Dağıtık Merkezcile karşı..

Mustafa Işık

Elektrik üretim maliyetlerinin uçurumlu yıllarında; 

...bin km. ötedeki bir barajın enerjisini iletimle -kayıplara rağmen- su fakiri fakat güneş zengini bir ovaya getirilmesi makul olabilirdi. 

...ucuz diye ithal edilen kömürün, limana yakın elektriğe dönüştürülerek, kömür fakiri fakat rüzgar zengini bir platoya iletilmesine sıcak bakılabilirdi. 

...gaz hatlarına yakın olan yerlerde üretilen elektriği, gaz fakiri fakat jeotermal zengini uzak bir dağ köyüne taşınması makbul görülebilirdi.

...yerinde yenilenebilir enerjinin dengesizliğine ve depolanmasına, uzakların enerjisini tercih etme mahzuriyeti benimsenebilirdi. 

Otonom yapılar, faturasız evler, sıfır emisyonlu konutlar, yenilenebilir meskenler, yeşil konaklar, çevre dostu apartlar... Tüm bu sıfatların mevsufun önünde gittiği “yeşil” ticaretin ekseni dışında, teknik olarak altyapı desteksiz, enerji bağımsız hayatın imkanlarını sorgulayan, anti-konsumist bir yaklaşımın bizi götüreceği “yetinebilmeye dayalı ihtiyaç” giderme çözümlerinde tüm bağımlılıklar bir soru ve sorundur.

Fakat sürdürülebilir hayatın sürdürülemez enerjilerle mümkün olamayacağı gerçeğindeki farkındalık ve maliyetlerdeki uçurumları yok eden iniş-çıkışlar, üretimden iletime, dağıtımdan tüketime enerjinin tüm statükolarını sorgulatır hale getirdi.

Arınmacı, çevreci doğal savunmalar hayatın bireyselliğinde hep kendimizi sembollerken, sosyalinde şebeke bağlantılarımızı ve enerji bağımlılıklarımızı biraz gözardı ettiriyor. Bu bağımlılıklar özelinde bizi, genelinde ise ülkemizi, cari açık adı altında bir büyük problemin içine çekmiş durumda. Daha büyük ölçekte ise telafisi imkansız sonuçların olumsuzlukları, sağlıklı, sürdürülebilir, sorunsuz ve sorumlu bir gelecek açısından tüm ezber alışkanlıkların değişmesi gerektiğini, verdiği çuvaldızlayıcı -iğneleyiciyi aştık- “doğal mesajlar” ile bildirmeye devam ediyor.

Önce kaynaklar, sonra üretim yöntemleri, nihayetinde ise verimli tüketim derken tüm bu değişimlere rağmen eksik kalan yapısal aşılmazlıkların sorgulanması, alternatifi “yerinde çözüm” arayışlarına yoğunlaştırmıştır.

Merkezcil mimarideki enerji üretimi, iletimi ve dağıtımı; güncel haliyle yapısal ağırlığın getirdiği artan yenileme, işletme, bakım ve onarım maliyetleriyle, artan nüfusun aşırı artan enerji ihtiyaçlarını yalnız karşılama yeteneğinde zorlanmaktadır. Önceleri bu çıkmazda, küresel orandaki %1’den daha az olan payı sebebiyle önceleri görülen fakat gelecek açısından, artık bir çıkış ve çözüm olarak görülmeye başlanan dağıtık üretim ve mimarisi, merkezcil kurulumların hızla değişen ve büyüyen maliyetlerinden daha avantajlı duruma gelmiş durumdadır.

Enerji üretimindeki yeşil evrimin, enerji mimarisindeki karşılığı olan dağıtık üretim ve altyapıları, yenilenebilir enerjinin üretim anlayışındaki yeşilin de tamamlayıcısı niteliğindedir.

Dağıtık yapı üretim ayağında yenilenebilir teknolojiler ile angaje olurken, modüler mikroşebekelerin kontrol ve adaptasyonunda akıllı şebeke donanımları ile mevcut ve atıl kaynakların daha verimli dönüşüm ve kullanımını sağlamayı amaçlamaktadır.

Yenilenebilir dağıtık enerji üretim teknolojileri elektrik endüstrisinde yeni bir model olarak kabul gören her geçen gün yaygınlaşan ve gelişen bir sektörel anlayış olmuş durumda.

Yenilenebilir enerji üretimlerinde kendi kendine yetinebilmede eksik parça, üçüncü ayak ve yapısal çözümün umudu, şimdilik bu ve buna bağlı mikro şebekelerde.

Elektrikte ikincil yenilenebilir kaynakların depolamasız kullanımının enerji arz güvenliği açısından riskli durumları ortaya çıkaracağı hepimizin malumudur. Bu açığın kapatılması ve mevcut kaynakların daha iyi işlevsellenmesinin yolu da yine bu yapısal evrimden geçiyor.

Dağıtık enerji üretimi mevcut küresel elektrik üretim kapasitesinin küçük bir bölümünü oluşturan ancak gelecekte çok daha büyük bir rol oynama potansiyeline sahip yeniliğin adıdır.

Toplam küresel mikroşebekeler dahil dağıtık enerji üretim  kapasitesinin önümüzdeki 5 yıl içinde üçe katlanarak 2017’de 64 GW dolayına ulaşacağı öngörülmekte. Sektörün mikroşebekelerdeki alt sistemleri yenilenebilir enerjideki gelişime paralel olarak yaygınlaşacağı ve büyüceği de bir diğer gerçektir. Küresel paylaşımda gelişmişliğe bakılmaksızın tüm ülkelerde büyük bir gelecek olarak görülen bu yapısal değişimde, yeni kurulan enerji altyapıları ile Afrika, Kuzey Amerika ve Pasifik büyümenin en önemli pazarları olarak görülmektedir. Fakat erken dönem için Avrupa en büyük açığı oluşturacak pazar olarak tahmin edilmektedir.

Mevcut merkezcil mimarideki aktif rolleri olan endüstriyel otomasyon devlerinin hemen hemen tümü hatta yatayındaki teknoloji destekçileri ve yenileşim grupları, birlikte bu değişimde kulvar kapma ve standart oluşturma çabasına şimdiden girmiş durumdalar.

Dağıtık mimarideki çitf yönlü enerji dönüştürücüleri önümüzdeki on yılın baskın dönüştürücü standardı olması kaçınılmaz bir sonuç olarak görülüyor. Buna elektrikli mobilitedeki enerji depolama kapasiteleri de eklendiğinde, kaynakların birleşik olarak daha verimli kullanılması zorunluluğu bu tip fonksiyonel esneklikleri zorunlu kılacaktır.

Şu anki verilere göre dağıtık üretim kurulumlarında ilk sırayı güneş enerjisindeki PV panellerin alacağı hemen hemen kesindir. Bunun en önemli gerekçesi tüm dünyada PV üretiminde ve kurulumunda görülen hızlı gelişmelerdir. 2011 itibarı ile 50 GWp’a ulaşan küresel PV üretim potansiyeli, 2017’ye kadar ulaşacağı tahmin edilen 210 GWp’lik PV kurulum kapasitesi ve panel fiyatlarındaki son 6 yıllık süreçte beşte bire varan düşüşler dağıtık üretimin en güçlü adayını PV olarak göstermektedir. Küçük ölçekli rüzgar türbinleri, tüm kombine ısı-enerji dönüştürücüleri (CHP), iki yönlü sabit yakıt hücreleri ve diğer yerel yenilenebilir kaynaklara bağlı üretimler her geçen gün yaygınlaşarak büyümeye devam etmektedir.

***

Sandia National Lab. liderliğinde Birleşik Devletler ordusunda yaklaşık 1 yıl önce başlatılan üç aşamalı, SPIDERS (Smart Power Infrastructure Demonstration for Energy Reliability and Security) projesi; elektrikli mobilitenin mikroşebekelerin tepe taleplerini karşılama ve üretimlerin tepe zamanlarında bir enerji tamponu olarak yeteneklerinin test edilmesiyle sistemin güvenirlilik ve kullanılabilirliğindeki avantajları görme amaçlı olarak, “enerjide arz güvenliği”ne farklı bir yöntemle çözüm arayışındadır. Proje, elektrikli mobilitenin mevcut şebekeler ile kombine edilerek kullanımı ve kendi kendine yetebilmesi yönüyle dağıtık mimariye önemli bir örnektir. Güneş potansiyeli ile sağlanan elektrik enerjisinin mevcut depolama yapıları ile enerji sürekliliğini sağlayacak duruma getirilmesi ve yedeklenmesi, “en yüksek enerji arz güvenliğinin en az şebeke bağımlılığı” ile sağlanması projenin özünü teşkil etmektedir. Elektrikli araçlarında bulunan 24kWh kapasiteli bir batarya paketinin potansiyelinin 24 saat sürekli 1 kWh enerji verebilme yeteneği düşünüldüğünde hiçte küçümsenemeyecek bir kaynak olduğu açıktır. Ordu bu amaçla bizim de sürekli yakındığımız enerji ithalatını biraz da olsa engelleyerek, fosil temelli dizel bağımlılığından daha hesaplı sürdürülebilir bir çözüm bulmaya çabalamaktadır.

Geleceğin temiz mobilite alternatifleri arasında yer alan elektrik enerjili tüm uygulamaların mevcut sistemler ile karşılanması ve çözülmesi bir çok sorunu da beraberinde getirmektedir. Bu büyük değişimin mutlaka enerji arzı tarafında da uyumlu bir yapı ile yedeklenmesi ve kaynak atıllığını engellemesi gerekmektedir.

Tüm bu bağımlılık ve kombine enerji çözümleri, artan yenilenebilir enerji kurulumları, yeni merkezcil ve dağıtım yapılarındaki çevre hassasiyetleri ve kaynak riskleri yüzyılı aşkındır devam eden bu merkezcil mimari alışkanlığının artık değişmesi gerektiğini hissettirmektedir. 

***

Mevcut enerji kaynaklarının tümünü daha verimli kullanma seçeneğinde çoğu zaman avantaj olarak görülen merkezcil yapıların dağıtım şebekeleri, kumanda-kontrol hız ve esnekliği açısından dağıtık üretimin önünde bir engeldir. Günümüzde mevcut şebekelere bağlanabilecek yenilenebilir kapasitelerin de en önemli belirleyicisi de bu yeteneğin sınırlarıdır. Diğer bir deyişle sizin yenilenebilir enerji üretebileceğiniz zengin kaynaklarınız olsa da dengeleme yapabileceğiniz bir kontrol ve şebeke yapınız yoksa bunu enerjiye dönüştürmeniz çok zor ve sınırlı. Bunu yapmanın yolu mevcuda yapılacak kontrol esneklikleri ile karşılamak yapı ve mali yönden çok mümkün görünmezken, sonuçta daha esnek bir modüler yapısal evrimi kaçınılmaz olarak gerektirmektedir.

 
 

Yazar Hakkında
X

Meslek hayatına 1992 yılında, henüz üniversitenin ikinci sınıfında iken kurduğu elektronik-otomasyon firması ile atıldı. Öğrenimi süresince, ezberci ve sorgusuz öğretim düşüncesinin karşısında sorgulayıcı, analitik yaklaşımlarla sonuca ulaşma ve yeni bilgi üretme yeteneğinin kazanılması felsefesini savundu. Bu ideal uğruna, mezun olduğu üniversitede yaklaşık iki yıl öğretim görevlisi olarak çalıştı.

O günler de tanıştığı yenilenebilir enerji konusunda, güneş enerjisi üzerine araştırma geliştirme mühendisi olarak yazılım ve donanımların geliştirilmesinde, uluslarası takımlarla çalıştı. 2000’li yıllarda, dünyada ticarileşme yarışında olan çanak-stirling teknolojisinde dört yıl boyunca, üç büyük ülkenin yanısıra Türkiye’yi başarı ile temsil eden kuruluşta görev yaptı.

2000 yılından sonra meslek hayatını, yenilenebilir teknolojiler üzerine proje geliştiricisi ve koordinatörü olarak Avrupa’nın çeşitli ülkelerinde sürdürdü.

Türkiye’deki değişik firmalar ile enerji başta olmak üzere, farklı konularda araştırma-geliştirme projeleri üzerine çalışmalar yaparak raporlar hazırladı ve sunumlar yaptı.

Güneş ve Rüzgar enerjisi başta olmak üzere, yenilenebilir enerji konularında teknik ve teknolojik altyapıların oluşturulmasının yanısıra, bu teknolojileri kullanan elektrik üretim projelerinin geliştirilmesi, incelenmesi ve değerlendirilmesinde halen uluslararası partnerler ile birlikte çalışmaları devam etmektedir.