(Microsoft PowerPoint - \307evre Biyolojisi II-4)

Çevre Biyolojisi II
BYL 118
Hacettepe Üniv. Biyoloji Bölümü
lisans dersi
Enerji,
Yenilenebilir ve Yenilenemez
enerji kaynakları
Çağatay Tavşanoğlu
Hacettepe Üniv., Biyoloji Böl., Ekoloji Anabilim Dalı
2016-2017 Bahar
Termodinamiğin yasaları
• Enerjinin korunumu yasası (1. yasa):
– Kapalı bir sistemde enerji yaratılamaz ya da yok
edilemez, sadece bir şekilden diğer bir şekle
dönüştürülebilir
• 2. Yasa:
– Evrendeki düzensizlik (entropi) düzenli olarak artar
ve enerji dönüşümleri sırasında enerji daha az
düzenli (daha az kullanışlı) biçimlere doğru değişir
(bozulur)
ENERJİ
Güneşten gelen enerji, jeofizik ve ekolojik mekanizmayı harekete geçirir.
Fotosentez
İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi:
Ateşin kontrol altına alınması
Yiyecekleri pişirmek
Isınmak
Korunma sağlamak
Faal olunan saati artırmak
Homo erectus
En net kanıt: 790.000-690.000 yıl önce (İsrail)
1,5 milyon yıl önce ? (Doğu Afrika, Çin)
İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi:
Sanayi devrimi öncesi
Odun
Odunkömürü
İnsanın enerji kaynaklarını kullanım geçmişi:
Sanayi devrimi sonrası
Günümüzde Dünya toplam enerji tüketimi
Yenilenemez – Yenilenebilir enerji kaynakları
Yenilenemez:
Ancak çok uzun dönemde yenilenebilen ve sınırlı miktardaki enerji
kaynaklarıdır
Fosil yakıtlar (Kömür, petrol, doğalgaz)
Nükleer yakıtlar (Uranyum)
Yenilenebilir:
Kısa sürede yenilenebilen ve sınırsız miktardaki enerji kaynaklarıdır
Güneş
Rüzgar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga, gelgit
Fosil yakıtlar
Petrolden üretilen maddeler
Benzin
Jet yakıtı
Dizel
Asfalt
Yağ
Petrokimya rafinerisi
Fosil yakıtların çevresel maliyeti
Hava kirliliği (NOx, SOx)
Sera gazlarının salınımı (özellikle CO2)
(ABD’nin sera gazı emisyonunun %90’ı fosil yakıtların yanması ile ortaya
çıkmaktadır)
Asit yağmurları (NOx, SOx)
Radyoaktivite (kömür yakılması
atmosfere uranyum, toryum)
Fosil yakıtlar dünya üzerinde homojen bir şekilde dağılmamıştır
Petrol
Dünya doğalgaz rezervleri
Dünya kömür rezervleri
Dünyadaki rezervler (2006)
• Kömür: 4.416 milyar varil
• Petrol: 1.317 milyar varil
• Doğalgaz: 1.161 milyar varil
• «Rezerv» kavramı değişkendir
– Ekonomik gereksinimlere göre değişkenlik gösterebilir
– Petrol pahalı iken, yeni rezervlerin bulunması için
araştırmalar yapılırken, petrol ucuzladığında yeni
rezervler aranmaz ve birçok rezerv alanı işletilmekten
vazgeçilir
Fosil yakıtlar ve jeopolitik
Fosil yakıtların taşınması
Petrol tankeri
Demiryolu ile kömür taşınımı
Suudi Arabistan’da bir petrol boru hattı
Trans-Alaska petrol boru hattı
Bir orman altından geçen
petrol boru hattı
Türkiye’nin Fosil yakıtların
taşınmasındaki rolü
Petrol
Doğalgaz
Gelecekte fosil yakıtların kullanımı:
Rezervler tükeniyor mu?
- Körfez petrolleri
- Kuzey Amerika petrolleri
- Venezuela Petrolleri
- Doğalgaz rezervleri
Çin ve ABD kömür rezervleri
Nükleer Enerji
Avantajları:
Sera gazı ve hava kirleticisi salınımı yok
Verim çok yüksek (%90)
Dezavantajları:
Sucul ekosistemlere ısınmış su bırakılması
Radyoaktif atık maddeler
Nükleer kaza riski
Nükleer Enerji
Nükleer enerji üretim değişimi
Fukuşima Nükleer Santral felaketi (2011)
Deprem + Tsunami
Çernobil Nükleer Kazası (1986)
Deney hatası
Tiroid kanseri vaka sayısı (Belarus)
Yıllara göre yapımına başlanan nükleer reaktör sayısı
Three Mile Island kazası (ABD)
Çernobil kazası (Ukrayna)
Fukuşima kazası (JP)
Türkiye’de yapılması planlanan:
Akkuyu (Mersin) ve Sinop Nükleer Enerji Santralleri
?? İğneada (Kırıkkale)
Yenilenemeyen Enerji Kaynakları:
Ham petrol, kömür, doğal gaz.....
(fosil yakıtlar)
+ nükleer yakıtlar
Yenilenebilen Enerji Kaynakları:
GÜNEŞ +
Su, rüzgar enerjisi, okyanuslardaki akıntılar,
denizlerdeki sıcaklık farkı, bitkisel maddeler,
gelgit enerjisi, jeotermal enerji....
(Güneş enerjisinin doğal süreçlerle değişmiş şekilleri)
Yenilenebilen Enerji Kaynakları:
Güneş ışığının enerjiye
dönüştürülmesi 1861’den beri
planlanmıştır. İlk kez Fransa’da.
Bugün güneş enerjisi teknolojisi
üzerinde ciddi gelişmeler var.
Rüzgar gücü, çok hızlı gelişen bir enerji sektörü.
Jeotermal enerji, volkanik
aktivitelerden, termal su
kaynaklarından gelir. Yerkabuğunun
yarıklar oluşturmak üzere birleştiği
yada ayrıldığı yerlerde (Doğu Afrika
gibi) daha uygundur.
En ümit verici potansiyel kaynaklar arasında
Hidrojen vardır.
Organik materyal olarak tanımlanan Biyokütle
bilinen bir enerji kaynağıdır. Her türlü organik
atık elektrik elde edilmesi için yakılabilir ve sıvı
yakıtlara dönüştürülebilir.
Biyokütle Enerjisi: Odun, tarımsal atıklar, belediye katı atıkları,
kanalizasyon atıkları vb.
Jeotermal Enerji: Kaynak suları
Hidroelektrik ve gelgit enerjisi: Elektrik üreten türbinleri döndürmek için
kullanılır.
Güneş Enerjisi: Doğrudan suyu ısıtmak için kullanılır yada photovoltaic
(PV) piller yada solar-termal türbinler ile elektriğe çevrilebilir.
Rüzgar Enerjisi: Jeneratöre bağlı büyük pervaneleri döndürerek elektrik
sağlar.
Barajlar ve hidroelektrik santralleri
Üç Boğaz Barajı, Çin
2012
Dünyanın en büyük hidroelektrik enerjisi üreten barajı
Yangtze Nehrindeki ulaşım kapasitesini artırmak, sel riskini azaltmak
Çin hükümeti, tarihi bir mühendislik harikası olarak bakmaktadır (dev
türbinler, sosyal ve ekonomik kalkınma, sera gazı salınımını azaltmaya
yönelik bir adım)
Baraj, çok sayıda arkeolojik ve kültürel alanı su altında bırakmıştır,
1,3 milyon kişi yerinden olmuştur
Önemli ekolojik değişikliklere yol açmaktadır (toprak kayma riskini
artırmıştır; yerel iklimsel özelliklerde değişiklikler beklenmektedir)
GAP (Güneydoğu Anadolu Projesi)
Habitat değişiklikleri
İklime olası etkileri yeterince bilinmiyor
Vektör temelli hastalıklarda artış
2008 Nisan – Kuraklık sonucu bitki büyüme anomalisi
https://turkiyeiklim.wordpress.com/
Küresel enerji elde etme potansiyeli
Türkiye’de enerji
kullanım ve üretim
durumu
Türkiye’de enerji
kullanım ve üretim
durumu
Türkiye’nin kaynaklara göre enerji tüketimi (2011)
Türkiye’nin su enerjisi kullanımı
Türkiye’nin rüzgar enerjisini kullanma potansiyeli
Türkiye’nin güneş enerjisini kullanma potansiyeli
Türkiye’nin güneş enerjisini kullanma potansiyeli
Türkiye’nin güneş enerjisi kullanımı
Konya-Kızören (~15 ha)
Temmuz 2015
Kaynak
Sonsuz
Fosil yakıttır
24 saat vardır
Atık üretir
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
CO2 üretir
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Uranyum
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
Kaynak
Sonsuz
Fosil yakıttır
24 saat vardır
Atık üretir
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
CO2 üretir
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Uranyum
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
X
X
X
X
X
X
X
Kaynak
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Sonsuz
Fosil yakıttır
24 saat vardır
Atık üretir
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
CO2 üretir
X
X
X
Uranyum
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
X
X
X
X
X
X
X
Kaynak
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Uranyum
Sonsuz
Fosil yakıttır
X
X
X
24 saat vardır
X
X
X
Atık üretir
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
CO2 üretir
X
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Kaynak
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Uranyum
Sonsuz
Fosil yakıttır
X
X
X
24 saat vardır
X
X
X
X
Atık üretir
X
X
X
X
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
X
X
X
X
CO2 üretir
X
X
X
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Kaynak
Kömür
Petrol
Doğalgaz
Uranyum
Sonsuz
Fosil yakıttır
X
X
X
24 saat vardır
X
X
X
X
Atık üretir
X
X
X
X
Milyonlarca yıl önce
oluşmuştur
X
X
X
X
CO2 üretir
X
X
X
Sera gazı ve kirleticiler
Nükleer atıklar, nükleer kaza riski
Sucul ekosistemler üzerinde olumsuz etkiler, biyoçeşitlilik kaybı
Kuşlar üzerinde negatif etkiler; gürültü kirliliği
Bazı teknolojilerin kullanılması ile deprem riskini artırması
Kıyı ve denizel ekosistemler üzerine olumsuz etkiler
Taşıma sorunları ve kazalar
Hidroelektrik
Rüzgar
Solar
Biyokütle
Jeotermal
Dalga
Gel-git
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X