Yenilenebilir enerji kaynakları üzerine bir gerçeklik kontrolü

Yenilenebilir kaynakların, Birleşik Krallık gibi bir ülkeye enerji sağlamak için ne kadar arazi alanına gereksinimi vardır? Bütün bir ülke büyüklüğünde. Bu pragmatik konuşmada, David MacKay, basit bir matematikle, sürdürülebilir enerji seçeneklerimizin endişe verici kısıtlamalarını gösteriyor ve niçin yine de onları sürdürmeye devam etmemiz gerektiğini açıklıyor. (TEDxWarwick'de çekildi.)

Sanayi devrimi başladığında,

Britanya topraklarının altındaki
kömür şeklindeki karbon miktarı,

Suudi Arabistan'ın altındaki petrol
şeklindeki karbon miktarı kadardı

ve bu karbon Sanayi Devrimi'ne
güç sağladı.

Büyük Britanya'ya, "Büyük"
kelimesini ekledi

ve Britanya'nın geçici dünya
egemenliğine zemin hazırladı.

Kömür üretimi İngiltere'de
1918'de doruğa ulaştı

ve ondan bu yana sürekli düştü.

Zamanla İngiltere, Kuzey Denizi'nden
petrol ve doğal gaz

kullanmaya başladı ve 2000 yılında,

Kuzey Denizi petrol ve gaz üretimi de

tavan yaptı ve şimdi onlar da düşüşte.

Kolay erişilebilir, yerli,
güvenli fosil yakıtların

sonluluğu hakkındaki bu gözlemler,

şu sözler için bir motivasyon:
"Evet, sırada ne var?

Fosil yakıtlarından sonra
hayat nasıl olacak?

Fosil yakıtlarından nasıl
kurtulacağımız hakkında

iyice düşünmemiz gerekmez mi?"

Başka bir motivasyon kaynağı
elbette ki iklim değişikliği.

İnsanlar fosil yakıtlar sonrası hayat
ve iklim değişikliği tedbirlerinden

konuşurken, bence pek çok hata,

yeşil göz boyama ve yanıltıcı reklam var.

Bir fizikçi olarak, palavralar arasında
insanlara kılavuzluk etmenin,

gerçekten fark yaratan eylemlere

ve akla yatan fikirlere odaklanmalarına
yardımcı olmanın

görevim olduğunu hissediyorum.

Bunu, fizikçilerin zarf arkası
hesaplama deyişine uygun şekilde

göstermeme izin verin.

Bu tür hesapları severiz.

Bir soru sorar, bazı sayılar yazarsınız

ve kendinize bir cevap bulursunuz.

Çok doğru olmayabilir, ama
size şunu dedirtebilir,

"Hmm."

Bir soru var: Şöyle dediğimizi hayal edin,

"Fosil yakıtlardan kurtulabiliriz.

Biyoyakıt kullanırız. Sorun çözüldü.

Nakliyeye, petrole artık ihtiyacımız yok."

Peki, bir yol için gereken biyoyakıtı,

yol kenarındaki çimlikte
yetiştirirsek nasıl olur?

Bunu başarmak için çimin ne kadar
geniş olması gerekir?

O hâlde sayıları hesaba katalım.

Araçlarımızın saatte 60 mille
gittiğini varsayalım.

Galon başına 30 mil gittiler diyelim.

Yeni otomobiller için Avrupa
ortalamasıdır.

Diyelim ki biyoyakıt
tarlalarının verimliliği,

yılda hektar başına 1200
litre biyoyakıttır.

Bu, Avrupa biyoyakıtları için doğrudur.

Şimdi arabaların 80 metre
aralıklarla dizildiğini

ve bu yolda durmaksızın
gittiklerini düşünün.

Yolun uzunluğu önemli değil,

çünkü yol uzadıkça, biyoyakıt
ekim alanı da artar.

Bu rakamlar ile ne yapacağız?

İlk sayıyı diğer üç sayıya bölüp

sekiz kilometre elde ederiz.

Cevap budur.

Yani, yapılan varsayımlara göre,

ekim alanı bu kadar geniş olmalıdır.

Belki bu cevap size "Hmm.

Belki bu, o kadar da kolay
olmayacak" dedirtir.

Size arazi alanlarıyla ilgili bir
sorun olduğunu düşündürebilir

ve bu konuşmada

arazi alanları hakkında konuşmak
ve sormak istiyorum:

"Arazi alanları ile ilgili sorun var mı?"

Cevap, "Evet ama hangi ülkede
olduğunuza göre değişir" olacak.

O zaman Birleşik Krallık
(U.K.) ile başlayalım,

ne de olsa bugün oradayız.

Birleşik Krallık'ın toplam
enerji tüketimini,

sadece taşıma değil, her şeyi,

ampullerle ölçmek istiyorum.

Herkesin sürekli açık kalan 125
ampulü olduğu varsayarsak,

Birleşik Krallık'ın enerji tüketimi,

kişi başına, günlük, 125 kilovat saattir.

Ulaşım için 40 ampul,

ısıtma için 40 ampul

ve elektrik üretimi için 40 ampul gerekir

ve diğer şeyler,

bu üç büyük başlıkla karşılaştırıldığında
nispeten küçük kalır.

Aslında bu, ülkemize dışarıdan aldığımız
yakıtlardaki enerjiyi hesaba kattığımızda

daha büyük bir enerji ayak izidir

ve bugün bu enerjinin yüzde 90’ı,

hâlâ fosil yakıtlardan gelmekte,
sadece yüzde 10’u

nükleer ve yenilenebilir
enerji kaynakları gibi

yeşil (muhtemel yeşil)
kaynaklardan gelmektedir.

Yani,

bu İngiltere'deki durumdur
ve İngiltere'nin nüfus yoğunluğu

kilometre kare başına 250 kişidir.

Şimdi size başka ülkeleri

bu iki ölçüte göre göstereceğim.

Dikey eksende, ampul miktarını,

yani kişi başı enerji
tüketimini göstereceğim.

Kişi başına 125 ampulümüz var

ve oradaki küçük mavi nokta,

Birleşik Krallık'ın arazi
alanını gösteriyor.

Nüfus yoğunluğu yatay eksende

ve kilometre kare başına 250 kişi.

Maviyle Avrupa ülkelerini ekleyelim,

aralarında oldukça fark
olduğunu görebilirsiniz.

Her iki eksenin de logaritmik
olduğunu vurgulamalıyım.

Bir gri çizgiden sonraki

gri çizgiye 10'un üsleri
şeklinde çıkıyorsunuz.

Ardından, Asya'yı kırmızı ekleyelim,

Ortadoğu ve Kuzey Afrika'yı yeşil,

Sahra-altı Afrika'yı mavi,

Güney Amerika'yı siyah,

Orta Amerika'yı mor

ve koyu sarı olarak da Kuzey Amerika,

Avustralya ve Yeni Zelanda'yı ekleyelim.

Nüfus yoğunlukları ve kişi
başına tüketimlerde

büyük çeşitlilik görebilirsiniz.

Ülkeler birbirinden farklıdır.

Sol üstte, devasa arazi alanları,
çok yüksek kişi başı tüketimleriyle

Kanada ve Avustralya var,

kişi başı 200 ya da 300 ampul

ve çok düşük nüfus yoğunluğu.

Sağ üstteki Bahreyn'de de
kişi başı enerji tüketimi

tahminen Kanada gibi,

kişi başı 300 ampulden fazla,

ama nüfus yoğunlukları 300 kat daha fazla,

kilometrekare başına 1.000 kişi.

Sağ alttaki Bangladeş de Bahreyn ile
aynı nüfus yoğunluğuna sahip

ama kişi başı tüketimi 100 kat daha az.

Sol altta, hiç kimse yok.

Ama eskiden orada bir sürü insan vardı.

Bu, diyagramdan başka bir mesaj.

Sudan, Libya, Çin, Hindistan, Bangladeş'e

küçük mavi kuyruklar ekledim.

Bu, 15 yıllık ilerleme.

15 yıl önce neredelerdi, şimdi neredeler?

Mesaj ise, çoğu ülke sağa doğru gidiyor

ve yukarı çıkıyor,

yukarı ve sağa -- daha fazla
nüfus yoğunluğu

ve daha yüksek kişi başına tüketim.

Sağ üst köşenin dışında olabiliriz,

biraz alışılmadık, İngiltere'yle beraber

Almanya, Japonya, Güney Kore, Hollanda

ve biraz garip bir ülkeler grubu var.

Ama birçok ülke yükseliyor

ve bize katılmak için sağa geliyor.

Yani diğer ülkelerin gelecekteki
enerji tüketiminin

nasıl olabileceğinin de bir örneğiyiz.

Ayrıca aşağı ve sağa giden
pembe satırları da

bu diyagrama ekledim.

Bunlar, metrekare başına vat ile ölçtüğüm

birim alan başına eşit güç
tüketimi çizgileri.

Örneğin, metrekare başına 0,1 vat
enerji tüketilen orta hat,

Suudi Arabistan, Norveç, morlu Meksika
ve 15 yıl önceki Bangladeş'in

birim alan başına enerji tüketimi.

Dünya nüfusunun yarısı,

zaten bu çizgi üzerinde yer alan
ülkelerde yaşıyor.

Birleşik Krallık, metrekare başına

1,25 vat tüketiyor.

Almanya ve Japonya, bundan
azıcık daha fazla tüketiyor.

Hadi şimdi bunun konuyla neden
alakalı olduğunu söyleyelim.

Neden mi alakalı?

Yenilenebilir enerji kaynakları ve
diğer enerji üretim şekillerini de

aynı birimlerle ölçebiliriz.

Yenilenebilir enerji, yüzde 90 olan
fosil yakıt alışkanlığımızdan

nasıl kurtulabileceğimizi gösteren
öncü fikirlerden biridir.

Bazı yenilenebilir kaynaklar geliyor.

Avrupa iklimlerinde, enerji
üretilen bitkiler

metrekare başına yarım vat
enerji veriyor.

Bu ne demek? Bu sonucu, biraz önce

biyoyakıt ekimi hakkında
söylediklerimden yola çıkarak

tahmin etmiş olabilirsiniz.

Metrekare başına 1,25 vat tüketiyoruz.

Bunun anlamı, bütün Birleşik Krallık'ı

enerji bitkileriyle kaplasanız bile,

bugünkü enerji tüketimiyle
eşleştiremezdiniz.

Rüzgâr enerjisi biraz daha fazla üretir,

metrekare başına 2,5 vat,
ama bu, metrekareye 1,25 vatdan

sadece iki kat fazla.

Yani, tüm formlardaki
ortalama enerji tüketimini

rüzgâr çiftliklerinden
karşılamak isteseniz,

Birleşik Krallık'ın yarısı büyüklüğünde
bir rüzgâr çiftliği gerekir.

Bu arada, bütün bu iddaları
desteklemek için verim var.

Şimdi güneş enerjisi bakalım.

Güneş panelleri, bir çatıya koyduğunuzda,

İngiltere'de metrekare başına
yaklaşık 20 vat verir.

Güneş panellerinden gerçekten
çok verim isterseniz,

geleneksel Bavyera tarım yöntemini
benimsemeniz gerekir.

Yani çatıları ve kırsal alanı da

güneş panelleriyle kaplamanız gerekir.

Güneş parkları, paneller arasındaki
boşluklar nedeniyle

daha az enerji verirler.

Metrekare arazi alanı başına
yaklaşık 5 vat verirler.

Vermont'taki bir güneş parkı,
gerçek verilere göre

metrekareye 4,2 vat enerji veriyor.

Hatırlayın, metrekare başına
1,25 vat'tayız,

rüzgâr çiftlikleri 2,5; güneş parkları
yaklaşık 5 vat veriyor.

Yani seçtiğiniz yenilenebilir enerji
kaynağı ne olursa olsun,

hangi yenilenebilir enerji bileşimlerini
kullanırsanız kullanın,

İngiltere'ye onlarla güç
sağlamak istiyorsanız

ülkenin yaklaşık yüzde 20-25'ini

yenilenebilir enerji kaynaklarıyla
kaplamak zorundasınız.

Kötü bir fikir demiyorum.

Sadece rakamları anlamamız gerekir.

Kesinlikle yenilenebilir karşıtı değilim.
Yenilenebilir enerjiyi seviyorum.

Ama aynı zamanda aritmetik yanlısıyım.
(Kahkahalar)

Güneş enerjisini çöllerde toplamak,

birim alan başına
daha fazla enerji sağlar.

Çünkü orada bulut problemi yok

ve bu yüzden bu tesis metrekare
başına 14 vat verir,

bu, metrekare başına 10 vat

ve bu İspanya'daki de metrekareye 5 vat.

Toplanan güneş enerjisi
konusunda cömert olursak

metrekare başına 20 vat verebileceğini
düşünmek gayet inandırıcı olur.

Bu güzel.

Tabii ki, İngiltere'de hiç çöl yok.

Henüz. (Kahkahalar)

İşte şimdiye kadarki özet.

Tüm yenilenebilirler, onları ne kadar
sevsem de çok ayrıntılılar.

Hepsinin birim alan başına
az bir gücü var

ve bu gerçekle yaşamak zorundayız.

Demek oluyor ki, yenilenebilir
enerji istiyorsanız,

günümüzün tüketim ölçeğinde

İngiltere gibi bir ülkede önemli
bir fark yaratmak için,

ülke boyutunda,

tüm ülke değil ama ülkenin önemli
bir kısmı boyutunda

yenilenebilir enerji tesisleri
hayal etmeniz gerekir.

Enerji üretmek için fosil yakıt içermeyen

başka seçenekler de var.

Nükleer enerji var. Bu Ordnance
Survey haritasında,

Sizewell B'yi (nükleer santral)

mavi bir kilometrekare içinde
görebilirsiniz.

Bir kilometrekareye bir gigavat,

metrekareye 1000 vat enerji demektir.

Yani, ürettiği enerji bakımından
nükleer enerji

yenilenebilir enerji kaynakları
kadar kullanışsız değildir.

Tabii ki diğer özellikler de önemli

ve nükleer enerjinin her türlü
popülerlik sorunu var.

Ama aynısı yenilenebilir enerji
için de geçerlidir.

İşte Edinburgh'un hemen dışındaki
küçük Penicuik kasabasında,

tüm hızıyla devam eden bir
danışma töreninin fotoğrafı,

Penicuik çocuklarını,

yel değirmeni şeklinin yanmasını
kutlarken görebilirsiniz.

İnsanlar her şeye karşıttır ama

tüm seçenekleri tutmak zorundayız.

İngiltere gibi bir ülke arz
yönünden ne yapabilir?

Bence seçenekler şu üçü:

Bizim yenilenebilir kaynaklarımız

ve bunun için ülke büyüklüğünde
bir alan gerektiğini anlamak.

Diğer insanların yenilenebilir kaynakları.
Böylece, diyagramın sol üst tarafındaki

insanlarla kibarca konuşup
şöyle diyebiliriz:

"Arka bahçemizde yenilenebilir
enerji istemiyoruz,

ama lütfen sizin yerinize
koyabilir miyiz?"

Bu ciddi bir seçenek.

Dünyanın bu sorunu
ele alması için bir yol.

Bu yüzden Avustralya, Rusya, Libya,
Kazakistan gibi ülkeler

yenilenebilir üretim için en iyi
arkadaşlarımız olabilir.

Üçüncü bir seçenek de nükleer güç.

Bunlar arza yönelik seçeneklerdi.

Arz kollarına ek olarak

-ve unutmayın büyük miktarlara
ihtiyacımız var,

çünkü şu anda,

enerjimizin yüzde 90'ını
fosil yakıtlardan alıyoruz.

Bu kollara ek olarak, sorunu çözmenin
diğer yollarını konuşabiliriz.

Şöyle ki, talebi azaltabiliriz

ve bu da nüfusu azaltmak demek

— bunu nasıl yapacağımızı bilmiyorum —

veya kişi başına düşen
tüketimi azaltabiliriz.

Tüketimi azaltmaya yardımcı olabilecek

üç büyük koldan konuşalım.

İlki, taşıma. Fizik ilkeleri,
ulaşımdaki enerji tüketimini

nasıl azaltacağımızı söylüyor

ve insanlar sık sık: "Evet, teknoloji
her şeyi cevaplayabilir.

Yüz kat daha verimli araçlar
yapabiliriz." diyor.

Bu neredeyse doğru. Göstereyim.

Bu tipik deponun enerji tüketimi

80 kilovat-saat, 100 kişi-kilometre için.

Bu, ortalama Avrupa otomobili.

80 kilovat-saat. Listelediğim bu
fizik kurallarını uygulayıp

100 kat daha iyi bir şey yapabilir miyiz?

Evet. İşte. Bisiklet. Enerji
tüketimi 80 kat daha iyi

ve Weetabix'in ürettiği biyoyakıt
tarafından destekleniyor.

(Kahkahalar)

İkisinin arasında seçenekler de var.
Çünkü belki arabadaki hanım,

"Hayır, hayır, bu bir yaşam
tarzı değişikliği.

Yaşam tarzımı değiştirme lütfen." der.

Onu bir trene binmeye ikna edebiliriz,

bu, hâlâ arabadan daha verimli olur.

Ama bu da yaşam tarzı
değişikliği olabilir

veya eko-araba, sol üstte.

Bir genci rahatça alabilir,

bir trafik konisinden kısadır

ve saatte 15 mille sürdüğünüz sürece

neredeyse bir bisiklet kadar verimlidir.

Arada, taşıma için daha gerçekçi
seçenekler olarak

elektrikli araçlar var.

Yani elektrikli bisiklet ve arabalar,

belki petrolle çalışan standart araçlardan

dört kat daha verimliler.

Sırada ısıtma kolu var.

Isıtma, İngiltere'de enerji tüketimimizin
üçte birini oluşturuyor.

Bunun oldukça fazlası evler ile

diğer binaların ortam ve
su ısıtmasına gidiyor.

İşte tipik berbat bir İngiliz evi.

Burası, önünde Ferrari'siyle benim evim.

Burası için ne yapabiliriz?

Fizik ilkeleri yukarda yazılı

-- ısıtma için tükettiğiniz enerjinin,

kontrolünüzdeki şeyler tarafından
nasıl belirlendiğini açıklıyor.

Kontrol edebileceğiniz şeyler,

içeri ve dışarı arasındaki sıcaklık farkı

ve termostat denilen olağanüstü
bir teknoloji var.

Kavrayın, sola döndürün

ve evdeki enerji tüketiminiz azalsın.

Denedim. İşe yarıyor. Bazı insanlar
buna yaşam tarzı değişikliği diyor.

Binanızın ısı kaybını azaltmak için
dolgu malzemesi de koydurabilirsiniz.

-- duvarlara, çatıya dolgu koyun,

yeni bir ön kapı alın vesaire.

Acı gerçek şu ki, bu size
para kazandıracak.

Bu kötü değil iyi bir şey, acı gerçek,

eğer bu iyi fikirleri uygularsanız,

bunlar binanızın ısı kaybını
sadece yüzde 25 azaltacak.

İsveç yapı standartlarına
bunun gibi bir evle

biraz daha yaklaşmak isterseniz,

Londra'daki bu apartman
binasındaki gibi

binaya dış yalıtım yapmanız gerekir.

Ayrıca ısı pompalarıyla ısıyı daha
verimli taşıyabilirsiniz.

Bunlar ısıyı bahçenizden
evinize taşımak için,

elektrik gibi ısıya dönüşümü yüksek bir
enerjiyi az miktarda kullanırlar.

Bahsetmek istediğim talebe
yönelik üçüncü seçenek,

enerji tüketimini azaltmanın üçüncü yolu,

sayacınızı okuyun.

İnsanlar akıllı sayaçları çok konuşuyor,

ama bunu kendiniz de yapabilirsiniz.

Gözlerinizi kullanın, akıllı olun,
sayacınızı okuyun.

Siz de benim gibiyseniz bu,
hayatınızı değiştirecek.

İşte yaptığım bir grafik.

Sürdürülebilir enerji hakkında
bir kitap yazıyordum.

Bir arkadaşım sordu, "Peki, evde
ne kadar enerji kullanıyorsun?"

Utandım. Gerçekten bilmiyordum.

Sonra, her hafta sayacı okumaya başladım.

Eski sayaç değerleri,
grafiğin üst yarısında

ve 2007 değerleri alt kısımda
yeşille gösteriliyor.

O zaman her hafta sayacı okuyordum
ve hayatım değişti.

Çünkü deneyler yaparak farkı neyin
yarattığını görmeye başladım

ve gaz tüketimim düştü.

Termostat ve ısıtma sisteminin
zamanlamasıyla oynayarak

gaz faturalarımı yarıdan fazla azalttım.

Elektrik tüketimi için de benzer
bir hikâyem var.

DVD oynatıcılar, ses sistemleri,

hep açık olan bilgisayar
donanımlarını kapatıp

sadece ihtiyacım olduğunda açarak

elektrik faturalarımı da
üçte bir azalttım.

Yani akla yatan bir plana ihtiyacımız var.

Size altı önemli kolu anlattım.
Büyük bir eyleme ihtiyacımız var.

Çünkü enerjimizin yüzde 90'ını
fosil yakıtlardan sağlıyoruz.

Bu yüzden bu kollardan hepsinde olmasa da
çoğunda ilerleme sağlamaya çalışmalıyız.

Bu kolların çoğunun popülerlik sorunu var.

Bir kolun kullanımını sevmiyorsanız,

diğer kollardan daha fazla çaba
göstermeniz gerektiğini

göz önünde bulundurun.

Rakam ve gerçeklere dayalı bir
yetişkin konuşması yapmanın

güçlü bir taraftarıyım.

Dört büyük olası kaynaktan,

kişi başı 16 ampul enerji elde
etmek için gereken

arazi ihtiyacını gösteren bu
haritayla bitirmek istiyorum.

16 ampul elde etmek
istediyseniz, hatırlayın,

bugün toplam enerji tüketimimiz
125 ampul değerindedir.

Eğer rüzgârdan 16 istiyorsanız, bu harita
İngiltere için bir çözüm gösteriyor.

160 rüzgâr çiftliği var,

her biri 100 kilometre kare büyüklüğünde

ve bu da bugünkü rüzgâr
miktarı üzerine

yirmi kat artış demektir.

Nükleer enerjiden kişi başına
16 ampul elde etmek için

haritadaki mor noktaların her
birinden 2 gigavat gerekir.

Bu da bugünün nükleer enerji
seviyesi üzerine

dört kat artış demektir.

Biyokütleden kişi başı 16
ampul elde etmek için

üç buçuk Galler ülkesi alanında
bir arazi gerekir.

İster kendi ülkemizde, ister
başkasının ülkesinde olsun,

muhtemelen İrlanda ya da başka
bir yerde. (Kahkahalar)

Arza yönelik dördüncü bir seçenek,

güneş enerjisini diğer insanların
çöllerinde toplamak.

16 ampul değerinde enerji elde
etmek istiyorsanız,

o halde sağ alttaki bu sekiz tane
altıgenden söz ediyoruz.

Bu altıgenlerin toplam alanı,

başkasının Sahra'sında
iki Londra ederindedir.

Üstelik, Sahra'dan Surrey'e
enerji getirmek için

İspanya ve Fransa'yı boydan boya geçen
elektrik hatlarına ihtiyaç var.

Akla yatan bir plana ihtiyacımız var.

Bağırmayı bırakıp konuşmaya
başlamamız lazım.

Yetişkinler gibi konuşabilir,

akla yatan bir plan yapar ve
onu geliştirmeye başlarsak,

belki bu düşük karbonlu devrim
gerçekten eğlenceli olur.

Dinlediğiniz için çok teşekkür ederim.

(Alkışlar)