ENERJİ SORUNU VE GELİŞMELER

Özellikle endüstrileşmiş ülkelerin elektrik mühendisleri bu yılın başında, artan e lektrik enerjisi gereksiniminin petrol/e nerji bağının güçlendirilmesiyle sağlana mayacağını gördüler ve gelecek on yıl içinde elektrik enerjisi üretiminin iki katına çıkarılması gereği ile de karşı karşıya lar. Petrol kaynaklarının giderek azalması enerji üretim teknolojisinde temel deği şimleri öngörmektedir.

Petrol ve doğal gaz kaynaklarının azalması, enerji gereksinimini sağlamak için, kömür yataklarının yeniden uygun bir yöntemle ele alınmasını zorlamıştır. Kömürden temiz gaz ve sıvı yakıt üretimi bazı pilot sant rallarda gerçekleştirilmiştir ve üzerinde araştırmalar sürdürülmektedir. Bu yeni yakıt ürünleri, elektrik enerjisi üretimin de kullanılacak ve böylece çevre temizliği bir ölçüde sağlanmış olacaktır. Ayrıca jeotermal potansiyel de oldukça ilginç gö . rünümdedir, ne var ki, teknolojik sorunla rın henüz çözülememiş" olması bu doğal gü cün ekonomikliğini sağlayamamıştır. Yine de en az üç jeotermal santral üretimini sürdürmektedir (Kaliforniya, Meksika ve 1 talya'da). Ancak 1985'e kadar (ya da daha yakın) megavatlar düzeyinde üretim yapan çok sayıda jeotermal santral görürsek faz la şaşırmamalıyız.

Tüm fosil yakıtlarının yanma süresinde ba ca yoluyla kaçan bir kısım enerjinin dene timi üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Örneğin yüksek verimli elektrostatik arıt mayla yakıttaki sülfür oksit, nitrojen oksit ve benzeri önemli ürünler alınabilmektedir. Nükleer parçalama reaktörlerinin (nuclear fission reactor) temiz elektrik enerjisi sağladığı bir gerçek; ancak doğal uranyum kaynaklarının da sınırsız olmadığı unutul mamalıdır. Nükleer parçalanma için gerekli uranyum kaynaklarının Amerika'ya 1990 yılı na kadar yeteceği sanılmaktadır. 0 zamana kadar hızlı üretken reaktörlerin (fast

breeder reactor, FBR) ve nükleer erime (nuclear fusion) reaktörlerinin gelişti rilmesi gerekir.

Elektrik enerjisi üretiminde, tepe yükler için enerji depolama dizgeleri üzerinde de durulmaktadır. Örnek olarak; hava depolu gaz türbinli santralda, hava tepe yük dışı saatlerde basınçla sıkıştırılmakta ve yer altı tanklarında saklanmaktadır. Günün te pe yüklerinde, sıkıştırılmış hava, gaz türbininin çalıştırılmasında kullanılmak tadır. İsveç'te böyle bir santral, 25 bar' lık hava basıncında 200 MW üretebilmektedir. Bu tür bir işletme, 24 saatin 10 saatini almaktadır. Ayrıca, 6 saatin üzerinde 50 450 MW enerji depolayabilen aşırıiletken bobinler üzerinde de çalışmalar sürdürül mektedir. Bu iki teknik de tepe yüklerin sağlanmasında kullanılmaktadır, enerjide değil aygıtlarda tasarrufu sağlamaktadır.

Tepe yüklerin karşılanması amacıyla; yük sek verimli elektrik depolama bataryaları (lityum sülfür) ve yakıt hücreleri üzerin de önemli araştırmalar yapılmaktadır.

Elektrik enerjisi üretiminde yeraltı dizge lerinin ekonomikliğini düzeltici yönde de önemli adımlar atılmıştır. Örneğin, 500 kV dondurulmuş kabloların yer altında 0°K sı caklıktaki çalışma testleri yapılmıştır. Yeraltı dizgelerinde; 500 kV'luk sıkıştı rılmış gazla (SFG) yalıtılmış iletkenler işletmede şimdiden yerini almıştır.

Çok yüksek gerilimli (1000 kV'un üzerinde) alternatif akım ve doğru akım ile enerji iletimleri üzerinde de önemle durulmakta dır. Elektrik enerji dizgelerinin büyüme sonucu karmaşıklaşması, etkili yük dağıtma işlem leri için otomatik denetim ve işletme ge reksinimini artırmıştır.

Gazla yalıtılmış iletkenlerin kullanılma sıyla, merkezlerin çok küçük bir alana

Büyük Nükleer Santral

ılektroliz Santral ı

U

Sıvı Hidrojen Deposu

Yeraltı Hidrojen Deposu

Yerel güç santral lan

Endüstri yakıtı

>

Yapay kimyasal ürün ler ve sıvı yakıtlar

> Ev yakıtı

Basitleştirilmiş öbek diyagramda "Hidrojen ekonomisi"nin öğeleri görülmektedir. Hid rojen, büyük nükleer santrallarda (ya da güneş enerjisi) elektroliz yoluyla ikincil yakıt olarak üretilir ve yeraltı boru hat larıyla iletimi yapılır. Hidrojen yeraltın yerleştirilmesi büyük bir teknolojik aşama olarak kabul edilmekte ve bunun 1974 yılı içerisinde yaygınlaşma göstereceği umul maktadır. Amerika'da FBR reaktörleri için sıvı metal soğutmasının da kullanılabileceği üzerinde durulmaktadır (diğer ülkelerde gaz ya da su soğutucu yaklaşımları benimsenmiştir). ABD'de halkın ve bölge sakinlerinin alı şılmış yerüstü nükleer santrallara 10 sene ' den beri şiddetle karşı koyması, büyük nükleer üretim merkezleri için arazi bulun masını güçleştirmiştir. Bu arazi sorunu için geçerli çözümün kıyıdan fazla uzakta olmayan yüzer nükleer santrallar olduğu bu konudaki düşüncelerden biridir. New Jersey'de kıyıdan 4 ve 19 km uzaklıkta bu tür iki santralın yapımı kararlaştırıl mıştır, bunların 1979'da işletmeye girece ği umulmaktadır.

Hidrojen, birçok yönlerden ideal bir yakıt görünümündedir. Hidrojenin petrol, kömür ve doğal gazlardan kolayca arındırılabil mesi ve suyun alışılmış yöntemlerle ya da nükleer enerjiyle elektrolizlenmesiyle ü retilebilinmesi, üzerinde önemle durulma sına yol açmıştır. Hidrojen ayrıca, yer altından ucuz olarak iletilebilmekte, yük merkezlerinde büyük miktarlarda depolana bilmekte ve yakıt olarak kullanılmasıyla çevre kirlenmesi sorunu da çözülmektedir. Geçtiğimiz sene, elektrik enerjisiyle su dan hidrojen elde edilmesi ve hidrojenin

da basınç altındaki gaz ya da yer üstünde çok sıkıştırılmış sıvı olarak depolanabi lir. Hidrojen, daha sonra, elektrik, ısı ya da mekanik enerji üretiminde yakıt ola rak kullanılmak üzere dağıtımı yapılır.

kullanma anına kadar sıkıştırılmış sıvı o larak depolanabilmesi üzerinde önemli ça lışmalar yapılmıştır. Sıvı hidrojen yeral tı borularıyla kullanma yerine götürülebi lir ve orada elektrik, ısı ya da mekanik enerji üretmek için yakılab ilir. Örneğin günün tepe yüklerinin dışında nükleer sant ralda üretilen güç, deniz suyunun elektro lizinde hidrojen üretmek için kullanılabilir.

Elektrik enerjisinin iletimi, hem pahalı dır, hem de yolu üzerinde büyük arazileri gerektirmektedir. Ancak petrol ve doğal gaz gibi enerji kaynaklarının yeraltı boru larıyla iletimi başarıyla gerçekleştiril miştir. Günümüzde endüstriyel hidrojenin borularla iletimi ancak kısa mesafelerde yapılabilmektedir. Enerji konusunda karşı laşılan sayısız sorunların (nükleer sant ralların yerleşimi, enerji depolama olanak larının kıtlığı ve benzerleri) hidrojen endüstrisinin geliştirilmesiyle bir ölçüye kadar çözülebileceği umulmaktadır.

Petrol/enerji krizinin ansızın ve beklen medik biçimde doğuşu, sanayi ülkelerini artan enerji kullanımı ve endüstrinin ge nişlemesi programlarını tekrar gözden ge çirmeye zorlamıştır. Örneğin Amerika'da, geniş kömür kaynaklarının tekrardan kulla nılmasına, kısa süreli bir çözüm de olsa, başlanmıştır. Almanya'da Ruhr vadisindeki zengin kömür yatakları tekrar ele alınmış tır.