Kredi: Shutterstock/Tsetso Fotoğraf
Fosil yakıtlar nasıl oluşur, neden karbondioksit salıyorlar ve dünya enerjisinin ne kadarını sağlıyorlar? Ve fosil yakıtların yerini alabilecek yenilenebilir enerji kaynakları nelerdir?
Fosil yakıtlar, çökeltilere hapsolmuş bitki ve hayvan kalıntılarından milyonlarca yıl içinde oluşmuş ve daha sonra ısı ve basınçla dönüştürülmüştür.
Kömürün çoğu, amfibiler ve geniş bataklık ormanları çağındaki Karbonifer Dönemi’nde (360-300 milyon yıl önce) oluşmuştur. Ağaçların fosilleşmesi, muazzam miktarda karbonu havadan yeraltına taşıyarak, atmosferik karbondioksit (CO₂) seviyelerinde bir düşüşe yol açtı – Dünya’yı tamamen donmuş bir duruma yaklaştıracak kadar.
İklimdeki bu değişiklik, ölü ahşabı sindirebilen ve karbonunu tekrar havaya salabilen mantarların evrimi ile birleşince, kömür oluşum sürecini sona erdirdi.
Petrol ve doğal gaz (metan, CH₄) benzer şekilde, ağaçlardan değil, okyanus planktonlarından ve daha uzun bir sürede oluştu. Yeni Zelanda’nın Maui petrol sahası nispeten gençtir ve yaklaşık 50 milyon yıl önce Eosen’den kalmadır.
Yanan gömülü güneş ışığı
Fosil yakıtlar yandığında, karbonları oksijenle reaksiyona girerek karbondioksit oluşturur. Milyonlarca yıldır kimyasal bağlarda depolanan Güneş’in orijinal olarak sağladığı enerji açığa çıkar ve karbon havaya geri döner. Basit bir örnek, doğal gazın yanmasıdır: bir molekül metan ve iki oksijen, karbondioksit ve su üretmek için birleşir:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Bir kilogram doğal gazın yakılması, kızılötesi radyasyon (radyan ısı) şeklinde 15 kWh enerji açığa çıkarır. Bu oldukça büyük bir miktar.
Sürekli kötüleşen iklim değişikliğini durdurmak için, enerji için fosil yakıtları yakmayı bırakmalıyız. Bu uzun bir emir çünkü fosil yakıtlar, insan uygarlığının kullandığı tüm enerjinin yüzde 84’ünü sağlıyor. (Yeni Zelanda yüzde 65 ile fosil yakıtlara daha az bağımlı.)
Yenilenebilir veya düşük karbonlu enerjinin birçok olası kaynağı vardır: nükleer, hidroelektrik, rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle (enerji için yanan tesisler) ve biyoyakıt (bitkilerden sıvı veya gaz yakıtlar üretme). Bir avuç gelgit santrali çalışıyor ve dalga ve okyanus akıntısı üretimi ile ilgili deneyler devam ediyor.
Ancak bunlar arasında, kullandığımız şaşırtıcı miktarda enerjiyi büyütme kapasitesine sahip olan sadece ikisi rüzgar ve güneştir. Etkileyici büyümeye rağmen (beş yıldan az bir sürede ikiye katlanarak), rüzgar tüm enerjinin sadece yüzde 2,2’sini ve yüzde 1,1’ini güneş sağlıyor.
Rüzgar enerjisi, ölçek büyütme kapasitesine sahip yenilenebilir kaynaklardan biridir. Kredi: Shutterstock/YIUCHEUNG
Yenilenebilir enerji geçişi
Yenilenebilir enerjiye tam bir dönüşümün mümkün olabileceğini öne süren bir tasarruf lütfu, fosil yakıtlardan elde edilen enerjinin çoğunun boşa harcanmasıdır.
Birincisi, fosil yakıtların çıkarılması, rafine edilmesi ve taşınması, tüm enerji kullanımının yüzde 12’sini oluşturuyor. İkincisi, fosil yakıtlar, örneğin otomobillerdeki içten yanmalı motorlarda, genellikle çok verimsiz yollarla yakılır. Yenilenebilir enerjiye dayalı bir dünya, ilk etapta yarısı kadar enerjiye ihtiyaç duyacaktır.
Potansiyel güneş ve rüzgar kaynağı çok büyük ve maliyetler hızla düştü. Bazıları, 2050 yılına kadar iletim hatları ve enerji depolamanın yanı sıra tamamen sentetik sıvı yakıtlar da dahil olmak üzere tamamen yenilenebilir enerjiye geçebileceğimizi savundu.
Bir senaryo, Yeni Zelanda’nın 20 GW güneş ve 9 GW rüzgar enerjisi inşa ettiğini görüyor. Bu mantıksız değil—Avustralya beş yılda bu kadarını inşa etti. Acele etmeliyiz. Yenilenebilir enerji santrallerinin inşası zaman alır ve endüstrilerin büyümesi zaman alır.
Dikkate alınması gereken diğer faktörler
Yenilenebilir enerjiye geçiş, yakıt ve iklim değişikliği sorunlarını çözer, ancak artan kaynak kullanımı sorunlarını çözmez. Yepyeni bir enerji sistemi inşa etmek çok fazla malzeme gerektirir, bazıları nadirdir ve çıkarılması zordur. Yanmış yakıttan farklı olarak metal geri dönüştürülebilir, ancak bu, ilk kez yeni bir sistem kurarken yardımcı olmaz.
Araştırma, bazı metallerin kıt olmasına rağmen (özellikle kobalt, kadmiyum, nikel, altın ve gümüş), “tamamen yenilenebilir bir enerji sisteminin 2050’ye kadar metal rezervlerini ve kaynaklarını tüketmesinin olası olmadığı” sonucuna varmıştır. Bir miktar verimlilik kaybıyla daha yaygın malzemeleri ikame etme fırsatları da vardır.
Ancak birçok metal oldukça lokalizedir. Dünyadaki kobalt rezervlerinin yarısı Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nde, lityumun yarısı Şili’de ve rüzgar türbinlerinde ve elektrik motorlarında kullanılan nadir toprak elementlerinin yüzde 70’i Çin’de.
İsraflı tüketim başka bir konudur. Yeni teknolojiler (robotlar, insansız hava araçları, internet) ve ekonomik büyüme, enerji ve kaynakların kullanımının artmasına neden oluyor. Zengin insanlar orantısız miktarda enerji kullanır ve aşırı tüketimi model alır ve gelişmekte olan ülkelerde yükselen zenginler de dahil olmak üzere diğerlerini israf eder.
Avrupa ülkelerinde hane düzeyindeki emisyonları analiz eden araştırma, en yüksek karbon ayak izine sahip nüfusun ilk yüzde 1’inin her biri 55 ton CO₂ eşdeğeri emisyon ürettiğini ve Avrupa medyanı 10 ton olduğunu buldu.
Bilim adamları, zenginlerin tüketimi konusunda uyardılar ve istikrarlı bir toplum korunurken bunun nasıl azaltılacağı konusunda şiddetli tartışmalar var.
Bu soruları tersine çevirmenin bir yolu, en alttan başlamak ve şunu sormaktır: temel insan ihtiyaçları için gereken minimum enerji nedir?
Bir çalışma, rahat barınma, yeterli yiyecek ve su, dünyadaki herkes için yılda 10.000 km seyahat, eğitim, sağlık ve telekomünikasyon dahil olmak üzere “insana uygun yaşam” olarak değerlendirildi – şu ana kadar başardığımız bir şey değil. Bunun, Yeni Zelandalıların şu anda kullandıklarının onda birinden daha az ve kişi başına yılda yaklaşık 4.000 kWh enerjiye ihtiyaç duyacağını ve yenilenebilir enerji ile kolayca sağlanabilecek bir miktara ihtiyaç duyacağını buldu.
Yerin altındaki tüm bu karbon, toplama için olgunlaşmış enerjiydi. Biz seçtik. Ama artık durma zamanı.
‘Yeşil büyüme’ çıktı: The Conversation tarafından sağlanan daha az enerji kullanmanın ve daha az enerji harcamanın yeni yollarını bulmak
Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation’dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.
Citation: Dünyanın enerjisinin çoğu fosil yakıtlardan geliyor. Hepsini yenilenebilir enerjiyle değiştirebilir miyiz? (2021, 14 Eylül), https://techxplore.com/news/2021-09-world-energy-fossil-fuels-renewables.html adresinden 14 Eylül 2021’den alınmıştır.
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.