Güç üretiminde kullanılan enerjideki verimi artırmaya yönelik yürüttüğü Ar-Ge çalışmaları ve geliştirdiği teknolojilerle sanayicinin rekabet gücüne katkıda bulunan TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Enerji Enstitüsü yetkilileri enerji verimliliği alanında yürüttükleri çalışmaları ve bu alana dönük atılması gereken adımları Enerji Dergisi’ne anlattılar.
Enerji verimliliği, mevcut enerji kaynaklarının dönüşümünde ve kullanımında yeni veya entegre yaklaşımlar ile faydanın artırılmasıdır. Enerji verimliliği teknolojilerine en iyi örnekler; güç üretiminde akışkan yatak ve süper kritik enerji santralleri yanında yakıt pilleri, binalarda yüksek verimli beyaz eşya ve aydınlatma, ulaşımda hibrid elektrikli araçlar, sanayide ise yüksek verimli ekipmanlar sayılabilir. Enerji tasarrufu ise, üretilen faydanın kalitesinden taviz vermeden, herhangi bir süreçte enerjinin kullanılmayan kısmının yönetimi ve dönüşümü yaklaşımları ile enerji kazanılması çalışmalarıdır. Bu tip uygulamalara örnek olarak; güç üretiminde atık ısıların kullanımı, binalarda izolasyonlar, ulaşımda araç gövde tipler yanında hafif, yüksek mukavemetli malzemelerin kullanımı ve sanayide ise kullanılmayan ısı ve elektriğin başka alanlarda kullanılması ve kapatılması sayılabilir. Bu çalışmaların sonucunda ülke açısından kazanılan faydaları şu şekilde özetlenmektedir: Enerji maliyetlerinin düşürülmesi: Ülkenin enerji tasarruf potansiyelinin ekonomik açıdan problem olan cari açığın büyük kısmına eşit olduğu tahmin edilmektedir. Rekabetçi koşulların korunması: Enerji yoğunluğu azaltılarak imalat ve hizmet sektörünün çıktılarına maliyet avantajı sağlanacağı öngörülmektedir. Enerji dönüşüm sistemleri için gereken yatırım miktarının azaltılması: Yıllık milyarlarca liralık yatırımın Ar-Ge, istihdam ve eğitim gibi alanlara aktarılabilmesi sağlanacaktır. Enerji krizine direnç: Önümüzdeki dönem için dünya enerji tüketim ve kaynaklarına ait verilerle yapılan projeksiyonlarda fosil yakıtların rezervlerinin kısıtlı olduğu öngörülmektedir. Bu durum enerjinin gittikçe pahalılaşmasına ve tedarikinin zorlaşmasına yol açacaktır. İklim değişikliği: Halihazırda enerji portföyünün büyük yüzdesini oluşturan fosil kaynakların kullanımı iklim değişikliğine yol açan sera gazlarının üretilmesine yol açmaktadır. Bu bağlamda enerji verimliliği, ortaya konabilecek en etkili araç olarak öngörülmektedir.
ENERJİDE VERİMLİLİK AR-GE ÇALIŞMALARI İLE ARTIYOR
Ülkenin gelişmesinde büyük payı olan üretim sektörü incelendiğinde, rekabet gücüne etki eden önemli girdilerden olan enerji tüm yatırım ve kar potansiyelini etkilemektedir. Artan globalleşme ile kalkan sınırlar rekabet ortamının daha keskin uçlara sahip olmasına yol açmaktadır. Enerji verimliliğinin artırılması için, Ar-Ge/teknoloji geliştirme, uygulama mühendisliği, finansman modelleri ve mevzuat oluşturma çalışmaları önem arz etmektedir. Ar-Ge/teknoloji geliştirme çalışmaları, katma değerinin yüksek olması ve farklılık yaratmadaki avantajlı durumu nedeni öne çıkmakta ancak bir o kadar da zaman, emek ve yatırım gerektirmektedir. Bu çalışmalar, enerjinin dönüşümünde (güç üretiminde), iletilmesinde/dağıtılmasında ve son kullanım noktasında yenilikçi malzeme, ekipman ve süreçler çerçevesinde sürdürülmektedir. Enerjinin son kullanım noktalarının sektörel dağılımı; ulaştırma, sanayi ve binalar olarak ayrılmaktadır.
Enerji Dönüşüm (Güç Üretimi) Sektörü: Enerji dönüşüm teknolojilerinin verimliliğinin artırılması birincil enerji kaynaklarının etkin kullanımını, fosil yakıt kaynaklarının tasarrufunu sağlamaktadır. Bunun ötesinde sera gazı emisyon azaltımını da doğrudan etkilemektedir. Termal sistemlere ait Ar-Ge ve teknolojik gelişim alanları geniş bir kapsamı içermektedir. Başlıca teknolojik alanlar; akışkan yatak yakma ve gazlaştırma teknolojileri, düşük sıcaklık organik rankin çevrimi ve karbon dioksit tutma teknolojileri şeklinde özetlenebilir. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (MAM) bünyesinde faaliyetlerine devam eden Enerji Enstitüsü (EE) güçlü altyapısı ve nitelikli araştırmacı kadrosu ile yukarıda bahsedilen alanların birçoğunda aktif çalışmalarda bulunmaktadır.
Enerji İletim/Dağıtım Sektörü: Ülkemizin gelişen ekonomisi nedeni ile artan enerji ihtiyacının, özgün coğrafyasına uygun teknolojiler ile verimli olarak iletilmesi ve dağıtılması gerekmektedir. Bu teknolojiler arasında en önemli başlıklar doğalgaz ve elektrik dağıtımı ile ilgili olanlardır. Doğalgazın iletilmesi sırasında enerji verimliliği ele alındığında öne çıkan konuların pompa istasyonlarında atık ısıdan faydalanma, verimlilik artırma vb. olduğu görülebilir. Elektriğin iletiminde ihtiyaç duyulan teknolojiler, yüksek gerilim hat teknolojileri ve yüksek verimli dönüştürücülerdir. İletim/dağıtımda enerji verimliliği teknolojilerinin önemi, önümüzdeki yıllarda doğu batı istikametinde enerji koridorunun oluşması ile oldukça artacaktır. Enerji iletim/dağıtım alanında bilhassa depolama teknolojilerinde TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Güç Elektroniği Grubu, enerji depolama, batarya test sistemi, ileri batarya teknolojileri geliştirilmesi, primer bataryaların performans değerlendirmesi, Nimh hücre geliştirilmesi ve akıllı batarya güç paketi oluşturulması gibi birçok projeyi yürütmektedir.
Bina Sektörü: Konutların yapısı ve kullanılan sistemlerin, ısı yalıtımı ve optimum yaşam standartlarını sağlaması gibi öncelikler göz önüne alınarak yapılan uygulamalar sayesinde enerji verimliliğinde 2 ila 2,5 kat arasında artışlar mümkündür. Bu sistemler, ısıtma, iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu, yapı malzemeleri teknolojileri, ileri pencere cam sistemleri, fırın ve buzdolabı gibi ortamdan ısı izolasyonu gerektiren sistemler için ileri izolasyon malzemeleri geliştirilmesi, aydınlatma teknolojilerinin geliştirilmesi, sıcak su sisteminin geliştirilmesi ve mikro seviyede bileşik ısı ve güç üretimi teknolojileri ve pay ölçer sistemleri şeklinde sıralanabilir. TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü, TÜBİTAK Türkiye Araştırma Alanı (TARAL) 1007 programı desteği altında konutlar için yakıt pili teknolojisi kullanarak yüksek verimli yenilikçi mikro kojenerasyon sistemi geliştirmektedir.
YERLİ TEKNOLOJİLER ULUSAL REKABET GÜCÜNÜ ARTIRIR
Ulaştırma Sektörü: Taşıt araçlarının enerji verimliliğinin artırılması için yürütülmesi gereken faaliyetler, trafik yönetim sistemleri, hibrid veya elektrikli araç teknolojileri, motor teknolojisi: ısıl verimin artırılması, yıpranma ve aşınmaların azaltılması şeklinde sıralanabilir. Beklenen tasarruf imkanları kısa ve orta vadede enerji verimliliğinde karayolu taşımacılığı için yüzde 5-15 arasında tasarruf sağlayacaktır. Ancak, uzun vadeli çalışmalar için elektrikli araçlar ve diğer gelişen teknolojilerin intibakı ve Ar-Ge faaliyetlerinin verimliliği ile ivmelendirilmesi öngörülmektedir. TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Araç Teknolojileri Grubu bu alanda 10 yılı aşkın süredir elektrikli ve hibrid araç komponentleri ve prototipleri geliştirmektedir. Yerli teknolojinin geliştirilmesi katma değeri yüksek ürünlerde ulusal rekabet gücünü bir adım öteye götürecektir. Bu teknolojik altyapı yerli taşıt üretim imkanlarını büyük oranda geliştirecektir. Bu amaç ile DPT tarafından sağlanan kaynak ile hibrid araç teknolojileri mükkemeliyet merkezi çalışmaları hızla devam etmektedir. Bu çalışmalar yakın gelecekte birçok test ve geliştirme alt yapısının Türk otomotiv sanayisinin hizmetine girerek birçok nitelikli ürünün geliştirilmesine olanak sağlayacaktır.
Sanayi Sektörü: Sanayi sektörü 2007 verilerine göre 106 MTEP gerçekleşen nihai enerji tüketiminin yüzde 39’unu kullanmaktadır. Bu nedenle sektörde oluşturulacak enerji verimliliği çalışmalarının sonuçlarının ülke açısından etki değeri yüksek olacaktır. Bu sektörlerin kendi içerisinde özgün Ar-Ge ve teknoloji geliştirme imkanları bulunmakla birlikte, bir çok sektöre etkisi bulunan elektrik motorları, devir kontrol gibi çapraz teknolojiler bulunmaktadır.
TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü bünyesinde Enerji Tasarrufu Grubu oluşturmuştur. Enerji Tasarrufu Grubu’nun görev alanının içerisinde sanayi kuruluşları ile birlikte çalışarak teknoloji, uygulama planları, ekonomik fizibilite ve çevresel etkileri öngörecek şekilde enerji tasarrufu imkanlarının ortaya konması bulunmaktadır. Enerji Tasarrufu Grubu, önderlik ederek 1997 – 2005 yılları arasında başta çimento ve demir-çelik gibi enerji yoğun sektörler olmak üzere 100’ün üzerinde enerji verimliliği etüdü gerçekleştirmiştir. Bu çalışmalar sonucunda yaklaşık 100 Milyon ABD Doları tutarında yıllık enerji tasarruf potansiyeli projelendirilmiştir. Grup takip eden yıllarda Enerji Verimliliği Danışmanlık (EVD) şirketlerinin devreye girmesi ile doğrudan çalışma alanından çekilmiştir. Halihazırda EVD’lere teknolojik destek ve danışmanlık verilmektedir. Yurtiçindeki tecrübeyi yurtdışına taşıyan TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü Enerji Tasarrufu Grubu, Sao Paulo, Rio de Janeiro’da İspanya’daki işletmelerde enerji verimliliğine yönelik çalışmalarda bulunmuştu.
SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA VE ÇEVRE İÇİN ENERJİ VERİMLİLİĞİ
Enerji verimliliği teknolojileri sürdürülebilir kalkınma ve çevre açısından önem verilmesi gereken bir alandır. Ancak, bu teknolojileri özgün olarak geliştirip, uygulayarak ülkenin ekonomisine birçok açıdan değer katmak ve iklim değişikliğini yavaşlatmak mümkün olabilecektir. Dünya Enerji Ajansı’nın yaptığı değerlendirmelerde enerji verimliği çalışmaları iklim değişikliği ile mücadele en önemli koz olarak belirtilmektedir. Bu konuda bilincin yerleştirilmesinin yanısıra enerji verimliliği teknolojilerini geliştirerek yayılmasını sağlayacak kurumsal kapasitelerin de mevcut durumdan çok daha ileri mertebelere taşınmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca, enerji teknolojilerinin uygulama alanlarının belirlenerek geliştirilmesi için gerekli etüt çalışmalarının çoğaltılması ve veri/kıyaslama envanterinin oluşturulması gerekmektedir. Elde edilen çalışmaların çeşitli alanlarda; sanayide, ulaştırmada ve binalarda gösterim projeleri ile desteklenmesi gerekir. Yaygınlaştırma çalışmalarının kendi halinde istenen hızda olmadığı gerçeği ile bu alanda teşvikler ile teknolojilerin gösterim projelerine ve gerçek ölçekte sistemlere dönüşmesi sağlanmalıdır. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip alanlarda (demir-çelik, çimento veya taşıtlar vb.) derin uzmanlıkların geliştirilmesi, süreçlerin ve kritik komponentlerin geliştirilmesine yönelik güdümlü projelerin oluşturulması gerekmektedir. TÜBİTAK MAM EE bünyesinde yürütülen çalışmalar sonucunda enerji verimli yeni teknolojiler geliştirilmektedir. Bu teknolojiler ile güç üretiminde, ulaşım sektöründe, binalarda ve sanayide düşük enerji ihtiyacı gerektiren malzeme, ekipman ve süreç geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bunun ötesinde, özellikle sanayide enerji tasarrufu amacı ile süreçlerin gözden geçirilmesi, yeni yaklaşım ve ekipmanların tasarımı ile TÜBİTAK MAM sanayicinin rekabet gücüne katkıda bulunmaktadır.