Klasik kaynaklar
Klasik kaynaklar, karbon bazlı olarak adlandırabilecek kaynaklardır. Petrol, kömür ve doğalgaz en temel enerji kaynaklarıdır. Bunlar, meydana gelişleri itibarıyla yenilenmeleri çok uzun bir süre aldığından, yenilenmeyen kaynaklar olarak da adlandırılırlar.Kömür
Yeraltı madenciliği veya açık işletme metodları kullanılarak çıkarılan fosil kaynaklı yakıttır. Genellikle hayvan fosillerinden oluşur. Kolayca yanabilen siyah veya kahverengimsi redüksiyonunda çok büyük önemi vardır. Bir çok çeşidi vardır. Mesela taş kömürü, fabrikalarda kullanılır. Isı dercesi yüksektir. Antrasit, ısı değeri en yüksek olan kömürdür, ülkemizde az bulunur. Ayrıca ülkemizde en çok bulunan kömür linyittir.Petrol
Yüzmilyonlarca yıldan bu yana denizlerde yaşayan ya da suların denizlere sürüklediği bitki kalıntılarının anaeorabik bir ortamda, uygun şartlar altında (sıcaklık, basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle), toprağın üstünde başkalaşmasıyla oluşur. Değeri çok yüksektir, çünkü az bulunan bir yakıttır.Doğalgaz
Doğalgaz da petrol gibi karbon bazlı bir fosil yakıttır. Oluşumu petrol ile aynıdır. Büyük oranda metan (CH4), daha az oranlarda etan (C2H6), propan (C2H8), bütan (C4H10), azot (N2), karbondioksit (CO2), hidrojensülfür (H2S), helyum (He) içeren, renksiz, kokusuz, yüksek kalorili bir gaz yakıttır. Yoğunluğu 0,6-0,8 kg/m3 arasındadır. Havaya göre daha hafif bir gaz olduğu için açık havada uçucu özelliğe sahiptir. Ancak kapalı mahallerde hava içindeki gaz oranı %5-15 arasındaki değere ulaşırsa patlayıcı özelliği vardır. Bu karışım limitleri arasında ateş, alev, kıvılcım gibi tutuşturucu bir kaynakla temas ederse patlar. Ancak kural ve standartlara uygun olarak doğru bir şekilde kullanıldığında ve gerekli önlemler alındığında doğal gazın en az diğer yakıtlar kadar güvenli olduğu unutulmamalıdır.Doğal gazın kendisi zehirli değildir. Ancak kaçaklarda, havadaki gaz miktarının artmasıyla oksijen azalacağından boğulmaya yol açabilir. Kükürt doğal gazda yok denecek kadar azdır. Yanma sonucunda oluşan yanma ürünlerinin içinde kükürt bulunmaması alev veya dumanla temas eden yüzeylerde korozyon problemini ortadan kaldırmaktadır. İçindeki karbon miktarının diğer yakıtlara göre az olması doğal gazın mavi ve mat bir alevle yanmasına neden olur. Bu ise ocaklarda radyasyon nedeniyle oluşan ısı transferini azaltır. Yanma için gerekli hava miktarı daha azdır. Bu yüzden gazların yanma verimleri de yüksek olur. Doğal gazın içindeki hidrojen miktarı oldukça fazladır (yaklaşık %24). Bunun sonucu olarak yanma ürünleri içindeki su buharı miktarı da fazladır. Doğal gazda bulunan azot (N2), oksijenle yüksek sıcaklıklarda (1900-2000oC) reaksiyona girdiğinde azot-oksitler oluşmaktadır. Korozyona neden olan bu oluşumu engelleyen önlemler alınmalıdır.
Doğal gazın taşınması, borular vasıtasıyla oldukça kolaydır. Taşımada, boru kayıpları ve dönüşüm kayıpları (buhar/sıcak su, kızgın su/sıcak su) hiç yoktur. Yanma ürünleri içinde kül, is, kurum, katran gibi artıklar bulunmadığı için hava kirliliği yaratmaz. Ayrıca karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) dışında karbonmonoksit (CO) miktarı da oldukça düşüktür.
Petrol gibi doğalgaz da çok eski tarihlerden beri bilinmekle ve kullanılmakla beraber; bugünkü konumuna gelişi, 1816 yılında ABD`nin Baltimore kentinin sokak lambalarının doğalgaz aracılığıyla aydınlatılmasıyla başlar.
Dünya enerji tüketiminin %22`si doğalgaza dayanmaktadır. İşyerleri ve evler ısınma amacıyla çok yoğun miktarda doğalgaz kullanırlar. Isınma, toplam doğalgaz kullanımında %75 gibi bir orana sahiptir. Bunun yanısıra elektrik üretiminde de doğalgaz kullanılmaktadır. Fakat %10-15 gibi düşük oranlarda kalmaktadır.
Hidroelektrik enerji
Nehirler ve akarsular üzerine kurulan baraj göllerinde biriken suyun mekanik gücüyle dönen su türbinlerinden ve jeneratörlerden elde edilen elektrik enerjisidir. 20. yüzyıl boyunca dünyanın büyük nehirlerinin hemen hepsinde dev hidroelektrik santrallar kurulmuştur. Son yıllarda, daha küçük ölçekte santrallar kurulmaktadır. 20 MW`ın altındaki santrallar "küçük ölçekli" hidroelektrik enerji santrali olarak adlandırılmaktadır. Hidroelektrik enerji, aynı zamanda yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.Geleneksel biyokütle (bitki ve hayvan atıkları)
Biyokütle enerjisi, organik maddelerden enerji kaynağı olarak yararlanılmasıdır. Bilinen bitki yakma ve hayvan atıklarından yararlanma yöntemleri geleneksel biyokütle olarak adlandırılır. Bu enerji kaynağı türü, geri kalmış toplumlarda en fazla yararlanılan enerji türüdür. Öte yandan, modern yöntemlerde bitkilerden biyodizel, biyoetanol elde etme gibi yeni uygulamalar ise, modern biyokütle olarak adlandırılmakta ve yenilenebilir enerji kaynağı türleri arasında yer almaktadır.Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Klasik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan kaynaklardır. Güneş, rüzgar, hidrojen, hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar buna örnektir. Doğada sürekli var olan faktörlere dayalı olan bu kaynakların en önemli özelliği ise yenilenebilir olmaları ve doğaya zarar vermemeleridir.Güneş
Güneş enerjisi de hidrojen gibi yenilenebilir kaynaklardan bir tanesidir. Güneş enerjisini toplayıp ısı ve elektriğe dönüştürebilen güneş kolektörleri güneş enerjisinin kullanımındaki aracı elemandır. Genelde, evlerin çatılarına yerleştirilen bu kolektörlerin yanında bir de su deposu bulunur. Depoda bulunan su ısıtılarak, ya evin sıcak su ihtiyacı karşılanır ya da sıcak su, evin ısıtma tesisatına verilerek ısınma ihtiyacı giderilmiş olur.Çevreye hiçbir zararı olmaması, sürekli ve yenilenebilir olması güneş enerjisini çok cazip kılar. Şüphesiz güneş enerjisinin önündeki en önemli engel, Güneş`ten yararlanma süresi çok fazla olmayan ülkelerde bu enerji tipinden yararlanılabilen gün sayısının az olmasıdır. Ayrıca, elde edilen enerjinin depolanması da bir diğer engeldir.
Rüzgar
Alternatif enerji kaynakları içersinde en az hidrojen enerjisi kadar faydalı olabilecek bir enerji kaynağı da rüzgardır. Temiz, bol, yenilenebilir olmasının yanısıra hemen hemen tüm dünya genelinde faydalanma imkanı olan bir kaynaktır. Rüzgar türbini adı verilen çok büyük pervaneli, yüksek kuleler aracılığıyla rüzgar enerjisi elektriğe dönüştürülür. Az sayıda, büyük enerji üretim merkezleri kurmak yerine, ülke geneline küçük üniteler halinde yayılmış rüzgar türbinleri kurmak çok daha avantajlıdır. Rüzgar, elektrik üretiminin yanısıra hidrojen üretiminde de söz sahibi olabilir. Rüzgardan elde edilecek elektrikle suyun elektroliz edilmesi sonucunda; su, oksijen ve hidrojen elementlerine ayrılarak çok ucuz bir yolla hidrojen elde edilmiş olacaktır.1990`lı yıllarda kullanımı en hızlı artan enerji kaynağı olan rüzgar enerjisi, bu avantajları sayesinde tüm dünyanın dikkatini çekmeye devam ediyor. Danimarka toplam elektrik enerjisinin yaklaşık %15`ini rüzgardan elde ederek oran olarak dünyada birinci sıradayken, Almanya da 2000 yılındaki verilere göre, yıllık yaklaşık 6.000 megawatt elektrik üretimiyle rüzgar enerjisi kullanımında en ön sıralardadır. Almanya`yı en yakından takip eden ABD`nin yıllık üretimi ise 2.500 megawatt civarındadır.
Jeotermal enerji
Jeotermal enerji, yeryüzünün kabuğunda bulunan ısıdır. Bu enerjiden, yer yüzeyine çıkan sıcak sular aracılığıyla yararlanılır. En eski çağlardan bu yana kullanılan kaplıcalar jeotermal enerjinin ilk kullanım alanlarıdır. Jeotermal enerjiden, kaynağın sıcaklığına bağlı olarak ısıtma uygulamalarında kullanılabilir ya da elektrik üretiminde yararlanılır. Elektrik enerjisi üretimi amaçlı santrallar 20. yüzyılın başlarından itibaren kurulmaya başlanmıştır.Jeotermal enerji; kaynağın, dünya enerji tüketimine kıyasla çok büyük olması nedeniyle ve kullanılan sıcak suyun reenjeksiyon ile tekrar yer altına verilmesi koşuluyla yenilenebilir enerjiler arasında sayılır.
Dalga enerjileri
Okyanus veya denizler gibi büyük su kütlelerinde meydana gelen dalgaların enerjisinden yararlanabilmektir. Yenilenebilir enerji formlarından bir tanesidir.Üretilmesindeki zorluklar:
- Dalgaların yüksek gücüne karşın düşük hızlarda ve farklı yönlerde hareket etmesi
- En güçlü fırtınalara ve tuzlu suyun neden olacağı paslanmaya dayanabilecek yapıların yüksek maliyeti
- Kurulum ve bakım giderlerinin yüksekliğidir.
Dalga enerjisinin toplam enerji potansiyeli, toplam enerji büyüklüğü 2.5 terawat olarak hesaplanan gel-git enerjisinden çok daha fazladır. Sahilleri güçlü rüzgarlara maruz kalan ülkeler, enerji ihtiyaçlarının %5 veya daha fazlasını dalga enerjisinden karşılayabilirler.
Gel-git ve akıntı enerjileri
Gel-git veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir.Gel-git enerjisini elektriğe dönüştürmek için yaygın olarak, uygun bulunan koyların ağzının bir barajla kapıtılarak, gelen suyun tutulması, çekilme sonrasında da yükseklik farkından yararlanılarak türbinler aracılığı ile elektrik üretilmesi hedeflenir.
24.8 Saate bir tekrarlanan gel-git hareketleri, düzenli bir enerji kaynağı olması açısından ilginç olmakla birlikte, enerji üretim süresinin 6-12 saatle kısıtlı olması bir dezavantaj yaratmaktadır. Suyun potansiyel enerjisinin %80`ini elektrik enerjisine dönüştürebilen gel-git enerjisi, güneş enerjisi gibi diğer alternatif enerji kaynaklarına göre daha yüksek bir verimliliğe sahiptir.
Deniz ve okyanuslardaki düzenli akıntıların kinetik enerjisinin, deniz tabanına yerleştirilen türbinler aracılığı ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi akıntı enerjisi olarak anılır.
Hidrojen
Hidrojen birincil enerji kaynaklarından üretilen bir yakıt olup temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir elementtir. Fakat dünyada tek başına bulunmadığından önce üretilmesi gerekir. Halihazırda çok pahalı olan bu üretim, su ve doğalgaz gibi elementlerdeki hidrojenin ayrıştırılmasıyla yapılır. Bu şekilde elde edilen hidrojen pillerine yakıt hücresi adı verilmektedir. Şu anda bazı otomobiller hem benzin, hem de hidrojenin kullanıldığı hibrid (melez) yakıt yöntemiyle çalışmaktadır. Böylece açığa çıkan kirli havanın miktarı %30-40 oranında azaltılabilmektedir.Hidrojenin, 20 yıl içersinde çok daha aktif olarak kullanılması planlanmaktadır. Şu anda hidrojen yakıt konusunda elde edilen en önemli ilerleme İzlanda`da yaşanmaktadır. 1999 yılında, akaryakıt firması Shell ve otomobil firması Daimler-Chrysler ile İzlanda hükümeti arasında imzalanan anlaşma, İzlanda`yı hidrojen yakıtlı bir ülke haline getirmeyi amaçlamaktadır. Daimler-Chrysler İzlanda için, hidrojenle çalışan otobüs ve otomobiller üretirken, Shell de İzlanda genelinde hidrojen istasyonları açmayı planlamıştır. İzlanda`da elde edilecek muhtemel bir başarı, hidrojenli otomobillerde seri üretime geçilmesini son derece hızlandıracaktır.
