Güneşin suyla buluştuğu yer: Yüzer güneş santralleri

Yoğunlaşan iklim krizine çözüm olarak acil olarak karbon emisyonlarının azaltılması gerekiyor. Bu zorluk, yalnızca artan enerji ihtiyaçlarını karşılamakla kalmayıp aynı zamanda sıfır karbon hedeflerine de katkıda bulunabilecek çözümler gerektiriyor. Elektrik üretiminde fosil yakıtların yerine rüzgâr ve güneş gibi sürdürülebilir ve temiz enerji kaynaklarının kullanılması karbon emisyonunun azaltılmasında önemli rol oynuyor. Elektrik üretiminde karbon salımının önüne geçilmesi için ise güneş enerjisinden daha fazla yararlanılması ve dünya çapındaki geniş alanlara güneş panelleri kurulması gerekiyor.

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), artan enerji verimliliği önlemleri dikkate alındıktan sonra bile dünyanın elektrik talebinin 2050 yılına kadar mevcut seviyelere kıyasla yaklaşık 60 bin terawatt saate (TWh) çıkacağını öngörüyor. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) ise, dünya elektrik üretiminin 2050’de ikiye katlanarak yaklaşık 50 bin TWh'ye ulaşacağını tahmin ediyor. Tam da bu noktada yenilenebilir enerji kaynaklarını destekleyecek alternatif çözümlere ihtiyaç duyuluyor.

Güneş yüzmeye başlıyor

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelen geleneksel güneş enerjisi santrallerinin kurulumu için geniş alanlara gereksinim duyuluyor ve bu durum ön maliyetin artmasına neden oluyor. Panellerin geniş alanlara yerleştirilmesi gerekiyor. Fakat coğrafi şartların el vermediği ve geniş yüzölçümüne sahip olmayan Japonya, Güney Kore ve Hollanda gibi ülkeler güneş enerjisinden yararlanmak için alternatif yollar arıyor. Bu noktada devreye giren yüzer güneş panelleri (yüzer fotovoltaik sistemler), kısıtlı alana sahip ülkelerin güneş enerjisinden daha fazla yararlanmasına imkân sağlıyor. “Küresel ısınma gerçeğinin reddedemeyeceğimiz bir olgu olduğu ve kurumsal/bireysel sorumluluk ile karbon ayak izlerimizi azaltma farkındalığı nihayet oluşuyor” diyen Aquamatch Çevre Mühendisi Ufuk Dinç, bu bağlamda en önemli sera gazı salınım kaynağı olan enerji üretim prosesleri üzerine özellikle konsantre olunduğunu ifade ediyor. Güneş enerjisinin güncel teknolojik gelişmişlik seviyemiz ile en temiz enerji kaynağı olduğunu söyleyen Dinç, güneş enerji santralleri kurulumunun her geçen gün arttığını fakat yüzer güneş enerji santrallerinin yeni bir uygulama olduğunu belirtiyor.

Yüzer güneş enerji santrallerinden elektrik üretimi, güneş enerji santrallerinden üretilen elektriğin az bir bölümünü oluşturuyor. 2020 itibariyle, yüzer güneş panellerinin küresel kurulu kapasitesi sadece 3,8 GW civarındaydı. Bu rakam geleneksel güneş enerjisi sistemlerinin yıllık üretim rakamı ile karşılaştırıldığında oldukça az ancak dünya çapında çok sayıda baraj gölü olduğu göz önüne alındığında önümüzdeki yıllarda yüzer güneş enerji santrallerinden elektrik üretimi potansiyeli oldukça yüksek görülüyor. Çünkü yüzer güneş enerji santrallerinin muazzam bir büyüme potansiyeli bulunuyor.

Hidroelektrik rezervuarları tek başına dünya çapında 250 bin kilometrekareden fazla alanı kapsıyor ve temel hidroelektrik kapasitesinin 2,5 katı kadar yüzer güneş enerjisi kapasitesine olanak sağlıyor. Bir diğer ifadeyle dünyadaki hidroelektrik rezervuarlarının yüzde 10’una yüzer güneş panellerinin kurulması sonucunda yaklaşık 4 bin GW güneş enerjisi kapasitesi yaratabileceği hesaplanıyor. Bu da dünya çapında faaliyet gösteren tüm fosil yakıt tesislerinin elektrik üretim kapasitesine eşdeğer bir rakam olarak karşımıza çıkıyor. Dünya Bankası’na göre ise yüzer güneş enerji santralleri, güneş enerjisinin mevcut kurulu kapasitesini iki katına çıkarabilir. Çünkü dünyada 400 bin kilometrekareden fazla yapay su rezervuarları bulunuyor.

Gelişmekte olan bir teknoloji…

Enerji arz güvenliği açısından tek bir enerji kaynağına bağımlı olmanın hiçbir zaman doğru olmadığını ifade eden Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Elektrik Tesisleri Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Bülent Oral, “Arzı mutlaka çeşitlendirmek lazım. Arzı çeşitlendirirken fiziksel olarak var olan enerji kaynakları bağlamında bunu yapabiliriz” diyor.

Dünyanın dört bir yanına karbon emisyonlarının azaltılması için birçok yenilikçi çözüm arayışının söz konusu olduğunu belirten Oral, yenilikçi sözüm arayışları içerisinde yenilenebilir enerji kaynaklarının hayatımızda son 35- 40 yıllık süreçte ilerlediğini söylüyor. Coğrafi anlamda geleneksel yenilenebilir enerji santrallerini yerleştirebilecek alanların mevcut olduğunu fakat bu alanların kısıtlılığı başlayınca alternatif arayışına girildiğine dikkat çeken Oral, bu noktada yüzer fotovoltaik sistemlerin özellikle son 3-4 yılda öne çıkmaya başladığını ve gelişmekte olan bir teknoloji olduğunu ifade ediyor.

Okyanus tabanlı yüzer güneş sistemlerinin keşfi sınırlı

Okyanus ortamları bol miktarda yüzey alanı sunuyor ve potansiyel olarak yüzer güneş sistemlerinin büyük ölçekli dağıtımına izin veriyor fakat tatlı su kütlelerinde yüzer güneş sistemlerinin potansiyeli geniş çapta incelenirken, okyanus tabanlı yüzer güneş sistemlerinin keşfi sınırlı kalıyor.

Günümüzde yüzer güneş santrallerinin kullanımına rezervuarlarda, göllerde, denizlerde, su arıtma havuzlarında ve hidroelektrik santrallerinde rastlanıyor. Hidroelektrik santrallerindeki hibrit kullanımın arazi kaygısını ortadan kaldırdığını belirten Oral, bu sistemin kıyıya daha yakın alanlara, kullanılmayan su rezervuarlarına ya da göllere kurulabileceğini ifade ediyor. Oral, Uluslararası Enerji Ajansının bir raporunda 2040'a kadar küresel açık deniz kapasitesinin yüzde 10'unu, 2050'de de yüzde 40'ını yüzer platformların oluşturacağı tahmininin yer aldığına da dikkat çekiyor.

Pazarın en büyük oyuncusu ‘Asya-Pasifik’

Bölge bazında yüzer güneş enerjisi pazarının en büyük kısmını Asya- Pasifik oluşturuyor. Doğal kaynakların sınırlı arzı, arazi kıtlığıyla birleştiğinde, bölge genelinde yüzer sistemlerin benimsenmesi kaçınılmaz oluyor. Asya Pasifik bölgesi, 2022’de yüzer güneş enerjisi, enerji tesislerine yönelik talebin hâkimiyetinde olup küresel pazar payının yüzde 93’ünü oluşturdu. Söz konusu yılda Avrupa, yüzer güneş enerjisi gücüne yönelik küresel talebin yüzde 4’ünü elinde tutuyordu. Bu bölgelerde 2022 ile 2028 yılları arasında yüzer enerji santrallerinin piyasa değerinin iki katına çıkması bekleniyor. Yüzer güneş enerji santrallerinin gelecekteki genişlemesinin Çin, Endonezya, Hindistan, Güney Kore, Tayland ve Vietnam gibi Asya ülkeleri tarafından yönlendirilmesi bekleniyor.

Asya-Pasifik, 2022 yılında yüzer güneş enerjisi pazarına hâkim olurken pazarın büyüklüğü söz konusu yılda 1,96 milyar dolara ulaştı. Pazarın 2023 ile 2032 arasında yüzde 16,5 oranında büyüyeceği tahmin ediliyor. Mevcut arazi eksikliği ve sabit fosil yakıt tedariki nedeniyle Asya-Pasifik bölgesinde yüzer güneş panellerinin yaygınlığı yüksek düzeyde yer alıyor. Kuzey Amerika bölgesi de yüzer güneş enerjisi pazarında hızla büyüyen bir pazar olarak dikkat çekiyor. Kuzey Amerika’nın 2023 ile 2032 arasında hızlı bir şekilde gelişmesi bekleniyor.

Türkiye'de Doğu Karadeniz kıyıları dışında verimli santraller kurulabilir.

Türkiye’nin güneş enerjisinden faydalanabilme potansiyelinin yüksek olduğunu söyleyen Dinç, yüzölçümünün yaklaşık yüzde 80’inin güneş enerjisi kullanımına verimli olduğunu ifade ediyor. Ülke yüzölçümümüzün yüzde 63’ünün yılın 10 ayı boyunca, yüzde 17’sinin ise tüm yıl boyunca teknik ve ekonomik olarak güneş enerjisinden faydalandığına dikkat çeken Dinç, “İstanbul’da verimlilik Türkiye ortalamasının altında olsa dahi, buharlaşma kaybını azaltacak olması öncelikli yatırımların İstanbul için düşünülmesi gerektiğini gösteriyor. Son birkaç yıldır yaz aylarında yaşadığımız baraj doluluk seviyelerimizin riskli seviyelere düşmesi ve su temini sıkıntılarının giderilmesine de katkısı olacaktır. Su fakiri bir ülke olduğumuzu ve enerjide dışa bağımlılığımızı da göz önünde bulundurarak Doğu Karadeniz kıyıları dışında verimli santraller kurulabileceğini söyleyebiliriz” diyor.