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