Gelecekteki Enerji Kaynak Çeşitliliği

GELECEKTEKİ ENERJİ KAYNAK ÇEŞİTLİLİĞİ
Ahmet Cangüzel Taner
Fizik Yüksek Mühendisi
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (acant@taek.gov.tr)

Kainat; yaklaşık 13 milyar 700 milyon yıl önce büyük patlama sonucu zaman, mekan ve maddenin yaratılışı ile oluştu. Güneş ve güneş sistemimizin meydana gelmesi ya da dünyanın oluşumu 4 milyar 500 milyon yıl evvel gerçekleşti. Yeryüzünde insanoğlunun yaşamasının ideal olarak oluştuğu ortam sayesinde, bundan takribi 500.000 yıl veya yarım milyon yıl önce insanın vücuda gelmesi ile birlikte, ilk aşamada insan ateş yakmayı öğrendi. Odunları ve kurumuş yaprakları toplayıp yakarak ısınma ve beslenme gereksinimlerini giderdi. Avlanma, yırtıcı hayvanlardan korunma ve yemek pişirme amaçları için ilkel aletleri üretti. Binlerce yıl önce Mısırlılar denizlerde yelkenli tekneleri kullanmayı ve daha sonraki yıllarda insanlar su değirmenlerini keşfetti. Tüm bu faaliyetlerde insanoğlu; enerjinin biyolojik, kimyasal, hidrolik, solar yani güneş ışını ya da güneş radyasyonu form ve yöntemlerini kullandı. Günümüzde de geçmişinden aldığı bilgi, deneyim ve ilham sayesinde mükemmel bir yaratık olan insan, bilimsel ve teknolojik olarak elde ettiği bilgiler ile de yetkilendirilmek sureti ile çağımızın akıl almaz buluşlarını yapma ve bulduğu keşifleri insanlığa kazandırma ve de gelecek nesillere aktarma azmini hızlı biçimde sürdürmektedir (*).

Enerji; insanlığın temel ihtiyaçlarının karşılanmasında, insanın ortalama ömür (life expectancy) ya da yaşam süresinin uzatılması ve hayat standartlarının yükseltilmesinde birincil derecede önemli gereksinim kabul edilmektedir. İlkel yaşamda enerji sadece ısınma ve beslenme amaçları için kullanılmıştır. İlk çiftçiler toprağın işlenmesinde gerekli olan enerjiyi evcil hayvanların gücünden elde ettikleri kaynaktan sağlamıştır. Daha sonraki yıllarda rüzgar ve su gücünden enerji temin etmeyi öğrenen insanoğlu, sanayi devrimi sürecinde kömürü kullanarak ürettikleri buhar sayesinde günümüzün teknolojik çağının temellerini atmıştır. Böylece, içten yanmalı motorlar (internal combustion engine) ve çok büyük boyutta elektrik üretimleri geliştirilmiştir. Geliştirilen enerji üretim araçları ile, birincil enerji tüketimi yüzlerce kat artmıştır. Bugün sanayileşmiş ülkelerde yılda kişi başına tüketilen enerji 150 ila 350 Gigajoule arasında değişmektedir. Joule bir enerji birimi olup,

1 Megajoule (MJ) = 106 Joule ve
1 Gigajoule (GJ) = 109 Joule'dür.

Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Teşkilatı OECD (Organization for Economic Co-operation and Development) ülkeleri arasında kişi başına tüketilen enerji yılda ortalama 200 GJ'dür. Artan dünya nüfusu ve insanların yükselen yaşam standartları, kişilerin enerji tüketimlerinin hızlı şekilde büyümesine neden olmaktadır. Yaklaşık 6.5 milyar olan dünya nüfusunun 2025 yılında 8 milyar olacağı ve yüzyılın sonlarına doğru 10 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir. Nüfus artışındaki büyüme hızı, çoğunlukla, halihazırda yeryüzünde yaşamını sürdüren insanların ortalama dörtte üçünü oluşturan gelişmekte olan ülkelerde görülecektir. Kalkınmış ülkeler etkin enerji tasarrufu uygulamaları ve de yeryüzündeki insan sayısının iki misli olmamasına rağmen, dünya da hızlı artış gösteren nüfusun enerji talebinin, 2050 yılına kadar, iki kattan fazla olması öngörülmektedir.

Enerji kaynakları; birincil ve ikincil enerji kaynakları olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır. Birincil enerji kaynakları; odun, kömür, ham petrol, doğalgaz, doğal uranyum (U-238, U-235, U-234 karışımı), rüzgar, hidrolik (su gücü) ve güneş ışığı gibi doğal enerji kaynaklarından oluşmaktadır. İkincil enerji kaynakları; birincil enerji kaynaklarından dönüştürülebilen elektrik ve petrol ürünleri gibi enerji kaynaklarıdır. Birincil enerji kaynakları, yenilenebilir enerji kaynakları ve yenilenebilir olmayan enerji kaynakları olarak iki sınıfta toplanmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, güneş radyasyonu (solar energy), rüzgar, dalga enerjisi, biyokütle (biomass - odun, şeker kamışı, mısır, buğday gibi tahıl ürünleri vb.), jeotermal enerji ve hidrolik gücü kapsamaktadır. Yenilenebilir olmayan enerji kaynakları, bugün için enerji kaynaklarımızın %80'ini oluşturan kömür, ham petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtları ve uranyumu içermektedir. Yeryüzünde birincil enerji kaynaklarında bir sıkıntı veya kıtlık söz konusu değildir. Güneş; gezegenimize her gün bol miktarda güneş ışığı ve güneş radyasyonları şeklinde muazzam enerjisini göndermektedir. Bu mükemmel enerji; güneş ışını (solar radiation), rüzgar, dalga enerjisi, gelgit enerjisi (medcezir enerjisi tidal power), aynı zamanda güneş ışınlarını biyokütleye dönüştüren ağaç ve bitki türleri biçiminde ortaya çıkmaktadır. Tüm bunlara ilaveten, güneşten gelen enerji sayesinde asırlar boyunca oluşan ve fosil yakıtlar olarak yer kabuğunda depolanan çok büyük bir enerji kaynağı bulunmaktadır. Diğer bir enerji kaynağı olan uranyum ve parçalanma ürünleri, dünya ve güneş sistemimizin oluşumu 4.5 milyar yıl hatta kainatın yaratılması 13 milyar 700 milyon yıldan beri evrende ve de yerkürede mevcuttur.

Çağımızda gezegenimizin en büyük sorununu küresel ısınma ve iklim değişikliklerinin faili fosil yakıtların kullanımı ile ortaya çıkan sera gazı emisyonları özellikle de karbon salınımları ya da karbondioksit emisyonları oluşturmaktadır. Birleşmiş Milletler himayesinde kurulan ve küresel ısınmayı bilimsel olarak inceleyen hükümetlerarası iklim değişikliği paneli (Intergovernmental Panel on Climate Change-IPCC) ve Kyoto Protokolü aracılığı ile küresel düzeyde karbon emisyonları veya karbondioksit salınımları sınırlandırılması düzenlemeleri yapılmaya çalışılmaktadır. Şimdiye kadar fosil yakıtlar, bilhassa kömür, geçen yüzyılda sanayi devriminin gerçekleşmesi sayesinde insanlığın hizmetinde ve yaşam standardının yükseltilmesinde can alıcı bir rol oynamıştır. Petrol, taşımada en uygun enerji kaynağı olarak önemini hâlâ sürdürmektedir. Kömür ve petrol ile birlikte yaygın biçimde kullanılan diğer bir fosil yakıt olan doğalgaz, çok yönlü bir enerji kaynağı olma özelliğini korumaktadır. Bu durumda "nükleer güç santralleri neden gereklidir?" sorusuna açıklık getirelim. Birincil enerji kaynakları kullanımının toplam elektrik enerjisi üretimindeki payı yaklaşık %80 olup, yılda ortalama %2.7'lik bir artışla dünya genelindeki enerji talebi iki misli hızla büyümektedir. Enerji talebindeki bu artış nereden karşılanacaktır? Yenilenebilir enerji kaynaklarından başlamak üzere, elektrik üretiminde kullanılan her bir enerji kaynağındaki potansiyel ve sınırlamaları kısaca anlatan seçenekler ve de çözüm yolları aşağıda verilmektedir.

Hidroelektrik santrallerden üretilen elektrik enerjisi, atmosferi ve yeryüzünü kirletmediğinden ötürü elektriğin temininde cazibesini sürdürmektedir. Yüksekten hızla düşen suyun potansiyel enerjisinden yararlanarak elde edilen elektrik ancak ve ancak çok büyük barajların inşası sonucu oluşan ve de geniş alanları kaplayan suni göller vasıtasıyla sağlanmaktadır. Böylece, büyük ve tarımsal açıdan da verimli alanlar sular altında kalmakta ve bu bölgelerde yaşayan insanlar göç etmek zorunda bırakılmaktadır. Hidroelektrik santrallerden uzunca bir süredir yararlanılmakta olup, dünya elektrik üretimindeki payı %16 civarında bulunmaktadır. Şimdiye kadar pek çok ülkede ve özellikle de kalkınmış ülkelerde fizibilitesi uygun baraj alanları değerlendirilmiş olduğundan bu kaynağın daha fazla geliştirilmesi ve kullanımı sınırlı kalmaktadır. Öte yandan, diğer yenilenebilir enerji kaynakları artan oranlarda kullanım potansiyeline sahip olmalarına rağmen, sürekli ve çok büyük hızla büyüyen elektrik ihtiyacı talebinin karşılanmasında her birinin kendine has özellikleri ve de karakteristikleri olmasından dolayı gelişimleri sınırlamalara veya kısıtlamalara tabi bulunmaktadır.

Güneş ışınları ya da güneş radyasyonları (solar energy) aracılığıyla elde edilen enerji; oldukça mantıklı ve rağbet gören yenilenebilir enerji kaynağı türü olarak ortaya çıkmaktadır. Ancak, solar güç ile elektrik üretimi, güneş ışınlarının çevreye aşırı dağılması ve de çok fasıla veya inkıta ya da kesintiye uğraması nedeniyle sınırlı bir potansiyele sahip bulunmaktadır. Örneğin, geceleri ve gündüzlerin de bulutlu olduğu zamanlarda, güneş enerjisi kesintiye uğramaktadır. Böylece, güneş enerjisi ile elde edilen elektrik üretimi, yatırım maliyetine oranla çok düşük kapasitede yapılabilmektedir. Ayrıca, yeryüzüne gelen güneş ışınlarının düşük şiddette olması sebebiyle güneş enerjisini yüksek nitelikli elektriğe dönüştürme, hal-i hazırda kullanılan sistemlerle %20'den daha az verimde çalışmak sureti ile şimdilik yetersiz kalmaktadır. Bu durum, konu ile ilgili olarak önümüzdeki yıllarda yoğun araştırma yapılmasını gerektirmektedir. Yüksek maliyetli de olsa, küçük ölçekte elektriği depolamak mümkündür. Büyük ölçekte elektrik üretimi yapan güneş enerjisi sistemleri, mutlaka yedekte bekleyen diğer elektrik üretim tesisleri ile birlikte işletilmelidir. Böylece enerji üretim maliyetleri nispeten yüksek olmaktadır. Gelecekte güneş enerjisi sistemleri, doğrudan ısıtma amaçlı devreye girecektir.

Rüzgar enerjisi de güneş enerjisi gibi gittikçe artan oranlarda elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Dünya genelinde yaklaşık 100.000 megawatt (MWe) kapasitedeki elektrik enerjisi ihtiyacı bu yolla karşılanmaktadır. Ancak, rüzgâr her zaman kullanılabilen bir enerji kaynak türü değildir. Rüzgârın esmediği periyotlarda yedek enerji kaynaklarına gerek duyulmaktadır. Bununla beraber, düşen maliyetler nedeni ile rüzgar enerjisi diğer enerji kaynakları ile oldukça rekabet eden bir konuma gelmektedir.

Jeotermal enerji kaynakları yerkabuğunun derinliklerinden gelen doğal sıcaklıktan kaynaklanmaktadır. Yer altında bulunan sıcak buhar yeryüzüne çıkartılarak elektrik üretiminde kullanılabilmektedir. Bu şekildeki jeotermal kaynaklar dünyanın belirli yerlerinde bulunmaktadır. Dünya genelinde şu anda yaklaşık 10.000 MWe'lık elektrik üretimi jeotermal kaynaklardan temin edilmektedir. Diğer taraftan yerkabuğundaki çok sıcak kayaların arasında kalan aşırı sıcak suyun yeryüzünde buhar haline dönüştürülerek elektrik üretimi söz konusudur. Yüksek düzeyli radyoaktivite ve iyonlaştırıcı radyasyon nedeni ile çok sıcak olan kayalar arasına sıkışmış bulunan bu son derece sıcak suyun yeryüzüne çıkarılmasında bazı teknik sorunlar yaşanmaktadır.

Biyokütle (Biomass) enerji kaynakları; etanol veya biyoyakıtlar olarak da adlandırılmaktadır. Çoğu orman ürünleri ve tahıl ürünleri, teknik olarak enerji kaynakları haline dönüştürülebilmektedir. Tahıl ürünleri üretiminin birincil amacı gıda sektörü olmakla beraber, sadece enerji elde etmek için, yetiştirilen ve ekimi yapılan ürünler de bulunmaktadır. Ancak, gıda ve enerji yakıtı seçiminde, bu gibi tarım ürünleri, diğer tarım ürünleri ile su, gübre ve tarımsal alanın kullanımı gibi mali gideri yüksek olan ölçütlerle rekabet etmek zorunda kalmaktadır. Özellikle üçüncü dünya ülkelerinde biyokütlenin diğer bir türünden de enerji kaynağı olarak faydalanılmaktadır. Örneğin, organik atıklar ve su bitkileri, metan veya biyogaz üretmek için kullanılabilmektedir. Ancak, bu çeşit enerji kaynağının payı, tüm enerji kaynakları içinde çok küçük bir yer tutmaktadır.

Çağımızda ekonomik ve çok büyük boyutta elektrik enerjisi üretimi sadece doğalgaz santralleri, nükleer güç santralleri ve kömür santralleri aracılığıyla temin edilebilmektedir. Genellikle elektrik üretiminde petrolün kullanımı çok pahalı olmaktadır. Petrolden üretilen yakıtların taşınabilir özellikte olması, ulaşımda büyük bir kolaylık sağlamaktadır. Bu yakıtlar günümüzde petrokimya sanayinin de temel taşını oluşturmaktadır. Çok büyük ölçekli elektrik üretiminde kullanmak için doğalgaz da bir zamanlar aşırı pahalı idi. Ancak 1970'li yıllarda yaşanan petrol krizi, dünya genelinde doğalgaz aramalarını hızlandırdı ve pek çok yerde geniş doğalgaz rezervleri keşfedildi. Doğalgazın önemli özelliklerinden biri de boru hatları ağı vasıtasıyla güvenli ve ucuz şekilde tüketim yerlerine hızla taşınabilmesidir. Doğalgaz çok verimli olarak yakılabildiğinden elde edilen ısı, endüstri sektöründe de yoğun biçimde kullanılmaktadır. Ayrıca doğalgaz kimya sanayinin en önemli ham maddelerinden birini de oluşturmaktadır. Kömür yerkürede bol miktarda bulunmaktadır. Dünya da çıkarılan kömür miktarı yılda 6 milyar ton civarındadır. Çıkarılan kömürlerin büyük bir çoğunluğu termik santrallerde elektrik üretimi amacıyla kullanılmaktadır. Dünya genelinde kömürle çalışan termik santraller vasıtasıyla üretilen elektriğin payı %39'la birinci konumdadır. Nükleer güç reaktörleri aracılığı ile üretilen elektriğin payı ise %16 dolaylarındadır. OECD ülkelerinde elektrik üretiminde kömürün payı %37 ve nükleerin payı %23 civarlarında bulunmaktadır. Uranyum da dünya da bol miktarlarda bulunmaktadır. Yeni nükleer santraller kurulması ile artacak uranyum talebinin 60 kat olması halinde bile, uranyumun çıkarılması ve yakıt olarak kullanılması için teknolojiler mevcuttur. Şu anda dünya da uranyum madeni üretimi yaklaşık 40.000 ton'dur. Ancak, uranyum talebi büyük ölçüde ikincil kaynaklardan karşılanmaktadır. Örneğin, uranyumun temin edildiği ikincil kaynaklar arasında tasfiye edilen nükleer silahlar ve de nükleer stoklar sayılabilmektedir. Bunların hepsi pratik olarak elektrik üretiminde kullanılabilmektedir.

Elektrik üretiminde kullanılan çeşitli yakıtların enerji eşdeğerleri
Yakacak odun (Firewood) 16 MJ/kg
Linyit (Brown coal) 9 MJ/kg
Düşük kaliteli kömür (Black coal-low quality) 15-23 MJ/kg
Maden kömürü antrasit (Black coal-hard) 24-30 MJ/kg
Doğalgaz (Natural gas) 38 MJ/kg
Ham petrol (Crude oil) 45-46 MJ/kg
Nükleer reaktörlerde kullanılan doğal uranyum 500.000 MJ/kg

Teorik olarak yerkürede bulunan kömür rezervleri, çağımızın elektrik ihtiyacını 100 yıldan daha fazla karşılayabilecek kapasitede bulunmaktadır. Ancak, gelecekte yeryüzüne çıkarılacak kömürlerin büyük çoğunluğu, elektrik üretiminden ziyade çok daha değerli olan sıvı yakıtlara dönüştürülmek sureti ile kullanılacaktır. Ayrıca, kamuoyunda karbon emisyonları ya da karbondioksit salınımlarına karşı artan çevre duyarlılığı ve kömür ocaklarında artan sorunlar, bu kaynakların kullanımını sınırlamaktadır. Uranyumun kömür ve diğer yakıtlarla enerji eşdeğerleri arasındaki çok önemli olan fark yukarıdaki tablodan da açıkça göze çarpmaktadır. Bununla beraber, elektrik üretimi yapan kömür ve uranyum güç santralleri göz önüne alındığında her ikisinin de termal verimliliği yaklaşık aynı olup, %33'dür. Kömürle çalışan ve çalışma kapasitesi %80 olan bir milyon kilowatt'lık (1000 MWe) elektrik üretimi yapan termik santral yılda 3.2 milyon ton kömür sarf etmektedir. 1.000 MWe'lık bir nükleer güç reaktörü ise yararlı radyoizotop uranyum-235 (U-235) olarak yaklaşık %4'ü zenginleştirilmiş uranyumdioksitten (UO2) takribi 24 ton tüketmektedir. Bu yakıt için 200 ton'luk doğal uranyumun çıkarılması gerekmektedir. Doğal uranyum, 25 ila 100000 ton'luk ortalama tenörlü uranyum cevherleri kanalıyla elde edilebilmektedir.

Kullanılan yakıt miktarlarındaki çok büyük fark, elektrik üretiminden sonra ortaya çıkan atık miktarlarını da doğrudan etkilemektedir. 1.000 MWe gücündeki nükleer güç santralleri, her biri radyoaktivitesi çok yüksek yılda yaklaşık 27 ton kullanılmış uranyum yakıtı ya da tüketilmiş uranyum yakıtı üretmektedir. Ortaya çıkan tüketilmiş yakıt veya kullanılmış yakıt, uranyum radyoizotoplarının bozunma, bölünme, bir başka deyişle, parçalanma ürünlerinin hepsini içerdiğinden, oldukça yüksek oranlarda iyonlaştırıcı radyasyonlar yaymaktadır. Aynı zamanda, yayılan çok yüksek iyonlaştırıcı radyasyonlar ve nükleer reaktörlerde üretilen muazzam enerji, bu yakıtların son derece sıcak olmasına neden olmaktadır. 27 ton'dan yaklaşık %97'si yeniden işlenerek tekrar kullanıma hazır hale getirilmektedir. Geriye kalan %3'lük kısım olan 700 kg, yüksek seviyeli radyoaktif atık olup, çevre ve insan sağlığı açısından risk oluşturmaktadır. Bu nedenle, yüksek seviyeli olan nükleer atıklar, uzun süre çevreden tecrit edilmelidir. Ortaya çıkan radyoaktif atıklar, yüksek oranda radyoaktivite ve sıcaklık ihtiva ettiğinden, uzunca bir süre geçici nükleer atık depolama sahası olarak derin su havuzlarında tutulmaktadır. Yüksek seviyeli uzun yarı ömürlü radyoaktif atıklar az miktarda olduğundan, daimi radyoaktif depolama alanı ile radyoaktif atıkların yok edilmesi ya da nihai depolanması yöntemleri belirleninceye kadar nükleer atıkların yönetimi veya idaresi açısından da çok büyük sorunlar yaşanmamaktadır. Kullanılmış yakıt tekrar işlenmese bile, nükleer reaktörde yıllık olarak ortaya çıkan takribi 27 ton'luk radyoaktif atık, kömürle çalışan aynı büyüklükteki termik santralin atıklarına nazaran çok düşük düzeyde kalmaktadır. Öte yandan, yukarıda ifade edildiği gibi nükleer reaktörlerde meydana gelen radyoaktif atıkların nakliyesi ya da nükleer atıkların taşınması, arıtılması, tecridi ve depolanması bağlamında, çevreye kesinlikle herhangi bir radyasyon sızıntısı, nükleer kirlilik veya radyoaktif kontaminasyon vermemek sureti ile, nükleer atık muamelesi ya da radyoaktif atıkların bertarafı, pratik olarak yapılabilmektedir.

1.000 MWe'lık kömür yakıtlı termik santral her yıl yaklaşık 7 milyon ton karbondioksit emisyonu ya da karbondioksit salınımı yapmaktadır. Atmosfere salınan en fazla sera gazı emisyonu karbondioksit salınımıdır. Karbonun atom ağırlığı 12, karbondioksitin (C02)'in molekül ağırlığı ise 44 olduğundan, yakılan her gram karbon atmosfere 3.6 gram karbondioksit emisyonuna neden olmaktadır. Küresel ısınma ve iklim değişiklerinin nedeni olan sera gazı emisyonlarının dizginlenmesi veya denetim altına alınması büyük önem taşımaktadır. Sera gazı emisyonları içerisinde en büyük yüzdeyi karbon emisyonları ya da karbondioksit salınımları işgal etmektedir. Atmosfere olan salınımı azaltmak için karbondioksit emisyonları veya karbon emisyonlarının akiferlerde depolanması gerekmektedir. Karbondioksit emisyonları depolama sahaları olarak petrol çıkarılmış kuyular, kullanılmış doğalgaz ve tuz yatakları sayılabilmektedir. Kömürlü termik santrallerden çevreye salınan diğer bir sera gazı kükürt dioksit (SO2)'dir. Yine 1.000 MWe'lık kömür yakan termik santralden atmosfere salınan kükürt dioksit miktarı yıllık 200.000 ton civarındadır. Geçen yüzyılda kükürt dioksit emisyonları kontrol altına alınmadığından ötürü, çevre ve insan sağlığı açısından telafisi güç zararlar oluşturmakta idi. Örneğin, kükürt dioksit salınımları; Kanada, Orta Avrupa ve İskandinav ülkeleri gibi bu gazı üreten ülkelerin dışındaki ulusal sınırların ötesindeki devletlerin ormanlarında, göllerinde ve nehirlerinde de asit yağmurlarına dönüşerek ciddi zararlara yol açmaktaydı. Ancak, günümüzde yaklaşık 100 milyon dolar maliyetli kükürt dioksit baca gazı arıtma tesisleri ya da desülfürizasyon tesisleri vasıtasıyla bu tahribatların ve zararların önüne geçilebilmektedir. Baca gazı kükürt dioksit arıtma tesisleri, birim elektrik fiyatlarının kilowatt saat başına takribi %12 oranında artmasına neden olmaktadır. Aynı kapasiteli kömür yakıtlı termik santraller yaklaşık 200.000 ton uçucu külün de atmosfere salınmasına yol açmaktadır. Bu uçucu küller; doğasından kaynaklanan radyoaktif maddeler veya nükleer materyaller kadar diğer zehirli metalleri de yüksek oranlarda içinde bulundurmaktadır. Her çeşit santralde üretilen elektrik mutlaka değişen miktarlarda ve türlerde endüstriyel atık oluşturarak çevresel etki ve risk yaratmaktadır. Bunlar içinde sadece nükleer sanayi ve nükleer teknoloji, ürettiği atığın sorumluluğunu titizlikle üstlenen, nükleer atıkların yönetimi ve nükleer atıkların tecridi konularında ve de ayrıca nükleer reaktörlerin sökülmesi maliyetleri (decommissioning) için fonlar tahsis ederek elektrik üretimi yapan yegâne endüstriyel sektör olarak tanınmaktadır. Nükleer güç reaktörleri aracılığıyla üretilen elektrik enerjisi sayesinde, yılda yaklaşık 2.5 milyar ton karbondioksit emisyonunun atmosfere salınımı önlenmektedir. Hal-i hazırda fosil yakıtlı termik santrallerden çevreye takribi 28 milyar ton karbondioksit emisyonu yapılmaktadır. Kömür yakıtlı termik santrallerin ve nükleer santrallerin yakıt gereksinimleri arasındaki fark, her ikisinin de ekonomilerini çok yakından ilgilendirmektedir. Örneğin, nükleer güç santralinin yakıt maliyeti, eşdeğeri kömür santraline nazaran çok düşüktür. Bu durum, genellikle bir nükleer reaktörün inşası ile ilgili çok yüksek olan ilk yatırım maliyetini dengelemeye yeterli olmaktadır. Sonuç olarak uygulamada, nükleer santraller vasıtasıyla elde edilen elektriği kömürden üretilen elektrikle, pek çok alanda rekabet eden konuma getirmektedir. Bu rekabette nükleer atıkların yönetimi, radyoaktif atıkların yok edilmesi veya nihai depolanması ve nükleer reaktörleri işletmeden çıkarma maliyetleri ya da nükleer santrallerin sökülmesi (decommissioning) giderleri ve de masrafları da hesaba katılmaktadır. Nükleer santraller de dahil olmak üzere nükleer tesislerin sökülmesi ve yeşil alana dönüştürülmesi maliyeti, santralin ilk yatırım maliyetinin yaklaşık %10 ila %20 si arasındaki bir değere karşılık gelmektedir. Mesela, 1000 MWe'lık bir basınçlı su reaktörü (Pressurized Water Reactor-PWR) işletmeden çıkarma maliyeti (decommissioning) takribi 320 milyon dolar, yine 1000 MWe'lık bir kaynar sulu reaktörü (Boiling Water Reactor-BWR) işletmeden çıkarma maliyeti (decommissioning) ise yaklaşık 420 milyon dolar olmaktadır (Kaynak: OECD / Nükleer Enerji Ajansı-Nuclear Energy Agency-NEA).

Küresel düzeyde karbon emisyonları veya karbondioksit salınımları ile ilgili getirilmesi düşünülen sınırlamalar ve yeni düzenlemeler, gelecekte fosil yakıtlarda maliyet artışını özellikle de petrol, doğalgaz ve de kömür fiyatlarının yükselmesinde büyük bir baskı unsuru oluşturacaktır. Bu durum nükleer enerjinin geleceği konusunu gittikçe artan oranlarda ön plana çıkarmaktadır. Anlatılan enerji seçeneklerinin tamamı ve enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi, enerji arz güvenliği ile birlikte düşünülmelidir. Pek çok ülke enerjisinin büyük bölümünü ithal etmektedir. Şayet ülkeler elektrik üretimleri için gerekli olan yakıtı uzunca bir süre pratik ve ekonomik olarak depolayabilirlerse, büyük bir avantaj elde edeceklerdir. Bunun gerçekleştirilmesi ülkelerin ekonomik performansı ve akılcı enerji planlaması ile mümkün görülmektedir.

Her ülkenin gündemindeki elektrik enerjisi konusunda yanıt verilmesi gerekli olan sorular aşağıda sıralanmaktadır.

- Gelecekte muhtemel elektrik ihtiyacımız ne olacaktır?

- Elimizde mevcut olan elektrik üretim kaynakları nelerdir?

- Çevre ve insanlara en az zarar veren, en üst seviyede enerji arz güvenliği sağlayan, ülkelerin bütçelerine en uygun ve de gelir gider tablosunu bozmayacak elektrik enerjisi türleri hangileridir?

Enerji kaynaklarının çeşitliliği hakkında hızlı küresel gelişmeleri hükümet programlarına alan ülkeler, ekonomik büyüme hızlarına uygun olan enerji eylem planları içerisinde nükleer santraller konusuna yer vermektedir. Bu kapsamda "nükleer güç santrallerinin kurulması ve işletilmesi ile ilgili enerji satışına ilişkin kanun" adı altında yeni nükleer santrallerin maliyetleri hakkında çok yönlü teşvikler yasalaştırılmaktadır. Temmuz 2007 itibari ile, 31 ülkede 440 nükleer reaktör çalışmakta olup, dünya elektrik ihtiyacının yaklaşık %16'sı nükleerden karşılanmaktadır. 35 ülkede nükleer reaktör inşaatı devam etmektedir. Nükleer güç programı uygulayan ülkeler arasında Belçika, Kanada, Çin, Fransa, Almanya, Hindistan, Japonya, Rusya Federasyonu, Güney Kore, İsveç, Ukrayna, İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri sayılabilmektedir. Sonuç itibari ile, günümüzde hiçbir ülke kendi öz kaynağı bile olsa, tek bir enerji kaynağına bağlı elektrik üretimi yapmak istememektedir. Bu nedenle enerji arz güvenliğine uygun politika kapsamında ülkeler; hem kömür, doğalgaz veya nükleeri baz alan elektrik üretim seçeneklerini hem de yenilenebilir enerji kaynakları aracılığıyla elektrik üretimlerini olduğunca çeşitlendirmeyi ve enerji kaynak çeşitliliği yaratmayı amaçlamaktadır. Baz alınan elektrik enerjisi üretiminde, çağımızın en büyük kaygısı olan küresel ısınma ve iklim değişiklikleri de hesaba katıldığında nükleer enerji vazgeçilmez bir konuma gelmektedir. Son 20 yıl içerisinde hızla gelişen çağdaş teknolojik ilerlemeler modern nükleer emniyet ve nükleer güvenlik anlayışı içerisinde yeni kuşak nükleer güç santralleri ya da yenilikçi nükleer reaktörler konusunu hemen her ülkede ön plana çıkarmaktadır. Ünlü Hintli nükleer fizikçi Dr. Homi Jehangir Bhabha "No energy is more expensive than no energy", yani, "olmayan enerji en pahalı enerjidir" sözü ile çağımızın en büyük sorununu kısaca ifade etmektedir.

(*) Kaynaklar:

Kainat, İnsan ve Radyasyon, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 59.sayı, 2006.

Avustralya Uranyum Birliği, Australian Uranium Association, 2007.

Nükleer Atıkların İdaresi veya Yönetimi, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 69.sayı, 2007.

Nükleer Reaktörler, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 63.sayı, 2007.

Nükleer Enerji, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 62.sayı, 2007.

Radyoaktif Atıkların Yok Edilmesi veya Nihai Depolanması, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 58.sayı, 2006.

Yeni Nesil Nükleer Güç Reaktörleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 57.sayı, 2006.

İyonlaştırıcı Radyasyonların Biyolojik Etkileşme Mekanizmaları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 55. ve 56. sayılar, 2006

İklim Değişiklikleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 53.sayı,2006.

Küresel Isınma, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 60.sayı, 2006.

Küresel Isınma Mekanizmaları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 61.sayı, 2007.

İklim Değişikliklerinin Maliyeti, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 64.sayı, 2007.

Sera Gazı Emisyonları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 65.sayı, 2007.

İklim Değişiklikleri ile ilgili IPCC'nin Son Raporları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 67.sayı, 2007.

Karbon Emisyonları ve Karbondioksitin Akiferlerde Depolanması, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 68.sayı, 2007.

Amerika'da Küresel Isınma ile ilgili Politika Değişimi, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 66.sayı, 2007.

Haziran 2007'de bir araya gelen G8'lerin Gündemi: Küresel Isınma, İklim Değişikliği ve Sera Gazı Emisyonları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 70.sayı, 2007.

Almanya'da Nükleer Enerjinin Geleceği, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 71.sayı, 2007.

Nükleer Güç Santralleri ve Nükleer Enerjinin Geleceği, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 72. sayı, 2007.

Atom, Radyoaktivite, Radyoizotoplar ve Radyasyon Türleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 73.sayı, 2008.

Nükleer Güç Santralleri Gelişiminde Nükleer Emniyet ve Nükleer Güvenlik, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 74.sayı, 2008.

İngiltere'de Enerji Arz Güvenliği, Enerji Kaynaklarının Çeşitlendirilmesi, Nükleer Santraller ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 75.sayı, 2008.

Internet sitesi: www.caginpolisi.com.tr