ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Geleneksel Bahar Paneli – III
Fen Bilimlerinde Araştırma Öncelikleri’99
Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Konferans Salonu / 7 Nisan 1999
Prof. Dr. Mustafa Özcan ÜLTANIR
Ankara Üniversitesi
Sanayi devrimi ile enerji tüketimi durağan olmaktan çıkıp, dinamik karakter kazanmıştır. Sanayi devrimi için başlangıç kabul olunan 1750 yılından bu yana, tekniğin ya da teknolojinin ve dünya ekonomisinin gelişimi, aralarında belli bir faz farkı bulunan beş harmonik dalgalanma biçiminde gerçekleşmiştir. Ekonomik büyüme getiren her ekonomik ve ticari dalgalanmanın tabanında bir teknik yenilik dalgası yer almıştır. Her dalgalanmanın başat enerji kaynakları olmuştur.
1750-1825 yılları arasındaki birinci teknik ve ekonomik dalga buhar makinası, mekanik dokuma tezgâhları, buharlı gemiler, kömür ve demir teknolojilerine dayanıyordu. 1825-1860 arasındaki ikinci teknik ve ekonomik dalga ise izole elektrik kabloları, demiryolları, telgraf, fotoğraf ve çimento teknolojileriyle oluşturulmuştu. İlk iki dalgalanmada başat enerji kaynağı kömürdü. 1860-1910 yılları arasındaki üçüncü teknik ve ekonomik dalga elektrik ampulü, elektrifikasyon, transformatörler, telefon, petrol motorları, yapay gübreler, motorlu araçlar ve alüminyum teknolojisi ile gerçekleştirildi. Kömür yine başat enerji kaynağı olsa da, petrol de ortaya çıkmıştı.
1910-1970 yılları arasındaki dördüncü teknik ve ekonomik dalga naylon, perlon, plastikler, radyo-televizyon radar, roketler, ilk uzay araçları, elektronikler, bilgisayarlar ve nükleer santral teknolojilerine dayandırıldı. Bu dönemin başlangıcında dünya ticari enerji tüketiminin %85’i kömürden sağlanırken, bu pay 1950’lerin başında %60’lara düşüyor ve 1970 yılında %36 oluyordu. Buna karşın petrol ve doğal gazın payı %62’ye çıkıyordu. Hidrolik, nükleer ve diğer enerjilerin toplam payı ise %3’lere ulaşmıyordu.
Şimdi 1970’lerde başlayan, 21. yüzyılın neresinde son bulacağı henüz kestirilemeyen yeni bir teknik ve ekonomik dalgalanma içindeyiz. Yeni dalganın oluşumunda kompozite malzemeler, seramik, mikro elektronikler, lazer/cam-fiber teknolojileri, çevre dostu yenilenebilir enerji çevrimleri, güneş enerjisi ve hidrojen yakıtı teknolojileri yer almaktadır. Bu dalgalanmanın dünya ekonomisini ve dünya genel enerji bütçesini ne denli değiştireceği 21. yüzyılda görülecektir. Halen başat enerji kaynağı petrol ve doğal gaz olmakla birlikte 2015-2025 döneminde ulaşılacak pik noktadan aşağıya inilmesi beklenmektedir.
20. yüzyıldan 21. yüzyıla geçişin eşiğindeyiz. İçinde bulunduğumuz dönemde dünya globalleşmenin yanısıra, bölgesel bloklaşmalar sürecinde bulunmaktadır. Çağdaşlaşmada tarım toplumu ve sanayi toplumu geride kalmış, enformasyon toplumuna doğru yönelinmiştir. Geçmişte, toplumlar için ekonomik üretim fonksiyonu veya toplam gelir ya da daha doğrusu gayrisafi hasıla (GSH) iş ve sermayenin fonksiyonu olarak;
GSH = sermaye x iş gücü
parametreleri ile belirlenirken, bugün için;
GSH = sermaye x iş gücü x teknoloji x enerji
parametreleri ile belirlenmektedir.
1960’lı yıllara dek, ülkelerin gelişmişlik düzeyi yalnızca kişi başına düşen ulusal gelirlerine göre saptanıyordu. 1960’lı yıllarla birlikte kişi başına düşen yıllık gelirin yanına, kişi başına elektrik tüketimi ve kişi başına genel enerji tüketimi gibi parametreler eklendi ve giderek enerji parametreleri ağırlık kazandı. Bugün de enerji göstergeleri ağırlığını korumaktadır.
Ülkelerin çağdaş gelişmişlik düzeyini yakalayabilmeleri için kişi başına yıllık gelirleri ve kişi başına enerji tüketim değerlerinin yüksekliği yetmemektedir. Nitekim, bazı petrol ihracatçısı ülkelerde her iki değer yüksektir ama, gelişmiş ülkeler sınıfına geçememektedirler. Günümüzde gelişmişliğin temel ölçütü teknoloji üretimi olmuştur. Gelişmiş sayılabilmek için kişi başına gelir ve kişi başına enerji tüketimi yüksekliğinin yanısıra, teknoloji üretebilen ülke konumuna geçmek de şarttır. Artık, teknoloji ulusların rekabet üstünlüğünün tek anahtarı haline gelmiştir. Üretimin birincil girdisi enerji talebinin karşılanması, enerji hammaddesi ve/veya kaynağına bağlı olmakla birlikte, daha büyük ölçüde enerji teknolojisine bağlıdır.
Osmanlı İmparatorluğu’ndan geç kalmışlık mirasını devralan ve sanayileşme eşiğini tam aşamamış Türkiye, sanayi toplumları yeni bir çağa (enformasyon-bilgi) çağına yönelmişken, hem tarihten gelen sanayileşme açığını kapatmak, hem de yeni çağ değişimini yakalayabilmek sorunu ile karşı karşıyadır. Söz konusu ikili sorunu aynı zaman diliminde çözmede göstereceği başarı, Türkiye’nin geleceğini belirleyecektir. Teknoloji üretimine yönelik olan fen bilimlerinin araştırma öncelikleri bu açıdan önemlidir.
Sanayi toplumlarının enformasyon toplumuna yönelmeleri, globalleşen dünyanın rekabet koşulları, bölgesel bloklaşmalarda etkin yer edinebilme istemi karşısında, Türkiye’nin tek ve stratejik bir seçeneği vardır. O da Türkiye’nin bilim politikasının temel amacı olan, bilim ve teknoloji yeteneğini yükseltmek, bilim ve teknolojiyi ekonomik ve toplumsal faydaya dönüştürebilme becerisini, yani inovasyon (yenilenme) becerisini göstermektir. Sanayi yeteneğini yükseltmek, bilim ve teknoloji yeteneğini yükseltmeden mümkün değildir.
Bir üretim faktörü durumuna gelen bilim ve teknoloji için ulusal bilim ve teknoloji politikası saptama gereği karşısında, TÜBİTAK’ın bilim ve teknoloji strateji ve politika çalışmaları sonucu oluşturulmuş, Türkiye’nin bilim ve teknoloji politikası vardır. İlk olarak, 3 Şubat 1993 tarihli Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu toplantısında 1993-2003 dönemi için Türk Bilim ve Teknoloji Politikası kararlaştırılmıştır.
Saptanan politika ile araştırmacı sayısının ve Ar-Ge harcamalarının yaklaşık ikiye katlanması öngörülmüş, ayrıca yedi alanı kapsayan Bilim ve Teknolojide Atılım Projesi oluşturulmuştur. 3 Şubat 1993 tarihli Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu toplantısında yalnızca nükleer teknoloji kazanımı üzerinde durulmuştu. O gün için diğer enerji teknolojilerine yer verilmemesi büyük eksiklik olmuştu. Bu eksiklik 1997 yılında diğer enerji kaynakları da ele alınarak giderildi.
Enerjinin önemi ve önceliği giderek daha iyi anlaşıldığından, Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu’nun 25 Ağustos 1997 tarihinde alınan kararlarından bir tanesi, “enerjinin etkin kullanımına ve çevre dostu yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmaya yönelik teknolojiler alanlarında izlenecek ulusal politikanın belirlenmesi için TÜBİTAK ve TTGV desteğindeki Bilim-Teknoloji-Sanayi Tartışmaları Platformu’na bağlı çalışma grubu oluşturulması idi. Üç alt grup koordinatörü, bir genel koordinatör ve 87 üyenin katılımıyla bu grup çalışması gerçekleştirildi. Çevre Dostu ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları ile İlgili Teknolojiler Alt Grubu’nun koordinatörlüğü, TÜBİTAK’ın talebi ve genel kurulda yapılan seçim üzerine tarafımdan yürütüldü ve üyelerin görüşleri doğrultusunda 3. Alt Grup raporu tarafımdan hazırlandı.
TÜBİTAK ve TTGV adına hazırlanan Enerji Teknolojileri Politikası Çalışma Grubu Raporu, üç ayrı alt grup raporunun toplamından oluşmakta olup, enerjinin etkin kullanımı ve enerji tasarrufu ile ilgili teknolojiler, enerji üretiminde verimliliği artırmaya ve çevreyi korumaya yönelik ileri teknolojiler ve çevre dostu ve yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili teknolojiler bölümlerini içermektedir. 1998 yılı Mayıs ayında tamamlanan rapor, 2 Haziran 1998 tarihinde toplanan Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu’na sunulmuştur. Kurul tarafından kabul olunan rapor, uygulama sorumlusu Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’na Başbakanlık kanalından gereği için gönderilmiştir. Sağlanan gelişmeler TÜBİTAK tarafından izlenmekte olup, Bilim ve Teknoloji Yüksek Kuruluna muntazaman aktarılacak ve Kurul tarafından değerlendirilecektir.
Büyümenin önünde engellerden biri de enerji sorunu olduğundan, soruna çözüm arayışları ile 1998 yılı enerji raporları açısından zengin bir yıl oldu. 1998 Mart ayında Cumhurbaşkanlığı Devlet Denetleme Kurulu Başkanlığı’nca Türkiye’nin Kısa-Orta-Uzun Vadeli Enerji İhtiyacı, Bu İhtiyacın karşılanmasında Çeşitli Seçenekler ve Yatırımlar konulu bir rapor yayınlandı. Bu rapor için Ankara Üniversitesi Rektörlüğü’nün görüşüne temel oluşturan taslak rapor da, verilen görev üzerine tarafımdan hazırlandı.
Türk Sanayicileri ve İşadamları Derneği (TÜSİAD) Yönetim Kurulu kararına bağlı olarak 1997 yılında benden bir genel enerji raporu hazırlamam istenmişti. Hazırladığım rapor, 21. Yüzyıla Girerken Türkiye’nin Enerji Stratejisi’nin değerlendirilmesi adını taşımakta olup, Aralık 1998’de 1. Enerji Şurası toplanmadan önce yayınlandı. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verileri temel alınarak hazırlanan raporda 2025 yılına kadar ulaşılmak istenen hedeflere ilişkin stratejiler etüt edilmiştir.
TÜSİAD Raporu’nda gelecek 25 yıla ilişkin bir süreç için dünya ve Türkiye’nin enerji durumu kaynaklar bazında etüt edilmiş, fosil yakıtlardan nükleer enerjiye, hidrolik kaynaktan yeni ve yenilenebilir diğer tükenmez kaynaklara ve enerjinin rasyonel kullanımına dek uygulamaya aktarılması gereken teknolojiler, enerji-çevre ilişkisinin uyumlandırılması, enerji yönetiminin yeniden düzenlenmesi üzerinde durulmuştur.
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın istemi üzerine, Yürütme Komitesi’nde Ankara Üniversitesi elemanı olarak yer aldığım 1. Enerji Şurası, 12 ayrı komisyon çalışması ile gerçekleştirildi ve 12 rapor hazırlandı. Yeni ve Yenilenebilir (Alternatif) Enerji Kaynakları Komisyonu’nun Başkanlığı tarafımdan yürütüldü ve seçilmiş 19 üyenin kişisel raporları doğrultusunda komisyon raporu tarafımdan hazırlanarak redakte edildi. 1998 yılı Aralık ayında yapılan Şura’nın raporları Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından yayınlanacak olup, şu anda basım aşamasındadır.
Yukarıda ayrıntılı biçimde sıraladığım tüm bu enerji raporlarında, Türkiye’nin enerji sorununun çözümüne enerji teknolojileri açısından ağırlıkla bakılmış, Ar-Ge çalışmalarının yetersizliği, uygulamalı araştırmaların eksikliği, hızla geliştirilmesi gerektiği üzerinde önemle durulmuştur.
Dünya genelinde ve Türkiye’de “enerji” ve “enerji teknolojisi” öncelikli konular arasında yer almaktadır. Ancak, dünya geneli için öncelik nedenleri ile gelişmiş ve gelişme sürecindeki ülkeler ve bu arada Türkiye için öncelik nedenleri arasında, benzerliklerin yanısıra, farklar da görülmektedir. Dünya genelinde ve ülkeler özelinde sorunun farklılıklar göstermesi doğaldır.
Bugün dünya genelinde enerji sorunu; fosil yakıt ağırlıklı enerji kullanım teknolojilerinden kaynaklanan çevre sorunu, sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesi istemi, fosil yakıt rezervlerinin dengesiz dağılımı ve rezerv kısıtları, fosil yakıtların yerini alacak alternatif enerji teknolojilerinin geliştirilmesinde ve uygulanmasında karşılaşılan teknik ve ekonomik zorluklar, önümüzdeki çeyrek yüzyılda enerji talebinin %75 artacak olması biçiminde sıralanabilir.
Enerji tüketim düzeyleri doygunluğa ulaşmış gelişmiş ülkelerin öncelikle yer verdikleri enerji sorunu ise, çevre dostu enerji teknolojilerinin geliştirilmesi ve enerjinin etkin kullanılması ile enerji sistemlerinin yenilenmesi üzerinde toplanmaktadır.
Enerji açlığı çeken ve gelişmelerini sürdürebilmek açısından daha çok enerjiye gereksinim duyan gelişme sürecindeki ülkeler için sorun, artan enerji talebinin aksamadan karşılanmasıdır. Ancak, enerji kaynaklarını değerlendirecek yeterli teknolojiye sahip olmayan bu ülkeler teknoloji transferleri için önemli bedel ödemek zorunda kalmaktadır.
Türkiye için genel enerji sorunu, kişi başına enerji tüketimlerinde dünya ortalamasının altında kalışı, gelecek 25 yıl içinde gelişmiş ülkeler safında yer alabilmesi için genel enerji tüketimini 4.5 kat (% 447) artırma zorunluluğu, alışılagelmiş enerji kaynakları rezervlerinin sınırlı oluşu, yeni ve yenilenebilir enerji teknolojilerindeki kısıtlar, hem konvansiyonel ve hem de yeni enerji teknolojilerine yeterince sahip olamayışı, enerji sektöründen kaynaklanan çevre sorunları biçiminde sıralanabilir.
Türkiye tarım toplumu özelliğinden önemli ölçüde sıyrılmış, sanayi toplumu özelliği kazanmaya başlamıştır. Bu arada doğal koşullara ve yoğun emeğe bağlı geleneksel tarım tekniklerinin yerini de yetiştirme ortam ve çevresinin kontrol altında tutulduğu enerji yoğun tarım teknikleri almakta ve tarım giderek sanayileşmektedir.
Gündelik yaşam düzeyinin gelişmesi, ulaştırmada sağlanan gelişmeler Türkiye’nin enerji talebini hızla artırmaktadır. Enerji tüketimi, ekonomik üretimi ve gayrisafi milli hasıla (GSMH) büyüklüğünü belirleyici duruma gelmiştir. Enerji tüketimi ve GSMH etkileşimi 1980-1989 döneminde gecikmeli görülürken, 1990 sonrasında eş zamanlı (simultane) karakter kazanmıştır. Bunun nedeni, ekonomide yeni dengelerin oluşmaya başlaması ve sanayi ağırlığının artmasıdır.
1900 yılında nüfusu 1.6 milyar olan dünyanın genel enerji tüketimi yaklaşık 1 Gtep (milyar ton petrol eşdeğeri) iken, 1998 yılında nüfus 6.1 milyara ve ticari enerji tüketimi de 8.8 Gtep’e ulaşmış bulunmaktadır. Halen tüketilen ticari enerjinin %88’i fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Dünya nüfusunun 2050 yılında 10.1 milyar ve 2100 yılında da 11.7 milyar olacağı tahmin edilmektedir. Dünya Enerji Konseyi tarafından yayınlanan Global Enerji Perspektifleri raporunda göz önüne alınan değişik senaryolara göre, dünyanın enerji tüketimi 2020 yılında 10.1-11.4 Gtep, 2050 yılında 14.2-17.0 Gtep ve 2100 yılında da 21.0-45.0 Gtep arasında bir düzeye çıkacaktır.
2000-2100 döneminde, yani 21. yüzyılda dünyanın kümülatif enerji tüketiminin en az 1800 Gtep olması beklenmektedir. Buna karşın dünyanın kanıtlanmış petrol ve doğal gaz rezervi, 1998 yılında 17. Dünya Enerji Kongresi’nde açıklandığına göre 146.1 Gtep olup, önümüzdeki 25-50 yılda eklenecek rezervlerle 180-260 Gtep düzeylerine çıkması olası gözükmektedir. Dünyanın kanıtlanmış kömür rezervi ise 680 Gtep kadardır.
Kanıtlanmış ve olası rezervlerin tamamı tüketilse bile, 21. yüzyıl enerji talebinin en çok %50’si zor karşılanacaktır. Tükenmez kaynaklar ve nükleer enerji ile birlikte kullanım planlarına karşın, bilinen petrol yataklarına 40 yıl, doğal gaz yataklarına 60 yıl, kömür yataklarına 200-250 yıl ömür biçilmektedir. Kısacası, fosil yakıtların ömürleri insan ömrü ile kıyaslanabilir duruma gelmiştir.
Bir an için fosil yakıt rezerv sorunu olmadığı varsayılsa bile, bugünkü trendle fosil yakıt tüketiminin sürdürülmesi yine de olanaklı değildir. Fosil yakıtlar yanma denilen fizikokimyasal reaksiyonla ısı yayarken ve çevreye emisyonlar yayarken, tersinmez değişiklikler de oluşturmaktadır. 20. yüzyılda dünyanın enerji tüketimi başlangıca göre 9 kat artış göstermiştir. Her enerji dönüşümü ve/veya çevrimi, dünyada entropiyi artırmış, kullanılabilir enerjiyi azaltmıştır.
Dünyada entropi artışının yanısıra, global dünya sıcaklığı da artmıştır. Dünyanın buzul çağından bu yana ortalama yüzey sıcaklığının 3 oC arttığı hesaplanmakta, bu artışın zaman sürecine bağlı olarak en yüksek hızını son yarım yüzyıl içinde aldığı belirtilmektedir. Yaklaşık 1 oC’lik daha artış, kutuplardaki buzulların erimesi ve iklim değişiklikleri ile insanlık için önemli sorunlar dizini ortaya çıkarabilecektir.
Enerji tüketimine koşut biçimde dünya global sıcaklığındaki artış, iki ayrı nedene dayanmaktadır. Birinci neden, enerji tüketiminin direkt etkisidir. İkinci neden, enerji tüketiminin fosil hidrokarbon türü yakıtlara dayalı olması ve fosil yakıt yanma ürünü CO2 gazının atmosferdeki konsantrasyonunun, şimdilik normale göre 1.3 kat artmasından kaynaklanan sera etkisidir.
CO2 emisyonu mutlak değerinden çok, moleküler kütlesinde 12/32 (=3/8) oranında yer alan karbon kütlesi ile ifade olunmaktadır. Enerji aktiviteleri ile 20. yüzyılda dünya genelinde yapılan kümülatif CO2 üretiminin yıla düşen miktarı 2 gigaton karbon’dan az değildir. Bu üretim, son dönemde yılda 7.7 gigaton karbon dolaylarında sürmektedir. Tüm teknik önlemlere ve uluslararası anlaşmalarla uygulanacak yasal ve yönetsel engellere karşın, 2020 yılında bu emisyonun 9 gigaton karbona ulaşması beklenmektedir. Yapılan bilimsel incelemeler atmosferde bu orandaki CO2’in okyanuslar tarafından soğurulamayacağını, bitkilerce tutulamayacağını göstermiştir.
Atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun 1850 yılında 275 ppmv olduğu kestirilmektedir. Ancak, bu değer 1958 yılında 315 ppmv, 1989 yılında 347 ppmv, 1995 yılında 360 ppmv düzeylerine ulaşmıştır. Fosil yakıt kullanımı bu trendle sürecek olursa 2000’de 380 ppmv, 2025 yılında 475 ppmv ve 2050 yılında 600 ppmv olacaktır. Dünya ortalama sıcaklığındaki artış ile atmosferdeki CO2 konsantrasyonu arasında, matematiksel olarak formüle edilen ilişki vardır. Atmosferin emissivitesi CO2 konsantrasyonundan etkilenmekte ve dünya ortalama sıcaklığını etkilemektedir.
Atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun artması ile dünya ortalama yüzey sıcaklığı 0.7 derecelik bir artış göstermiştir. İlk bakışta küçük gibi görülen bu artışın olası etkileri ne yazık ki küçük olmayıp, global ısınmaya neden olan biçimde büyüktür. Çünkü her bir derecelik artış, kuzey ve güney yarım küredeki iklim kuşaklarına 160 km’lik yer değiştirtecek etki oluşturabilecektir. Dünyanın ortalama yüzey sıcaklığının, buzul çağından bu yana 3 derece artmış olması, sıcaklığın etkisinin büyüklüğünün bir kanıtıdır. CO2 konsantrasyonunun artmasıyla ortalama yüzey sıcaklığındaki artış 2025 yılında 1.24 derece ve 2050 yılında 2.2 derece olabilecektir. Bugün global ısınmadan ötürü Antarktika’da buzullarda çatlama saptanmış bulunmaktadır.
Fosil yakıt yanma emisyonları içerisinde yer alan birincil kirleticiler yalnızca COx ve özellikle CO2 değildir. Ayrıca, SOx, NOx ve HC’lar ile ikincil kirleticiler denilen bazı aerosollar, aldehitler, olefinler, polisiklik aromatik hidrokarbonlar, oksidantlar gibi atıklar da bulunmaktadır. Bunların bazıları kanserojendir.
NOx ozon tabakasını tahrip etmektedir. Asit yağmurları birincil kirleticilerden ve özellikle SOx den kaynaklanmaktadır. Emisyonların insan sağlığı, hayvan sağlığı, bitki plantasyonları üzerindeki olumsuz etkilerinden başka, binalara ve yapılara da zararları dokunmaktadır. SOx ve nem ile oluşan asit metalik yüzeyleri korozyona uğratırken, kalsiyum karbonatı çözülebilir sülfatlara dönüştürdüğünden binalardaki taşlar bile erozyona uğramaktadır. NOx boyaları soldurmaktadır. Fosil yakıtların üretimi ve taşınması aşamasında da çevre sorunları ortaya çıkmaktadır.
Sıralan olumsuz etkilerle fosil yakıt kullanımının oluşturduğu ekonomik zarar, 1981-1989 verileri ile bir araştırma konusu yapılmış, 1990 yılında dünyada tüketilen 6.6 Gtep fosil yakıtın (2.2 Gtep kömür, 2.7 Gtep petrol ve 1.7 Gtep doğal gaz) verdiği toplam zarar 2360 milyar USD (kömür için 940, petrol için 990, doğal gaz için 430 milyar USD) olarak hesaplanmıştır. 1990 yılında dünyanın global GSH’sı 17 trilyon USD ve dünya nüfusu 5.2 milyar olduğundan, kişi başına düşen global GSH 3269 USD, kişi başına düşen fosil yakıt zararı 454 USD’dir. Zarar GSH’nın %14’ü kadardır.
Global ısınma tehlikesi karşısında 1992’de Rio’da düzenlenen Birleşmiş Milletler Çevre ve Kalkınma Konferansı (UNCED) sonucu, “İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi” yapılmış olup, 153 ülke tarafından imzalanmıştır. Sözleşme, CO2 ve sera gazı emisyonlarının taraf ülkelerce 1990 yılı düzeyine indirilmesini öngörmektedir. 1997 yılında da Kyoto’da yapılan toplantıda iklim değişikliği tartışılmış ve emisyonların azaltılmasına ilişkin “İklim Değişikliği Aktı” oluşturulmuştur. Artık, çevre ile uyumlu sürdürülebilir yeni enerji sistemlerine yönelme zorunluluğu vardır.
Dünya konvansiyonel enerji kaynakları ve konvansiyonel enerji teknolojisi açısından bir sınıra dayanmıştır. Ekonomik mal ve hizmet üretiminin gerçekleştirilmesi, yaşamın çağdaş koşullarda sürdürülebilmesi, insanlığın geleceğine ilişkin güvenin sağlanması açısından, enerji vazgeçilemeyecek bir girdi olduğuna göre, enerji teknolojisi yenilenmek zorundadır. Kirli enerji kaynağı yoktur, ama kirli enerji teknolojileri vardır. İnsanlık çevre dostu enerjitik ve ekserjitik verimleri yüksek enerji teknolojilerine, yeni enerji sistemlerine gereksinim duymaktadır.
Enerji sistem ve teknolojilerinin yeni bilimsel ve teknik çalışmalarla yalnızca yenilenmeleri yeterli olmayıp, bu bilimsel ve teknik aktivitenin ekonomik ve toplumsal faydaya dönüştürülmesi, yani inovasyon becerisinin gösterilmesi gerekmektedir. Enerji konusunda Ar-Ge çalışmaları çok geniş bir alanı kapsamaktadır. Çevre dostu olması gereken teknolojilerle Ar-Ge alanı, genel olarak ve kabaca şöyle sıralanabilir:
• Fosil yakıtların (kömür, petrol ve doğal gaz) aranması, üretimi ve çevrimine ilişkin teknolojiler
• Yenilenebilir enerji kaynakları (hidrolik enerji, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, jeotermal enerji, biomas enerji, deniz enerjileri) ile ilgili teknolojiler.
• Nükleer enerji teknolojileri (güvenliği artırılmış fisyon ve füzyon).
• Enerji üretiminde, iletiminde ve taşınmasında, dağıtımında, kullanımında verimliliği artırıcı teknolojiler.
Yukarıdaki genel sıralamanın yanısıra, özel olarak sürdürülebilir enerji sistemleri, yeşil fosil yakıt teknolojisi, akışkan yatak teknolojisi, entegre kömür gazlaştırma ve kombine çevrim teknolojisi, kombine çevrim ve kojenerasyon teknolojisi, yakıt pili (fuel cell) teknolojisi, yeraltında enerji depolama (yeraltında basınçlı hava depolama, yeraltında doğal gaz depolama, yeraltında ısıl enerji depolama) teknolojisi, hidrojen yakıtı teknolojisi önem kazanmış görülmektedir.
Son tüketiciye enerji “yakıt” ve/veya elektrik biçiminde sunulur. İkincil enerji olan elektriğin çeşitli kullanım avantajlarının bulunmasına karşın, kullanım teknolojileri yalnızca elektriğe bağlı olarak değil, yakıtı da gerektiren biçimde gelişmiştir. Bunun nedeni, genel enerji tüketiminin %60’ının ısı biçiminde gerçekleşmesidir.
Birincil enerji kaynaklarının, fiziksel durum değişimi içeren biçimde dönüştürülmesi ile elde olunan ikincil enerjilere, “enerji taşıyıcısı” denir. Elektrik 20. yüzyıla damgasını vuran bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen ise 21. yüzyıla damgasını vuracak bir diğer enerji taşıyıcısıdır. 21. yüzyılın yakıtı çevre dostu hidrojen olarak belirlenmiştir. Hidrojenin yanma emisyonu yalnızca su buharıdır.
Bugün hidrojen üretimi, taşınması ve kullanımı için uygulamaya hazır teknolojiler geliştirilmiş durumdadır. Birleşmiş Milletler tarafından hazırlanmış hidrojenle ilgili standartlar bile hazırlanmıştır. Gelişmiş ülkelerde hidrojenle çalışan otobüs, otomobil gibi taşıtlar demonstrasyon amacı ile de olsa kullanıma sokulmuştur. Hidrojenle çalışan uçak ve denizaltılar, demiryolu lokomotifleri, elektrik santralı vs. bulunmaktadır.
Hidrojen enerjisi alanında çeşitli ülkelerin işbirliği sonucu uluslararası programlar başlatılmıştır. Örneğin bir proje kapsamında, Kanada’da üretilen hidro-hidrojen sıvılaştırılmış ya da amonyak veya metilsiklohekzan biçiminde bağlanarak, Almanya’da yakıt olarak kullanıma sunulmaktadır.
2000-2025 periyodunda hidrojen çağı kesin olarak başlayacak, bu periyotta dünya enerji tüketiminin %9 ile 21 arasındaki bir bölümü hidrojenden karşılanacaktır. Giderek fosil yakıtların payı azaltılırken, hidrojenin payı artırılacaktır.
Devlet İstatistik Enstitüsü Bülteni verilerine göre, Türkiye’de 1996 yılında toplam araştırma-geliştirme (Ar-Ge) harcamaları 620 521 000 USD ve paranın satın alma gücü paritesi (PPP-1992) ile 1 718 600 000 USD olarak rapor edilmektedir. 1996 yılında Ar-Ge harcamaları GSMH’nın %0.45’i olarak gerçekleşmiştir. TÜBİTAK raporlarında bu rakam %0.33 olarak bildirilmektedir. Bu oran ABD ve Japonya’da %2.5-3, Almanya ve Fransa’da %2-2.5, Avusturya, İtalya ve Kanada’da % 1-1.5, İspanya, Portekiz ve Yunanistan’da % 0.6-0.9 arasındadır. Kısacası, Türkiye’nin toplam Ar-Ge harcamaları çok yetersizdir. Türkiye’de veri toplama ve metodoloji araştırma ile karıştırıldığından, gerçek Ar-Ge harcamaları verilen değerlerden daha azdır.
Yükseköğretim Kurulu verilerine göre, Türkiye’de gerçek Ar-Ge çalışmalarının %62.2’si üniversiteler tarafından yapılmaktadır. Ar-Ge çalışmalarına özel sektörün katkısı % 23.3, kamu sektörünün katkısı %14.5’dir.
Türkiye’nin enerji Ar-Ge harcamalarına gelince, Uluslararası Enerji Ajansının verilerine göre 1996 yılında 3 200 000 USD olup, toplam Ar-Ge harcamalarının %0.5’i gibi çok küçük ve yokumsanacak bir bölümünü oluşturmaktadır. Enerji Ar-Ge çalışmalarına 1996 yılında yapılan harcama, 1995 yılında yapılandan azdır. 1995 yılı harcaması 4 100 000 USD olarak gerçekleşmişti. Oysa, yapılması gereken bu tür harcamaları kısmak değil, planlı biçimde artırmaktır. Türkiye’de enerji Ar-Ge çalışmalarının %80’i kamu sektörü ve %20’si özel sektör tarafından yapılmaktadır. Enerji ile ilgili kamu kuruluşlarının kaynak aramaları da Ar-Ge içinde gösterildiğinden, teknoloji oluşturmaya yönelik Ar-Ge harcamaları açıklanandan daha azdır.
1995 yılı verileri ile Türkiye’de kamu kesimi enerji Ar-Ge harcamalarının %68.3’ü petrol ve doğal gaz çalışmalarına, %15.8’i nükleer enerji ile ilgili çalışmalara, %4’ü kömür çalışmalarına, yine %4’ü enerji tasarrufu çalışmalarına, %1.6’sı yeni ve yenilenebilir enerjiler ile ilgili çalışmalara, kalanı da diğer konulara gitmiştir.
1996 yılı kesin olmayan verilerine göre, kamu kesimi enerji Ar-Ge harcamalarının %67’si fosil yakıtlar, %23’ü nükleer enerji, %6’sı enerji tasarrufu ve %4’ü de yeni ve yenilenebilir enerjiler ile ilgili çalışmalara ayrılmıştır. Yenilenebilir enerjilere ayrılan pay artmış gibi görünmekle birlikte, çok daha fazla artırılması gerekmektedir. Sıralan yüzde oranlarda en büyük payı fosil yakıtların almasının nedeni, yanlış olmasına karşın, kaynak araması ile Ar-Ge çalışmasının karıştırılmasındandır.
Türkiye’de enerjide Ar-Ge ve teknoloji oluşturma çalışmalarının yetersizliği açıkça ortadadır. Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu’nun ağırlık ve öncelik verdiği konular arasında, bu yıla kadar enerji gereken yerini alamamıştır. 1996 yılında TÜBİTAK’ın enerji Ar-Ge çalışmalarına yaptığı harcama toplam 31 000 USD olmuştur.
Üniversitelerde sınırlı mali ve yetersiz fiziksel olanaklar ile eşgüdümsüz, belli bazı konuların tekrarı niteliğinde yapılan çalışmalar ise ihtiyacı karşılamaktan uzaktır. Gelişmiş üniversitelere verilen ödeneklerin, gelişmeye çalışan yeni üniversitelere göre küçük tutulması, buna karşın gelişmiş üniversitelerde yeterli araştırıcı varken, yeni üniversitelerde yeterli araştırıcı olmayışı, üniversitelerde yapılan bilimsel çalışmaların kalitesini çok düşürmektedir. Gelişmiş üniversitelerin Ar-Ge konusunda yapacakları çok çalışma olmasına karşın, araştırma fonlarının ve ödeneklerin yetersizliği çalışmaları engellemektedir. Kaynak bulmak açısından önemli olan üniversite-sanayi işbirliği gereken boyuta geliştirilememiş, enerji konusunda ise hemen hiç oluşturulamamıştır.
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’na bağlı ve ilgili kuruluşlarda enerji Ar-Ge çalışmaları ile enerji kaynakları arama ve geliştirme çalışmaları birlikte ele alındığından, teknoloji oluşturmaya yönelik Ar-Ge çalışmalarına yapılan harcama yoktur denebilir. Ülke genelinde Ar-Ge çalışmalarının yetersizliğinden ötürü, ulusal teknoloji oluşturma çalışmaları yetersiz düzeyde kalmaktadır. Oysa, günümüzde gelişmişliğin bir ölçütü teknoloji üretimidir. Türkiye bu konuda var olan potansiyelini kullanamayan bir ülkedir.
Yeni dünya düzeninde ülkeler düşük gelirliler, düşük orta gelirliler, yüksek orta gelirliler ve yüksek gelirliler diye dört gruba ayrılmaktadır. Türkiye 1998 yılında, Cumhuriyet’inin 75. Yılını kutlarken 3224 USD kişi başına milli gelir ile yüksek orta gelirlilerin alt sırasında yer alabilmiştir. Yüksek gelirliler grubunda ise, bu değer 10 bin dolardan başlayıp, 45 bin dolara kadar çıkmaktadır.
Türkiye’de kişi başına yıllık genel enerji tüketimi 1 tep kadarken, dünya ortalaması 1.5 tep ve OECD ortalaması 4.6 tep olmuş, gelişmiş ülkelerde bu değer 8 tep’i aşmıştır. Türkiye’de kişi başına düşen yıllık elektrik tüketimi net 1300 kWh (brüt 1800 kWh), net değerler olarak dünya ortalaması 2400 kWh, OECD ortalaması 8750 kWh iken, gelişmiş ülkelerde 10 bin kWh düzeyi aşılmış olup, 20 bin kWh’ın üzerine çıkanlar bile vardır. Türkiye’nin bu düzeyini kabul edemeyiz, hedef yerimiz gelişmiş ülkelerin arasındadır.
Dışişleri Bakanlığı’nca hazırlanan Turkey & The World 2010-2020 raporundaki hedeflere paralel biçimde TÜSİAD için hazırladığımız raporda, Türkiye’de kişi başına gayrisafi yurtiçi hasıla (GSYİH) değerinin 2000 yılında 3615 USD, 2010 yılında 6137 USD, 2023 yılında 15047 USD ve 2025 yılında 17457 USD olması öngörülmüştür. Bunun için 1998 yılında 77 milyon ton eşdeğer petrol (Mtep) olan genel enerji tüketiminin, 2000 yılında ulaşacağı 91 Mtep düzeyinden, 2025 yılında 398 Mtep’e çıkması gerekmektedir.
Saptanan amaç için önümüzdeki 25 yıllık süreçte enerji sektörüne yapılması gereken yatırım (Ar-Ge dışında) 300 milyar USD düzeyindedir. Bunun 140 milyar USD’lik bölümü elektrik sektörü için gerekmektedir. Türkiye enerji sektörünü ve enerji teknolojisini geliştirmezse, söz konusu enerjiyi sağlamak için 25 yılda kümülatif toplam olarak 800 milyar USD’lık enerji ithalatı yapmak zorunda kalacaktır. Bu nedenle ulusal enerji teknolojimizin geliştirilmesi, enerji sistemlerimizin yenilenmesi ve en modern çağdaş teknoloji ile kurulması gerekmektedir.
Enerji teknolojisinin geliştirilmesi ve çağdaş teknolojinin yakalanması Ar-Ge çalışmalarına bağlıdır. Kaldı ki, bilinçli teknoloji transferi ve özümlenmesi bile Ar-Ge gerektirmektedir. Enerjide Ar-Ge çalışmalarının geliştirilmesi için üniversiteler dışındaki kamu kesiminin, üniversitelerin, özel sektörün yapması gereken çalışmalar birbirinde farklıdır. Ancak, bu çalışmalar ve kurumlar arasında koordinasyonun bulunması zorunludur.
• Üniversiteler Dışı Kamu Kesiminde Yapılması Gereken Çalışmalar:
1. Türkiye’de enerjide Ar-Ge çalışmalarının kamu sektörünce yapılması ve yaptırılması, araştırmalar arasında eşgüdüm sağlanması, enerji plan ve programlarının bilimsel temelde hazırlanması, enerji ile ilgili bazı fizibilite ve proje çalışmalarının gerçekleştirilmesi, seçici olarak teknoloji transferi sağlanması, enerji bilgi bankası oluşturulması, enerji-çevre ve toplum ilişkilerinin rasyonel biçimde düzenlenmesi gibi görevlerde bulunmak üzere, özerkliği ve kamu tüzel kişiliği bulunacak, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’na veya Başbakanlığa bağlı Türkiye Enerji Enstitüsü kurulmalıdır. Bu enstitü konusu ilk kez 1975 yılında hazırlanan bir yasa tasarısı ile gündeme gelmişti, ama o tarihte kurulamadı. 1979 yılında Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından oluşturulan ve başkanlığını yaptığım bir komisyon tarafından ikinci yasa tasarısı hazırlanmışsa da yine sonuca ulaşılamadı. Arada bir gündeme gelen konu halen beklemektedir.
2. Türkiye’de Birleşmiş Milletler UNIDO destekli Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) kurulması için başlatılmış olan çalışmaların hızla olumlu sonuca götürülmesi gereklidir. Türkiye, ilk beş yıllık dönem için arazi, tesis, ilk yatırım ekipmanı ve işletme faaliyetlerini finanse etmek üzere 40 milyon USD vermeyi taahhüt etmiştir. ICHET’in işlevi; kısa ve uzun dönemli eğitim vermek, bilimsel toplantılar düzenlemek, danışmanlık hizmetleri sunmak ve benzeri kuruluşlarla işbirliği oluşturmak biçiminde belirlenmiştir. Merkezin çalışma konuları; hidrojen enerjisi politikaları, hidrojen ekonomisi, enerji ve çevre, hidrojen üretim teknolojileri, hidrojen depolama teknikleri, hidrojen uygulamaları ve demonstrasyonlar olacaktır. ICHET projesi, Türkiye’nin tutarlı biçimde hidrojen çağına adım atmasını sağlayacak, Türkiye’ye avantaj kazandıracak önemli bir girişimdir.
3. TÜBİTAK merkez bünyesinde Enerji Teknolojileri Araştırma Grubu oluşturulmalıdır. Böyle bir grubun olmaması nedeni ile enerji araştırmalarına yönelik projeler değişik araştırma grupları bünyesinde, örneğin Makina Kimya Teknolojileri Malzeme ve İmal Sistemleri Araştırma Grubu, Elektrik Elektronik ve Enformatik Araştırma Grubu, Tarım Orman ve Gıda Teknolojileri Araştırma Grubu, Yer Deniz Atmosfer ve Çevre Araştırma Grubu gibi değişik araştırma gruplarında birbiri ile koordineli olmayan biçimde yürütülmektedir. Enerji Teknolojileri Araştırma Grubu en kısa zamanda kurularak, enerji teknolojisi araştırmalarına daha büyük önem verilmeli, araştırmalar arasında eşgüdüm sağlanmalıdır.
4. TÜBİTAK-MAM bünyesinde geçmişte kurulmuş olan enerji ünitesi çevre ünitesi ile birleştirilerek yeniden düzenlenmiştir. Bugün Enerji Sistemleri Çevre Araştırma Enstitüsü adı altında görev yapan ünite, enerji ayrılarak yeniden düzenlenmeli eleman kantitesi ve kalitesi bakımından güçlendirilmelidir.
5. Kamu kesiminde Enerji Teknolojileri Ar-Ge çalışmaları için özel bir fon oluşturulmalıdır. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı bünyesinde oluşturulmuş bulunan Elektrik Enerjisi Fonu’ndan bu amaçla yararlanılabilirse de, etkinliği artırıcı yeni düzenleme gerekmektedir.
1. Bugün birkaç üniversitede ya Rektörlük onayı ile oluşturulmuş, ya da gönüllü olarak spontane biçimde oluşmuş sınırlı Enerji Çalışma Grupları görülmekte ise de etkili olabildikleri söylenemez. Üniversiteler bünyesinde bir enstitü olarak, 3. Beş Yıllık Kalkınma Planı döneminde kurulmuş Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü vardır. Başka örneği yoktur. Amerika’da fakülteler bile bu tür enstitüler kurabilmektedir. Amerika’da mühendislik fakültelerinin dışındaki bazı ilgili fakültelerin enerji enstitüleri kurdukları görülmektedir. Örneğin, Houston Üniversitesi İşletme Fakültesi Enerji Enstitüsü gibi. Türkiye’de de artık üniversiteler bünyesinde Enerji Araştırma Enstitüsü veya Enerji Araştırma Merkezi kurulmalıdır. Teknoloji geliştirme ve teknopark merkezlerinde enerjiye mutlaka yer verilmelidir.
2. Enerji konusu makina mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği, jeoloji mühendisliği, fizik mühendisliği, kimya mühendisliği, ziraat mühendisliği, meteoroloji mühendisliği gibi çeşitli mühendislik dalları ile ekonomi ve işletmecilik dallarını ilgilendirmektedir. Bu mühendislik kollarından birkaçında enerji ile ilgili özel anabilim dalları yer almaktadır. Burada sıralanmayan başka fen ve sosyal bilimlerle de konunun ilgisi görülmektedir. Söz konusu bilim kolu dağınıklığı nedeni ile yapılan lisans eğitiminde, genel enerji konularına hâkim elemanlar yetiştirilememektedir. Üniversitelerde artık Enerji Mühendisliği bölümleri oluşturulmalı ve Enerji Mühendisliği eğitimine başlanmalıdır.
3. Üniversitelerde lisans düzeyinde Enerji Mühendisliği eğitimi başlatılmadan da, Fen Bilimleri Enstitüleri bünyelerinde Enerji Teknolojileri Anabilim dalı oluşturulmalıdır. Bugün yürürlükteki mevzuat gereği, belli sanayi kuruluşlarının istihdam etmek zorunda oldukları Enerji Yöneticisi yetiştirilmesi açısından bu ana bilim dalının kurulması gerekmektedir.
4. Enerji konuları üzerinde Ar-Ge çalışmalarının geliştirilmesi amacıyla, mali kaynak sıkıntısını aşmak için üniversite-sanayi işbirliğinin oluşturulması üzerinde ciddi biçimde durulmalıdır. Böyle bir işbirliğinin oluşabilmesi için sanayi kesimi, üniversitenin enerji konularında yetkinliğini kanıtlamasını istemektedir. Fen Bilimleri Enstitüleri kapsamında Enerji Teknolojileri Anabilim Dalı kurulması bu açıdan da önemlidir. Üniversite-sanayi işbirliğinde özel sektörü caydırıcı yapan, bürokratik engellerin kaldırılması ve özel teşvikler konulması düşünülmelidir.
1. Bugün bazı özel sektör kuruluşları Ar-Ge için özel grup oluşturma organizasyonlarına gitmektedir. Enerji makinaları ve elektromekanik ekipman üretimi yapan kuruluşlar, üretimlerini yabancı patent ile gerçekleştirmediklerinde, teknoloji kazanımı açısından Ar-Ge’ye zorunlu gerek duymaktadır. Enerji sektörüne yatırım yapan bazı kuruluşların da, enerji alanındaki bilimsel gelişmeleri izlemek için kendi elemanları ile araştırma grupları oluşturmaya çalıştıkları görülmektedir. Giderek bu ihtiyaç artacak, yabancı firmalarda olduğu gibi Ar-Ge birimleri kurulacaktır.
2. Özel sektörün araştırma birimleri olsa bile, ihtiyaç duydukları araştırmaları Üniversite-Sanayi işbirliği kapsamında yürütmeleri gerekir.
İçinde yetiştiğim, elemanı olmaktan onur duyduğum Ankara Üniversitesi için özel önerim olacak:
Ankara Üniversitesi’nin kuruluş aşamasında olan bir Mühendislik Fakültesi var. Bu fakülte, dünyadaki gelişmelere koşut olarak ve yeniliklere önderlik yaparak kurulmalıdır. Cumhuriyetimizin ilk üniversitesi olan Ankara Üniversitesi, attığı ilklere bir yenisini ekleyerek, Mühendislik Fakültesi’nde Enerji Mühendisliği eğitimine yer vermelidir. Üniversitemiz Mühendislik Fakültesi’nde Enerji Mühendisliği Bölümü’nden başka, çağdaş ve önemli bir yeni mühendislik alanı olan Gen Mühendisliği Bölümü de yer almalıdır.
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’nün 2000 yılına “Enerji Teknolojileri Anabilim Dalı”nı açmış olarak girmesini de diliyorum.
1. Türkiye’nin Bilim ve Teknoloji Politikası, TÜBİTAK, 1997, Ankara.
2. Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu, Gelişmelere İlişkin Değerlendirmeler ve Kararlar, TÜBİTAK 1998, Ankara.
3. Enerji Teknolojileri Politikası Çalışma Grubu Raporu, TÜBİTAK, 1998, Ankara.
4. Türkiye’nin Kısa-Orta-Uzun Vadeli Enerji İhtiyacı Bu ihtiyacın Karşılanmasında Çeşitli Seçenekler ve Yatırımlar, Cumhurbaşkanlığı Devlet Denetleme Kurulu Başkanlığı, 1998, Ankara
5. 21. Yüzyıla Girerken Türkiye’nin Enerji Stratejisinin Değerlendirilmesi, TÜSİAD Enerji raporu, Hazırlayan: M. Ö. Ültanır, 1998, İstanbul.
6. Enerji Şurası Raporları, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, 1998, Ankara.
7. Turkey & The World, DIVAK Pablications, 1998, Ankara.
8. 17th Congress of the World Energy Council, Selected Papers and 1998 Survey of Energy Resources, Energy and Technology: Sustaining World Development into the Next Millennium, CD, WEC-US National Committee, 1998, Houston.