Geleceğin Yakıtları

Geleceğin Yakıtları Nelerdir

Şimdi tüketmekte olduğumuz petrolü son damlasına değin kullanıp bitmesini mi bekleyeceğiz? Sonra ne olacak? Yakıtsız mı kalacağız? Bu sorular birçoklarının aklına gelmektedir. Ama şu da var ki dünyada tek yakıt kaynağı petrol değildir ve konuyu yalnız petrol üzerinde toplayarak böyle çok karamsar sorularla umutsuzluğa yönelmek de yersizdir. Şu anda bile yeraltında kullanılmayı bekleyen kömür miktarı bilinen petrol kaynaklarının kat kat üstündedir. Ayrıca bugün bile tüm dünya yakıt gereksiniminin üçte ikisi zaten kömürle karşılanmaktadır. Ancak hava kirliliği yaratması, depolama ve taşımada masraflı oluşu ve çıkarım güçlükleri nedeniyle kömür, son yıllarda petrol yanında daha az aranan bir yakıt durumuna inmiştir. Aslında, dünyanın tüm yakıt gereksinimini karşılayacak bollukta kömür yığınlarımız vardır. Peki, bu değin bol da neden çıkarılmıyor? iki nedenle bu mümkün olamamaktadır. Birincisi dünyanın gereksinimini karşılayacak kadar çok kömür çıkarmanın olanaksızlığı, İkincisi de çıkarılabilinse bile o kadar kömürü gereken çabuklukta tüketim merkezlerine ulaştırmanın olanaksızlığı. Kısaca kömürün çıkarımı, depolanması, taşınması ve üstelik sağlık bakımından sakıncaları onun daha geniş biçimde kullanımını engelleyen ciddi nedenlerdir.
Kömürden başka enerji kaynağı olarak kullanabileceğimiz öteki yakıtlar arasında temiz yanışlı doğal gazın önemli bir yeri vardır. Hemen dünyanın birçok ülkesinde ve ülkemizde elde edilebilen doğal gaz, örneğin, yalnız Birleşik Amerika’da 38 milyon evi ısıtmakta ve mutfaklarda kullanılmaktadır. Boru döşemleriyle evlere kadar İletilen doğal gaz, temizliği ve kullanımdaki kolaylığıyla bugün çok gözde bir yakıt olmuştur. Ama onun da kaynakları sınırsız değildir ve yeni kuyular açmakla da istek karşılanamamaktadır. Doğal gazın başka ülkelere ya da ülke içinde dağıtımı sıvılaştırılmış şekliyle de yapılmaktadır. Ancak, bunun da aktarım ve ulaştırma işlemleri pahalıya mal olduğundan kullanımı sınırlı kalmaktadır. Petrol ve doğal gazın bulunmasından önce ısıtma ve aydınlanmada kömürden elde edilen “havagazı” kullanılıyordu. Bugün de az da olsa kullanılmaktadır. Kömürden gaz elde edilmesi “gazlaştırma” denilen bir yöntemle gerçekleşir. Bu işlemde kömür kırılıp parçalandıktan sonra içi buhar ve oksijenle dolu bir kazanda büyük basınç altında gazı ayrılır. Maden kömüründen özel bir yakım işlemiyle petrol elde etmek de bilinen bir yöntemdir. Ama bu işlemlerin ikisi de doğal gaza oranla masraflı olduğundan geniş bir yaygınlık kazanmamıştır.
ikinci Dünya Savaşından sonra bir ara dumansız, yer tutmayan ve çok ufak hacimli yakıt kullanan nükleer santrallardan sınırsız bollukta elektrik gücü üretilebileceği her yerde iyimserlikle karşılanmıştı.
Avrupa ve Amerika’da çok sayıda olmasa bile nükleer enerji santralları kuruldu. Bunlar uranyumun bir çeşidi olan U 235 kullanmaktadır. Eğer bir U235 atomu hızlı bir nötron çekirdek mermisiyle bombardıman edilirse atomun tümü parçalanır. Bu parçalanmanın sonunda daha küçük iki atom meydana gelir. Bu iki atomun ayrılmasıyla parçalanan iki atomun enerjisi büyük bir sıcaklık ya da nükleer enerji şeklinde salınmış olur. Bu parçalanma olayı çift katlı sayılar düzeyinde saniyede bir milyon kez yinelenerek son derece yeğin, düşünülmesi zor bir sıcaklığın yayılmasına neden olur. İşte bu sıcaklık, yanan kömür ve petrol gibi elektrik gücü üretiminde kullanılabilmektedir.
U235 atomlarının bir reaktörde (nükleer santral fırınlarına bu ad verilmiştir) kullanılabilmesi için bunların kütükler halinde bir araya getirilmesi zorunluğu vardır. Bu kütükler reaktöre girmeden önce kalın çubuklar haline sokulur. Bu çubukların taşınması ve reaktöre yerleştirilmesi ya da korunması son derece dikkat isteyen bir iştir. U235 atomlarının reaktörde oluşturdukları zincirleme reaksiyonla salınan enerji müthiş bir sıcaklık oluşturur. Bu yakıt çubukları kullanıldıktan sonra artık madde olarak oraya buraya atılamazlar. Çünkü görünmeyen ve insan için öldürücü etkileri olan ışınımlar yaymaya uzun süre devam ederler.
Onun için kullanılmış çubuklar paslanmaz, kırılmaz ve geçirimsiz maddeden yapılmış kılıflar içine iyice kapatılır. Sonra derin toprağa ya da su altına gömülürler. Ne kadar kullanılırsa kullanılsın artık çubuklar daha uzun yıllar hatta binlerce yıl boyunca insan yaşamı için tehlikeli “radyoaktif” maddeler yaymayı sürdürürler. Şimdiye değin nükleer santral artıkları ciddi sorunlar yaratacak çoklukta olmamakla birlikte nükleer enerji üreten merkezlerin çoğalmasıyla bu maddelerin güvenli şekilde ortadan kaldırılmaları da kuşkusuz, güçlükler göstermeye başlayacaktır. Bunların gömülecekleri uygun yerler bulmak yakın gelecekte önemli bir sorun olarak karşımıza çıkacaktır. Nükleer enerji kullanımında gelişmeyi engelleyen bir başka etken de reaktör yapımının yükselen maliyetine paralel olarak uranyum fiyatlarının da hızla tırmanmakta oluşudur.
İşte enerji üretimi için kullanılan bütün bu yakıtların getirdiği sorunlardan kaçınmak amacıyla bazı uzmanlar eskiden olduğu gibi şimdi de rüzgâr ve sudan enerji üretme yöntemlerine dönmeyi yeğlemektedirler.
Zaten şimdi olduğu gibi öteden beri barajlardan akıtılan suyla işleyen hidroelektrik santraldan birçok ülkenin elektrik gereksinimini büyük oranda karşılamaktadır, örneğin, Türkiye elektrik enerjisi gereksiniminin dörtte üçünü hidroelektrik santrallardan karşılamaktadır. Bunun dışında başka bir su gücü daha vardır ki, bu henüz uygulamaya
konulamamıştır. O da denizlerin gel-git olayından enerji üretmektir. Şimdi, uzmanlar denizlerin alçalıp yükselmesini enerji üretme yolunda kullanmak üzere deneyler yapıyorlar.
Enerji üretilebilecek bir başka kaynak da yeraltı sularıdır. Bu suların özelliği vardır; jeotermal enerji sağlarlar. Daha doğrusu doğal sıcaklıklarıyla bizim için enerji üreteceğimiz hazır bir kaynak oluştururlar. Yeryüzünün merkezi o derece yüksek sıcaklıktadır ki, orada en sert kayalar bile ergimiş halde kaynamaktadır. Bu sıcaklık yeraltından yüzeye doğru katmanlar arasından geçerek hareket eder. İşte bu katmanlar arasındaki sular da alttan gelen yüksek sıcaklıkla ısınır. Bir kısmı sıcak sular biçiminde yüzeye çıkar, ılıca ya da kaplıca dediğimiz yerleri oluşturur. Bir kısmı da gayzer adını verdiğimiz sıcak buharlar şeklinde yerden fışkırır. Yeraltından gelen bu kaynar sular, tıpkı suyu kömür ya da petrolle ısıtarak elde ettiğimiz buhar gibi makineleri işletmek için kullanılır. Birçok ülke jeotermal kaynaklardan elektrik üretmektedir. Ancak böyle sıcak su kaynakları her ülkede yüzeye yakın katmanlarda bulunmadığından jeotermal enerjiden yararlanılması her yerde mümkün olmamaktadır.
Yerin altı ve üstündeki doğal enerji kaynaklarımızın dışında, daha bol, hemen hiç tükenmeyecek, sınırsız bir kaynak daha var: Güneş enerjisi. Hava kirliliği yapmayan, yer tutmayan, taşıma sorunu olmayan, sakınım ve korunum sorunlarından uzak bu sonsuz kaynaktan henüz gereği gibi yararlanamıyoruz. Ama, şimdiden bazı ülkelerde yüzlerce hatta binlerce okul, işyeri ve konut güneş enerjisiyle ısıtılmaya başlanmıştır bile.
Güneş enerjisinden yararlanmanın henüz bazı güçlükleri giderilmiş değildir. Her şeyden önce güneş ışınlarını toplayıcı aygıtlar herkesin alamayacağı kadar pahalıdır. Bundan başka güneş pilleri de denen bu toplayıcılar bulutlu havalarda ısıtma işlevini yapamamakta ya da az yapmaktadırlar. Bununla birlikte bulutlardan sızabildiğince gün ışığından sıcaklık toplayabilecek duyarlı toplayıcılar geliştirmek için çalışmalar yürütülmektedir. Bu nedenlerle güneş enerjisinden tam anlamıyla yararlanmamız yolundaki gelişmeler yavaş ilerlemektedir.
Isınma ve ısıtmanın dışında güneş enerjisinden elektrik de üretilebilir. Amerika’da bu yolda deneysel nitelikteki girişimlerden olumlu sonuçlar alınmıştır. Şimdiden A B D’nin güneybatısında Güneş Gücü Çiftlikleri kurulmaktadır. Buralarda geniş toprak parçaları aynalarla örtülmekte ve bu aynaların topladığı güneş ışınları su kazanları üzerine yoğunlaştırmaktadır. Böylece kaynatılan suyun buharından elektrik üretilmesi mümkün olacaktır.
Bu tasarının bazı güç yönleri vardır. Örneğin, kuru ve tozlu iklimlerde dönümlerce yer kaplayan aynaların temiz tutulması önemli bir sorun olacaktır. Bu işlerle uğraşan uzmanlar şimdi yeryüzünün dışından daha bol ve temiz enerji sağlama çalışmalarına yönelmiştir. Bu amaçla uygulanacak bir tasarıya göre, uzayda kurulacak bir güne? enerjisi santralında toplanacak güneş ışınları uydu içindeki suyu ısıtacak ve buharıyla elektrik üretecektir. Sonra bu elektrik gücü dünyaya yöneltilerek dağıtım merkezlerine salınacaktır.
Uzayda buhar gücüyle elektrik üretmeden daha dolaysız ve daha basit işlemli bir başka tasarı daha vardır. Bu tasarı şimdi uzay araçlarında uygulanan güneş pillerinden esinlenmiştir. Uzay araçlarının güneş ışınlarını toplayıp elektrik enerjisine dönüştüren yelpaze biçiminde uzun kanatları vardır. Bu kanatlardan her biri üzerinde binlerce
ufak güneş pili bulunmaktadır, işte bu göze piller güneş ışınlarını, uzay aracını hareket ettiren ve içindeki aygıtları çalıştıran elektrik enerjisine dönüştürür. Bu ilkeden esinlenen yeni tasarılardaki çok büyük uzay aracının her yöne uzanan kanatlarının her birinin uzunluğu sekiz kilometreyi bulmaktadır. Bunların her biri üzerindeki binlerce güneş pilinin ürettiği elektrik gücüyle orta büyüklükte bir kentin elektrik gereksinimi karşılanabilecektir. Uzay santralında üretilen elektriğin dünyaya gönderilmesi ise uygun yerlerdeki dağıtım merkezlerine kısa dalgalı yayınlar halinde iletilecektir.

Ancak güneş pillerinin çok masraflı ve pahalı oluşu bu gibi tasarıların uygulanmasında bazı sorunlar yaratmaktadır. Bunların yeryüzünde radyo, el fenerleri, fotoğraf makineleri ve elektrikli traş makineleri gibi ufak gereçleri çalıştıran tipleri şimdiden kullanılmaktadır. Ama daha büyük çaptaki işler için olanları henüz herkesin alabileceği kadar ucuza çıkmamaktadır. Yakın gelecekte evlerin damlarını kaplayacak büyüklükte aynaların daha ucuza mal olmasıyla güneş pillerinin yaygın biçimde kullanılacağına kuşku yoktur. Böyle bir aşamaya gelince yukarda sözü edilen büyüklükte bir uzay aracının yapılması da gerçekleşecektir.
Buna benzer çalışmalar yapıla dursun, öte yandan güneşin içinde her an süregelmekte olan bir sürecin benzerinin yeryüzünde oluşturulmasına çalışılmaktadır. Güneşimize o değin kızgın sıcaklığını veren bu süreç nükleer kaynaşmadır (füzyon). Nükleer kaynaşma, çok hafif atomların birleşerek kendilerinden daha ağır elementler oluşturmasıdır.
Güneşteki kaynaşma (füzyon) çok büyük ısı ve basınç altında oluşur. Yeryüzündeki hiçbir madde bu derece yeğin ve yoğun ısıyla basınca dayanamaz. Bu nedenle yeryüzünde güneşinkine benzer kaynaşmayı ancak laboratuvarlarda deneysel amaçla oluşturabilmekteyiz. Laboratuvardaki nükleer kaynaşma fırınının “duvarları” nı oluşturmak için bir manyetik alan yaratılır. Fırın lazer ışınlarıyla ısıtılarak güneş içindeki kaynaşmaya benzer bir olay gerçekleştirilir. Lazer ışınları çelik bir levhayı eritip delebilecek yoğunluktadır ve yeryüzünde güneşin sıcaklığına en yakın ısıyı bunlar oluşturur.
Ancak bugüne değin kaynaşma yoluyla elde edilmek istenen büyük enerji ve basınç deneyleri amaca uygun sonuçlar verememiştir. Gerçekleşen şey nükleer kaynaşmadan enerji üretme yerine sadece askeri amaçlarla nükleer kaynaşmanın salıverilmesi olmuştur. Bilim adamları nükleer kaynaşmayla enerji üretebilme çalışmalarının 1990′ dan önce olumlu bir sonuç verebileceğini ummaktadırlar. Bu gerçekleştiği zaman, örneğin, denizlerin sularından bitmek tükenmez bilmeyen, çok ucuz bir yakıt kaynağı elde edilmiş olacaktır.
Ama gerek güneş enerjisinden, gerek nükleer kaynaşmadan yararlanacağımız güne kadar şimdi elimizde bulunan enerji kaynaklarını en iyi biçimde kullanma zorunluğunu hiç unutmamalıyız. Ve elimizdeki enerji kaynaklarını iyi ve tutumlu biçimde kullanmanın birçok yolları da vardır. Eğer basit görünen birtakım önlemleri küçümsemeyip uygulayacak olursak o kaynaklar daha uzun yıllar bizlere hizmetlerini sürdüreceklerdir.

Etiketler:

Yorum yazın