: 16.361 MW3- Çin: 8.300 MW4- Amerika: 7.777 MW5- Japonya: 6.914 MW6- İspanya: 5.166 MW7- Fransa: 4.003 MW8- Belçika: 2.650 MW9- Avustralya: 2.412 MW10- Çek Cumhuriyeti: 2.072 MW11- İngiltere: 1.829 MW12- Yunanistan: 1.536 MW

Kaynak:http://www.normenerji.com.tr/menu_detay.asp?id=10488

Rüzgar enerjisi

Yer yüzeylerinin farklı ısınması sonucu yüksek basınçtanalçak basınca doğru hava hareketi olur. Buna rüzgardenir. Basınç farkının artması rüzgarın hızını artırır.

Elektrik üretme amaçlı ilk rüzgâr türbini 1891’de DanePoul La Cour tarafından üretilmiştir.

Rüzgâr türbinleri, ilk yatırım aşamasında yüksek maliyetgerektirmesine rağmen, hammaddeye ihtiyaçduymadıklarından işletme maliyetleri çok düşüktür.

Rüzgar enerjisi en çok Amerika’da üretilmektedir. Bunu,sırasıyla, Doğu Avrupa ve Rusya ile Afrika, GüneyAmerika, Batı Avrupa, Asya ve Avustralya takipetmektedir.

Türkiye (3424,4 MW), rüzgar enerjisi üretiminde 2014 yılıitibariyle ülkeler sıralamasında 16. dır. Birinci ise 98588MW ile Çindir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

24

Rüzgar santrali yapımında kullanılan malzemeler

Rüzgâr güç santralleri, yapım ve

kurulumda rüzgar tribünleri kullanılır.

Rüzgâr türbinlerinin inşası esnasında çelik,

beton, alüminyum ve kurulum için gerekli

diğer materyaller kullanılır

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

25

Rüzgâr santralleri için kullanılamayacak alanlar nelerdir?

Milli parklar

Tabiat parkları

Tabiat anıtları

Tabiat koruma alanları

Yaban hayatı koruma sahaları

Yaban hayvanı yetiştirme alanları

Kültür varlıkları, tabiat varlıkları

Sit ve koruma alanları

Yerleşim bölgeleri

Askeri bölgeler

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

26

Rüzgâr santrallerinin olumsuzlukları

Büyük arazi kullanımı,

Kesikli enerji elde edilmesi,

Gürültü, görsel ve estetik etki,

Doğal hayata etkisi,

Elektromanyetik etki,

Gölge ve titreşimler,

Kuşlar rüzgar yönünde sürüklendikleri için türbinler kuş ölümlerine sebep olabilmektedir.

Kullanılan malzemelerden ileri gelen CO2 salınımı sayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

27

Rüzgar enerjisinin verimliliği

Rüzgârdan elde edilecek enerji tamamen rüzgârın

hızına ve esme süresine bağlıdır. Rüzgâr, kararlı,

güvenilir ve sürekli olan bir kaynaktır. Dışa

bağımlılık yoktur.

Rüzgar santrali kurmak için o yerdeki hava akımı

(rüzgâr), ancak belirli bir hızdan sonra elverişli

olabilir. Saniyede 6 m, yani saatte 21,6 km'den

daha düşük hızlarda rüzgâr enerjisi çok zaman

yetersiz kalır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

28

Rüzgar santrallerinin avantajları

Rüzgar enerjisinin kaynağı rüzgar olması nedeniyle yakıtmasrafı gerektirmez.

Rüzgar enerjisinden elektrik üretilirken doğaya sera gazıveya zararlı başka gaz salınımı olmaz. Dolaysıyla, rüzgarenerjisi üretim tesisleri temiz bir enerji kaynağıdır.

Rüzgar türbinlerini birçok yere kurma imkanı vardır.

Rüzgar enerji santralleri, rüzgar enerji santralleri gibi çokfazla arazi alanı kaplamaz. Örneğin, 1 MWbüyüklüğünde bir güneş santrali 20.000 metre kare alankaplarken, bir adet rüzgar türbini tek başına 1 MW enerjiüretebilmektedir.

Rüzgar türbinleri için havanın aydınlık veya karanlıkolması önemli olamayıp gece ve gündüz elektriküretebilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

29

Hidroelektrik santralleri, barajlarda biriken suyun sahip olduğuyerçekimi potansiyel enerjisinin, su belli bir yüksekliktendüşerken kinetik enerjiye dönüşümü prensibine göre türbinçarkına bağlı olarak jeneratör motorunun dönmesiyle elektrikenerjisine dönüşmesini sağlayan sistemlerdir. Avantajları şöylesıralanabilir:

1. Yakıt masrafı ve teknik ömrünün uzun olması,

2. İmalatının büyük oranda yerli imkânlarla yapılabilmesi,

3. Sera gazı salınımını azaltmaları,

4. İşletme bakım giderlerinin az olması,

5. İstihdam ortamı yaratması sayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

30

Hidroelektrik santralleri

Türkiye’de ve Dünya’da hidroelektrik santralleri

2014 yılı Ağustos ayı sonu itibariyle, Türkiye’de işletilmekte olantoplam 485 adet hidroelektrik enerji santrali vardır. Busantrallerin toplam kurulu gücü 23490 MW (~23 GW) ve yıllıkortalama üretim kapasitesi 82320 GWh kadardır.. Bu datoplam elektrik enerjisi talebinin yaklaşık %25’ine karşılıkgelmektedir. Bu da Türkiye’de elde edilebilir toplamhidroelektrik potansiyelin %49’una karşılık gelmektedir.

Bugün için dünyada üretilen hidroelektrik enerji, toplamelektrik enerji üretiminin %20’sini sağlamaktadır. 2011 yılıitibariyle, hidroelektrik kurulu gücü sıralaması büyüktenküçüğe doğru, Çin (212 GW), ABD, Brezilya, Kanada , Rusya,Hindistan, Norveç, Türkiye (17 GW) şeklindedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

31

Hidroelektrik santrallerinin olumsuz yönleri

Hidroelektrik yörenin sosyal ve ekonomik yapısını değiştirmesi,

Yörenin bitki ve hayvan varlığı yapısını, doğal hayatı değiştirmesi,

Tarihi ve kültürel değerlerini etkilemesi,

Su ve arazi kullanımı değiştirmesi,

İklim değişikliğine neden olan gazlarından karbondioksit ve metanın üretilmesine katkıda bulunması,

İklimi değiştirmesi sayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

32

Jeotermal enerjinin kaynağı

Jeotermal enerjinin kaynağı, yeraltındaki sıcak su vebuhardır. Yüksek sıcaklıktaki magmanın etkisiyle belliderinlikteki kayaçlar içinde birikmiş olan ısının yeraltısuları ile taşınarak rezervuarlarda depolanması oluşansıcak su ve buhar jeotermal kaynağı oluşturmaktadır.

Yeraltındaki magma tabakası, büyük oranda erimişhalde demir, magnezyum ve kalsiyum içerir. Ortalamasıcaklığı 2000 santigrat derece kadardır. Yeroluştuğunda magma sıcaklığı zaten yüksekti. Zamanlabu soğusa da (47 terrawatt enerji kaybı) yer kabuğu vemantodaki radyoaktif maddelerin yaydığı enerji büyükoranda (%90 gibi) bu sıcaklığın korunmasınısağlamaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

33

Bir jeotermal kaynağa dayalı yatırım için nelere dikkat edilmeli?

Jeotermal sahada, rezervuarda ve kuyularda, ne kadar enerji olduğuna,

Ne kadar enerji üretilebileceğine,

Ne kadar su, buhar ve gaz üretilebileceğine,

Kuyuların verimliliğine,

Sıcaklık, basınç, fiziksel ve kimyasal içerik değerlerine dikkat edilmelidir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

34

Jeotermal enerjinin avantaj ve dezavantajları

Avantajları: Çevre dostu olması, suyun ısıtılması ve buharlaştırılması için fosil enerjiye ihtiyaç duyulmaz. Doğal ve yerli kaynak kullanılır.

Dezavantajları:

1. Rezervuarlardan üretilen su, buhar ve gazları taşıyarak ve depolayarak istediğimiz büyüklükte bir kullanım seçeneğinin olmaması.

2. Su, buhar ve gazlar üzerlerinde yüklü bulunan ısı enerjisini

kaybetmeden uzun süre bekletilememeleri ve yüksek

miktarlarda depolanamamaları.

3. Jeotermal enerji yüklü su, buhar ve gazların uzak

mesafelere taşınmamaları.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

35

Jeotermal enerjinin dezavantajları

4. Karbondioksit ve sülfür gibi gazların çıkışına sebep

olabilmeleri,

5. Jeotermal kaynağın, gerek parametrelerinin korunması

ve gerekse çevre üzerindeki olumsuz etkileri dikkate

alındığında rezervuara geri gönderilmesinin zorunlu

olması sayılabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

36

Jeotermal enerji kullanımının çevresel etkileri

Jeotermal enerjinin kapalı borular içinde

taşınması sebebiyle hiç bir olumsuz

çevresel etkisi yoktur. Enerji üretiminde az

miktarda hidrojen sülfür ve karbon dioksit

yayınımı söz konusudur.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

37

Türkiye ve Dünya’da jeotermal enerji

Jeotermal enerji ile elektrik üretiminde A.B.D., Filipinler, Meksika,Endonezya ve İtalya ilk sıraları almaktadır.

Jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarında A.B.D, İsveç, Çin, İzlandave Türkiye ilk sıraları almaktadır.

Türkiye, jeotermal enerji kaynağı açısından, dünyanın 7. ülkesidir.Türkiye’de başta Ege bölgesi olmak üzere, Kuzeybatı, Orta

Anadolu, Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgelerinde 600’ünüzerinde jeotermal kaynak bulunmaktadır.

Türkiye’de elektrik enerjisi üretilen sahalar:

i. Denizli-Kızıldere (242 santigrat derecede 15 Mwe gücünde),

ii. Aydın-Germencik (232 santigrat derecede 47.4 Mwe gücünde,

iii. Denizli-Kızıldere atık suyundan (140 santigrat derecede 8.85 Mwegücünde)

iv. Ayrıca, Aydın-Sultanhisar ve Çanakkale-Tuzla’da inşa halinde santraller vardır.

Kaynak: http://www.eie.gov.tr/eieweb/turkce/YEK/jeotermal/13turkiyede_jeotermal_enerji.html

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

38

Hidrojen enerjisi nedir nasıl üretilir

Hidrojenin yakıt olarak kullanıldığında kimyasal enerjisi elektrik enerjisine

dönüştürülmektedir. Bu çevrim sistemleri yakıt hücreleri diye adlandırılır.

Yanma ürünü sadece sudur. 1 m3 sudan 108.7 kg hidrojen elde edilebilir.

Bu da, 422 litre benzine eşdeğerdir. Hidrojen aşağıdaki alanlarda kullanılır:

Konutlarda ısıtma amaçlı olarak,

Doğrudan elektrik üreteci olarak,

Taşıt araçlarında,

Savunma sanayinde,

Doğrudan yanmalı motor teknolojisinde.

Hidrojen üretimi; güneş-buhar güç çevrimi ve elektroliz yöntemi ile

yapılabilmektedir. Ağır petrol kalıntılarından, kömürden, benzinden

hidrojen üretimi gerçekleştirilebilmektedir.

Dünyada her yıl 500 milyar m3 civarında hidrojen üretilmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

39

Hidrojen enerjisinin kullanım alanları ve çevresel etkileri

Kullanım alanları:

Evlerde yakıt olarak,

Yakıt pilleri ile elektrik üretiminde,

Motor yakıtı olarak kullanılması sayılabilir.

Çevresel etkileri:

Yakıt pilleri, hidrojenin havadaki oksijenle birleşmesi yoluyla direkt olarak elektrik enerjisine dönüşmesi ve atık olarak ta su çıkışına neden olması,

Hidrojen kullanımı neticesinde sadece su çıkacağı için çevreyi kirletici bir emisyon olmamasıdır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

40

Hidrojen enerjisini aynı ağırlıktaki benzininki ile karşılaştırılması

Hidrojen, yanma enerjisi aynı ağırlıktaki

benzine göre 2,75 kat fazla olan, zehirli

etkisi bulunmayan, yanma sonrası su

buharı egzozu ile çevre dostu alternatif

bir yakıttır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

41

Hidrojenin gazının depolanmasındaki problemler

Hidrojenin çok hafif olmasından dolayı hacimsel enerji

yoğunluğu çok düşüktür.

Ayrıca yüksek basınç sebebiyle depolama tankları çok

ağırdır.

Sıvı depolama, gaz sıkıştırmaya göre daha düşük basınçta

çalıştığı için daha güvenlidir. Sıvı depolama, orta veya küçük

ölçekteki depolama için çok kullanılan bir yöntemdir. Fakat

büyük miktarlarda enerji depolamak için oldukça pahalı bir

yöntemdir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

42

Dalga enerjili santralleri geliştirmenin avantajları

Rüzgarlar deniz yüzeyinde enerjileri ile bir etki meydana

getirirler ve bunun sonucunda dalgalar oluşur. Buna bağlı

olarak elektrik santralı geliştirilebilmektedir. Bunun avantajları:

Kaynağının bol olması,

Diğer taraftan sadece mekanik enerjiyi elektrik enerjisine

dönüştürecek sistemlere ihtiyaç duyması,

Elektrik üretiminde herhangi girdiye ihtiyaç duymaması ve bir

kirletici unsur içermemesi açısından önemlidir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

43

Türkiye’de ve Dünya’da dalga enerjisi

Türkiye kıyılarının 1/5’den yararlanarak sağlanabilecek dalga enerjisi

potansiyeli, 18,5 milyar kWh olarak tahmin edilmektedir. Dalga

enerjisinin kullanımı, Türkiye’de bulunmayıp araştırma aşamasındadır.

Dünya’da ise başta Norveç olmak üzere çeşitli kıyılarda öncü santraller

kurulmuştur.

Türkiye’de Güneybatı Anadolu yönünde hakim olan Ege Denizi ve

Akdeniz üzerindeki rüzgar potansiyeli 4-17 kW/m’lik yıllık ortalamaya

sahiptir. Dalga enerjisinden yararlanmak, en uygun yer İzmir-Antalya

arası veya Dalaman-Finike arasına tekabül eden denizlerdir.

Kaynak: http://www.emo.org.tr/ekler/f8ec8b0f865e613_ek.pdf

http://www.emo.org.tr/ekler/20bb2d9a50d5ac1_ek.pdf

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

44

Gel-git enerjisi

Bu enerjiden dalga enerjisinden benzer prensipleyararlanılmaktadır.. Bu enerjinin dünyadaki potansiyeli,tahminin 15 – 22 uygun yer için yaklaşık 100.000 MWdüzeyindedir. Şu ana kadar, iki büyük gel-git enerji santralikurulmuş olup bunlardan biri Fransa’da St. Maloyakınlarında 240 MW gücünde diğeri Kanada’daAnnapolis’de 18 MW gücünde inşa edilmiştir. Ayrıca,Çin’de inşa edilmiş santral bulunmaktadırBunlar, toplamolarak 10,97 MW güce sahiptir. Rusya da Kislaya’da da 2MW gücünde bir santral bulunmaktadır.

Gel-git nedeniyle uygun deniz kıyılarında oluşan düzeyfarklarından enerji elde edilebilmesi için açık denizdenayrılmış bir göl veya gölet gereklidir. Seviye farkına göredeniz suyu, veya göletten denize veya denizden göletedoğru türbinler üzerinden geçerken enerji eldeedilmektedir.

Kaynak:http://www.emo.org.tr/ekler/f8ec8b0f865e613_ek.pdf

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

45

Termik santraller

Termik santraller, katı, sıvı ve gaz halindeki yakıtlarda var

olan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine (buhar), mekanik

enerjiye ve mekanik enerjiyi de elektrik enerjisine

dönüştüren sistemlerdir. Bazı termik santrallar, elektrik

üretmenin yanı sıra endüstriyel ve ısıtma amaçlı ısı

üretimi, deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi

amaçlarla da kullanılmaktadır.

Termik santrallerde mazot, doğal gaz ve kömür gibi fosil

yakıtlar kullanılmaktadır. Son yıllarda çıkartılan kaya

gazı da bir fosil yakıttır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

46

Kömür

Kömür, fosil yakıtların katılaşmış ve sıkıştırılmış halidir. Kömür, bitki

ve hayvanların havasız ortamda bakterilerce parçalanıp

zamanla oksijen ve hidrojen atomlarının uzaklaşarak karbon

bakımından zenginleştiği sert ve siyahımsı kolayca yanabilen bir

yakıttır. Kömürün en önemli içeriği karbondur.

En kaliteli Kömür taşkömürü olup kütlece %80-90 karbon içerir.

Ayrıca, kömür içinde iz miktarda çevre kirlenmesinde rol oynayan

ağır metaller ve radyoaktif maddeler vardır.

İki kömür oluşum çağı vardır: Karbonifer (354-292 milyon yıl önce)

ve Permiyen (292-251 milyon yıl önce). Karbon içeriğine göre

kömürler sınıflandırılır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

47

Petrol

Petrol, fosil yakıtların sıvılaşmış hali olup, sığ denizlerdeki

bitki ve hayvanların bakterilerin etkisiyle çürüdükten

sonraki kalıntılarından oluşmuştur. Bu kalıntılar deniz

yatağında milyonlarca yıl (250-500 yıl önce) boyunca

çürüdükten sonra çamur ve büyük kaya katmanları

altında kalan yağlı maddeler petrol ve gaza

dönüşmüştür. İçeriğinde ise; karbon %84, hidrojen %12,

oksijen %1 ve az miktarda da kükürt bulunur.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

48

Doğalgaz

Doğalgaz, bir petrol türevi olup önem sırasına göre ham

petrolden sonra ikinci sırayı alır. Doğal gazın büyük bölümü

~%70-90'ı metan gazı (CH4) adı verilen hidrokarbon

bileşiğinden oluşur. Diğer bileşenleri; etan (C2H6), propan

(C3H8), bütan (C4H10) gazlarıdır.

Doğalgazın içeriğinde çok az miktarda karbondioksit

(CO2), azot (N2), helyum (He) ve hidrojen sülfür (H2S) de

bulunur.

Doğalgaz zehirleyici değildir, fakat doğal gaz kaçağının

olduğu ortamda oksijen azalması olacağından boğulma

tehlikesi olabilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

49

Kaya gazı

Kaya Gazı, daha önceden petrol türetmiş kaynak kayaların

petrolün göçünden arta kalan organik bileşiklerinden (0.5%-25%)

yüksek sıcaklık ve basınçta oluşan doğal bir gazdır.

2-3 bin metre derinliklerdeki organik madde yönünden zengin kil,

kuvars ve kalsit minerallerinden oluşan tortul kayacın küçük

gözeneklerinde bulunan ve önce düşey sonra yatay sondajla

hidrolik kırma yöntemleriyle yeryüzüne taşınabilen, doğal

gaza alternatif olan bir gazdır.

Her tortul kayaçta kaya gazı bulunmayabilir, çünkü bunların belirli

oranda organik madde içermesi ve yeterli olgunluğa ulaşması

gerekir. Petrol ve doğal gaz, ana kayayı terk ederek farklı kayaçlar

içine yerleşirken, kaya gazı o anda kayayı terk etmeyip orada kalan

gazdır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

50

Türkiye’de kaya gazı rezervleri

Maden Tetkik Arama (MTA) Genel Müdürlüğü tarafından

yapılan sondaj çalışmalara göre, Konya-Ereğli ve Niğde-

Bor havzasında, 8 milyar ton petrollü şeyl (petrol

türetebilen kaya) potansiyel kaynak rezervi belirlendi.

Diğer taraftan, Türkiye’den Trakya ve Güneydoğu

Anadolu bölgelerindeki rezervlerin toplamı 4.6 trilyon

metreküp olduğu ve bunun ancak 651 milyar

metreküpünün çıkarılabilir olduğu bildirilmektedir. Bu

rezervlerin Türkiye’nin yaklaşık 100 yıllık ihtiyacını

karşılayacağı tahmin edilmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

51

Dünya kaya gazı rezervleri

ABD nin tüm dünya rezervinin 3’te 2’sine sahip olduğu

ve 2012 verilerine göre 240 milyar metreküp kaya gazı

çıkarıldığı bildirilmektedir.

Çin ABD den sonra en büyük kaya gazı rezervine

sahiptir.

İngiltere’nin kuzeybatısındaki Weeton bölgesi

çevrelerinde yerin yaklaşık 3 bin metre altında büyük bir

kaya gazı rezervi keşfedildi.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

52

Türkiye’de işletilebilir kaya gazı rezervi açılabilir kuyu sayısı

Türkiye'de üretilebilir toplam kaya gazı

potansiyelinin 551 milyar metreküp

olduğu ve en fazla 500 adetlik kaya gazı

kuyusu açılabilecek kapasitenin olduğu

T.C. Enerji Bakanlığı yetkililerince

bildirilmektedir..

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

53

Çevrecilerin kaya gazı hakkındaki görüşleri

Çevreciler kaya gazının çıkarılmasının etkilerikonusunda endişeliler. Bu korkular nedeniyleFransız hükümeti geçici olarak bu gazınçıkarılmasını yasakladı.

Bu arada gazın çıkarılma testleri sırasında 2014Mayıs ayının sonunda İngiltere’nin Weetonbölgesindeki küçük depremlerin sorumlusu olarakda kaya gazı gösteriliyor.

2013 yılında, 20 farklı ülkeden çevre savunucularıkaya gazı çıkartma yöntemi olan hidrolikkırılmanın zararlarına karşı küresel bir eylem günüilan etti. Fransa çoktan hidrolik kırılmayöntemlerini yasakladı. Romanya, Almanya veBulgaristan'da ise arama çalışmalarına ara verildi.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

54

Fosil yakıtlı santrallerin çevresel etkileri

Santrallerin bacalarından çıkan karbondioksit, azot ve

kükürt gazları havayı kirletmekte, havada oluşan sülfürik

ve nitrik asit yağmur suları vasıtasıyla toprak ve suya

karışmaktadır.

Santrallerin bacalarından çıkan ağır metaller ve

radyoaktif elementler de atmosferik olaylarla santraller

çevresinde kirliliğe neden olmaktadır.

Deşarj suyu, toprağa, yeraltı sularına, akarsulara ve

denizlere boşaltılmaktadır. Suyun sıcaklığı yükselmiş

olduğundan sulardaki oksijen konsantrasyonunun

azaltılmasına neden olabilmekte ve bu da canlı

metabolizması üzerinde kısıtlayıcı veya öldürücü etkiye

neden olabilmektedir.Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

55

Doğalgaz santrallerinin en önemli avantajları

Doğalgaz yakıtlı termik santralleri nükleer ve

hidroelektrik santrallere göre daha düşük kurulum

maliyetine sahiptir.

Ayrıca, elde edilen elektrik enerjisinin yanı sıra türbin

egzozundan yüksek sıcaklığa sahip egzoz gazlarının

atık ısısının kazana geri verilmesiyle elde edilen buhar

ile de ek elektrik üretimi sağlanmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

56

Kömür yakmalı termik santrallerin

radyoaktif etkileri

Termik santral küllerinin toplandığı kül alanlarında

oluşan Ra-226 elementinin bozunumu ile

radyoaktif radon gazı havaya karışmaktadır.

Solunum yoluyla radon ve havada oluşan bu

radyoaktif katı ürünler akciğerlere taşınmaktadır.

Alfa aktif olan bu elementlerin bozunumuyla

çıkan enerjik alfa parçacıkları akciğer kanserine

neden olmaktadır. Ayrıca bu küllerin U, Th ve K

gibi radyoaktif bileşenleri nedeniyle gamma

radyasyonu yayınımı söz konusudur.Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

57

Kömür-yakmalı santrallerin neden olduğu asit yağmurlarının bitki üzerindeki etkisi

Yapraklarda kloroplastlarda biriken SO2 yaprağın fotosentez yapmasını

engeller ve bu yolla da ağaca zarar verir.

Asit yağmurları bitki yapraklarının üzerine düşerek onların yapılarını

bozmaktadır. Böylece yaprağın su dengesi bozulmakta, gitgide su

kaybetmekte ve kısa sürede de ölmektedir. Bu şekilde bitkinin hastalıklara

dayanıklılığı azalmakta ve zararlı böceklerin istilasına uğramakta ve ölümü

hızlanmaktadır.

Asit yağmurunun toprağa düşmesi sonucu toprağın asidite derecesinin

artmasına neden olmaktadır. Oluşan kuvvetli asidik çözeltiler, ağaçların

büyümesi ve kendilerini yenilemeleri için yaşamsal öneme sahip olan

topraktaki Ca++, Mg+, K+ gibi minerallerin kaybına neden olmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

58

Nükleer Enerji

Nükleer enerji nedir? Nasıl üretilir?

Nükleer reaktör tipleri

Nükleer santrallerin kurulum ve işletim maliyetleri

Nükleer enerjiyi benimseyenlerin görüşleri

Nükleer enerjiyi benimsemeyenlerin görüşleri

Türkiye ve Dünya’da nükleer enerji

Nükleer yakıt olarak torum

Nükleer yakıt olarak toryum kullanmanın avantajlar

Nükleer enerji kaynağı olarak toryuma bakışı

Dünyada toryuma giderek önem atfedilmesine sebep olan hususlar

Türkiye’deki toryum rezervleri

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

59

Bu enerji, maddenin enerjiye dönüştürüldüğü, nükleerreaksiyonların sonucu olarak ortaya çıkmaktadır.Nükleer enerji, doğal olarak ve insan yapımı işlemlerlekontrol altında üretilebilmektedir. Örneğin, Güneş vediğer yıldızlar ısı ve ışığı nükleer reaksiyonlarla üretirler.

Güneş ve yıldızlarda füzyon (hafif elementlerinkaynaşması) yoluyla enerji üretilmektedir. Füzyonadayalı reaktörler yeryüzünde henüzgerçekleştirilememiştir.

Günümüzde kullandığımız nükleer reaktörler nükleerfisyon prensibine (Ağır atomların parçalanması) göreçalışırlar.

Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN

60 Nükleer enerji nedir? Nasıl üretilir?

Nükleer santrallerde yaygın olarak kullanılan reaktör tipleri

Şu anda kullanılan en yaygın olarak kullanılan nükleer reaktör tipleri şunlardır:

1. Basınçlı Su Reaktörleri (PWR )

2. Kaynar Su Reaktörleri (BWR)

3.Basınçlı ağır su reaktörü (PHWR)

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

61

Nükleer santrallerin kuruluş ve işletim maliyetlerini fosil yakıtlı santrallerle karşılaştırılması

Nükleer santrallerin inşaat süresi 5-7 yıl

kadar olup güvenlik harcamaları da

yüksek olduğundan santralin kurulum

maliyeti fosil yakıtlılara göre oldukça

yüksektir. Diğer taraftan, enerji üretim

maliyeti ise fosil yakıtlı santrallere göre

daha düşüktür.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

62

Nükleer enerjiyi benimsemeyenlerin görüşleri

Nükleer enerji hakkında olumsuz görüş

belirtenler güvenlik ve atıkların bertaraf

edilmesini dile getirerek santral kazalarını

örnek göstermektedirler. Bu görüşü

savunanlar, rüzgar, güneş ve hidroelektrik

santrallerinin verimli kullanılması halinde

nükleer santrallere gerek kalmayacağını öne

sürmektedirler.Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

63

Türkiye’de ve Dünya’da nükleer enerji 2023 yılına kadar gerçekleştirilecek nükleer santral projeleri ile enerji ihtiyacımızın

%9’u karşılanmış olacaktır.Ayrıca, Türkiye’de bulunan linyit yakalarının kalori

değerlerinin düşük olması nedeniyle meydana gelen çevre kirliliği ve sera gazı

üretimi de uzun vadeli bir nükleer program ile azaltılabilecektir.

Dünyada toplam 450 nin üzerinde nükleer santral, dünya elektrik enerjisinin

yaklaşık yüzde 17’sini üretmektedir. AB ülkelerinde nükleer enerjinin toplam enerji

içindeki oranı yaklaşık yüzde 35’i bulmaktadır.

Avrupa’da en yüksek oran yaklaşık %80 ile Fransa’dadır. İsveç ve Slovakya’da

bu oranlar %50 civarındadır.

Macaristan, Sovenya, Almanya ve Çek Cumhuriyeti gibi ülkelerde bu oranlar

%30-%40 arasındadır.

Avrupa’da 50 nin üzerindeki ülkede yaklaşık 250 araştırma reaktörü ve yaklaşık

220 adet nükleer reaktör gemileri ve denizaltıları bulunmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

64

Nükleer gücün çevresel etkileri Nükleer enerji üretimi, tümüyle ele alındığında sera

gazı salımı konusunda en temiz seçenek olmaktadır.

Nükleer enerjinin iklim değişikliğine sebep olanatmosferdeki sera gazı yoğunluğununazaltılmasındaki rolü büyüktür.

Günümüzde nükleer santraller, elektrik sektöründenkaynaklanan sera gazı salınımında yıllık olarakyaklaşık %17 azalmaya sebep olmaktadır. Busantrallerin yerine fosil yakıtlı santrallerden elektrikelde edilmiş olsaydı her yıl 1.2 milyar ton karbonatmosfere verilecektir.

Nükleer enerji üretimi sürecinde ortaya çıkanatıkların ve kullanılmış yakıtların yönetimi, geleceknesillere fazla bir yük bırakmadan insan sağlığı veçevrenin korunmasını amaçlamaktadır. Ancaknükleer atıkların nihai depolanmasınınuygulanmasına geçilememesi nükleer enerjiaçısından dezavantaj olmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

65

Nükleer enerjide uranyum yerine toryum kullanılmasının avantajları

Son 50 yıl içinde dünyada gelişen nükleer teknolojilerin geri beslemesi ile

yeni bir nükleer güvenlik kavramına ve yeni nükleer kaynaklara olan

ihtiyacın bir sonucu olarak Toryum yakıtlı nükleer teknolojiler

gelişmektedir. Burada amaç, Uranyum dışındaki nükleer enerji

kaynaklarını da test etmek ve kullanma becerilerinden

yararlanabilmektir.

Toryum dünyada uranyuma kıyasla daha bol ve uzun ömürlü, daha az

toksik, daha az atık hacmi bırakan ve atıklarının yarı-ömrü uranyum

atıklarına göre daha kısa olan bir nükleer yakıt olarak tanımlanıyor.

Kitle imha silahlarının üretilmesi dünya güvenliği için en önemli tehdittir.

Toryumun bu önemli tehlikesinin söz konusu olmadığı bir nükleer enerji

üretim şekli olarak gelişmesi bütün dünyanın beklentilerine uygun

düşmektedir. Toryum ile güvenli bir enerji üretim geleceği

planlanmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

66

Dünyada toryuma giderek önem atfedilmesine sebep olan hususlar

Dünya uranyum rezervlerine nazaran toryum rezervleri 3-4 kat daha

fazladır. Bu, Toryumun enerji üretimi açısından stratejik önemini

göstermektedir. İnsanlığın enerji gereksinimini binlerce yıl karşılamaya

yetecek toryum rezervi dünyada mevcuttur.

Toryum, Dünya’daki yayılım itibariyle uranyuma göre daha dengeli bir

coğrafi dağılıma sahiptir.

Toryumlu reaktörlerde kontrol edilemeyen zincir reaksiyonlar sebebi ile

erime ve patlama riski yoktur.

Toryum madenciliği uranyuma kıyasla daha az radyoaktif kirliliği olan bir

süreçtir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

67

Dünyada nükleer enerji kaynağı olarak toryuma bakış

Fosil yakıtların yarattığı sera gazlarının tüm dünya üzerindeki olumsuz etkileri

bilinen bir gerçektir. Bu da fosil yakıtlar haricindeki temiz, güvenli ve barışçıl

nükleer enerjileri gerçekleştirmeyi gerekli kılmaktadır.

2050 yılları itibarı ile yapılan senaryolara göre o yıllarda dünya enerji ihtiyacı

bugünlerin iki katı olması halinde bunun % 85’i mutlaka temiz teknolojilerle

üretilmiş olmalı ve sera gazlarındaki artış seviyesi 2000 yılına ait değerlerin

%70 altında olmalıdır. Bu değerlere nükleer enerji kullanımı olmaksızın

ulaşılabilmesi olası görülmemektedir.

Dolayısıyla toryum tabanlı nükleer teknoloji seçenekleri ve bu seçeneklerle

yapılan pilot tesislerin, yalnızca uranyum kullanma seçeneğine göre çok

önemli avantajlara sahip oldukları ortaya çıkmaktadır

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

68

Türkiye’deki toryum rezervleri

MTA tarafından yapılan aramalar sonucunda sadece Eskişehir-

Sivrihisar yöresinde tespit edilmiş rezervler değerlendirilerek

yapılan çalışmalara göre ülkemiz toryum rezervlerinde dünyada 4.

sırada yer almaktadır. Bu araştırmaların başka bölgelerde devam

ettirilmesi ile daha fazla rezerv bulunması ihtimali yüksektir.

Bu havzadaki toryum madeni, yaklaşık %70 Nadir Toprak

Elementleri (NTE) (Ör: Ce, La, Pr ve Nd) içeren florokarbonat

minerali ihtiva eden, basnazit minerali içinde yer alır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

69

Enerji kaynağı olarak bor

Borun enerji kaynağı olarak kullanılmasındaki esas sebep, bor

hidrür şeklinde hidrojen enerjisi depolamasındaki özelliğidir.

Bu bölümün içeriği:

1. Bor ürünlerinin günümüzde kullanım alanları

2. Dünya bor rezervleri

3. Bor mineralinin enerji kapasitesi

4. Bor mineralinin üç önemli özelliği

5. Hidrojenin bor hidrür yapısında depolanmasının avantajı

6. Hidrojenin bor hidrür yapısında depolanmasının avantajı

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

70

Bor ürünlerinin günümüzde kullanım alanları

Günümüzde bor ürünleri, tıp, cam, kimya ve

deterjan, seramik ve polimerik maddeler,

metalürji ve inşaat, gıda ve tarım gibi alanlara

ek olarak uzay ve hava araçları, askeri araçlar,

füzeler, radarlar, iletişim teknolojileri, nano

teknolojiler ve enerji olmak üzere birçok

alanda kullanılmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

71

Dünya bor rezervleri

Dünya bor rezervleri hakkında güvenilir kesin bir

rakam vermek güç olmakla birlikte, dünyada

bulunan görünür bor rezervinin yaklaşık 440

milyon ton bor oksit (B2O3) olduğu tahmin

edilmektedir.

Dünyadaki en önemli bor yataklarının; Türkiye,

Rusya ve ABD‟de olduğu bilinmektedir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

72

Bor mineralinin enerji kapasitesi

Bor minerali’nin kendisinden enerji üretilebilen

elementler içinde litre başına 92.77 megajul

yanma enejisiyle 1. sırada yer almaktadır.

Bu nedenle borla ilgili teknolojiler, alternatif

enerji kaynağı olarak kullanılabilirliği üzerinde

1950’li yıllardan beri yapılan çalışmalar, son

yıllarda kritik teknolojiler olarak ortaya çıkmaya

başlamıştır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

73

Bor mineralinin üç önemli özelliği

a)Hidrojen taşıyıcısı olarak faydalanma,

b) Hidrojenden daha iyi bir enerji hammaddesi

olması,

c) Füzyon reaktörlerinde yakıt olarak

kullanılması.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

74

Hidrojenin bor hidrür yapısında depolanmasının avantajı

Hidrojenin depolanmasında güvenirliğin ve

hafifliğin önemli olması sebebiyle hidrojenin hidrür

yapısında depolanması ön plana çıkmıştır.

Hidrürlerin içerisinde de bir bor bileşiği olan

sodyum borhidrür, diğerlerine oranla daha fazla

birim hacimde hidrojen atomu içermektedir. Bu

sebeple de hidrojen depolama ortamı olarak

büyük önem kazanmakta ve en yaygın araştırma

konularından biri olmaktadır.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

75

Hidrojenin bor hidrür yapısında depolanmasının avantajı

Sodyum bor hidrür, ağırlıkça %10.6 hidrojen içermekte

olup bu değer, hidrojen depolayan alaşımların sahip

olduğu değerden daha fazla hidrojen içerir.

Sodyum bor hidrür, güvenli ve hidrojen depolama

konusunda pratik kullanıma sahiptir.

Sulu bazik sodyum bor hidrür çözeltisi seçilmiş

katalizörle (rutenyum, platin, paladyum vb) temas

ettiğinde hidrojen gazı ve suda çözünebilen sodyum

borat elde edilir.

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

76

Kaynaklar

M. Acaroğlu-Alternatif enerji kaynakları, 2006.

H. Aytekin, Çevresel radyoaktivite ders notları, BEÜ, 2016.

H. Aytekin, Nükleer enerji ve politikaları, BEÜ, 2016.

http://www.ilbank.gov.tr/dosyalar/belgeler/belge61/YenilenebilirEnerji.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_internal_heat_budget

M. C. Şenel ve E. Koç, Dünyada ve Türkiye’de Rüzgâr Enerjisi Durumu-Genel Değerlendirme, Mühendis ve Makine, 56, 663: 46-56.

http://www.ewea.org/events/workshops/wp-content/uploads/2013/03/EWEA-TUREB-Workshop-27-3-2013-Halil-Alis-EUAS.pdf

www.aksaenerji.com.tr/tr/operasyonel.aspx/

http://tr.wikipedia.org/wiki/Termik_santral

Ela ULUATAM, TOBB AB Proje Geliştirme ve İzleme Müdürlüğü, 2010.

Enerji kaynağı olarak toryum çalışma belgeseli, www.etkb.gov.tr/File/?path...Duyuruları%2FToryum+Calisma+Belgesi.docx

Prof. Dr. Hüseyin Aytekin

77