İnsanların kendi ihtiyaçlarından fazlasını üretmeye ve güdüsel olarak sürekli yaşam koşullarını iyileştirmeye, özcesi yaşam mücadelesine başlamasından beri; diğer bir ifade ile sınıflı toplumların ortaya çıkışından itibaren, enerjiye duyulan ihtiyaç da arttı. Başlangıçta üretimde kullanılan öncelikli enerji kaynakları canlı varlıklar, odun (ateş), su ve rüzgâr iken, Avrupa’daki burjuva ve sanayi devrimleri ile birlikte enerji üretiminde (öncelikle kömür, sonraları petrol ve peşi sıra doğal gaz olmak üzere) fosil kaynaklar ağırlıkla öne çıktılar. Buna, 20’nci yüzyılın başlarından itibaren yaygınlaşan baraj bağlantılı hidroelektrik santraller (HES) eklendi. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra ise, giderek moda haline gelen “atomun parçalanması” tekniğine dayalı nükleer güç santralleri (NGS) öne çıktı. Artan dünya nüfusu ile birlikte uzun vadede genel ekonomik büyüme beklentisinde, iklim dengesini tehdit eden karbon emisyonunun kontrol altına alınması zorunluluğu ve kimi ülkelerin enerji konusunda dışarıya bağımlılıklarını azaltma çabaları, geçtiğimiz yüzyılın ikinci yarısından itibaren insanlığı enerji kaynaklarını çeşitlendirmek üzerine yeni kaynaklar aramaya, yaratmaya yöneltti. Bu nedenle, 20’nci yüzyıl sonlarından itibaren nükleer enerji konusunda toplumlarda oluşan (negatif) hassasiyet ve tepkilerle birlikte, enerji sorunsalı ve ekolojik açıdan dikkat çeken, alternatif yenilenebilir enerji üretim kaynakları önem kazanmaya başladı. 

Literatürde yenilenebilir enerji kaynakları olarak biyoenerji, jeotermal, hidrolik, -dalga ve gelgit olarak- deniz enerjisi, -solar-termik ve fotovoltaik olarak- güneş ve karada (onshore) ve denizde (offshore) rüzgâr enerjileri yer alıyor.

Tarihçe¹

Uzak tarihçe olarak; özellikle 21’inci yüzyılın başlarında yeryüzümüzün çeşitli bölgelerinde zirve yapan yenilenebilir enerji kaynaklarının geçmişi, pek de göründüğü gibi yeni değil. Bundan 5.000 yıl önce ilk yelkenlilerde rüzgâr enerjisinden faydalanıldığı; Ortadoğu’da M.S. 7’nci yüzyıldan, Avrupa’da ise M.S. 12’nci yüzyıldan itibaren yel değirmenlerinin kullanıldığı ve jeotermal enerjiden eski Roma’da kaplıcalarda ve hamamlarda yararlanıldığı geçmişini bir yana bırakacak olursak, yenilenebilir enerji kaynaklarına ilişkin endüstriyel-teknik gelişmeler sürecini anlamak, bunları ancak enerji sorunu ile birlikte ele almakla, yani kapsamlı bir enerji politikası ile mümkün. 

Dünyanın ilk güneş kolektörünü̈ 1767 yılında İsviçreli araştırmacı Horace-Bénédict de Saussure icat etmiş. Güneş ışınlarının elektriğe dönüşebildiği ise Charles Fritz tarafından 1883 yılında keşfedilmiş. Kömür gibi fosil enerji kaynaklarının yükselme döneminde, bunların günün birinde tükeneceğini söyleyip güneş enerjisinin faydaları üzerinde kafa yoran Fransız matematikçi Augustin Mouchet, 1879 yılında kendi icadı olan güneş enerjisi ile çalışan buharlı makinaya ilişkin yaptığı açıklamada “günün birinde Avrupa’da hammaddelerin tükeneceği, bu durumda endüstrinin ne yapacağı” sorusunu gündeme getirmişti. Kömür enerjisinin hammadde sınırlılığından dolayı ömrünün uzun olamayacağı yönündeki düşünceler daha 19’uncu yüzyılda Avrupa’da bilim insanlarını ve düşünürleri meşgul etmiş, 20’nci yüzyıl başlarında kömür enerjisi yerine solar (güneş) enerjiden faydalanma fikirleri dillendirilmişti. Özetle, fosil hammaddelerin tükenilirliği geçmişte de insanlığın bildiği bir şey olmasına rağmen toplumlarda bu açıdan bir davranış ve strateji değişikliğine yol açmamıştı.

Bu bağlamda bir noktaya değinmeden geçmeyelim: 1896 yılında İsveçli fizikçi-kimyacı S. Arrhenius, karbondioksidin iklime olumsuz etkisini ortaya koymuş, bu nedenle fosil enerji kaynaklarının kullanımının sadece geçici karakterde olması gerektiğine dikkati çekmişti (küresel ısınmanın varlığını reddeden komplo teoricilerinin kulakları çınlasın!).

19’uncu yüzyılda Sanayi Devrimi’yle Avrupa’da ivmelenen endüstrileşme sürecinde kullanılan kömürden önceki enerji kaynağı, bir biyokütle olan odun idi. Eskiden beri tedavi, rejenerasyon ve dinlenme kaynakları olarak bilinen jeotermal enerjiye dayanan dünyadaki ilk merkezi ısıtma sisteminin 1892 yılında ABD’de kurulmasından sonra, aynı kaynaklara dayanan ilk elektrik üretimi, İtalya’da Larderello sahasında Piero Conti tarafından 1904 yılında gerçekleştirildi; peşi sıra aynı kişi tarafından 1911 yılında dünyanın ilk ticari jeotermal enerji tesisi kuruldu.

19’uncu yüzyılın ikinci yarısındaki solar kaynağı değişik şekillerde -mesela solar fırın veya solar güçle çalışan destilasyon (damıtma) aparatları gibi- enerjiye dönüştürme deneylerinden sonra dünyanın ilk solar-termik güç santrali 1913 yılında Mısır’da oluşturuldu.

1891 yılında Poul la Cour, Danimarka’da dünyanın ilk rüzgâr enerji santralini (RES) yaptı. Bunun üzerinden 30 yıl geçmeden ülkedeki toplam RES adedi 120’ye ulaşarak -her şeye rağmen- ülkenin elektrik ihtiyacının yüzde 3’ünü karşılayabildi. Rüzgâr enerjisinin bu ilk tekniği, daha önceleri 19’uncu yüzyılın ortalarına kadar yaygın olarak kullanılan, mekanik güç üreten yel ve su değirmenleri geleneğinin modern bir devamı niteliğinde idi. Burada dikkate alınması gereken nokta, o dönemlerde -20’nci yüzyılın başlarına kadar- elektrik üretiminde âdem-i merkeziyetçi yapıların ağır bastığı, bu yüzyılın ikinci yarısından itibaren ise büyük güç santralleri ile merkezi enerji yapılarının belirleyici hale geldiğidir. 

Özellikle 20’nci yüzyılın başından itibaren dünyanın belli bölgelerinde adeta “yerden fışkıran” petrol ve ondan önceki ana enerji kaynağı kömürün endüstriyel ağırlığı, bunların ekonomik gelişmeye entegrasyonu ve ekonomikliği, ekolojik krizin ve buna ilişkin bilincin henüz daha olgunlaşmamış olması ve de -her türlü gelişmeye rağmen- “teknik ergenlik”, yenilenebilir enerji kaynaklarının (hidrolik enerji hariç) bu dönemde gelişip yaygınlaşmasını engelleyen en önemli faktörler arasındadır. Tüm bu olumsuzluklara rağmen rüzgâr enerjisi konusundaki öncü çalışmalar, araştırmalar ve projeler şekilinde devam etti, kimi prototipler üretildi. Ancak savaş koşulları, daha çok düşünce planında gelişen projelerin yaşama geçirilmesini engelledi. 

İlk olarak 1880 yılında İngiltere’de geliştirilen HES’in büyük versiyonunun ilk defa Amerika’da Niagara Şelalelerinde 1881 yılında kurulup işletmeye alınmasından sonra, 8 yıl içinde ABD’de kurulan HES sayısı 200’ü buldu. Giderek dünyada ve ülkemizde de yaygınlaşan bu tip enerji edinimi, tarihsel gelişim içerisinde gündemde kalan, gelişen tek yenilenebilir enerji kaynağı olmakla birlikte, 20’nci yüzyılın başından itibaren yeni devasa kaynakların bulunmasıyla petrol, enerji üretiminde birinci sırayı tartışılmaz bir şekilde alarak bu ezici üstünlüğünü uzun süre korudu. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra 60’lı yıllar itibarıyla buna -atomun parçalanabilirliğinin keşfedilmesiyle- enerji üretmenin yeni tekniği olarak NGS eklendi ve gelişti. Enerji ediniminde belli bir kaynaktan diğer bir (yeni) kaynağa geçmeyi enerji politikalarında “dönüşüm” olarak ifade edersek, bu geçişe 1. Enerji Dönüşümü de diyebiliriz. 

Yakın tarihçe olarak; özellikle 20’nci yüzyılın sonlarına doğru rüzgâr, güneş, jeotermal, dalga ve biyokütle tipleri itibarıyla gelişmeye başlayan yenilenebilir enerji kaynaklarına -bunların yaygınlaştırılması hedefi ile- geçiş ise dünyadaki Enerji Dönüşümü’nün ikincisi (ki burada “Enerjide Dönüşüm” dendiğinde kastedilen esas budur), yani yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiştir. Bu dönüşümün çıkış noktasını ise 70’li ve 80’li yıllardaki gelişmeler oluşturuyor. 

1973 yılındaki “petrol krizi”ne kadar dünyadaki başlıca enerji kaynakları olarak NGS’lerde elektrik olarak üretilen enerji ve özellikle petrol vardı. 1973’te petrol üreten OPEC ülkelerinin “artık bedavaya petrol yok” söylemiyle birim fiyatlarını yükseltmesi, özellikle Batılı kapitalist merkezlerde ekonomide -kâr oranlarının düşmesi sonucunda- krizin yaşanmasına neden oldu: 

– İkinci Dünya Savaşı’ndan hemen sonrasından 1973 petrol krizine kadar, Batı Avrupa’da yaklaşık 15 kat artan petrol tüketimi, bir yerde görece düşük kalan enerji fiyatları ile mümkün oldu. Enerji tüketiminde bu artışın, bir süre sonra beklenen düzeyde devam etmemesi, o zaman kadar var olan “enerji tüketimini ekonomik refah konusunda önemli bir gösterge” olarak görme anlayışının sarsılmasına neden oldu. 

– Sürekli artması gereken bir enerji tüketimi ve tedarikinin oluşmaması ile ortaya çıkan “enerji sendromu”, devletlerin genel, uzun vadeli ve kuşatıcı nitelikte bir enerji politikalarının olmadığını, diğer bir deyimle “enerji politikalarındaki krizi” de ortaya çıkarmış oldu. 

– Bu süreç, aynı zamanda enerji sektöründe ülkelerde oluşan ve klasik enerji kaynaklarına “yapışmış”, alternatif enerjileri bloke eden, yeniliklere ve gelişmeye açık olmayan bir “enerji bürokrasisi”nin varlığını da ortaya koydu. 

Tüm bu koşullar altında, yazının girişinde örneğini verdiğimiz daha 19’uncu yüzyılda ortaya atılan “fosil enerji kaynaklarının tükenebilirliği” sorunu, yani enerji sorunu insanların bilinçlerinde tekrar canlanmaya başladı. Bir örnek olarak, 1968’de kurulan ve 1972’de nüfus artışı ve endüstrileşmenin sınırları, hammadde kaynaklarının sınırlılığı sorunsallarının ele alındığı “Büyümenin Sınırları” raporu ile Roma Kulübü’nü bu bağlamda zikretmek gerekiyor. İlk defa bilgisayar ile yapılan bir simülasyon ile, giderek artan şekilde bir büyüme senaryosu sonunda 2100 yılından sonra doğal kaynakların tükenebileceği ortaya konarak bunun besin maddelerinin kıtlığına, ardından da kitlesel olarak insanların ölmesine neden olacağına dikkat çekildi. Çözüm olarak doğum kontrollerinden söz edildi, Çevre Teknolojileri ve Geri Dönüşüm Ekonomisi (Recycling) önermeleri ile bugünkü ekoloji politiğin ilk ipuçları verildi. 

Dünyadaki ilk Çevre Konferansı 1972 yılında Stockholm’da yapıldı. Bununla küresel ekoloji politikasının ilk temel taşı atılmış oldu. Tüm bu gelişmeler, fosil kaynakların tükenilebilirliği ve anti-ekolojik karakteri, nükleer enerjinin “güvenlik” sorunu, insanlığı “sürdürülebilir” çevre koşullarında enerji sorununu çözme üzerine kafa yormaya sevk etti. 

Bu konuda en önemli başlangıcı, 1970’li yılların ortasında -nükleer santrallerin moda olduğu ve yaygınlaştırıldığı bir dönemde- Amerikalı fizikçi Amory Lovins, fosil enerji kaynaklarından yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi söz konusu ettiği Soft Energy Path başlıklı eseri ile; Danimarkalı fizikçi Bent Sørensen ise Science adlı dergide, Danimarka’nın sadece güneş ve rüzgâr kaynaklarından enerji üretimine geçmeyi hedefleyen planları önermesi ile yaptılar. Bunu, Almanya’da Öko-Institut’un inisiyatifinde çıkarılan Enerji Dönüşümü: Petrolsüz ve Uranyumsuz Büyüme ve Refah (1980) adlı kitapta ortaya konulan, yenilenebilir enerjilere geçişi öneren Enerji Dönüşümü konsepti izledi. Bu ve benzeri önerilerin özellikle ve öncelikle Danimarka gibi bir ülkeden çıkmasının tesadüf olmadığını, birincil enerji ihtiyacının yüzde 92’sini ithalat ile petrolden karşılaması koşullarında fiyatların üçe katlanması ile petrol krizinden ağır biçimde etkilenmesi ve alternatif enerji kaynakları konusundaki öncü çalışmaların, kimi buluşların bu ülkede ortaya çıkması gerçekleri gösteriyor. Ki burada yapılan önerilerin, gösterilen alternatiflerin çoğu, peşi sıra Danimarka’da politika yapıcılar tarafından ele alındı ve uygulamalara geçildi: 

1973-74 krizi ile birlikte benzin, dizel ve kalorifer yakıtı gibi fosil enerjilere getirilen vergi artırımları, 1985’te petrol fiyatlarının düşmesine rağmen devam etti. 1982’de kömüre vergi getirildi, 1992’de karbondioksit üretimi bir nevi vergi ile “cezalandırıldı”. Bu tedbirler, yenilenebilir enerjilerin yaygınlaştırılması, mesela daha 1981 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin şebekeye verilerek piyasaya sunulmasının yasalaşmasına paralel olarak ele alınması ile anlam kazandı. Böylelikle Danimarka’da başarılan Enerjide Dönüşüm, ülkenin özellikle rüzgâr enerjisinde dünyada ilk ve öncü ülke olmasını beraberinde getirdi. 

Öncelikle birincil enerji bazının çeşitlendirilmesi amacı ile planlanmış olan NGS projeleri, Danimarka toplumunda -diğer Batılı merkezlerdekine paralel olarak- oluşan bu konudaki hassaslığın, bilincin getirdiği protestolar sonucunda bırakıldı ve 1985 yılında kararlaştırılan yasa ile yeni NGS’lerin yapımı olanaksız hale getirildi. 

1970’li yıllarda Batılı toplumlarda yeşermeye, 80’li yıllarda gelişmeye başlayan ekolojik bilinç ile fosil enerji ve “güvenlik” nedeniyle sorunlu olarak görülen nükleer santral kaynaklı enerjilere alternatif arayışlar, 1986’daki Çernobil kazası ile birlikte bilinçlerdeki dönüşümü daha da hızlandırdı. Danimarka’da adeta “sorunu önceden görerek inisiyatif alma” şekilinde gelişen Enerjide Dönüşüm süreci, diğer Batı Avrupa ülkelerinde, mesela yenilenebilir enerjiler konusunda daha sonra öncü ülkelerden biri haline gelen Almanya’da hemen Danimarka’nın arkasından, ona benzer ama aynı zamanda kendisine özgün gelişmeler ile gündeme girdi. Öyle ki 1980’li yıllardan 2000’li yıllara dek uzanan bu süreç, incelememizin ileriki bölümlerinde göreceğimiz gibi enerji sektöründe kendisini ilerleten, “eşsiz” ve ilginç, öğretici olabilecek yapısal gelişmeleri de beraberinde getirerek diğer ülkelere örnek oldu. 

Yenilenebilir Enerji Çeşitleri

Yenilenebilir enerjilerin çeşitleri açısından bunların gelişimlerini ele alacak olursak; 

Fotovoltaik hücreleri ya da güneş enerjisi ilk olarak 1958 yılında ABD uydusu Vanguard’ın uzay misyonu sırasında kullanıldı. Bu tekniğin yeryüzünde kullanımı yaklaşık 20 yıl sonrasında, 1976 yılında Avustralya hükümetinin telekomünikasyon sistemini solar hücrelerle -oradaki pilleri doldurmak için- donatmasıyla olanaklı oldu. Yaygın olarak ise ilk defa ABD’nin deniz üstü petrol sondaj kulelerinde ve sahil koruma tesislerinde kullanıldı. 80’li yılların ortalarında evlerin çatılarında ilk fotovoltaik kurulumların mümkün olduğunu İsviçreli mühendis M. Real gösterdi. Peşi sıra Almanya’da başlangıçta 1.000, daha sonra 100.000 Çatı Programı (1999) ya da Japonya’da (1994) 70.000 Çatı Programı gibi inisiyatifler start aldı. Bunlar, 2000’li yılları başından itibaren giderek yaygınlaşan güneş enerjisi sürecinin öncülleri oldu.

Rüzgâr enerjisi endüstrileşme öncesi zamanlardan, elektrik enerjisi üretmek için değil ama tahıl öğütme işlevleri ile yel değirmelerinden dolayı biliniyordu. Uzak Tarihçe başlığı altında geçmişinden söz ettiğimiz rüzgâr enerji santrallerinin (RES) 20’nci yüzyılda, 30’lu-40’lı yıllar itibarıyla tekil olarak başarılı ama kalıcı olamayan denemelerinden sonra yakın geçmişte ilk başarılı denemeler 1987 yılında Danimarka’da (Gedser), bir RES’in ürettiği elektriği uzun süreli ve düzenli olarak sisteme verebilmesi ile gerçekleştirildi. Aynı yıl Almanya’da (Marne-Growian), yıllık olarak yaklaşık 19 milyon kWh elektrik enerjisi üreten ilk RES Parkı ortaya çıktı. Bu noktadan itibaren, rüzgâr enerjisinin sisteme verilmesini düzenleyen yasa ile RES’ler Almanya’da deyim yerinde ise bir patlama yaşadı. Öyle ki 2000’li yıllarında Avrupa’da tesis edilen RES’lerin üçte ikisi Almanya’da bulunuyordu. Karada kurulan tesisleri daha sonra ülkenin kuzeyinde deniz üstünde kurulan RES’ler takip etti.

Biyokütle enerjisi yeryüzünde canlı (bitkisel ya da hayvansal) ve organik olan her şeyi ve artıklarını kapsar. Bunların fermente edilmeleri yoluyla elde edilen metan gazının ya da odun gibi orman ürünlerinin yakılmasıyla elde edilen enerjinin iklim-nötr olması ve yüksek kapasite faktörleri nedeniyle son yıllarda giderek “gözde” olan yenilenebilir enerji kaynaklarından biri oldu.

Biyokütle enerjisi aslında en az insanlık tarihi kadar eski bir enerji biçimi ya da kaynağı. Önceleri ısınma ve pişirme konusuna baz olan biyokütle maddeleri, 19’uncu yüzyıldan itibaren, mesela ethanol, turpentin vb. üretimi ile modern anlamda enerji kaynağı olarak kullanılmaya başlandı. 20’nci yüzyıl başlarında Almanya-Ruhr bölgesinde, fermentörlü atıksu arıtma tesislerinde ilk biyogaz tesisleri ortaya çıkmaya başladı. Burada elde edilen gaz elektrik üretmek için değil, gaz şebekelerine verilerek kullanıldı. 30’lu 50’li yıllar itibarıyla biyogazdan elektrik elde etme çabaları ekonomik olmadığı için sonuçsuz kaldı.

Yine 20’nci yüzyıl başlarında savaşların da etkisiyle, fosil enerji kaynaklarının yokluğu ile birlikte araçlarda biyoenerji, ethanol olarak kullanılmaya başlandı. Savaş sonrası benzinin ucuz ve pratik yakıt olarak tekrar öne geçmesi ile önemi azalan bu kaynak, 1973-74 petrol krizi ile birlikte yeniden popülaritesine kavuştu. Bununla birlikte biyokütle sadece yakıt olarak değil, biyogaz tesislerinde gaz olarak üretime de konu olmaya başladı. Bu tarihler, enerjide oluşan krizle birlikte alternatif kaynakları araştırma, bunlara yönelme yılları oldu. Bununla birlikte biyokütle enerjisinin önemi, diğer yenilenebilir kaynaklar gibi -özellikle 2000’li yıllar itibarıyla yapılan destekler ve yasal düzenlemelerle- artmaya başladı. 

Jeotermal enerjiler alanında İkinci Dünya Savaşı’ndan sonraki gelişmeler ise şöyle seyretti: Binalarda enerji giderlerinin düşmesini sağlayan ilk jeotermal ısı pompaları 1948 yılında Portland’da Commonwealth binasının ısıtılmasında kullanıma alındı. Dünyanın ilk “ıslak buhar”lı jeotermal enerji santrali 1958 yılında Wairakei/Yeni Zelanda’da açıldı. 80’li yıllara gelindiğinde dünyanın bir dizi ülkesinde (İzlanda, Endonezya, Filipinler, Portekiz ve ülkemizde) jeotermal enerji tesisleri kuruldu. Bu gelişme, bir yerde devletler tarafından finanse edilen projelerle, bu teknolojiyle 1973 enerji krizine verilmeye çalışılan cevaplardan birini teşkil etti. Jeotermal enerji kullanımının ağırlıklı olarak tektonik bölgelerde olanaklı olması ve görece yüksek yatırım giderleri nedeniyle dünya çapında gelişmesi, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının gerisinde kaldı. Global Geothermal Alliance, 2030 yılında jeotermal enerjideki kurulu güç kapasitesinin beşe katlanacağını, jeotermal enerjiye dayanan ısıtma sistemlerinin ise var olanın iki katından fazlasına çıkacağını tahmin ediyor.

Evet, konumuzun uzak ve yakın geçmişi böyle. Peki, bu alanda bir kırılma noktasını ifade etmesi ve varılan bugünkü noktayı açıklaması açısından 90’lı yıllar itibarıyla günümüze dek uzanan, yaşanan gelişmeler nasıl oldu, şimdi durum ne, olası gelişmeler gelecekte neyi gösteriyor; bu soruları yenilenebilir enerji kaynakları konusunda merkez bir ülke olarak Almanya örneğinde ele almaya çalışacağız. Buradan ülkemiz Türkiye’ye geçiş yapıp olanaklar, potansiyeller, enerji politikaları ve alternatifler üzerine kafa yormaya çalışacağız.

__

¹GEO Magazin No. 02/Şubat 2013, Hamburg, 

https://www.next-kraftwerke.de/wissen/erneuerbare-energien#geschichte-der-erneuerbaren-energien 

https://www.85renewable.com/de/geschichte-der-geothermie

https://de.wikipedia.org/wiki/Energiewende