Enerji Tasarrufu ve Verimliliğinde Yeni Çözümler –I
Enerjide Bireysel ve Endüstriyel Tasarruf
Günümüzde en büyük enerji kaynağı aslında enerji tasarrufu ve enerji verimliliği. Yazı dizimizin birinci bölümünde hem bireysel hem de endüstriyel enerji tasarrufu yöntem ve uygulamalarına odaklanıyoruz.
Enerji, hayatımızın hemen her alanında ihtiyaç duyduğumuz ve bu ihtiyacın giderek artış gösterdiği taleplerin başında geliyor. Ulaşımdan üretime, ısıtma ve soğutmadan yemek pişirmeye, aydınlatmadan eğlenceye kadar pek çok alanda enerji kullanıyoruz.
Dünya nüfusunun hızlı artışı, gelişen teknolojiler ve büyüyen sanayileşme ile enerjiye duyulan ihtiyaç artarken, dünyanın doğal kaynaklarını tüketme hızımız da artıyor. İnsanların enerjiyi kullanırken yaptığı seçimler ise hem çevreyi hem de insan yaşamını etkileyecek kadar önemli bir hal alıyor.
Prizde bırakılan telefon şarjı, evlerde kullanılan tasarruf özelliği olmayan lambalar ve elektronik aletler, hatta açık bıraktığımız buzdolabı kapısı bile gereksiz tüketime sebep olarak dünyamızın enerji dengesini bozuyor. Bu da başta iklim değişimi olmak üzere küresel ısınma ve toprağın verimsizleşmesi gibi pek çok sorunu beraberinde getiriyor. Bu noktada sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları yanında enerji tasarrufu da enerji dengesinin sağlanmasında ciddi bir rol oynuyor.
Verimlilik İçin En Önemli Faktör: Tasarruf
Enerji tasarrufu; genel olarak bilinen yöntemleri ve geliştirme prosedürlerini uygulamak, yeni teknolojileri kullanmak ve sosyal hayat standartlarını dikkate alarak enerjiyi daha etkin kullanmak anlamına gelir. Kısaca ifade etmek gerekirse, en ekonomik enerji, tasarruf edilen enerjidir.
Enerji tasarrufu ve enerji verimliliği anlamsal açıdan farklı olsalar da birbirleriyle ilişkili kavramlardır. Enerjinin doğru ve efektif kullanımı için bu kavramları iyi anlamak gerekir.
Enerji verimliliği, aynı işlevi yerine getirmek için daha az enerji gerektiren teknolojinin kullanılmasıdır. Standart akkor ampuller yerine LED ampul veya kompakt floresan lamba (CFL) kullanılması enerji verimliliğine bir örnektir.
Enerji tasarrufu ise daha az enerji kullanımıyla sonuçlanan herhangi bir davranıştır. Odadan çıkarken lambaları kapatmak, alüminyum kutuları geri dönüştürmek, kullanılmayan cihazları kapatmak enerjiden tasarruf etmenin bazı yollarındandır.
Bireysel Enerji Tasarrufu ve Verimliliği Nasıl Yapılır?
Bireysel olarak yapacağımız bazı uygulamalar enerji tasarrufuna destek olarak, tüm doğaya ve insanlara çeşitli faydalar sağlayacaktır. Evlerde uygulanan en basit tasarruf yöntemlerinden biri; doğal aydınlatma yardımıyla suni ışık kaynaklarının kullanımını azaltmaktır.
Doğal ışığın yanında aydınlatma sistemlerinin floresan veya LED ampullerle değişimi de enerji verimliliği ile tasarrufa destek sağlar.
Kullanılmayan cihazların fişlerinin çekilmesi veya kapalı tutulması bir diğer tasarruf yöntemidir. Bazı çoklu priz modellerinde kullanılan tek noktadan şalterli prizler toplu cihaz kapatılmasında fayda sağlayabilir. Özellikle bilgisayar veya televizyon gibi cihazlar açık bırakıldıklarında çok enerji tüketir. Bu cihazların kullanılmadıklarında kapalı kalması tasarrufa büyük ölçüde destek olacaktır.
Enerji tasarruflu cihazların tercih edilmesi de evlerde enerji tüketimini azaltabilir. “Energy Star” sertifikası etiketli cihazlar, düşük enerji tüketimleriyle kullanımda öncelikli olarak tercih edilmelidir. Aynı şekilde bu cihazların aşırı kullanımlarının azaltılması tasarrufa destek olabilir.
Evleri akıllı hale getirmek veya önceden hazırlanmış bir akıllı evi tercih etmek, bireysel enerji tasarrufundaki en önemli uygulamalardan biridir. Akıllı termostatlar otomatik ısı ayarlamalarıyla optimum performans sunarken, akıllı aydınlatma sistemleri gereksiz kullanımların önüne geçmekte ve akıllı elektronik cihazlarla maksimum enerji tasarrufu ve verimliliği sağlanabilmektedir.
Kendi elektriğinizi üretmek de bir tasarruf yolu olarak düşünülebilir. Uygun özellikteki güneş enerjisi panellerine yapılacak yatırım, zaman içinde ürettiğiniz elektriği satmanıza da imkân vererek tasarrufun yanında kazanca da dönüşebilir. Aynı zamanda güneş enerjisiyle üretilen sıcak su da bir diğer tasarruf aracı olarak kullanılabilir.
Endüstride Enerji Tasarrufu ve Verimliliği Nasıl Sağlanır?
Enerji verimliliği ve tasarrufunun en büyük etkileri yoğun kullanım alanları olan endüstriyel uygulamalarda görülüyor. Birçok farklı endüstride yapılabilecek uygulamalar, global etkilerin yanında firmalara da büyük ölçüde fayda sağlayacaktır. Dijitalleşme ve yeni teknolojiler, endüstriyel alanda yapılacak enerji tasarrufu ve verimlilik artışında kilit rol oynuyor.
Endüstriyel alanda enerji verimliliği ve tasarrufu için önemli teknolojik uygulamaların başında yapay zekâ geliyor. İşyerlerinde kullanılacak yapay zekâ uygulamaları ve uyumlu cihazlar, enerji tüketimlerini kontrol ederek verimli kullanımı artırabilir.
Blockchain teknolojisi ise enerji tüketiminin net kaydını sağlayabiliyor. Ayrıca işyerlerinin çatılarında uygulanan güneş enerjisi panelleri, kendi enerjisini üreten firmalara, fazla enerjiyi satmaları yoluyla verimliliğin yanında yeni bir gelir kaynağı da yaratabilir. Birden fazla teknolojinin birleşimi ise enerji verimliliğinin geleceğinin temelini oluşturabilir.
Google’ın 2014 yılında bünyesine dâhil ettiği DeepMind Teknoloji şirketi yapay zekânın enerji verimliliğinde sağladığı faydaları Google’ın veri merkezlerinde uyguluyor. Firma, veri merkezlerini soğutmak için gerekli enerjinin % 40 azaltılmasını sağlayan uygulamalar için makine öğrenmesi çalışmalarını enerji kullanımına yönelik kullanmaya iki yıl önce başladığını iddia ediyor.
Enerji verimliliği ve tasarrufunda tercih edilen bir diğer uygulama da “Kojenerasyon” teknolojisidir. “Kombine Isı ve Güç Sistemi (CHP)” olarak da tanımlanan kojenerasyon özellikli uygulamalar, yüksek verimli enerji üretimi sağlıyor. Gaz türbininin ürettiği enerjinin yanında, egzoz çıkışından sağlanan ısı enerjisi başka birçok uygulamada kullanılabiliyor. Bu sayede % 80’e kadar verim sağlayan kojenerasyon uygulamaları, en verimli enerji üretim metotlarından biri olarak görülüyor.
Tek bir yakıt kaynağıyla hem elektrik hem de ısı elde edilen kojenerasyon teknolojisiyle üretim maliyetleri düşerken, fosil yakıtlarının yan etkilerinden kaynaklanan doğa kirliliğinin de büyük ölçüde önüne geçilebiliyor.
ABD, Sebewaing Michigan’da aydınlatma ve su dağıtım hizmeti veren SL&W, GE’nin kojenerasyon özellikli Jenbacher gaz motorlarını kullanıyor. Bu sayede, yüksek verimli ve düşük maliyetli elektrik üretimi sağlanarak, hem Sebewaing’de yaşayan insanların hem de bölgede faaliyet gösteren endüstri firmalarının enerji tüketimini avantajlı hale getiriyor. Toplamda 7.7 MW enerji üreten gaz motorlarıyla yıllık ortalama 1.4 milyon dolar tasarruf sağlanıyor.
GE’nin Clarke Enerji ile Michigan’da ortaklaşa yürüttüğü projenin bir başka olumlu yan etkisi de yıllık 15 bin ton karbondioksit üretiminin ortadan kalkmasıyla çevre üzerinde görülüyor. Enerji hatlarının eski kömür santrallerinden daha verimli ve temiz gaz motorlarına dönüşümü, SL&W müşterileri için güvenilir, verimli ve temiz enerjiye ulaşım imkânı sunuyor.
Hastaneler de kojenerasyon enerji sistemlerinin avantajlarından yararlanıyor. ABD’de 200’den fazla hastanenin kojenerasyon sistemleri kullandığı biliniyor. Bu sistemlerin hastane bütçesine sağladığı tasarrufların yanında, acil durumlarda daha güvenilir enerji imkânı sunması da önemli bir tercih sebebi olarak görülüyor. Geniş çaplı afetlerde, yerel doğalgaz ve elektrik enerjisi kesintilerinde kojenerasyon sistemlerinin başka bir dış enerji kaynağına ihtiyaç duymadan devreye girebilme (Black Start) ve bağımsız olarak kritik sistemleri destekleyebilme özelliği, geleneksel acil durum jeneratörlerine göre daha fazla verimlilik ve avantaj sağlıyor.
Trijenerasyon sistemleri de kojenerasyon sistemleriyle aynı aşamalardan geçiyor ancak denkleme soğutma fonksiyonu da ekleniyor. Sisteme Absorbsiyonlu Chiller (Soğurmalı Soğutma) ünitesi eklenerek, bu sistemden geçirilen buhar soğutma işleminde kullanılıyor.
Bu sistemler enerji maliyetlerinin ciddi oranda azaltılmasını sağlıyor.
Kombine çevrim enerji santralleri de eski fosil yakıt enerji santrallerine göre enerjide verimli üretim imkânı sunuyor. Bir gaz türbininin içinden geçen hava temizlenerek soğutuluyor. Ardından türbin kompresörüne ulaşarak burada sıkıştırılıyor. Daha sonra bu havanın doğalgaz ile bir araya getirilerek ateşlenmesiyle türbin kanatlarının döndürülmesine imkân veren genleşme enerji üretimi sağlıyor. Normal çevrim santrallerinde bu süreçte ortaya atık ısı enerjisi çıkıyor ancak kombine çevrim santrallerinde bu atık ısı enerjisi başka bir kısma aktarılarak buradan buhar türbinine gönderiliyor. Bu işlemle ekstra enerji üretimi sağlanıyor.
Kombine çevrim enerji santrallerinin verimliliği, Japonya’da ikinci defa kırılan rekorla bir kez daha ispatlandı. Chubu Elektrik firmasının işlettiği Nishi-Nagoya Blok 1 Enerji Santrali, GE’nin 7HA Gaz Türbini ile ikinci kez “Dünyanın En Verimli Kombine Çevrim Enerji Santrali” olarak Guiness Dünya Rekorlar Kitabı’na girdi. 40 yaşındaki eski santralin, % 63’e kadar daha verimli olan kombine çevrim özellikli üç adet 7HA gaz türbini ve buhar türbinleriyle değiştirilerek yenilenmesi, Japonya’da 2.7 milyondan fazla evin elektrik ihtiyacını karşılayabilen 1.188 MW’tan fazla enerjinin üretilmesini sağlıyor.