Elektriğin yükselişi

2030 yılına kadar global üretim kapasitesinin üçte iki oranında artmasının beklendiği bu günlerde ulaştırma, endüstri ve deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi alanlarda elektrik ile diğer enerji kaynakları arasındaki rekabet hızla artıyor. Dünyamız yeni bir elektrik çağının eşiğinde duruyor. Elektriğin inanılmaz başarı öyküsü karanlıkta ya da bir başka deyişle Bavyera Krallığı'nda başlamıştı. Orası efsanevi Kral II. Ludwig'in yaklaşık 140 yıl önce yeni bir teknoloji çağının, yani elektrik devrinin kapısını açtığı ıssız Graswangtal Vadisi'ydi. Bulutsuz kış akşamlarında, halkı uyurken, bu ihtiyatlı kral atların çektiği bir kızak ile ayışığıyla aydınlanan bir ormanda gezintiye çıkardı. Bu muhteşem gösteriye şahitlik etmeye yetecek kadar az sayıda şanslı insan için bu kraliyet kızağı, olağanüstü bir manzaraydı ve aynı zamanda neredeyse gün ışığı kadar parlak gizemli bir ışıkla aydınlatıldığından geleceğin bir simgesi gibiydi. Siemens'in pille çalışan karbon elektrik ark lambalarıyla aydınlatılan Ludwig'in kızağı, elektrikle aydınlatma özelliği olan çok sayıda kraliyet icatlarından ilkiydi. Örneğin, 1878 yılında, bu kaprisli kral, Linderhof Sarayı'nın altında gözlerden uzak bir suni mağara inşa edilmesini buyurmuştu. Yeraltında bir gölü ve şelalesi olan bu mağara, daha sonra Richard Wagner'in Tannhauser Operası'ndaki Grotto of Venus ile Capri Adası'ndaki Blue Grotto'ya örnek oldu. Burası,Werner von Siemens tarafından keşfedilen bir konsepti temel alan, özel olarak inşa edilmiş bir binada çalıştırılan buhar makinası ile beslenen 24 Schukert elektrik jeneratörü ile aydınlatılıyordu. Bu aslında dünyanın ilk küçük ölçekli elektrik üretim tesisiydi. Bu yeni enerji formundan tek kârlı çıkan kişi II. Ludwig değildi. Bu efsanevi kral, kendi kalesini elektrikle aydınlatmaya başladıktan sadece birkaç yıl sonra halk da onun nimetlerinden faydalanmaya başlamıştı. Thomas Alva Edison'un akkor telli ampülü geliştirmesinin ve Siemens'in büyük miktarlarda elektrik üretimini olağanüstü kolaylaştıran dinamo elektrik prensibini keşfetmesinin ardından, dünyanın dört bir yanında her geçen gün daha fazla sayıda şehir, elektrik çağına doğru ilk adımlarını atmaya başladı. 1880'lerin ortalarına gelindiğinde New York, Londra ve Berlin gibi şehirler tamamen elektrikle aydınlatılıyordu. Bu arada Siemens de 1879 yılında elektrikle çalışan ilk lokomotifi ve 1881 yılında da ilk elektrikli tramvayı geliştirmişti. 1890 itibarıyla dünyanın ilk elektrikli metrosu Londra caddelerinin altında faaliyet gösterir durumdaydı. 1905'de ise Siemens Berlin'de özellikle bir otel taksisi olarak kullanılan ilk elektrikli otomobil olan Elektrische Viktoria'nın üretimine başlamıştı. Elektrik kullanımı 20'nci yüzyıl boyuncabüyük bir hızla arttı. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT) Başkanı Prof. Eberhard Umbach, "Kilometre taşlarından biri de itiş gücü olarak buhar yerine elektriğin kullanılmaya başlanmasıydı. Bugün elektrikli diş fırçalarından tutun da trenlere, endüstriyel süreçlere kadar hemen her yerde bir hayli etkin elektrikli motorların kullanıldığını görürsünüz" diyor.

Geçici bir trendden fazlası.
Elektrik çağı kesinlikle bitmek üzere değil. KIT tarafından yapılan bir araştırmaya göre, bugün Almanya'da elektriğin toplam enerji tüketiminden aldığı pay yüzde 22. Bu rakamdan en büyük payı yüzde 43 ile endüstri alırken, ardından her biri yüzde 27 pay alan konutlar, ticaret, alışveriş ve hizmetler geliyor. KIT, bu sektörlerin tümünde tüketimin yıllık yüzde 1,4 oranında artmaya devam edeceğini tahmin ediyor. Umbach, "Ayrıca diğer enerji formlarından da enerjiye doğru bir geçiş olduğunu gözlemliyoruz" diyor. Hepsi hesaba katıldığında, Uluslararası Enerji Ajansı, global elektrik tüketiminin 2035 yılına kadar yüzde 70 civarında artacağını öngörüyor. Bir başka ifadeyle şu anda yeni bir elektrik çağının eşiğinde duruyoruz. Umbach'a göre elektrik, günümüz binalarında kullanılan konvansiyonel ısıtma sistemlerine ciddi bir rakip olacak. Örneğin, elektrikli ısıtma pompaları, karbon yakıt tabanlı sistemlere kıyasla ısı vermekte çok daha etkin. Özellikle de ileri ısı yalıtımının binaların ısıtılması için gerek duyulan enerji miktarını her geçen gün daha da düşürdüğü bugünlerde. Üstelik Federal Isı Pompaları Endüstrisi Derneği'ne göre, ısı pompaları yüzünden çevreye yayılan zararlı CO2 emisyonu, kalorifer yakıtı temelli ısıtmadakinden yüzde 40 daha az. Umbach, "Endüstriyel uluslarda en büyük enerji tüketicisi, binalar için ısı üretimidir. Ben burada elektrik adına büyük bir potansiyel görüyorum" diyor.~

Yeni uygulamalar.
Araştırmacılar, akıllı bina sistemlerine sıcaklık ve CO2 konsantrasyonu gibi parametreler hakkında veri gönderebilecek minik sensör ağlarının kullanımı üzerinde çalışıyor. Bu başarılabilirse, enerji piyasasında yeni bir akıllı binalar nesli aktif bir oyuncu haline gelir ve kendi tüketimlerini dalgalanan güneş ve rüzgar enerjisi kaynaklarına göre ayarlayabilirler. Siemens ile Münih Teknik Üniversitesi'nin ortaklaşa yaptıkları yeni bir çalışmanın da gösterdiği üzere, böylesi bir vizyon asla gerçek dışı değil. Bu araştırma, havalandırmanın ve ısı pompalarının bir bina içinde konfordan ödün verilmeksizin bir süreliğine kapatılmalarının kesinlikle mantıklı olduğunu ispatlıyor.

Elektrikli ulaşım.
Elektriğin karbon yakıtlara alternatif olabileceği bir başka alan da karayolu ulaşımı. KIT'e göre, Almanya'da bugün toplam elektrik tüketiminden karayolu taşımacılığın aldığı pay sadece yüzde 4. Pratikte ise bu rakamın tamamı, yüzde 90'ı elektrikle çalışan demiryolu taşımacılığına ait. Bu arada karayolları, dünya genelinde toplam
CO2 salınımının yaklaşık yüzde 20'sinden sorumlu içten yanmalı motorlarla donatılmış araçların işgali altında. Oysa iklim değişikliği ve dünyadaki geri kalan petrol rezervlerinden faydalanılmasının giderek zorlaştığını göz önüne alan KIT'deki araştırmacılar, elektrikli otomobiller çağının çok yakında başlayacağını öngörüyor. Yığınsal bir pazarın ne zaman gelişmeye başlayacağı ise bu teknolojinin, özellikle de şarj etme sistemlerinin günlük kullanım için ne zaman pratikleştirileceğine ve fiyatlarının ne zaman makul seviyelere çekileceğine bağlı. Elektrik diğer pek çok alanda da gerekli olacak. Bunların arasında deniz suyundan tuzun arındırılması da var. Siemens araştırmacıları Singapur'da elektrik alanlarıyla çalışan bir tuzdan arındırma tesisi kurdu. Geleneksel olarak deniz suyunun tuzdan arındırılması, her ikisi de aşırı enerji yoğun olan buharlaştırma veya ters osmoz süreçleri kullanılarak yapılır. Teknolojik bir devrim anlamına gelen yeni teknolojide ise sadece yarısı kadar enerjiye ihtiyaç duyuluyor. 2010 Aralık ayından bu yana pilot bir tesiste deniz suyu muazzam verimli bir süreçte içme suyuna dönüştürülüyor. Gelecek bize elektrik üretmenin yeni yöntemlerini de sunacak. Bunların arasında tıpkı sualtı rüzgar türbinleri gibi çalışan gelgit enerji sistemleri de var. İçlerinde SeaGen'in 2008 yılında faaliyete geçtiği Kuzey İrlanda sahillerinin de olduğu çeşitli bölgelerde, şimdiden pek çoğu çalışır durumda. Umbach, "Elektriğin uygulanabileceği alanların neredeyse sınırı yok" diyor ve ekliyor: "Sürdürülebilir bir geleceğe giden yol henüz net değil. Bu yüzden her alanda yoğun araştırmaları sürdürmek ve sentetik hidrokarbon yakıtlar ile hidrojen gibi diğer enerji taşıyıcılarını ihmal etmemek çok önemli."