Enerjinin Tarihçesi – Enerjinin Tarihsel Gelişimi

Enerjinin Tarihçesi – Enerjinin Tarihsel Gelişimi Hakkında Bilgiler

İnsanın ya da herhangi bir yaratığın çalışma kapasiteleri arasında temel ve kesin bir ayırım vardır. Yuva yapan kuş, kunduz ya da arı, işlerini içgüdülerine dayanarak yaparlar. Diğer bir deyişle, yapabilecekleri işlerin ikinci aşaması öğrenmeye dayanır ve bunlar daha çok doğuştan olan etkenlere bağlıdır. Örneğin hiç kimse bir kırlangıca yuvasını nasıl yapması gerektiğini öğretmemiştir. Doğmasıyla birlikte kırlangıç, gelişmesinin normal koşullarında, ona bu kapasiteyi kazandıran fizyolojik yeteneklere sahiptir. Fakat bütün kırlangıçlar yuvalarını az veya çok aynı biçimde yapacaklardır. Eğitimi söz konusu olsa bile, bir kırlangıcın bir kırlangıç yuvasından başka bir şey yapabilmesine olanak yoktur. Aynı konu geniş anlamda, insan dışında her hayvan soyu için geçerlidir. Gerçekte her türün kendine özgü etkinlikleri, açık olarak sınırlandırılmış hareket biçimlerine sıkı olarak bağlı kalırken, insanda çağlar boyunca ve çeşitli koşulların yardımıyla önemli yapısal ayrıcalıklar dizisi vardır: iki ayak üzerindeki dik duruşu, başparmağın diğer parmaklara karşıt olması ve dil yeteneği. Bu ayrıcalıklar sayesinde insan, sinir sistemini bir başlangıç noktası olarak kullanarak, yeni ve daha karmaşık etkinlikler gösterebilmiştir. Karşılık olarak bu ayrıcalıklar, bilinen başka bir yaratık tarafından hiçbir zaman erişilmeyen düzeydeki zeka gelişmesiyle sonuçlanmıştır. Bütün bu kazançlar, insanı sadece yeni hareket biçimleri benimsemesine değil, aynı zamanda bunları eğitim ve yetiştirme yoluyla diğer insanlar ve böylece gelecekteki kuşaklara iletmesine olanak vermiştir. İnsanın kendine özgü bu çalışma yöntemi, gerektiğinde fazla içgüdüye bağlı olmadan ve zaman zaman oluşan gereksinmeleriyle ilgili tümüyle yeni işlere ve etkinliklere girişmesini sağlayan bir yetenektir. Bu ödül sayesinde insan, kendi yaptıklarının da meyvesini alarak doğaya egemen olmak yolunda yürümektedir. İnsana yararlı olan ilk enerji biçimi, şüphesiz kendi kaslarından sağlanandır. Eller, gözler ve beyin arasındaki sinir ilişkisi, insan teknolojisinin gelişmesine doğru ilk kesin adımı atabildi: insan vücudunun bir parçası olmayan araçların kullanımı. Örneğin, yerden toplanmış taşlar ve dallar. Gerçeğe en yakın olan varsayım, sopa gibi ele kolay geçen nesneleri kendilerine yiyecekleri getirmek için kullanan, en yakın akrabalarımız olan maymunlara dayanır. Bununla beraber, bugünün maymunlarından farklı olarak, tarihöncesi insanı bu ilk aletlerin kullanımını düzenli olarak geliştirdi ve üzerlerinde yapay değişiklikler yapmasını öğrenmesinden sonra, aletler yapmak ve çeşitli maddeleri işlemek için ilk teknikler ortaya çıktı.

Böylece insan yavaşça kendi enerjisini uygun aletler ve buluşlarla tamamladığını gördü. Örneğin bir insanın sadece koluyla hareket ettirmek için fazla-ağır olan iri bir kaya parçasını, sağlam bir dalı kaldıraç olarak kullanarak aynı kol tarafından kaldırılması gibi. Yenmek için çok güçlü olan ya da silahsız avcılar tarafından av olarak yakalanması için çok çevik olan hayvanlar, kalın sopa ya da sivri uçlu mızraklarla yenilebiliyordu. İnsan elinin ağaçtan koparamadığı bir dal, aynı elin kavramasıyla, keskinleştirilmiş bir taşla kesilebiliyordu. Aynı zamanda insan, işin ve çalışmanın sadece kaslarla değil, uygun olan ya da düzenlenen diğer nesnelerle de başarılabileceğini öğrenmeye başladı. Örneğin, belirli bir yükseklikte bulunan ağır bir nesnenin verilen bir kuvvete düştüğü zamanki etkisi, düşmesine neden olan enerjiden orantısız olarak daha büyüktür. Diğer yönden tuzak gibi avlanma araçları,

esneyerek bükülmeleri nedeniyle, önceden depo edilmiş enerji tutarının kullanımının doğal ilkesini içerdiğini gösterdiler.

Tarihöncesi çağlarda bile insan, ateşin nasıl yakıldığını ve tümüyle bundan nasıl yararlanıldığını öğrendi. Ateş, hem teknoloji alanındaki çok önemli sonuçları, hem de soğuğa ve karanlığa karşı etkin bir silah olarak, (insanların psikolojisi ve alışkanlıkları üzerindeki çok büyük etkisi bakımından) belki de en önemli buluştur. Ayrıca ateş, insan kaslarının üzerinde ve ötesindeki büyük çaptaki enerji kullanımının ilk örneğini belirler. Enerji kullanımı ateşle.gelişti; metal işçiliği, seramik ve diğer maddelerin işlenmesi gelişmeyi de beraberinde getirdi.

Tarihöncesi toplumlarda bile çok önemli teknik buluşlar ortaya çıktı ve geliştirildi. Sonradan birbiri ardına oluşan devlet kavramı, eski zamanlarda teknoloj^alanında önemli ilerlemeler yapamadı. Buna karşılık yapı, gemicilik, ulaştırma ve su işleri alanlarında büyük başarılar elde edildi. Bu ilerlemeler sayıca çoktu, çünkü bu toplumların yapısı tutsaklığa dayanıyordu. Mısır piramitleri, Babil, Yunan ve Roma’nın büyük mimari yapıları tutsaklar tarafından yapıldı. Yönetici sınıfının görüşüne göte tutsaklar, özellikle elverişli ve ucuz enerji kaynağı oluşturuyorlardı. Bu sınıfın içinde tutsakların küçük görülmesi, genel olarak elişini küçümseyen bir tutumun ortaya çıkmasına neden oldu. Bu da yönetici sınıfın bulunduğu yerde, serbest esnafın sömürülmesine yol açtı.

Hayvan enerjisi sadece ulaşım amaçları için değil, aynı zamanda diğer birimlerde ve kısmen tarımda, buna benzer olarak denizcilik alanında da, akarsu ve rüzgar, enerji kaynakları olarak kullanılmaya başlandı, fakat burada da esirlerden yararlanıldı. İlk insanlar zamanında ortaya çıkan su çarkı bile, yerine kullanılacak tutsaklardan daha az ekonomik olduğu düşüncesiyle çok yaygınlaşmadı.

Bugünkü endüstriyel uygarlığın kökleri daha çok Ortaçağ’a dayanır. Tutsaklığa dayanan toplum yapısının yıkılması ve üzerine kurulan yeni feodal türde toplumların ortaya çıkmasıyla, enerjiyi kullanma yöntemlerine ait sorunlar bir kez daha öne çıktı.

Bir yandan ekonomi alanı, diğer yandan serbest kent merkezlerinin kurulması, insan emeğinin yeniden değerlenmesine yol açtı. Böylece hayvan enerjisinden yararlanmak yavaş yavaş daha ekonomik olmaya başladı ve bu gelişme Ortaçağ boyunca yayıldı. Çalışan insan (uşak veya esnaf olsun) kendi sosyal durumunu düzeltme gücünü buldu. Ayrıca daha ileri yaşam olanakları ve çalışma koşulları için, kendisinden istenen beden gücünü azaltmaya başladı.

Ayrıca hem ekonominin hem de endüstrinin olağanüstü genişlemesiyle hayvan enerjisi ender görülmeye başlandı. Daha kuvvetli ve daha sürekli enerji kaynaklarının bulunması gerekiyordu. Sonuç olarak, su çarkını kullanarak, çok eskiden beri bilinen ve sadece değirmenlerde değil, atölyelerde de çeşitli biçimlerdeki mekanik işleri yapmak için kullanılan hidrolik enerjiden çok büyük ölçüde yararlanılmaya başlandı. *12. yy.dan sonra, yel değirmenlerinin (ki birçok yüzyıldan beri İran’da ilkel biçimlerde bulunuyordu) ortaya çıkmasıyla, rüzgar gücü de kullanılmaya başlandı. Metal işçiliği odunla ya da mangal kömürüyle yapılıyordu, fakat 12. ile 13. yy. arasında İngiliz madenlerinden gelen ilk kömür de ortaya çıktı. Rönesans ve Yeniçağın başlangıcıyla, Ortaçağ’da başlayan sanayileşme yolu daha da kuvvetlendi. Aynı zamanda, kültürel ve bilimsel alanlardaki büyük ilerlemeler, 18. yy. m sonunda, büyük hız verilen modern teknolojinin patlaması yolunu hazırladı. 16. yy.dan başlayarak ocaklarda, diğer sanayi alanlarında ve de ülke içi kömür istemlerinde aşırı bir artış oldu. Endüstri ve madenlerdeki fazla yükleme işi için mekanik enerji istemi de buna bağlı olarak arttı. Bu arada Ortaçağ zanaatkarları yavaş yavaş modern teknisyenden daha aşağı olmayan bir düzeye geldiler. Böylece ısının güçlü etkilerini sürekli olarak izleme, ısıdan daha çok gereksinme duyulan mekanik enerjinin elde edilmesi düşüncesine götürdü. Bu da, ısı-güçlü makinenin ilerlemesini sağladı.

İlk sıra buharlı makinedeydi. Bu yayılan buluşun tasarıları İ.Ö. I. yy. da İskenderiyeli Heron’un Leonardo da Vinci’nin, ve daha sonra 16. ve 17. yy. larda G. Cardano, G.B. della Porta’nın, S. de Caus’un ve E. Somerset’in çalışmalarında da vardı. 1698’de İngiliz T. Savery’ye değin, ilk uygulamalı buharlı motor yapılmıştı. Bu, bir tankın içinde bulunan buharın sıkıştırılmasıyla elde edilen ve boşluk tarafından suyun emildiği buhar-güçlü bir pompaydı. Bir öncekine oranla daha gelişmiş buharlı motor, 1705’te T. Newcomen tarafından yapıldı. Bu da bir pompaydı, fakat buna, (O.Von Guerricke, C. Huygens ve D. Papin tarafından evvelce yapılan çalışmalarına ve denemelerinin temeline dayanan) hareket eden bir pistonla birlikte bir de silindir yerleştirilmişti. Bu türdeki motor, 1830’a kadar İngiltere ve Hollanda’da madenlerde pompalama, toprağı süzme ve sulama amacıyla yaygın olarak kullanıldı. Gerçekte buharın, endüstriyel amaçlar için çok büyük çapta enerji kaynağı olarak kullanılması bu motorla olmuştur.

Newcomen’in motorunu düzeltme sorunu, 1763’ten sonra bu motora kesin değişiklikler ve yenilikler dizisini getirmeyi başarmış, İskoç mühendis J. Watt tarafından çözümlendi. Bu değişiklikler kondansatörün başlangıcını pistonu harekete geçirmek için buhar sıkıştırma makinesinin kullanımını ve erimez maddeden yapılan astarın kullanımını kapsıyordu. Her vuruşun bir dürtü olup, böylece düz hareketi sarmal harekete kolayca dönüştürme olanağını veren, karşılıklı harekete sahip bu yeni türdeki motor, artık mekanik işin herhangi bir örneğine uygulanabiliyordu.

19. yy. da sonradan yapılan düzeltmeler, herşeyden önce hem harcamayı hem de ağırlığı azaltıp, gücü arttırmayı amaçlıyordu. Giderek artan yüksek basınçların ve piston hızlarının kullanımı, sadece verim oranının artmasına değil, bazılarının birkaç bin beygir gücü ürettiği daha güçlü motorların yapılmasına neden oldu. 1874’te, A.C. Kirk tarafından ortaya çıkarılan üçlü-yayılma motoru, bugün hala birkaç buharlı gemide kullanılmaktadır, fakat buharla büyük miktarda güç üretilecekse, başka türdeki bir motor yeğ tutulur: turbo motoru.

Isı-güçlü makine ile ilgili olarak, buharlı motor 19. yy. da içten yanmalı motorla birleşti. Çalışması yakıta dayanan buhar makinesinin içinde yakıt, motorun dışındaki bir fırın içinde bulunur ve motorun kendisi genellikle su olan ikincil bir sıvı içerir. Bu su, yakın bölümü ile hareket eden parçalar arasında yer alır ve buğulanma sayesinde yayılır. İçten yanmalı motorun içindeki (yüksek basınçlı gaz evresinde) yakım işleminin ürünleri, dolaysız hareket eden parçaları etkiler.

Buhar makinasi için, tek bir kişinin buluşu değildir sözü ne kadar doğruysa, içten yanmalı motor için de aynı söz geçerlidir. Yine de yaratılmasının ardındaki harekete geçirici öğe, genel olarak buhar motorunun gerilemesinin kabul edilmesidir. Bu öğeler de düşük verim, aşırı ağırlık ve düşük çalışma kapasitesidir. İçten yanmalı motorun öncüleri arasında şu kişiler vardır: yaklaşık 1820’de, Ingiltere’de, hidrojen ve hava karışımıyla işleyen makinelerle deney yapan W.W. Cecil ve S. Brown; makine kuramında belirli ilerlemeler yapan S. Carnot; 1838’de ilkel bir makine taslağım yapan W. Barnett; 1860’ta aydınlatıcı bir gaz makinesi yapan J.J.E. Lenoir. 1862’de Paris’te, A. Beau de Rochas, modern araba motorunun temelini oluşturan etkin ilkeler içeren bir kuram yayınladı. 1867’de Alman N. Otto, başarısız İtalyan Barsanti ve Malteucci’nin düşüncelerini izleyerek, piston motorunun üretimine girişti. 1876’da Otto ve Langen dört vuruşlu içten yanmalı motorun (ya da patlamanın) ilk türünü yaptı. Bu motor devrini dört aşamada tamamlar. Pistonun hareketi, silindir içindeki yakıtın ve hava karışımının patlaması ve yanmasıyla oluşur. O günkü koşullar içinde, bu tür motorların gelişmesine olanak sağlanamamıştır. Bununla beraber, saptanan ana ilkeler, bugün de geçerliliğini korumaktadır. Dört-vuruşlu yakım motoru ile iki-vuruşlu model de, son 20-30 yılda yaygınlaştı. İkincisi daha az verimli olmasına karşın, aynı devrimlerle ve kübik kapasiteyle eşit bir dört-vuruşlu motordan bir hayli fazla güç kazandı. Büyük önem kazanan içten yanmalı motorun diğer bir türü 1897’de Almanya’da R. Diesel tarafından geliştirilen Diesel motorudur. Bir yanmalı motordan hayli yüksek sıcaklığa sahip olan ve daha az yıpranan bu tür motorda yakıt, patlamaktan çok yanmaktadır. Diğer bir deyişle yanma, yanmalı motorda olduğu gibi çabuk değil, bir hayli yavaş olur ve piston yanmış yakıttan oluşan sıcak gazların yüksek basıncıyla harekete geçer. Diesel motorları ortalama güçteki enerji kaynağına gereksinim duyulan yerde, uygun boyutta ve hiç durmadan uzun süre işleyebilecek kapasitededir. Gerçekten devrimci olarak nitelendirilebilecek yanmalı motorun bir çeşidi de, F. Wankel tarafından bulunan ve NSU ortaklığı tarafından 1956 yılından itibaren üretimine başlanan türdür. İtici hareketi veren piston yerine, bu motor eşit kenarlı üçgen biçiminde bir dikili silindire sahiptir. Bu motor türü dikkati çeken bazı üstünlüklere sahiptir: Beygir başına gerekli ağırlığın daha az ve alanının daha küçük olması, titreşimlerin hemen hemen tümüyle yok olması ve az masraflı olması gibi. Giderek önem kazanan motorlar sınıfı, kuvvet biriminin üstünlüklerine sahip oldu (örneğin, sarmal ve sürekli hareket) ve türbin motorları ele geçirdi. Bu motorların ana parçaları, bir sıvı tarafından çalıştırılan pedal çarklarından oluşan kuvvet birimleridir. “Etki” türbolarında sıvı, dış borulardan çıkarıldığı zaman pervane kanatlarına ulaşır. “Tepki” türbolarında sıvı, kanatlar arasında bulunan borulardan çıkarılır: sıvı, boruyu terkederken, kendi akışının ters yönünde bir itiş yapar. Bir türboyu çalıştırmak için kullanılan enerji kaynağı, söz konusu türbonun türüne göre değişir. Böylece, büharın ısısını yükselten ve sonradan gelen itişi döneçe yerleştirilmiş bir dizi kanatların üzerine yönelten, buharlı türboları buluyoruz. Sonra kanatları, örneğin gazyağı veya metanın yakımından elde edilen yüksek ısıdaki veya yüksek basınçtaki gaz akımıyla dönen gaz türbolarını buluyoruz. Sonuç olarak, su enerjisini, dönme parçasıyla mekanik enerjiye dönüştüren hidrolik türbolar oluştu, bunlar genellikle bu yolla çalışan elektrik jeneratörüne bağlanmıştır.

Yaklaşık 1870’te dinamonun geliştirilmesinden sonra, elektrik uygulamasının kullanımını yaygınlaştırmak için hızla yeni tasarılar hazırlandı. İlk kamu elektrik dağıtım ünitesi,12 Ocak 1882’de Londra’da, bir diğeri aynı yılın Eylül ayında New York’ta hizmete girdi. Bu üniteler, düz akım sağlıyordu ve bu nedenle oldukça sınırlı kullanımı vardı. Bunu izleyen yıllarda alternatif akım kullanılmaya başlandı. Bugün dünyanın çeşitli ülkelerinde, elektrik üretimi, verim oranının ve otomatik düzenin yüksek derecelerine erişildi ve bunu gerçekleştirmek için birçok sorunun üstesinden gelindi. Üretici akım, büyük miktarlarda enerji kaynakları kullanımında tektir Ve ilk durumdaki biçimi elektrikten farklıdır.Elektrik, doğada insanın kullanımı için hazır biçim ve uygunlukta bulunmadığından, tarih içinde kullanımı oldukça geç olmuştur. Elektrik üretimi için sadece birkaç yerdeki büyük yapılarda, özellikle türbo motorlar ve ayrı ayrı jeneratörler toplanmıştır. Bunlar güç santrallarıdır ve temel olarak iki sınıfa bölünebilir: termoelektrik güç santralı ve hidroelektrik güç santralı. Termoelektrik güç santralı, buharla veya Diesel ile çalışan güç santralları olmak üzere, yeryuvarlağının ısısı ile çalışan ve nükleer güç santralları olarak tekrar bölünebilir.

Hidroelektrik üniteler de kendi içlerinde akarsu ile çalışan güç santralları ve bentlere bağlanan üniteler diye tekrar ayrılabilir. Akarsu ile çalışan santrallar, bir ırmağın kapatılmasıyla elde edilen yapay bir göl üzerine kurulur. Irmağın alçak olduğu dönemlerdeki akış hızının en düşük düzeyi yapay gölde daima daha yüksektir. Böylece yapay gölde sabit bir akış düzeyi sağlanır. Bentlere bağlanan ünitelerde ise durum farklıdır. Sadece taban tam dolu olduğunda su, bentten aşağı bırakılır ve akış oranları çok yüksek olmamakla birlikte, su seviyesindeki farklılıklardan yararlanılır. Bunlar zaman zaman durdurulur ve genellikle enerji isteminin yükseldiği doruk dönemlerinde kullanılır. Diğer yandan, termoelektrik güç santralları gaz, kömür veya yakıtın diğer çeşitleriyle çalışan dev buhar kazanlarını içerir ve bunlar sürekli olarak enerji sağlarlar.

Çözülmesi gereken diğer bir sorun, elektrik enerjisinin dağıtımıdır. Bu, enerjinin uzun mesafe iletimi için gerekli yüksek gerilimlerin taşındığı şalterler tarafından yerine getirilir. Yüksek gerilimler, trafolar aracılığıyla asıl dağıtım hatlarına dağıtabilmek için, alçak gerilimlere dönüştürülür. Sonra, gerilim günlük kullanım için hala yüksek olduğundan, daha da azaltılır ve cereyan daha sonra hizmet hatları boyunca tüketiciye dağıtılır.

Enerjiden yararlanma konusunda, ortaya enerji kaynakları sorunu çıkar. Hiç tükenmeyecek gibi düşünülen durumlarda bile (örneğin, hidroelektrik enerjisi) ciddi sınırlamalar vardır. Yeryüzündeki su kaynakları sonsuz değildir ve bunların büyük bir bölümü de sonuna kadar tüketilmiştir. Yeni kurulan her baraj ve güç santralı, hemen hemen karşılanamayacak büyük masraflar doğurur. Bu yüzden, verilen bir zaman içinde değişik araçlarla üretilen en yüksek enerji tutarı kolayca arttırılamaz. Söz konusu enerji miktarı, dünyanın baştan başa gereksinimlerini karşılamak için yetersizdir. Kullanımdaki diğer enerji kaynakları için bile herşey salgın gibi gözüküyor, en azından kömür, yağ, doğal gaz gibi bugün çoğunlukla kullanılanlar için de bu böyledir. Gerçekte bütün bunların yedekleri tüketilmiştir ve yeni depoların ve alanların bulunması bile, insanoğlu için çeşitli doğal yakıt kaynaklarının geleceği ile ilgili tasarılar yapmayı zorlaştırıyor. Bugünkü tüketim düzeyine dayanan bu yaşamın şüphesiz sürekli olmayacağı bir gerçektir. Bu kaynaklar 40 – 50 yıldan daha fazla sürebilir, fakat birkaç yüzyıldan fazla sürmeyecektir. Enerjinin toplanması ve dağıtımı coğrafi, tarihsel, politik ve sosyal etkilere bağlıdır. Bu etkiler, bugünkü durumu bazı zamanlarda çok karmaşık bir biçime getirir ve teknolojik doğanın çözümleri, eğer değerliyse, yetersiz kalma tehlikesine girebilir. 1973’teki Arap – İsrail savaşından sonra petrol üreten Arap ülkeleri tarafından1 petrol ürünlerine konan kısmi ambargo gerçeğini yeniden anımsatmak gerekir. Enerji tüketimi konusunda ulaşılan noktayı belirtmek için aşağıdaki sayılar bir fikir verecektir. 1860’ta dünya enerji tüketimi 1.100,000 milyon kw./saatti. 1900 yılında bu sayı 6.100.000 milyon kw./saate yükseldi ve 1950 yılında dünya tüketimi 21.000.000 milyon kw./saate ulaştı. Son yıllarda, yıllık tüketim düzeyi yaklaşık 50.000.000 milyon kw./saat düzeyindedir. Oldukça yeni istatistikler, dünya nüfusunun % 70’den fazlasını kapsayan az gelişmiş ülkelerin, dünya enerji tüketiminin beşte birini ve üretilen tüm elektriğin altıda birinden daha azını tükettiğini gösterdi. Bunun daha da artacağı sanılmaktadır. Sonunda şu da belirtilmelidir ki, kullanılan yakıtların neden olduğu kirlenme, atmosferdeki karbon dioksit oranının dengesini bozacaktır.

İnsanoğlu bir kez daha doğayı yenmek zorunda kalmıştır. Bu nedenle yeni enerji kaynakları bulmak kaçınılmaz olmuştur.

Uzun süreden beri ve günümüzde de büyük çapta kullanılan kaynak, nükleer enerjidir. Chicago’da, E. Fermi ve arkadaşları 2 Aralık 1942’de büyük ve uygun yapıda uranyum ve grafit blokundan ©luşan ilk “atom kümesini” geliştirdi. Bu, çok geçmeden yayılan ve pratikte kullanılan elektro – nükleer ünitedir. Bu ilkel modelde, doğal uranyum ve grafit kullanılır. Bu “küme”, “fizyon işlemine” dayanan nükleer reaktördü. Nükleer fizyonun, uranyum, aktinyum, toryum gibi ağır atom elemanlarının daha basit elemanlara bölünmesinden oluştuğunu ve böylece enerji ürettiğini belirtmek gerekir. Reaktör tarafından geliştirilen enerji, ısı biçimini aldığı için, bu ısı uygun ünite sayesinde elektrik enerjisine dönüştürülebilir.

Nükleer enerjinin kullanımının yaygınlaşması, bu enerjinin bugün kullanımı olan diğer enerji biçimleriyle gerçekten rekabette olup olmadığı tartışması ile birlikte gelişti. Bu tartışma henüz bitmediği gibi, diğer yandan da bazı belirgin üstünlükleri vardır. Örneğin, termo-nükleer güç santr-alları daha düşük maliyetle enerji üretir, atmosferi kirletmez (radyasyon sonucu olarak “sızıntının” dışında) ve hepsinden önemlisi, tümüyle otomatikleştiği gibi bir ırmak veya dışardan büyük ölçüde yakıt gereksinmesini duymaz. Diğer yönden zararları arasında feci kazalar ve bunların sonucunda doğabilecek pahalı hasarları olasılığı sayılabilir. Ayrıca, termo-nükleer güç santrallarının “ısı kirlenmesinin” artmasına neden oldukları gerçeği belirgindir.Çünkü termo-nükleer reaktörün ürettiği ısı, kömürün veya petrolün yanmasından üretilenden daha düşük bir derecede elektriğe dönüşmektedir ve sonuç olarak soğutulmaya gereksinmesi vardır. Soğuma işlemi reaktörün türüne (su, sodyum ve çeşitli gazlar) bağlı olarak çeşitli maddeleri kullanır ve bu maddeleri çevreleyen ısıdan daha yüksek bir ısıyı geri verir. Son olarak da yeraltına gömülmesi veya deniz dibine gönderilmesi gereken radyoaktif artığı sorunu vardır. Yukarıda tanımlanan kullanımından başka nükleer enerji, en azından iki farklı alanda oldukça önemli rol oynayacaktır: gemilerin ve gezegenler arasındaki roketlerin itici gücü olarak ve nükleer patlamaların dev kazı yöntemlerini sürdürebilmek. İlk kullanım alanı olarak (atomla işleyen) denizaltılara değinilebilir. Amerikan atom gemisi Savannah, Rus atom “buz kıranı Lenin ve daha önceki bölümde sözü edilen diğer gemiler gibi. İkinci kullanımı, USAEC’in denetiminde oldu. Takma adıyla “Plowshare”, yeraltı atom patlamalarının yardımıyla dev kraterler ve çukurlar yaratması için bir deneysel programa girişti. Örneğin, madencilik endüstrisi için önemli olan ikinci kullanımı düşünmeyi gerektiren tehlikeli sonuçların, yani radyoaktivitenin ve depremsel etkilerin yayılmasını gerektirmektedir.

Yine de nükleer enerji beklentileri, bugün pratik düzeyde elde edilenlerin ötesindedir. Şu andaki derin araştırmalar, gerçekte denetim altındaki “termonükleer fizyonu” çok geniş çapta elde etme amacındadır. Termo-nükleer fizyon, hafif elemanlı iki atomun birleşip karışarak, daha ağır elemanlı bir atom biçimi almasıyla elde edilir. Bu işlem, büyük oranda enerji miktarının yayılmasıyla birlikte gelişir ve bunu elde etmek için kullanılabilecek hammaddeler sadece çok ucuz değil, aynı zamanda tükenmeyen cinstendir. Aslında bu tür bir reaksiyon doğal hidrojende değerli miktarda bulunan suyun kapsadığı deuterium’u kullanarak elde edilebilir. Kurama göre, bir litre suda bulunan deuterium çekirdeklerinin birleşmesiyle üretilen enerji, yaklaşık 300 litre petrol tarafından ortaya çıkarılan enerjiye eşittir, fakat uygulamada, bir fizyon işleminin yürütülebilmesi için 100 milyon °C dolayında aşırı yüksek ısı gerekmektedir. Bu, çeşitli araştırma, gruplarının eğildikleri önemli bir sorundur. Pratik biçimde uygulanabilecek bir çözüm öne sürüldüğü zaman, insanoğlunun enerji istemi belki sürekli olarak doyurulmuş olacaktır.

Fakat zamanımızda, bu enerji özlemi her zaman olduğundan daha gereklidir. Bu yüzden dolaysız ve kolay bulunacak enerji kaynaklarından yararlanmak için diğer yollar aranmakta ve denenmektedir. Şimdiye kadar seçilmiş olan kaynaklar, bugün büyük çapta kullanılanlardan daha az kullanılabilir ve daha az güvenilir niteliktedir. Eğer bu böyle olmasaydı, insanoğlu bunları şimdi kullanıyor olurdu.

Hidroelektrik enerjinin kullanımının bir dereceye kadar genişlemesini kapsayan ilk örnek, gelgite bağlı enerjiden yararlanma önerisidir. Günümüzde sadece çok önemli olmayan birkaç ünitede faaliyete açılmıştır ve sonuç olarak bu yolla sağlanan bütün enerjinin oranı küçük birimlerdir. Hidroelektrik, bu yolla üretilen tüm enerjinin yaklaşık yüzde birini sağlar. Geçmişte küçük çapta yararlanılmış, çevreyi kirletmeyen ve gerçekte tükenmeyen üç kaynak vardır. Bu kaynaklar, özel ilgi ve araştırma konusu olmuşlardır: rüzgar, toprakaltı ısısı ve güneş ışınları. Bildiğimiz gibi, yeldeğirmeni, Ortaçağ’da hem tarım hem de endüstri alanında kullanılmıştı. Kullanımı son yüzyıla kadar giderek yaygınlaşmıştı, fakat o zamanın belirli üstünlüklerini toplamış olan yeni düzenlerin rekabeti yüzünden azalmaya başladı. 20. yy.da, teknik bakımdan çok ilerlemiş ve elektrik üreten yel değirmenleri vardı, fakat yaklaşık 1950 yılında, ekonomik olmadıklarından bunlara karşı duyulan ilgi azaldı. Böylece, elektrik üreten yel değirmenlerini yapan firmaların sayısı, 1973’te altıya indi (bu sayı sosyalist olmayan ülkelere aittir). Böyle olmasına karşın, birkaç ülkede (dikkate değer olanlar ABD, İsrail, İsveç), bilim adamları ve mühendisler, aeolian enerjisi’nden (enerjiye uygulandığı zaman rüzgarın aldığı ad) daha uygun koşullarda yararlanmak

için gerekli yollan ve araçları incelemektedirler. Bu arada yel değirmenlerini kurma tekniği de gelişti. Elektrik tellerini dikmenin zor olduğu yerlerde (örneğin kutuplarda, çöllerde, yüksek alanlarda) bu değirmenler özellikle yararlıdırlar ve bu nedenle de kullanılmaktadırlar. Rüzgar enerjisinin büyük çapta kullanımı, ilk kez 2. Dünya Savaşı sırasında ABD’nde denendi. Vermont’ta Grandpa’s Knob olarak bilinen dağda rüzgar gücünden yararlanan büyük bir jeneratör kurulmuştu. Fakat teknik ve mali güçlükler nedeniyle ancak birkaç ay çalışabildi. Yine de, bu konuda araştırmalar sürdürülmektedir ve işlerlik kazanacak boyutlara ulaşmıştır. Rüzgarla üretilen enerjinin saklanması sorununu çözmek için, ya elektrik bataryalarının kullanımı ya da havanın büyük çapta sıkıştırılması önerildi. Ayrıca, rüzgarla ilgili araçlar tarafından elde edilen elektrik enerjisinin, bataryada kullanılan delikli kurşun levhaya ya da rüzgarın olmadığı zamanlarda oluşacak yetersizliği, diğer enerji kaynaklarından karşılayabilecek başka bir sisteme uygulanması düşünüldü. Diğer bir enerji kaynağı da toprakaltında sıkışmış olan ısıdır. Bu enerji türü, doğada bulunan yanardağlar, gayzerler (kaynar suyun aniden fışkırması) ve sıcak sular biçiminde oluşan jeotermal enerji’dır. Jeotermal enerjiden ilk zamanlardan beri, sıcak kaplıcalar gibi sınırlı sayıda kullanımlar için yararlanılmaktadır. 20. yy.ın başından beri kaynar su ve doğal buhar, elektrik üretimi için ciddi olarak düşünülmeye başlandı. İlk ve en önemli jeotermal güç merkezi, Toskana Larderello’daki İtalyan ünitesidir. Toprakaltından fışkıran buhar ve suyun ısısı özellikle İzlanda adası ve Yeni Zelanda gibi su kaynaklarının çok bulunduğu ülkelerde kullanılmıştır. Bununla beraber, birkaç yıldan beri jeotermal enerjiyi kullanmaya başlayan ülkelerin sayısı oldukça artmıştır.

Yeraltı ısı kaynaklarının hemen bulunamadığı ve delerek erişilmesi gerektiği zamanlarda, daha karmaşık teknik sorunlar ortaya çıktı. Genellikle yeraltı sularının kullanılan ısısı, özellikle belirli bir basınçta buhar olduğunda hayli yüksek dereceye sahiptir. Şimdi kullanılmayan, fakat yakın bir gelecekte kullanılacak termal enerjinin yedekleri sıcak kayalarda saklıdır. Bu yedekleri kullanmak için yeraltı kayalarını yarmak ve sonra yarıkları soğuk su ile doldurmak (çünkü sonradan yüzeye sıcak su olarak gelecektir) ve böylece nakledilen ısıdan yararlanmak gerekir. Başlıca ve henüz çözümlenmemiş sorun, bu yarıkları ekonomik ve uygun derinlikte yapıpayı başarmaktır (kayaların ısısı derine gidildikçe artar).

Bugün bu gezegendeki her çeşit canlı ve bütün insanlar için en önemli olan enerji kaynağı Güneş’tir. Güneş enerjisinden çok eski zamanlardan beri yararlanılmaktadır: bizim asıl biyolojik enerjimiz, yiyecek yolu ile ondan gelmektedir. Kömür, petrol, doğal gazlar ve odunda bulunan hidrolik enerjinin tümü güneşten kaynaklanmaktadır, fakat burada sözünü edeceğimiz, kimyasal olarak organik yakıtlarda, mekanik olarak ırmak suyunda ve kendiliğinden doğada saklı bulunan güneş enerjisini tartışmak değildir. Biz, daha çok bu tür enerjinin yapay kullanımı ile ilgileniyoruz. Belirli yerlerde güneş ışınlarının ısısı, birkaç yıldan beri evleri ısıtmak için kullanılmaktadır. Geleneksel enerji kaynaklarını etkileyerek yeniden ilgi uyandırmayı başaran krize kadar, güneş ısısının yine de ekonomik olmadığı düşünülüyordu. Bu enerji kaynağının kesinlikle çevreyi kirletmediği ve tükenmez olduğu düşünülürse bu ilgi tümüyle haklı bulunur. Aynı zamanda, bir yılda yeryüzüne düşen güneş enerjisi, insanın bir yılda çeşitli gereksinmelerini karşılamak için harcadığı enerji, tutarının yaklaşık 300 katıdır. Bu enerji biçimine geri dönüş onun düşük yoğunluğundandır. Sonuç olarak, büyük çapta elektrik enerjisi üretmek uygun görünmemektedir. Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü güneş fırınını içeren (Fransa’da bulunan Odeillo’daki gibi) deneysel merkezler vardı, fakat böyle üretilen elektriğin toplamı, gerçekte onu üretme masrafını haklı çıkarmak için yetersizdir. Benzer bir kullanım alanı da, elektriğin küçük birimlerde gereksinme duyulduğu uzay uçuşlarıdır. Burada astronotların güneş ışınlarından elektrik elde etmesine olanak veren aygıt fotoelektrik hücredir (fotovoltaik veya radyasyon hücresi olarak da bilinir).

Bununla beraber, belirli koşullarda kullanılabilecek tür (örneğin Japonya’da, İsrail’de, Avustralya ve Florida’da), başlatılmış olan yerel ısıtma sistemidir. Güneş enerjisiyle ısıtılan evlerin, ısıyı saklayan su depoları, ısı yalıtan plakaları ve diğer çeşitli aygıtları içeren özel ve uygun biçimleri vardır. Böyle durumlarda güneş enerjisinin düşük yoğunluğu sorun değil, hatta bazı bakımlarda bir üstünlüktür.

Gerçekten uzak gibi görünen fakat yine de düşünülen bir fikir de, su ısısını uygun biçimlerde değiştirerek, enerji üretimini sağlamak üzere, denizde bir çeşit “termal pompa” yaratmak için güneş enerjisinin kullanımıdır.

Güneş enerjisini en iyi saklama yönteminin yine de en doğal yöntem olduğu gözükmektedir: fotosentez işlemini kendiliğinden sürdüren bitkilerin üretimi gibi. Fotosentez, güneş enerjisinin biyolojik enerji olarak adlandıracağımız enerjiye dönüştürülmesi ve sonradan yakıta dönmesidir.

Bu bölümün başında tasarlanan konu, insanın doğal dünya ile ilişki kurmak için seçtiği yolun en iyisi olup olmadığı sorunudur. Görüşümüze göre insan, uygarlığın başında varolan durumundan daha da kötü durumdadır. Bunun nedeni, insanin sürekli doğadan kaçmasından kaynaklanmaktadır. Öyleyse insan (soyut anlamda “insan” değil, fakat insan soyunun herbir bireyi olarak) kendini öğrenmeli veya yeniden öğrenmelidir. Bunu yaparken de kendini sadece belirli psikolojik özelliklere sahip olarak değil, aynı zamanda kendine özgü anatomik ve fizyolojik özellikleriyle canlı bir organizma olarak görmesi gerekir: eğer bu güne kadar aldığı yolları bir dereceye kadar düzeltmek ve değiştirmek istiyorsa.

Buraya kadar değinilen konular, insanoğlunun yararlandığı enerji kaynaklarını ve biçimlerini incelemekteydi. Oysa 20. yy.’m sonuna doğrci,-ortaya çıkan en önemli konu, enerji bunalımıdır. Giderek artan dünya nüfusunun 2000 yılında 8 milyar gibi büyük bir sayıya ulaşacağı, bu alanda çalışan bilim adamlarının istatistiki verilerinden anlaşılmaktadır. Yine aynı hesaplamalara göre, 2000 yılında gereksinme duyulacak enerji toplamı, bugüne oranla beş kat artacaktır.

Sanayileşmenin yüzyılımızda dev adımlarla ilerlemesi sonucunda, her geçen gün enerji tüketimi artmaktadır. Gerçekte birbiriyle orantılı olan bu iki konuyu incelediğimizde, şu soru karşımıza çıkmaktadır. Dünyanın fosil yakıt rezervleri ne durumdadır ve bize daha ne kadar yetecektir? Diğer bir konu da, dünyada fosil yakıtların dışında yararlanılacak hangi kaynaklar vardır? Bugüne değin fosil yakıtların dışında nükleer ve güneş enerjisinden yararlanmak yoluna gidildiğini biliyoruz. Fakat bu iki enerji’ türünden her alanda yararlanabilir miyiz? Bilim adamlarına göre hayır. Bu durumda geçici bir önlem olarak uygulanabilecek olan en iyi yöntem enerji tasarrufudur. Son Arap-İsrail savaşından sonra ortaya çıkan petrol bunalımı, özellikle gelişmiş batı toplumlarım, bu alanda köklü önlemleri almaya yöneltmiştir. Varil başına petrol fiyatlarının astronomik düzeye çıkması, buna bağımlı olan ülkeleri içinden çıkılmaz bir duruma sürüklemiş ve sonuçta gerçekten bazı önlemler alınmıştır. Bunlar arasında, araba boyutlarının küçültülmesi, petrole bağımlı elektrik santrallarının kömüre çevrilmesi, ısınma sorununun doğal gazlarla çözümlenmesi sayılabilir. Ama yine de bunlar, daha önce dediğimiz gibi geçici çözümlerdir. Dünyanın toplam enerji kaynaklarının büyük bölümünü tüketen batı toplumlarının bireyleri, bu alışkanlıktan nereye kadar kendilerini alıkoyabilirler? Bu soruya yanıt vermek oldukça zordur. Çünkü, sadece batı toplumlarında değil, son yıllarda ülkemizde bile bu bunalımın çeşitli evrelerini yaşadık ve bazı önlemler alma yoluna gittik. Fakat kazanılmış alışkanlıkları atmanın ne denli zor olduğu dikkate alındığında, bütün önlemlere karşın, tüketimin yine de arttığı gözlenmektedir.

Bu durumda ne yapılmalıdır? Günümüzün dev teknolojisinin buna yanıt vereceği kesindir. En son inceleme ve araştırmalara göre, güneş, rüzgar, gelgit ve jeotermik enerji kaynaklarından bugüne oranla «daha fazla yararlanmak sözkonusudur. Şimdiki aşamada, bu enerji kaynaklarından en ekonomik biçimde yararlanmanın araştırmaları yapılmaktadır. Yaygın bir biçimde kullanımına çok yakın bir gelecekte geçileceği de kesindir.

Saydığımız enerji türlerine geçişin nedenlerini oluşturan sorunlara da değinmemiz gerekecektir. Bugünkü enerji kaynaklarının başında yer alan petrolün, 21. yy.’ın ortalarında tükenme noktasına geleceği bir varsayım değil, bir gerçektir. Kömür için de aynı sözler söylenebilir. Ancak daha iyimser bir olasılıkla, kömürün tükenmesi 21. yy.’ın sonunu bulabilir. Odunun bir yakıt olarak kullanılması da birçok ülkede olumsuz sonuçlar doğurmuştur. Ormanların bilinçsizce yok edilmesi, o bölgenin ikliminde değişimlere, toprak kaymalarına ve sel baskınlarına neden olduğundan bu enerji türünün de planlı ve bilinçli kullanılması gerektiği gerçeğim vurgulamaktadır.

Toplam dünya enerjisinin paylaşımına göz attığımızda, ABD’nin tek başına % 35’i gibi büyük bir miktarı tükettiğini görüyoruz. 2000 yılında ise, ABD’nin bugünkünün iki katı daha fazla enerji tüketmesi beklenmektedir. Bu hızlı artışı sanayileşmekte olan ülkelere göre oranlarsak, 2000 yılındaki toplam enerji tüketimi, şimdikinden yaklaşık 100 kat fazla olacaktır. Sanayileşmekte olan ülkelerin tükettikleri miktar bile her geçen gün büyük oranlarda artmaktadır. .Tüketim hızı aynı oranda sürerse, ABD ve sanayileşmiş batı toplumlarının tükettikleri enerji toplamına, gelişmekte olan ülkeler 2000 yılında ulaşabilecektir.

Enerji kullanımını, üretim ve tüketim İkilisi içinde incelediğimizde bazı sorunlar karşımıza çıkmaktadır. Özellikle, bugün için önemli olan petrol, kömür ve potansiyel su enerjilerinin dünya üzerindeki dağılımı çok farklıdır. Bazı ülkeler bu türlerden herhangi birine sahip değilken, bir diğeri üçüne birden sahiptir. Dolayısiyle sanayileşmiş toplumlar bu enerji türlerini satın alma gücüne sahip olabilmektedirler. Oysa bu enerji türlerinden birine gereksinme duyan geri kalmış ya da gelişmekte olan bir ülke, ekonomisinin büyük bir bölümünü bu enerji türünü satın almak için harcamak zorunda kalmaktadır. Sonuçta enerji üretici ve tüketicileri arasında amansız bir politik kavga sürüp gitmektedir.

Dünyanın en büyük petrol yataklarına sahip plan Ortadoğu’da görülen savaşım, aslında bu gerçeği vurgulamaktadır. Özellikle bu bölgeye çeşitli açılardan egemen olmak isteyen süper güçlerle bu bölgenin toplumları arasında varolan çekişme, belki de petrolün tükeneceği ana kadar sürecektir. ABD’deki jeolojik araştırmaların sonuçlarına göre, dünya petrol rezervlerinin 85,5 milyar ton kadar olduğu ve bunun da 14.8 milyar tonunun denizlerin altında bulunduğu hesaplanmıştır. Bu durum göz önüne alındığında, her ülkenin, petrol arama çalışmalarını büyük bir hızla yürütmekte olduğu gözlenmektedir. Özellikle petrol açısından dışa bağımlı olan ülkeler, bu bağımlılık oranını düşürme çabalan içindedir

Bu konuda ülkemizde yapılan çalışmalarda da büyük bir artış olmuştur. Ortadoğu’nun petrol bölgelerine çok yakın olmamıza karşın, zengin petrol yataklarımızın olmaması ilgi çekicidir. Gerek karada, gerekse denizlerde yapılan çalışmaların bu durumu değiştireceği umudunu taşımaktayız. Çok yakın bir zamanda, Nusaybin ilçesinin 45 km. uzağında bulunan bir kuyu, bu ümitleri doğrular biçimdedir. “Güney-Dinçer 1” adı verilen bu kuyuda, 1558 m. derinlikten 45 m. yüksekliğinde bir kule aracılığıyla çıkarılan “kara altın”, bu yörede yapılacak daha yoğun çalışmalarla, belki de yurdumuz açısından bir ümit -ışığı değil, bir ümit kaynağı oluşturucaktır.

Yukarıda değindiğimiz bütün enerji türlerinin yanısıra, dünyamızda daha ne gibi enerji türleri üretebiliriz? Bu konuda yapılan çalışmalar şimdilik emekleme düzeyindedir. Örneğin, Brezilya’nın alkolle çalışan otomobil denemeleri arzulanan düzeyde sonuç vermemiştir. Ama bu tür girişimler bile, daha birçok kaynaklardan enerji üretebileceğimiz ve gelecek için de fazla ümitsiz olmamamız gerektiğini cfrtaya koymaktadır.

Dünya petrol üretimiyle ilgili bir çizelge, gereksinmenin boyutlarını yeterince ortaya koymaktadır. Her geçen yıl, üretimdeki artışları gözönüne sermektedir

Yorum yazın