Dünyada her yıl 24 PWh'den fazla elektrik tüketiyoruz: 24 000 000 000 000 000 Wh/yıl, yani bir trilyon 24 W enerji tasarruflu ampulün bir saat boyunca açık bırakacağı enerji. Bunu anlamak için sanki gezegende yaşayan yedi buçuk milyar insanın her biri 15 adet 24 W ampulü yıl boyunca gece gündüz yakmış gibidir.Üçte ikisi fosil yakıtlardan, %10.7 nükleer enerjiden ve %23.9 yenilenebilir kaynaklardan. Dünya ortalamaları çok az şey söylese de, elektriğinin %75'ini nükleer santrallerden elde eden Fransa'dan, %78'i kömüre dayanan Çin'e ve elektriğinin %98'ini düşen su elektriğinden alan Norveç'e kadar uzanıyor.
Ancak elektrik üretmek için kullanılan üç kaynağın detaylarına inelim:
– Günümüzde yenilenebilir kaynaklar arasında aslan payını hidroelektrik türbinler oluşturmaktadır (%16,6). Bunu rüzgar (%3,7) ve biyoyakıtlar (%2,0, özellikle birinci nesil) takip ediyor. Kuyrukta güneş fotovoltaik %1,2 gelirken, konsantre güneş termal (CSP), jeotermal, gelgit ve dalga enerjisi, yenilenebilir enerjideki toplam %0,4'un geri kalan %23,9'ü içinde yer alıyor. Teknolojik olarak en gelişmiş kaynakların (fotovoltaik, atıklardan elde edilen biyoyakıt, gelgitler, rüzgar…) yüzlerce yıldır kullandığımız daha az verimli kaynakları devralması için hâlâ araştırmaya yatırım yapmamız gerekiyor.
– Nükleer enerji için, tesis güvenliği veya çevrenin korunmasıyla ilgili ciddi teknik sorunlardan ziyade, esasen siyasi nedenlerle bir küçülme bekleniyor (tüm niyet ve amaçlara göre fosil bir kaynaktır, ancak bunlar arasında en düşük çevresel etkiye sahip olanlardan biridir). mevcut).
– Bugün ve yakın gelecekte artan elektrik talebini karşılamak için bu nedenle büyük ölçüde yalnızca fosil yakıtlara güvenebiliriz. Halihazırda elektrik üretiminin %40,8'i kömür, %21,6'sı ve %4,3'ü petrolden sağlanmaktadır. Bir önceki örneğe dönersek, on elektrik ampulünden dördü kömürle, ikisi gazla, yarısı yağ yakarak, biri atom fisyonundan yararlanarak, ikisi suyla çalışırken, son yarım ampul kalan tüm ampullerin karışımıyla çalışıyor. yenilenebilir kaynaklar.
Temel olarak, küresel olarak üretilen elektriğin %66,7'si (15,9 PWh'ye eşit) fosil yakıtlardan (kömür, gaz, petrol) elde edilmektedir. Katı, sıvı veya gaz halindeki bu enerji kaynakları yakılarak ısıya dönüştürülür. Bu, suyu buharlaştırarak, elektrik üreten bir jeneratöre bağlı olan bir türbini harekete geçiren yüksek basınçlı buhar oluşturur. En modern tesislerde, yakıtta depolanan kimyasal bağ enerjisinin termal enerjiye, ardından mekanik enerjiye ve son olarak da elektrik enerjisine dönüştürülmesi, toplam verimi yaklaşık %40'tır. Bu, içerdiği enerjinin %60'ının (veya daha fazlasının) esasen ısı olarak çevreye kaybolduğu anlamına gelir. En verimli sistemler, gelen akışları önceden ısıtmak veya çevredeki sistemleri veya evleri ısıtmak için bu ısının bir kısmını yeniden kullanmaya çalışır. Kömür ve fuel oil santralleri %40 civarında verime sahipken, teknolojik gelişmeler kombine çevrim gazı santrallerinde %55'e varan verime ulaşılmasını sağlamıştır.
Bilinmesi gereken bir diğer önemli husus da, fosil yakıtların saf maddeler olmayıp, yandıklarında toza, dumana veya gaza dönüşen değişken miktarlarda başka elementler ve bileşikler içermeleridir. Yanma işleminin kendisi toksik bileşikler üretebilir. Kömür, halihazırda çıkarılmakta olan diğerlerine kıyasla özellikle kirli bir yakıttır. Petrol ve gaz arama, sondaj ve çıkarma işlemlerinden kaynaklanan kirlilik, kömür çıkarmak için gereken yerüstü veya yer altı madenciliğine göre çevre üzerinde çok daha az etkiye sahiptir. Ayrıca, madenin hem derinlerinde hem de yakınında bulunan maden çıkarma işçilerinin sağlığı, petrol ve gaz kuyusu teknisyenlerinden çok daha fazla risk altındadır.
Ayrıca, tüm fosil yakıtlar karbonu oksitleyerek ve karbondioksit üreterek yanar. Kömürün çeşitli formları kWh başına 350 ila 400 gram arasında CO2 üretirken, fuel oil 240 ila 260 g/kWh arasında emisyon üretir ve son olarak doğal gaz sadece 200 g/kWh'de durur. İkincisi, esas olarak sera etkisi ve küresel ısınmadan sorumludur. Elektrik üretiminde kömür yerine gaz kullanılmasının en büyük avantajı da burada yatmaktadır: Kömürde bulunan kimyasal enerji karbon-karbon kimyasal bağında bulunurken, gazda bu karbon-hidrojen bağında depolanır. Milyonlarca yıl önce bu yakıtlarda hapsolmuş enerjiyi serbest bırakmak için, hem karbon üreten CO2 hem de hidrojen üreten su buharı H2O tamamen oksitlenmelidir. Bu nedenle, geliştirilen aynı miktarda enerji için, doğal gazın tamamen yanması, kömürün yakılmasıyla üretilene kıyasla CO2'nin yaklaşık yarısını üretir. Bu şekilde, kömürle çalışan termik santrallerin gazla çalışanlarla değiştirilmesi atmosfere salınan karbondioksitin yaklaşık yarısını kurtarabilir ve küresel ısınma için bariz avantajlar sağlayabilir.
Farklı kaynaklardan elde edilen elektriğin ortalama maliyetini karşılaştırmak da kolay değildir. Hammaddelerin değişken maliyetlerine ek olarak, az çok gelişmiş, az çok verimli ve az çok kirletici tesislerin inşaat ve yönetim maliyetleri de dikkate alınmalıdır. Fraunhofer ISE tarafından yapılan bir araştırma, Almanya'da bir MWh elektriğin maliyetinin kömür için 63-80 Euro ile kombine çevrim gaz santralleri için 75-98 Euro arasında değiştiğini gösteriyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde EIA, kömür için 95 $/MWh ve gaz için 75 $/MWh hesaplıyor. Ancak tesisler karbondioksit yakalama ve depolama sistemleriyle donatılırsa, maliyetler sırasıyla 144 $ ve 100 $/MWh'ye yükselir. Açıkçası, yakıtları arıtmak ve dumanları azaltmak hakkında ne kadar az düşünürsek - ve bu nedenle bitkiler ne kadar çok kirletirse - maliyetleri o kadar azalır. Bu nedenle, daha az gelişmiş ve küresel ısınmanın risklerinin farkında olmayan ülkeler, fazla çekinmeden inşa edilen kömürlü termik santralleri tercih etme eğilimindedir. Örneğin, Çin hükümeti, Pekin'i art arda onbeşinci kış boyunca birkaç metre yakınını görmeyi imkansız hale getiren ve havaalanlarını kullanılmaz hale getiren bir sis tabakasıyla işgal ettiğinde, bunun sonuçları açıktı. Çin PM10 Önleme ve Kontrol Merkezi, British Medical Journal'da sadece bir yılda ince parçacıkların neden olduğu 1,2 milyon ölüm tahmini yayınladı.
Sonuç olarak, kömür kirli bir yakıttır. Çıkardığınızda kirli, yaktığınızda kirli ve ürettiği tozla uğraşmanız gerektiğinde kirli. Tek avantajı daha az maliyetli olmasıdır. Peki ne yapmalı? Doğrudan yeşil enerji kaynakları ile ikame edilmesi mümkün olmadığından, bir yandan yenilenebilir kaynakların araştırma ve geliştirmeye daha fazla yatırım yapmak, diğer yandan da gazı düşük karbona doğru bir “köprü” kaynağı olarak kullanmak gerekiyor. gelecek. Gibi? Örneğin, kömürle çalışan elektrik santrallerinin aşamalı olarak gazla çalışanlarla değiştirilmesi, 195 ülke tarafından onaylanan Paris İklim Anlaşması'nın öngördüğü karbondan arındırma ve çevre koruma sürecinde belirleyici bir avantaj sağlayacaktır. Sadece değil. Gelecekte bile, modern gazla çalışan santraller, yenilenebilir kaynakların özelliği olan enerji üretiminin kesintiye uğraması ile enerji talebindeki mevsimsel ve günlük dalgalanmaları telafi etmek için yenilenebilir enerjilerle birlikte kullanılabilecektir.
Siteden günaydın.
