Kategori: Ekonomi, Enerji, Teknoloji

Einstein’ın dalga-parçacık ikilemine derinlemesine girmeden, madde enerji döngüsünü insan vücudu üzerinden betimlemek gerekirse, bünyemize aldığımız insan yakıtı olan besin maddelerinin vücut tarafından işlenerek; ısı, hareket ve potansiyel enerjilere dönüşümünü her nefesimizde yaşıyoruz. Aldığımız besin maddelerinden “işlenmeyen”, yani vücut sistemimiz için geri dönüşümsüz olanlarını ise sistemimizden dışarı atıyoruz. Bu artık maddelerin geri dönüşümü doğa tarafından sağlanmaktadır. Yenilenebilir veya yenilenemez enerji kaynaklarının akıllı kullanımı optimize edilmez ve kullanılan maddelerin doğa tarafından ne kadar zamanda parçalandığı insan yaşamına endekslenmez ise, bireylerin yaşayamayacağı bir dünyayı selamlamış oluruz. Bu durumda, ya insanların yaşam sürelerini uzatıp maddelerin varoluş süresiyle eşitleyip, insan metabolizmasını tembel hayvan metabolizmasına çekeceğiz; ya da “günlük” yaşamdan arta kalan malzemelerin, “günlük” olarak geri dönüşümünü sağlayıp, bize sağlanan enerjiyi bilinçli bir şekilde kullanacağız. Birinci seçeneğe 0, ikinciye 1 değerini verip, son yüzyıl içindeki bu konuyla ilintili çalışmalara bakarsak gökten üç elma düşecektir. Birinci elma enerjinin “akıllı” kullanımı ve dağılımına, ikincisi maddelerin geri dönüşümüne, üçüncüsü alternatif-yenilenebilir enerji kaynaklarına denk gelecektir.

Her şey önce bir toz ve gaz bulutuydu düşüncesiyle yola çıktığımızda enerjinin ağ üzerinde hiyerarşik sınıflandırılıp, üs diyebileceğimiz ana merkezlerin sahip olduğu “mantık kurallarıyla” var olmaya davet edilmiş algoritmalar tarafından kontrol edildiği akıllı şebekelerden başlayacağız. Us sahibi merkez enerji istasyonlarında, algoritmaları çalıştıran verilerin, yani merkeze gelen-giden enerjinin yerel kaynaklarına yönelince kendimizi güneş ile karşı karşıya bulacağız. Güneş ile sohbete başladığımız andan itibaren, dünyanın etrafını güneş panelleri kaplayacak. Bize ait olan yaşam süremize uygun şekillerde maddeyi kullanmayı görev edinip, artıklarımızı kullanarak yeni bir ağ oluşturacağız, atıklarımızdan oluşan yeni bir ulaşım ağı.

Akıllı Şebekeler

Dünyamızın enerji problemine çözüm getireceğine inanılan, enerji kaynaklarının ve türlerinin çoğalmasıyla artan nüfusun akıllı enerji dağıtımı, kontrolü ve depolanması problemlerine çözüm getireceğine inanılan “Akıllı Şebekeler” projesi için ilk resmi tanım 2007’deki Temiz Enerji Kongresi’nde Amerika başkanı George W. Bush tarafından imzalanarak onaylanmıştır. Bu tanım içerisinde 10 madde yer almaktadır:

  1. Dijital bilginin ve buna bağlı olarak kontrolünün artmasıyla elektrik ağlarının güvenliği, verimi ve dayanıklılığı artmalı,
  2. Ağ operasyonlarının ve kaynaklarının siber güvenlik sistemlerinin kontrolüyle dinamik optimizasyonu sağlanmalı,
  3. Yenilenebilir enerji de dahil olmak üzere, tüm enerji kaynaklarındaki üretilen, kullanılan ve depolanan enerjinin dağıtımı kontrol edilmeli ve kaynaklar arası entegrasyon yapılandırılmalı,
  4. Enerji taleplerinin geliştirilip, gerektiği takdirde birleştirilmesi; talepte bulunan tarafın sahip olduğu kaynak miktarı ve enerjinin verimli kullanılması,
  5. Gerçek zamanlı, otomatikleştirilmiş, etkileşimli “akıllı” teknolojilerin, kaynaklarda bulunan cihazların ve tüketici araçlarının fiziksel operasyonları için geliştirilmeli,
  6. Akıllı aletlerin ve tüketici cihazlarının akıllı şebekeye entegrasyonu,
  7. Elektrik depolama sistemlerinin, elektrik kullanımının yüksek ve düşük olduğu zamanlardaki tarife değişikliklerinin, hibrid taşıtların ve termal depolamalı sıcaklık kontrol sistemlerinin geliştirilmesi ve entegrasyonu,
  8. Tüketicilere zamanına göre bilgi ve kontrol seçeneklerinin sağlanması,
  9. Enerji ağına bağlı altyapı tesislerinin ve tüketim noktalarının iletişimi ve birlikte çalışabilirliği standartlarının geliştirilmesi,
  10. Sebepsiz, gereksiz enerji kayıp ya da bariyer noktalarının akıllı şebeke teknolojileri tarafından tespiti, bu konu hakkında gerekli merkezlere bilginin ve servisin sağlanması gerekmektedir.

Bu ana kurallar oluşturulurken, gelecekteki muhtemel enerji kaynakları ve özellikleri, akıllı şebekelerin sürdürebilirliği, topluma entegrasyonu düşünülerek tasarlanmıştır.

Bu şartlar altında gelecekte kaldığınız evi düşünmeye başlayabiliriz. Şehrin içinde gezen sürücüsüz hibrid aracınızdan indiniz ve evinizin önüne geldiniz. Evinizin mimarisi termit yuvalarının sahip olduğu havalandırma sistemleri örnek alınarak modellenmiş bir apartman. Apartmanın yapısı, şehrin hava akımını da bozmayacak şekilde konumlandırılmış ve tasarlanmış olsun. Dijital biyometrik tanımlama sistemleri ile evinizin kapısından içeri girebilecek ya da elektrikler kesildiği için eski metal anahtarlarınızı özleyeceksiniz. Akıllı şebekelerin 10. kuralını hatırlayın. Artık elektrik kesintisine son verildi, ne çabuk unuttunuz. Hemen geleceğe dönün lütfen, buraya ait değilsiniz. Vücut sıcaklığınız, kalp atışınız, suratınızın ifadesinden anlaşılan günlük modunuza iyi gelecek bir ortamı size sunmak için akıllı eviniz size minimum enerji harcayarak bir hoşgeldin ayarı çalışmalarına girişti. Evdeki ışık kaynaklarınızın yoğunluğu, sensörlerle açılıp kapanması, dışarısı, sizden aldığı ve enerji dağıtım merkezlerinden gelen bilgileri harmanlayarak ayarlandı. Kahveniz orta şekerli olsun, akıllı tepsiniz içeceğinizi ayağınıza kadar getirsin.

Bu arada siz evde kahve keyfinize dalmış iken, sürücüsüz araba son yolcusunu da bırakıp, güneşin batışına karşı, bir türkü tutturmuş şarj istasyonuna gidiyor olsun. Şarj istasyonunda bir önceki arabanın kullanmayıp, istasyona bıraktığı elektrik enerjisi bizim üst modele yetmediğinden, geri kalan enerji ihtiyacı yandaki evin tarlasındaki rüzgar panellerinden gelmiş olsa gerek. Bu şarj istasyonuna giden yolda eski anılarınızın kokusu asfalttan yükseliyor. Neden mi? Küçükken oynamaktan pek zevk aldığınız oyuncak kılıcın sapının tam üstünden geçiyorsunuz, farkında değilsiniz. Kılıcın uç kısmı farklı bir malzemeden yapılmış olduğundan yukarı mahalledeki bisiklet yolunda bulmuş kendisini.

Birkaç saat önce, siber belediye robotları güneş enerjisi depolayan plasfaltların tamirini yaptığından, şarj istasyonu kendi etrafındaki lokal enerji ağlarından faydalanıyordu. Bu yolları biraz detaylandırsak fena olmaz diyelim.

Güneş Enerjili Yollar

Günebakan çiçeği gibi bakış açımızı ana enerji kaynağına çevirdiğimizde, güneş enerjisi panelleri ile dolu tarlalar, çatılar gelirdi. Son 5 yıllık zaman içerisinde piyasaya fikri sunulan güneş panelli otoyollar fikrine ısınan Fransa, Hollanda gibi Avrupa ülkelerindeki petrol ve petrol ürünleri üreten şirketlerin direncini Amerika’dan önce kırarak farklı otoyol tasarımları öne sürmeye başladılar.

Bu otoyollar sayesinde Amerika gibi bir ülkenin yıllık enerji ihtiyacının 3 katını bedavaya üretebileceği hesaplanmış. Fransa çevrecilik Bakanı Segolene Royal’in yaptığı açıklamalara göre 2020 yılına kadar döşenmesi planlanan 1000 km’lik güneş enerjili otoyol sayesinde 5 milyon kişinin elektrik ihtiyacını sağlamanın mümkün olduğu söyleniyor.

Peki bu elektrik üreten panelli yollara başka nasıl teknolojik oyuncaklar eklenebilir? LED aydınlatma sistemleri ile yollar aydınlatılabilir, yolun tabanına döşenebilecek fiber internet kabloları halının altına toz saklar gibi görünmez hale getirilebilir. Güneş panelli otoyolları programlanabilir olup, kazı çalışmaları gibi çeşitli bilgileri bize LED sistemleriyle geleceğin sürücüsüz taşıtlarına ve yolcularına bilgi sağlayabilir. Bu yollar aynı zamanda, akıllı şebekeye bağlanacak ve ürettiği enerji akıllı enerji ağındaki altyapılar sayesinde kontrol edilecek.

Güneş enerjisinin yaygınlaşmasıyla, çevreyi kirleten termik santraller, nükleer tesisler, ve fosil yakıt ihtiyacı ortadan kalkacağından sera gazlarının yüzde 50 oranında azalacağı, petrolde dışa bağımlılığın ortadan kalkacağı ön görülmektedir.

Şimdi bizim tek başına gün batımında şarj istasyonuna doğru giden sürücüsüz aracımızı ele alalım. Akıllı bir arabanın çevreden mümkün olduğunca bilgiyi toplayabilmesi lazım ki, yolu ve yol değişkenlerini tanımlayabilsin ve sürüş dinamiklerini kontrol edebilsin. Eğer karayolları da sürücüsüz oto yolları gibi akıllı olup, araçlarla bilgi akışı sağlayabilseydi, yol tanıma problemleri için daha az enerji harcayacaktı, kazalar ortadan kalkacak ya da minimuma indirgenecekti. O zaman neden duruyoruz?

Biraz daha akıl serpersek, bu otoyollarla kışın buzları da çözeriz, yağmur dolayısıyla meydana gelen çökmelere de engel oluruz. Buz sorunu otoyolların kendi kendini ısıtmasıyla hallolurken, yağmur ve iklim koşulları ise otoyollara bu panelleri döşerken gerekli tasarımın yapılmasıyla çözülebilir. Trafikteki değişken ve elemanları düşünürsek, yol kurallarına uymayan fazla yük taşıyan kamyonlar da yola döşenebilecek baskül sistemleri ve akıllı şebeke sayesinde tespit edilebilir. Bundan ötesi uçan arabalar için arttırılmış gerçeklikle işaretlenen hava yollarının geliştirilmesi diyebilir miyiz?

Plasfalt

Dünyadaki karayolu uzunluğu 70 milyon kilometre olup, 10 milyon kilometre daha eklense Mars’a kadar otoyol döşeyebileceğimizi düşünürsek, güneş panelleri ile kaplanan yolların dışındaki petrolün türevi olan asfalttan oluşan yolları da yenilenebilir anlayışına katmak mümkün mü? Evet, problem var ise çözümü de vardır. Sıcak asfalt betonunun içine İşlenmiş Geri Dönüşümlü Plastik Agregaların (TRPA) karıştırılmasıyla elde edilen plasfalt sayesinde 2050 yılına kadar okyanuslardaki balıkların ağırlığını geçeceği tahmin edilen plastik atıkların yeniden kullanımı ve depolanma yöntemlerinden birisi olarak kullanılabilir. Hollandalı Van Werven atık ayrışımı yapan bir şirket ve bu döşenecek yolların özelliklerine göre ayrıştırılmış ve işlenmiş plastik agregalar üreten şirketlerden sadece birisi.

Plasfaltın üretilmesi ve geliştirilmesi 2000’li yıllarını başına dayanıyor. Gary Fishback ve Erik Bowers’ın TEWA Teknoloji şirketinde geliştirdikleri plasfaltın pilot uygulamaları 2003-2008 arasında New Mexico, Pensilvanya ve Kaliforniya eyaletlerinde deneniyor. Bu pilot uygulama sayesinde anlaşılıyor ki, plasfalt normal asfalttan yüzde 25 daha dayanıklı olmasıyla beraber, fiyatlandırılması da asfalttan sadece yüzde 10 oranında daha yüksek. İlerleyen zamanlarda, araştırma ve geliştirme laboratuarlarında dayanıklılık yüzde 45’lere varan oranlara kadar artırılıyor.

Burdan anlaşılabileceği üzere düzgün projelendirme çalışmalarıyla dünyamızdaki atık ve enerji problemlerimizin çözümü aslında hiç de uzakta değil.

İlgili Yazılar

Yorum Yapın

Arama yapın