Özellikle 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren bilimsel çevrelerde dünya ikliminin yavaş yavaş değiştiği, bu değişmenin kara ve deniz yüzeylerindeki ortalama sıcaklığın artması ve bazı bölgelerdeki ortalama yağış miktarlarında değişiklik, deniz seviyesinin yükselmesi şeklinde kendini gösterdiği öne sürülmeye başlanmıştır.

Yapılan ölçümler iklim değişikliğinin temel unsurunun dünya yüzeyindeki ortalama sıcaklığın artışı olduğunu ortaya koymuştur. Yağışlardaki değişiklik, kuzey kutbundaki buz dağlarının erimesi, 
buzulların çekilmesi, deniz seviyesinin yükselmesi gibi etkiler ortalama sıcaklık artışının sonuçları olarak gözüküyordu. 20. yüzyılın özellikle ikinci yarısında bu gerçek ortaya çıktığında, ısınma a
rtışında insan faaliyetlerinin katkısı ve etkisi olup olmadığı da uzun süre tartışılmıştır. Isınma ve buna bağlıolan iklim değişikliği doğal bir sürecin sonucu  olmaktan ziyade, özellikle 20. yüzyılda görülen ısınma 
artışının en önemli sebebinin, insan faaliyetleri sonucu üretilen çeşitli gazların, atmosferdeki 
oranlarının beklenmedik ölçüde artması olduğu kanıtlanmıştır.  Dolayısıyla, ısınmaya yol açan gazların
 (sera gazları) salım kontrolunun insanın elinde olduğu anlaşılmış ve iklim değişikliğini önleme 
çabaları, söz konusu gazların çıkış kaynaklarını bulmaya ve denetim altına almaya yönelmiştir.

Sera gazları içinde en önemlisi ve en yaygını karbon dioksit (CO₂) gazıdır. Bu gazın % 75’i de kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil enerji kaynaklarının yanmasından kaynaklandığı bilindiğinden, iklim değişlikliğini önleme çabası, fosil yakıt kullanımını azaltma, iklim değişikliğine etkisi çok daha az 
olan veya hiç olmayan başka enerji kaynaklarının kullanılmasını gündeme getirmektedir. Bu gerçeğin 
ışığında karbon dioksit gazı üretmeden enerji üretimine imkân tanıyan diğer enerji kaynakları olan yenilenebilir enerji kaynakları ile nükleer enerji iklim değişikliğini önlemede önemli araçlar olarak gündeme gelmiştir.  Bu bildiride iklim değişikliğinin sebepleri ve sera gazlarını azaltmada nükleer enerjinin gelecekte oynayacağı rol ile karşılaşılacak problemler üzerinde bilgiler verilmektedir.

Anahtar Kelimeler: iklim değişikliği, sera gazları, nükleer enerji

 

GİRİŞ

 

Değişik biçimler altında enerji kullanımı insanlığın gelişiminde ve uygarlığın yerleşmesinde temel öge olmuştur. Günümüzde kalkınmanın ve refahın eriştiği derecenin ölçütlerinin en önemlilerinin biri de toplumların kişi başına ürettiği ve tükettiği enerji miktarıdır. Enerjinin üretilen ve kullanılan biçimleri ısıl enerji, mekanik enerji ve elektrik enerjisidir. Bu enerji türlerinin üretilmesinde birincil enerji kaynakları olan fosil yakıtlar (kömür, petrol, doğal gaz), nükleer bölünme (fisyon), odun, biyo-kütle, güneş, su, rüzgâr, yeraltı sıcak ve kaynar su (hidrotermal) kaynakları kullanılmaktadır. Bu kaynakların değişik teknolojiler kullanılmasıyla ikincil enerji kaynakları olan elektrik (termik santrallar, nükleer santrallar, barajlar) ve ısı enerjisi (kazanlar, özel nükleer santralar) ile mekanik enerji (fosil yakıtlı motorlar) elde edilmektedir.

Ülkelerin kalkınmada, refaha erişmede ve refahı sürdürmede kullanmak zorunluluğunda oldukları birincil enerji kaynaklarının seçimi ulusal düzeyde ekonomik imkânlara, bölgesel ve/veya uluslararası düzeyde de ekonomik olduğu kadar siyasî ve stratejik konjonktürlere bağımlı olmaktadır. Dünyada birbirinden enerji kaynağı alışverişinde bulunan ülkelerin dışında, belirli bir enerji kaynağının kullanılması, ilk bakışta diğer ülkeleri etkilememekte ve ilgilendirmemektedir. Ancak son yıllarda enerji kaynaklarının kullanımının çevreye ve dünya iklimine olumsuz etkilerinin ortaya çıkması, coğrafî olarak birbirlerinden çok uzakta bulunan ve herhangi bir enerji kaynağı alışverişinde bulunmayan ülkeler arasında da enerji kullanımıyla ilgili sorunların baş göstermesine yol açmıştır.

Özellikle dünya ikliminin, insan faaliyetlerinden kaynaklanan sera gazları salımından önemli ölçüde etkilendiğinin, ciddi kanıtlarla ortaya konmasından sonra uluslararası toplulukta duyarlık artmış, bunun sonucunda siyasi örgütlenmeler ortaya çıkmış ve bir dizi siyasi kararlar alınmaya başlanmıştır.

Öte yandan, enerji kaynakları rezervlerinin çok fazla olmadığı ve ülkelere kaynak seçiminde fazla seçenek kalmadığı gerçeğinden hareketle, 21. yüzyılda pek çok ülkenin enerji kullanımı ve iklim değişikliği kısıtlamaları karşısında siyasî ve ekonomik problemlerle karşılaşacağı anlaşılmaktadır.

 

İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN KANITLARI

Ölçme tekniklerinin ve uydu teknolojisinin gelişmesine paralel olarak,  yapılan ölçümler iklim değişikliğinin temel ögesinin dünya yüzeyindeki ortalama sıcaklığın artışı olduğunu ortaya koydu. Yağışlardaki değişiklik, kuzey kutbundaki buz dağlarının erimesi, buzulların çekilmesi, deniz seviyesinin yükselmesi gibi etkiler hep ortalama sıcaklık artışının sonuçları olarak gözüküyordu.

Bu aşamada, sıcaklık artışının bir kaç onyıl arka arkaya görülen geçici bir olgu mu olduğu, yoksa yüzlerce yıldır devam eden sürekli ve düzenli bir artış eğiliminin mi söz konusu olduğu tartışmaları 1980’li ve 1990’lı yıllarda, çok daha hassas ölçümler, paleoklimatolojinin gelişmesi, bilgisayar modelleme teknikleri sayesinde açıklığa kavuştu. Bilimsel çalışmaların ortaya çıkardığı sonuçlar şöyle özetlenebilir:

 

                              Dünya yüzeyinin ortalama sıcaklığı 20 yüzyıl boyunca 0,6 ^oC kadar artmıştır.

 

                  i         Son kırk yıldır atmosferin 8 km’lik alt bölümünde sıcaklıklar 0,15 ^oC kadar artmıştır.

                iii            Kar örtüsünün % 10 kadar azaldığı, nehir ve göllerdeki   buzlanma süresinin de 2 hafta kısaldığı tesbit edilmiştir.

 

 

                 i           Dünyadaki ortalama deniz seviyesi 0,1 ila 0,2 m yükselmiş ve okyanusların tuttuğu ısı miktarı artmıştır.

                              İklimin diğer önemli ögelerinde de değişiklikler meydana gelmiştir.

 

·    20. yüzyılda Kuzey yarıkürenin orta ve yüksek enlemlerinde yağış miktarı her onyılda bir % 0,5 ila 1 arasında artmış, buna karşılık, Kuzey yarıkürenin dönencealtı bölgelerinde  yağış miktarı her onyılda bir % 0,3 oranında azalmış gibi gözükmektedir.

·    20. yüzyılın son yarısında, Kuzey yarıkürenin orta ve yüksek enlemlerinde şiddetli yağış olayı sıklığında % 2 ila 4’lük artış görülmüştür.

·    1950’den beri aşırı düşük sıcaklık sıklığında azalma görülürken, aşırı sıcaklık sıklığında daha küçük bir artış söz konusu olmuştur.

·    Son yıllarda, Asya ve Afrika’nın bazı bölgeleri olduğu gibi, kuraklığın sıklık ve şiddetinde artış gözlemlenmiştir.

 

İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN ETKİLERİ

İklim değişikliğinin en belirgin hususlarından biri olan toplu ısınma bile tek başına ele alındığında, ortaya çıkan toplumsal boyutlar ürkütücü bir görünüm sergilemektedir. Söz gelimi, binlerce yıldır dünya iklimine egemen olan ve on milyonlarca insanın yaşamını etkileyen rüzgâr ve yağış düzeni önemli ölçüde değişecektir. Yükselen deniz seviyesi, adaları ve deniz seviyesine yakın kıyı bölgelerini tehdit edecektir. Zaten artan nüfus ve ekonomik dengesizliklerle yeterince meseleyle uğraşan insanlığın başına, kuraklığın yol açtığı açlık, şiddetli yağışların getirdiği diğer felâketler eklenebilecektir.

 

ENERJİ İHTİYACI VE SERA GAZLARI SALIMI

Dünya iklimindeki değişikliğe yola açan küresel ısınmanın en önemli sebebi atmosferdeki sera gazları konsantrasyonunun artmasıdır. Sera gazları, dünyadan geri yansıyan ısıyı tutan gazlar olarak tanımlanmaktadır. Bunların en önemlisi CO₂ gazı olup, diğerleri metan (CH₄), azot oksit (N₂O), kükürt hegzafluorür (SF₆), tetrafluorometan (CF₄), hidrofluorokarbonlar (HFC), klorofluorokarbonlar (CFC) ve hidroklorofluorokarbonlar (HFCF)'dır. Küresel ısınma potansiyeli (KIP) bakımından  CO₂ =1 alındığında,  CH₄ =21, N₂O=310,  SF₆ =23 900,  CF₄=6500,  HFC=1 300, CFC=9 300,  HFCF=1 700 değerlerine sahiptir. Bu gazlar içinde atmosferde en yaygın miktarda bulunanı CO₂ gazıdır ve insan faaliyetleri, özellikle enerji üretimi sonucu, bu gazın derişimi giderek artmaktadır. Günümüzde 370 ppm olan CO₂'in derişiminin, uygulanacak olan enerji üretim ve tüketim senaryolarına göre 2100 yılında 490 ila 1 260 ppm'e ulaşması beklenmektedir.

 

 

21. yüzyılın ilk yarısında  hızla artan birincil enerji  üretim talebinde  kalkınmakta olan ülkeler büyük bir paya sahip olacaktır (Şekil 3). Uluslararası İklim Değişikliği Panel'inin hazırlamış olduğu Salım Senaryoları Raporu'nda  (SRES, 2000), sera gazı salımlarına bağlı olarak, nüfus artışı ve ekonomik kalkınma, çevresel öncelikler, teknolojik ilerlemeler ve enerji kullanımında uluslararası işbirliği gibi değişkenler dikkate alınarak 40 değişik senaryo hazırlanmıştır. Bu senaryolardan 35 tanesi  CO₂ salımını azaltmada nükleer güç kullanımını içermektedir.

 

SERA GAZLARI SALIMI VE ENERJİ TEKNOLOJİLERİ

Türkiye’nin de içinde bulunduğu kalkınmakta olan ülkeler grubunda artan enerji talebini karşılamak için, özellikle elektrik enerjisi üretecek tesislerin hızla devreye girmesi gerekmektedir. Enerji üretim teknolojileri seçiminde çeşitli faktörler rol oynamaktadır. Bunlar, enerji birim maliyeti, toplam yatırım maliyeti, yakıt temin edilebilirliği, üretilen birim enerji başına üretilen karbon (veya sera gazı) miktarı, teknolojinin sürdürülebilirlik özelliği, yoğun enerji üretebilme özelliği gibi unsurlardır.

 

Enerji birim maliyetleri üzerindeki en önemli etmenlerden birisi yakıt maliyetidir. Özellikle dünya birincil enerji kaynaklarının % 75'inin fosil yakıtlardan temin edildiği göz önüne alınırsa fosil yakıtların fiyatlarında meydana gelecek artışlar enerji birim maliyetlerine yüksek oranda yansıyacaktır. Oysa nükleer güce dayalı enerji üretiminde nükleer yakıtın enerji birim maliyeti üzerindeki katkı payı oldukça düşüktür. Yenilenebilir enerji kaynaklarında ise (rüzgar, güneş, su, jeotermal...) yakıt maliyeti sıfırdır.

Tablo 1 Elektrik üretim yatırım maliyetleri

Güç sektörüne göre  yatırım maliyetleri (ABD $/kW)   2000 2050 Kömür 1000-1650 1000-1650 Petrol 600-800 440-730 Doğal Gaz 710-1150 640-910 Nükleer 1600-2800700-2000700-2000 1200-1640700-860324-860 Biyokütle 1570-1760 1240-1300 Güneş (PV) 2900-5100 1150-1780 Rüzgar 1400 750

Toplam yatırım maiyetleri  bakımından fosil yakıtlı güç santrallarının daha uzun yıllar üstünlüklerini koruyacakları söylenebilir (Tablo 1). Bununla birlikte süratle gelişen teknolojiler özellikle rüzgar santrallarını daha elverişli bir konuma getirmektedir. Bunun yanı sıra nükleer güç santrallarında özellikle küçük ve orta boy yenilikçi reaktör tiplerinin geliştirilmesi hem toplam yatırım maliyetlerini aşağıya çekecek, hem de üretilen enerji birim maliyetlerini azaltacak nitelikte olacaktır. Yenilikçi nükleer reaktörlerin sadece elektrik enerjisi üretiminde değil, proses ısısı sağlayacak şekilde tasarımlanmış olanları da fosil yakıtlı ısı üreten enerji sistemlerinin yerini alarak sera gazı salımına azaltıcı etki yapması düşünülmektedir.  

Yenilenebilir enerji kaynaklarından (hidrolik enerji hariç) üretilen enerji, yoğun enerji özelliğine sahip değildir. Buna karşılık yoğun enerji üretebilen fosil ve nükleer enerji kaynaklarının (yakıtlarının) doğada bulunuşlarına bağlı olarak, değişen sürelerde ömürleri vardır
¹ rezervlerin ve kaynakların toplamı

²  deniz suyundaki ve diğer bölünebilir maddelerdeki uranyum

³   1 ton uranyum= 589 TJ olarak hesaplanarak bulunan değer

⁴   açık çevrime göre 60 kat artış olduğunda 1 ton U= 35 340 TJ olarak hesaplanan değer

 

Yıllık tüketimin 1998 yılı değerleri sabit olarak ele alınması durumunda, temel kaynak esas alındığında fosil yakıtların  880 yıl kadar, uranyumun ise (termal reaktörler-açık çevrim) 135 yıl kadar yetecek miktarlarda olduğu hesaplanabilir. Ancak, hızlı üretken reaktörler ve kapalı çevrim söz konusu olursa uranyumun 400-500 yıl daha yeterli olacağı söylenebilir. Unutulmaması gereken bir diğer husus da rezervlerdeki azalmaya paralel olarak yakıt maliyetlerinin artmasıyla birlikte ek kaynakların da devreye girmesinin mümkün olabileceğidir.

 

21. yüzyılda enerji üretim teknolojilerinin seçiminde iklim değişikliğine yol açacak küresel ısınmayı arttırıcı özelliği olan sera gazları salımının en önemli belirleyici unsur olacağı öngörülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ile nükleer yakıttan enerji üretiminde sera gazı salımı olmamakla birlikte, söz konusu tesislerin yapım zinciri aşamalarında değişen miktarlarda sera gazı salımı kaçınılmaz olmaktadır. 
Tablo 3 Enerji kaynaklarının dolaysız ve dolaylı karbon salım miktarları (gram/kWh)

Enerji kaynağı türü	1990’ların teknolojisine göre		2005-2020 teknolojisine göre
	Tesisten salım	Diğer üretim zincirinden	Tesisten salım	Diğer üretim zincirinden
Linyit	247 - 359	7 – 14	217	11
Kömür	216 - 278	48-79	181	25
Petrol	195-215	24-31	121	28
Doğal Gaz	99 - 157	21-31	90	16
Güneş fotovoltaik	0	27,3 – 76,4	0	8,2
Hidroelektrik	0	4,4 – 6,3	0	1,1
Biyokütle	0	16,6	0	8,4
Rüzgâr	0	7,6 – 13,1	0	2,5
Nükleer	0	5,7	0	2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Kaynak: Nuclear Energy and the Kyoto Protocol, OECD-NEA, 2002

T

ablo 3'te de görüldüğü gibi nükleer enerji üretiminin bütün üretim zincirinde salınan sera gazı miktarı, 2020'lerin teknolojisinde bile hidrolik üretim dışında, rüzgar ile başabaş olmakta, diğer yenilenebilir enerji üretimlerinden ise daha düşük kalmaktadır.

 

SONUÇ

Günümüzde, nükleer  ve hidroelektrik güç birlikte, halen fosil yakıtlardan üretilen sera gazlarının % 8 daha az üretilmesine yol açmaktadır; bir başka deyişle bu iki kaynak her yıl 12 milyar ton karbonun atmosfere salınmasını engellemektedir. 1000 MWe'lik bir tesis için, doğal gazla çalışma yerine nükleer güç olursa atmosfere yılda 0,6-1 milyon ton karbon salımı engellenmiş olacaktır. Böylece, gerek yeni kurulacak tesislerde, gerekse halen çalışan fosil yakıtlı tesislerin yerine belirli bir planlamayla nükleer güç tesisleri kurulması durumunda, Kyoto Protokolu'nun gereklerini yerine getirmede taahhütte bulunan ülkeler önemli ölçüde sera gazı salımlarını azaltma yoluna girmiş olacaklardır.

Gene de unutulmaması gereken husus elektrik piyasasının rekabete çok açık bir sanayi olduğudur. Nükleer güç sanayisi açısından da en önemli öncelikler, maliyetlerin azaltılmasının yanı sıra nükleer güvenliğin arttırılması, radyoaktif atık teknolojilerinin yeterli kamuoyu desteğini kazanması ve nükleer silahların yayılmasını önleyecek teknolojik önlemlerin hem siyasi, hem de kamuoyu kabulünu sağlamasıdır.