Teknik Bülten by Semih İşevi

Teknik Bülten Cam Araştırma Merkezi

MART 2010

Teknik Bülten

CAM ARAŞTIRMA MERKEZİ

İmtiyaz Sahibi ve Genel Yayın Yönetmeni Dr. Yıldırım TEOMAN Sorumlu Yazı İşleri Müdürü Semih İŞEVİ

HİZMETE ÖZEL

MART 2010

CİLT 39

SAYI (202)1

içindekiler

Editör Melek ORHON Misafir Editör Jülide BAYRAM Yayın Kurulu Anıl ÖZEN Banu ARSLAN Burcu ÖZ Derya TOYKAN Efe ÇAĞLAYAN Erdem YILDIRIM Eşref AYDIN Fatih Mehmet GÜÇLÜ Gülçin ALBAYRAK Hakan SESİGÜR Hilal KARABIYIK İlkay SÖKMEN Jülide BAYRAM Murat TELLİ Olgan SARIÇALIK Sinem ÖZEL Kapak Fotoğraf Bubbles by phantaz, 2007 Yazışma Adresi Türkiye Şişe ve Cam Fab. A.Ş. Cam Araştırma Merkezi İş Kuleleri, Kule 3 4. Levent / İSTANBUL Tel: (0212) 459 55 50 Faks: (0212) 459 57 73 http://www.sisecam.com.tr http://kutuphane.sisecam.com.tr Ofset Hazırlık ve Baskı Dünya Yayıncılık A.Ş. Tel: (0212) 629 08 08 Basım Yeri ve Tarihi İstanbul, Mart 2010 Yayın Türü: Yerel Süreli Yayın Yayın Periyodu: 3 Aylık Para ile satılmaz (1000) adet basılmıştır.

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı Ali Efe Çağlayan

Kontaminasyon Habbeleri

10. Uluslararası Fırın Tasarım ve İşletmesinde Matematiksel Modelleme Semineri

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

32 39 47

Alternatif Enerji Kaynakları

Genel Mühendislik Bilgileri: Membranlar

Ali Ötken

Zeynep Eltutar, Sinem Özel Uçar

Zeynep Eltutar, Sinem Özel Uçar, Lale Önsel

Emre Dumankaya

Türkiye Enerji Raporu ve Geleceğe Bakış Emre Dumankaya

2010 Konferans, Sempozyum, Kongre ve Fuarlar Takvimi A.Semih İşevi

Erdem Yıldırım

sunuş Bahara merhaba dediğimiz bu günlerde Araştırmacılarımızın gündeminde olan ve bizim dışımızdaki cam dünyasına pencere açan yazılar ile 2010 yılının ilk sayısında yine karşınızdayız. Günümüzde matematiksel modelleme her konuda karşımıza çıkıyor ve hayatımızı kolaylaştırıyor. Bu bültende modellemenin farklı alanlarda kullanılmasının getirilerini anlatan bildirilere yer verdik. Çevre bilinci ise, son 10 yılda tüm dünyada gelişmekte olan bir kavram. Şirketlerin çevre performanslarını kontrol edebilmeleri ve iyileştirebilmeleri için konuyu sistematik olarak ele almaları gereğinin ortaya çıkması ile çevre konusu daha da önem kazanmıştır. Türkiye Cumhuriyeti Devleti de “BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ne Yönelik Kyoto Protokolünü imzalayarak bu konuda taraf olma niyetini ortaya koymuştur. Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı başlıklı yazımız bu konudaki süreci tatminkâr bir şekilde ortaya koymakta. Türkiye’nin enerji raporu, geleceğe bakış ve alternatif enerji kaynakları ile enerji konusuna yılın ilk sayısında bir bakış atıyoruz. Cam ürünlerde istenmeyen hatalardan biri olan habbenin ana kaynaklarından kirlilik ile ilgili yazımızın bu tarz hataları önlemede yol gösterici olacağını umuyoruz. Bu bildirilerin yanı sıra, 2010 yılı konferans ve etkinlik takvimi ve bir gelenek haline gelen genel mühendislik bilgileri konularındaki derleme yazılarımız da size ulaşmayı bekliyor. Okuduğunuz, yazı yazarak, görüş, öneri ve eleştirilerinizi göndererek bizi yalnız bırakmayacağınız ve zenginleştireceğiniz bir 2010 dileriz. İyi okumalar.

Melek Orhon / Editör meorhon@sisecam.com.tr

A.Semih İşevi / Sorumlu Yazı İşleri Müdürü sisevi@sisecam.com.tr

Teknik Bülten 2010/1

yayın ilkeleri

Teknik Bülten’de topluluğumuzun faaliyet alanları içerisine giren konularda teknik ağırlıklı çeviri, derleme, özgün çalışma türünde yazılara yer verilir. Yayın kurulu, bu kapsamdaki yazılarda kısaltmaların yanısıra, dil ve anlatım yönlerinde de değişiklik yapabilir, yazıların yayınlanmamasına karar verir. Gönderilen çalışmalarda, yazının başlığı ve Türkçe özeti de verilmelidir. Yazar(lar) isimleri ve adresleri bulunmalıdır. Yazılarda kullanılan şekiller, fotoğraflar net ve temiz olmalı, mümkünse orjinalleri gönderilmelidir. Kullanılan kaynaklar, metin için uygun yerlerde parantez içinde numaralandırılarak verilmeli ve metin sonunda numara sayısıyla toplanmalıdır.

Kaynakların veriliş örnekleri; Bildiriler için; Günay, V., Sesigür, H., “Sıcak Cam ile Temas Eden Metaller ve Malzemelerde Yüzey İyileştirme” 14. Cam Problemleri Kitabı, s.177-180, Eylül 1999, İstanbul. Makaleler için; Nilsson, L., Augstsson, B., “Study examines behavieur of metals in contact with molten glass”, Glass, vol.76(1999), no10, p.323-325. Kitaplar için; McMillan, P.W., “Glasss-Ceramics”, 2nd Ed., Academic Press, London, 1979.

Gönderilen her tür yazının kabul edilip edilmemesinde veya düzeltme istenmesinde Yayın Kurulu yetkilidir. Dergiye gönderilen yazılar, yayınlansın ya da yayınlanmasın yazarına iade edilmez. Özgün ve derleme yazılardaki görüşler yazarın sorumluluğundadır. Teknik Bülten, daha çok özgün veya derleme türü yazıları teşvik etmektedir.

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı

Ali Efe Çağlayan

Giriş

Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü ecaglayan@sisecam.com

Türkiye Cumhuriyeti Devleti, iklim değişikliği ile mücadelede uzun yıllar sonra en önemli ve müspet adımı Şubat 2009’da atmış, 05 Şubat 2009 tarihinde “BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ne Yönelik Kyoto Protokolü’ne Katılımın Uygun Bulunduğuna Dair Kanun Tasarısı”nı Meclis Genel Kurulunda onaylayarak, yıllardır dışında kaldığı Kyoto Protokolü’ne taraf olma niyetini resmileştirmiştir. 5836 sayılı Kanun’un, 17 Şubat 2009 tarih ve 27144 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe girmesinin ardından Türkiye, Protokol’e “Katılım Belgesi”ni BM Genel Sekreterliği’ne ileterek 26 Ağustos 2009 tarihinde Kyoto Protokolü’ne resmen taraf olmuştur. Ancak; 2008-2012 dönemi başlamış olduğundan henüz herhangi bir sorumluluk üstlenmemiştir. Sonuç olarak Türkiye, 2004 yılında BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ne (UNFCCC) taraf olarak başlattığı iklim değişikliği ile mücadele yolculuğunu, dört yıllık bir kesintiden sonra küresel anlamda geride, ancak tam da yeni bir döneme girilirken bu gecikmesini telafi edebileceği stratejik bir dönemde sürdürmektedir.

Türkiye’nin UNFCCC’ye Direnişi Türkiye’nin iklim değişikliği ile mücadeleye katılımını sürekli olarak sekteye uğramasındaki en önemli etken, belki de bugünlerde en çok üzerinde durulmaya başlanan ve mücadeleyi bir adım ileri götürebilmek için acilen çözüm bulunması gereken sera gazı tasarrufu-ekonomik kalkınma çelişkisidir.

Teknik Bülten (Mart 2010): Cilt:39, No:1, sy:5-13 ©Şişecam

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye, bu çelişkinin yavaşlatıcı etkisini 1994 yılında imzalanarak yürürlüğe giren UNFCCC’den beri hissetmektedir. İklim değişikliğinin nedenlerini ve sonuçlarını, bugün bildiğimiz anlamda uluslararası bir sözleşmeye yansıtan ilk adım olan UNFCCC, atmosferdeki mevcut sera gazı emisyonlarının asıl sorumlusu olan endüstrileşmiş ülkeler ile gelişmekte olan ülkeler ayrımını yaparak, tarafların ekonomik gelişimleri ve tarihsel emisyonları ile üstlenecekleri sorumluluklar arasındaki bağlantıyı kurmayı amaçlamıştır.

Ancak Türkiye açısından –belki de yeterince aktif olamaması dolayısıyla- bu ayrım yeterince adil olarak yapılamamıştır. Sözleşme sürecinde OECD üyesi olması nedeniyle “gelişmiş ülkeler” içerisinde değerlendirilen Türkiye; Fransa, Almanya ve İngiltere gibi sanayileşmesini büyük oranda tamamlamış ülkeler ile aynı sera gazı tasarruf ödevlerini1 paylaşacağı Ek–1, hem de gelişmekte olan diğer ülkelere teknolojik ve finansal destek verecek olan Ek–2 ülkeleri içerisinde sayılmıştır. Buna karşılık Sözleşme kapsamında küresel ısınmaya katkıları % 25 olan Çin ve Hindistan gibi iki büyük CO2 kaynağına ise herhangi bir sorumluluk getirilmemiştir.

Türkiye’den 4,5 kat fazla olması da bir başka haksızlığı işaret etmektedir. Milli geliri dünya sıralamasında 78nci olan bir ülkenin (Türkiye), 37nci olan diğer bir ülkenin (Portekiz) hemen ardında “gelişmiş ülke” olarak değerlendirilmesi adil değildir.

Türkiye’nin her türlü iklim platformunda üzerine basarak belirttiği özel konumu, geçmiş yılların birikmiş değerlerine bakıldığında tarihsel sorumluluk açısından diğer Ek–1 ülkelerine oranla daha az sera gazı salımına neden oluşuna ve ekonomik gelişmişlik düzeyinin Ek–2 ülkelerine oranla daha düşük olmasına dayanmaktadır.

Bunun devamında Türkiye, her iki ekten de çıkartılmayı talep ettiyse de kabul edilmemiş, bunun üzerine Kasım 2000’deki Lahey Konferansında Türkiye’yi gelişmiş ülkelerden farklı kılan “Özel Koşulların” kabul edilerek Ek– 2’den çıkartılması ve eski sosyalist ülkelere sağlanan kolaylıklardan faydalandırılması koşulu ile Ek–1 ülkesi olarak Sözleşme’ye taraf olabileceğini beyan etmiştir.

Sözleşme’nin Ek’lerdeki taraflara yüklediği sorumluluklara, toplam sera gazı emisyonları ve GSMH verileri ışığında bakıldığında, Türkiye’nin kendisi için ayrılan yere tam anlamıyla uymadığı anlaşılabilir. Türkiye sözleşme kapsamında, hem sera gazı emisyonlarını indirmesi yükümlülüğüyle Ek1’e hem de gelişmekte olan ülkelere teknik ve maddi destek vermesi yükümlülüğüyle Ek-2’ye dâhil edilmiştir. Tarafların sıralandığı tablolar incelendiğinde Sözleşme’nin yürürlüğe girdiği 1994 yılındaki sera gazı emisyonlarına göre Türkiye, otuz sekiz Ek–1 ülkesi içerisinde 14üncü; yirmi dört Ek–2 ülkesi içerisinde ise 10uncu sırada yer almaktadır. GSMH verileri ise Türkiye’yi Ek–1 içerisinde 33ncü; Ek–2 içerisinde ise sonuncu sıraya taşımaktadır. Toplam sera gazı emisyonları bir Ek–1 ülkesi olarak değerlendirilen Türkiye’nin 2 katı olan Güney Kore’nin yanı sıra; 20 katı olan Çin ve 61 katı olan Hindistan’ın sorumluluk almayan bölgede yer alması haksız bir gruplandırmaya işarettir. Bunun yanında gelişmişlik kıstası olarak alınan GSMH değerleri karşılaştırıldığında ise Ek–2 içerisinde Türkiye’ye en yakın olan Portekiz’in kişi başına düşen milli gelirinin

Nitekim Türkiye, ekonomik kalkınmasını önemli ölçüde sekteye uğratma riskini de beraberinde getiren bu zor ve haksız sorumluluk paylaşımını öne sürerek, Sözleşme’de gelişmiş ülke kategorisinde sayılmasına karşı çıkmış ve bu koşullar altında yükümlülüklerini yerine getiremeyeceğini öne sürerek, Sözleşme’ye taraf olmamıştır.

Bu çalışmaların bir sonucu olarak 2001 tarihinde 7ncisi yapılan UNFCCC Taraflar Konferansı’nda, Türkiye Ek– 2’den çıkartılmış ancak AB uyum sürecinde gelebilecek baskıları da dikkate alarak özel koşullarının sonradan netleştirilmesi şartı ile EK-1’de kalmaya razı olmuş, sözleşmeyi bu haliyle imzalamış ve Şubat 2004’te 189ncu ülke olarak Sözleşme’ye taraf olmuştur.

Türkiye’nin Kyoto’ya Direnişi Türkiye’nin imza koymadığı yıllar süresince, herhangi bir yaptırıma sahip olmayan ve gönüllülük esasına dayanan Sözleşme, iklimle mücadeleye elle tutulur derecede bir katkı sağlayamamıştır. Bu nedenle ülkeleri daha fazla taahhüt ve yükümlülük altında bırakacak bir çözüm bulmak amacıyla Japonya’nın Kyoto şehrinde yapılan toplantılar sonucu Sözleşme’ye ek olan bir protokol üzerinde mutabık kalınmıştır. Böylece, “Kyoto Protokolü” olarak anılacak düzenleme de 1997 yılında kabul edilmiştir. Yürürlüğe girişi Ek–1 ülkelerinden en az 55 ülkenin katılımı ve bu ülkelerin CO2 salımlarının toplam CO2 salımının %55’ini oluşturması şartına bağlı olan Protokol, bu orana ancak 8 yılın sonunda,

1990–2000 döneminde insan kaynaklı sera gazı emisyonlarını, 1990 seviyesine çekmek amacıyla önlemler geliştirmek

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı

Taraflar; 1994 yılı itibariyle toplam sera gazı emisyonları-GHG 1994; Gg CO2 eq.2 ve Gayri Safi Milli Hâsıla (GSMH) sıralaması

Rusya Federasyonu’nunda Protokol’e katılımıyla ulaşılabilmiş ve 16 Şubat 2005 tarihinde yürürlüğe girmiştir. Hedefleri Sözleşme ile aynı olan ve BM şemsiyesi altında küresel mutabakat ile şekillenen Protokol’de daha bağlayıcı ve somut önlemlere yer verilmiş, sınırların daha belirgin 2

çizilmesine özen gösterilmiştir. Bu anlamda Protokol, Sözleşme’deki esas hedef olan iklim değişikliği ile mücadeleyi esas alarak, gönüllü hedefi bir adım ileri götürmüş ve onu belirli bir dönemi içine alacak şekilde sayısallaşmıştır. Buna göre, Sözleşme’nin Ek-1’inde sıralanan ülkeler; Protokol’ün Ek-B’sini oluşturacak şekilde bir kez daha aynen

Gigagram CO2 eşdeğeri (1 Gg = 1.000 ton)

Teknik Bülten 2010/1

Kyoto Protokolü Tasarruf Hedefleri: Kota Şemsiyesi

lık süreç içerisinde salacakları maksimum sera gazı emisyon miktarlarını Protokol’de belirtilmiş olan metodolojiyi4 kullanarak belirlemişlerdir. Protokol, hedeflerine uymayan herhangi bir Ek–1 ülkesini bir sonraki dönemde tasarruf hedeflerinin %30 daha arttırılması ile cezalandırılacaktır. Protokoldeki bu sınırlamalar, her ülke ve endüstriyi somut karbon emisyon kotaları ile sınırlandırmış olup üye ülkeler de söz konusu kotaları kendi emisyon kaynaklarına (enerji, üretim, vs.) paylaştırmışlardır.

sıralanmış ve 2008–2012 yılları arasında, (ayrı ayrı ya da toplamda) sera gazı emisyonlarını 1990 yılının en az %5,2 altına indireceklerine dair taahhütte bulunmuştur. Sözleşme’deki “ortak fakat paylaştırılmış sorumluluklar” mantığına sadık kalan Protokol’de bu hedef taraflara tarihsel emisyonları ve ekonomik büyümeleri göz önünde bulundurularak paylaştırılmıştır. Bu paylaşım sonucunda, Ek1’de yer alan her ülkenin baz yıl emisyonları (1990) üzerinden hesaplanan yüzdelere göre, 2008–2012 arasında sağlamaları gereken “tasarruf hedefleri” belirlenmiştir3. Her bir Protokol tarafı, Ek-B kapsamında belirlenen tasarruf hedeflerini sağlayacağını taahhüt etmiş olup, bu beş yıl-

Türkiye, bu süreç içerisinde henüz Sözleşme kapsamındaki konumunun belirlenmemiş olması ve ekonomik hassasiyeti nedeniyle Protokol’den de uzak durmuştur. Kyoto’nun yürürlüğe girişinden bu yana geçen her yıl, taraflara getirilen sayısal hedefler ve CO2 kotaları Türkiye’nin en büyük çekincesi olmuştur. Protokol’ün imzalanması halinde karşılaması gereken mali yükün 40 milyar ila 150 milyar dolarlar seviyesinde olacağı yönünde çok geniş tahminler yürütülmüş 5, ancak Türkiye için belirsiz olan koşullarda bu tahminlerin kesinliği de tartışmaya açık kalmıştır. Yapılan yaklaşımlar ne olursa olsun Türkiye, Protokol’ün işlerlik kazandığı 2008–2012 evresi dışında kalmıştır. Ancak aynı zamanda bu süreç Protokol’ün fazlasıyla tartışıldığı ve eleştirildiği bir dönem halini almıştır.

Madde 3.1. Ek-I Tarafları, bu maddedeki koşullara göre, salımların 2008–2012 yılı arasındaki dönemde 1990 yılındaki düzeyinin en az % 5,2 aşağısına indirileceği görüşüyle, Ek-B’de kayıtlı sayısallaştırılan salım sınırlandırmaları ve azaltım yükümlülüklerine göre hesaplanan, Ek-A’da sıralanan sera gazlarının insan kökenli toplam CO2 eşdeğeri salımlarının, bireysel ya da ortak olarak, ayrılmış miktarları aşmayacağını temin edeceklerdir.

Madde 3.7. Sayısallaştırılan salım sınırlandırması ve azaltımına ait ilk yükümlülük dönemi olan 2008–2012 yılları arasında, Ek-I Taraflarından her biri için ayrılmış miktar, Ek-A’da sıralanan insan kaynaklı toplam CO2 eşdeğeri sera gazlarının salımlarının, Ek-B’de verilen, 1990 yılı ya da temel yıl ya da yukarıdaki 5. Paragrafa göre belirlenen döneminin, yüzde değerinin beşle çarpılmasına eşit olacaktır.

DPT’nin İklim Değişikliği Meclis Araştırma Komisyonu’na sunduğu çalışma (Bununla birlikte önceki hükümetin Çevre ve Orman Bakanı Osman Pepe’nin “Türkiye bu anlaşmayı kaldıracak durumda değil, bu anlaşmayı imzalayamaz, en az 30–35 milyar Euro yatırım gerekecektir açıklaması da bu konuyla ilgili başka bir örnektir.)

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı

Aradan geçen dört yıl sonunda; iklimle mücadeleye önemin giderek artması, AB üyeliğine aday olunması ve kamuoyu baskısı gibi pek çok nedenin de üst üste konulması sonucu Türkiye, bu mücadelenin daha fazla dışında kalamamış ve en nihayet 2009 yılında Protokol’e üye olduğunu ilan etmiştir.

Korkulan Kyoto, yetersiz bir çaba mı? Kyoto Protokolü’ne (KP) taraf olan 190 ülkenin sadece 39’u tasarruf sorumluluğu üstlenmiştir. Bu oran hedeflenen amaçlar için oldukça az ve bunun yanında sorumluluk alan ülkeler içinse zorlayıcıdır. IPCC tarafından 2007’de yayımlanan 4ncü değerlendirme raporu, alınan önlemlerin yetersiz olduğunu ve herkesin sorumluluk alması gerektiğini göstermiştir. Özellikle dünyadaki sera gazı emisyonlarının yaklaşık %25’lik bir kısmına neden olan ABD’nin Protokol’e taraf olmaması, Çin ve Hindistan’ın ise Protokol’de bir tasarruf yükümlülüğü altına girmemiş olması, Protokol’ün baştan ölü doğduğu yönünde seslerin yükselmesine neden olmuştur. Protokol’e baştan beri en büyük önemi gösteren ve hep bir adım ileriden takip eden AB’nin kendi içerisindeki ideal uygulamaları dahi, gösterilen çabanın istenen hedefi bulmasına yetmemektedir. Çünkü Protokol, bilimsel gerçekler ışığında değerlendirildiğinde oldukça düşük bir hedef (%5,2) ortaya koymaktadır. Oysa; dünya atmosferinde beklenen 2 °C’lik artışın önlenebilmesi, atmosferdeki CO2 konsantrasyonun 450 ppm altına düşürülmesine bağlıdır. Bu ise global emisyonların 2050 yılına kadar 1990 seviyesinin yaklaşık olarak %80 altına çekilmesi ile mümkün olacaktır. İklim değişikliği ile küresel boyutta mücadelenin önündeki en büyük engel “kalkınma” sorunudur. Her ne kadar Kyoto Protokolü “tarihsel ve güncel küresel sera gazı salımının gelişmiş ülkeler tarafından gerçekleştirildiğini” kabul etse de küresel ölçekte getirilen ve ileriki dönemde daha da sıkılaşması kuvvetle muhtemel ve gerekli olan emisyon sınırlamaları, kalkınmalarını endüstrileşmiş ülkeler düzeyine taşıyamamış tarafların enerji temelli sanayi kollarına büyük bir darbe vuracaktır. Hâlihazırda fosil yakıtların en önemli alternatifi olan güneş ve rüzgâr enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının, henüz yüksek enerji ihtiyacına cevap vermekten uzak olması ve sınırlı uygulama alanı, taraf ülkelerin fosil yakıt kullanımına bağımlı olmalarını değiştirmemekte, bu da söz Teknik Bülten 2010/1

konusu ülkelerin sanayilerinin aşırı bir yük altına girmesine neden olmaktadır. Enerji kullanımı – kalkınma ile enerji tasarrufu – CO2 azaltımı arasındaki kısır döngü gelişmekte olan ülkeleri olduğu kadar, enerjiye bağımlı sanayi kollarını da endişelendirmektedir. Ancak söz konusu problemler, iklim değişikliği ile mücadelede “küresel” ölçekli önlem almak gerçeğini değiştirmemektedir. %80’lik zorunlu tasarruf öngörüsü, Kyoto ile başlayan CO2 sınırlamalarının giderek artacak şekilde tüm taraflara dağıtılmasını kaçınılmaz kılmaktadır. 2005 yılından bu yana uygulamada olan Kyoto Protokolü, idealist yaklaşımını korumak ve bu sorunların önüne geçebilmek amacıyla, “Esneklik Mekanizmaları” adı ile anılan finansal destek mekanizmalarını geliştirmiştir. Tarafların kendi sınırları içinde alacakları politika ve önlemler öncelikli olmak üzere, yükümlülüklerini daha düşük maliyetle ve ulusal sınırlarının dışında yerine getirmelerini sağlayacak olan Esneklik Mekanizmaları’nın amacı, diğer ülkelerle ortak hareketi teşvik ederek, iklim değişimini önlemek ve düşük karbonlu bir ekonomiye geçmek için gerekli yeşil yatırımları teşvik etmek ve böylelikle tarafların emisyon yükümlülüklerini başarmalarına yönelik bir ortak pazar düzeneği sağlamaktır. Ancak tüm bu Mekanizmalar’ın çevreci yatırımlara ev sahipliği yapan ülkelere yeterli getirisi olmadığı, dört yıla varan bürokratik işlemlerin yatırımcıları kaçırdığı, hedeflenen sürdürülebilir kalkınmaya katkısının sınırlı kaldığı ve bir “karbon kolonileşmesi” yarattığı şeklindeki eleştiriler de halledilmesi gereken konular arasında gözükmektedir. Protokol’ün aksayan yönleri, daha Protokol işlerken 2012 sonrası yeni ve daha kusursuz bir metnin oluşturulması gerekliliğini gözler önüne sermiş ve bu konudaki çalışmaları hızlandırmıştır. Taraflar 2009 Aralık ayında Kopenhag’da yapılacak olan 15nci Taraflar Toplantısı’nda (COP 15) 2012 sonrası dönemde Kyoto’nun yerini alabilecek ve eksiklerini giderebilecek bir metin oluşturma (Post-Kyoto) konusunda anlaşmaya varmışlardır. Uzun zamandır heyecanla beklenen Kopenhag’a doğru uzanan süreçte yapılan Bonn ve Bangkok görüşmeleri, beklentilerin düşünülen ölçüde karşılanamama olasılığını da gözler önüne sermiştir. Almanya’nın Bonn kentinde devam 9

eden iklim görüşmelerinin ağustos turunda ara hedefler ve finansman gibi önemli konular üzerinde çok az ilerleme kaydedilmiştir. COP 15 sonuçlandığında ise umutlar 2010 yılına bırakılmıştır. Bu konudaki en önemli ayrıntı tarafların ne yapacağı ve gelişmekte olan ülkelerin ne kadar taahhütte bulunacakları konusudur. Özellikle yoksul ülkelerin uluslararası bir anlaşmada yer almalarının nasıl sağlanacağının çözülmesi ve fon, teknoloji transferi ve uyum konularında yoksul ve zengin ülkelerin ortak bir zeminde buluşmaları önem taşımaktadır. Bu bağlamda; Post-Kyoto döneminin başarısı; - Ek–1 ülkelerinin en az % 25–40 oranında tasarruf hedefleri belirlemeleri, - Çin, Hindistan ve ABD gibi ülkelerin sorumluluk almaları, - Teknoloji ve finansman konularının önündeki engellerin kaldırılması, - Yeni kurumsal düzenlemelerin getirilmesine bağlıdır. Ancak bu konu büyük miktarda kamu fonları ile gerçekleştirilebilecek bir konudur. Yine karbon tutma ve depolama projeleri de kamu desteği ile gerçekleştirilebilecek projeler arasındadır. Emisyon ticareti ve kişisel önlemler ilk etapta uygulanacak çözümlerdir; bu nedenle yenilenebilir enerji ve yeni taşıma sistemleri ile desteklenen, hedefe yönelik, verimli ve uzun döneme yayılmış küresel önlemler alınmalıdır. KP’de herhangi bir zorunlu sorumluluk üstlenmeyen 151 “Gelişmekte olan ülke” ye gelişmişlik derecelerine göre belirli oranlarda sorumluluklar dağıtılmalıdır. AB–25 ve Japonya gibi ülkelerin iddialı hedeflerinin etkisi büyük ölçüde ABD’nin Protokol’e bakışına bağlı olacaktır. ABD yeni hükümeti iklimle mücadele çalışmalarına yeniden yakınlaşmış ancak gelen yorumlar, bu konuda küresel nihai bir anlaşmanın harfi harfine gerçekleştirilmesinin imkânsız olduğunu söyler nitelikte olmuştur 6.

Post-Kyoto görüşmeleri hakkında türetilen olası senaryolara bakıldığında; beklenen en kötü senaryo, uzlaşmaya varılamaması halinde görüşmelerin sürüncemede kalması, en iyi senaryo ise ABD ve Çin’in uzlaşmasıdır. KP’nün sınırlarından da görülebileceği üzere; ABD’siz bir iklim değişikliği ile mücadele politikası ancak 2012’ye kadar sürdürülebilmiştir.

Post-Kyoto Dönemi’ne –KüreselÖzel Sektör Yaklaşımı Yeni bir sanayi devrimi olarak tanımlanan bu dönemde özel sektör iklim ile mücadelede KP Dönemi’nin eksiklerinin giderilmesini beklemektedir. İklim değişikliği tehlikesinin ancak “çevre dostu üretim ve düşük karbonlu ekonomi” ile atlatılacağının altını çizen özel sektör temsilcileri, çözülmesi gereken en önemli başlıkları şu şekilde sıralamaktadırlar: a- Piyasa ekonomisine kamu desteği: En önemli konu finansman desteği olarak görülmektedir. Düşük karbonlu ekonomi/üretime geçişte finansmanın nasıl ve hangi araçlar tarafından sağlanacağının netleştirilmesi gerekmektedir. Sorumluluğun bir ölçüde kamuyla paylaşılması, finansmanını kendi öz kaynaklarından ya da çeşitli ulusal/uluslar arası finans kurumlarından sağlayan özel sektörü rahatlatacaktır. Düşük karbonlu teknolojinin yaygınlaşabilmesi için kamu sübvansiyonları (feed in tarif 7 ) sağlanmalıdır. Etkin bir sonuç için kamu desteklerindeki sürecin kısa tutulması, finans akışının normal kredi akışından daha hızlı olması gerektiği ifade edilmektedir. Bunun yanında teknik destek ve eğitim desteği de önemli birer bileşendir. b- Emisyon ticaretinin devam etmesi: Emisyon ticaretinin küresel boyutta bir karbon piyasası geliştirilerek devam etmesi, karbon kredilerinin fiyatlarındaki belirsizliklerin ortadan kaldırılarak yatırımcıların uzun vadeli

ABD’nin eski AB Büyükelçisi ve eski başkanlık danışmanlarından Stuart Eizenstat’ın röportajından alınmıştır. Röportaj’da göre ABD’nin gelecek yılın Mart ya da Nisan ayından önce ABD’nin etkin bir taahhütte bulunmalarının imkânsız olduğu belirtilmektedir. 7 Feed-in-tariff olarak bilinen devletin yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrik enerjisini şebeke üzerinden pazar değerinin üzerinde satın alması, birçok uzman tarafından pazarın gelişimi acısından kilit bir uygulama olarak görülmektedir. Bu uygulamanın amacı yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretmenin getirdiği finansal zorlukları kompanse etmektir. Feed-in-tariff veya kısa adı ile FiT, pazarın gelişimini hızlandırma amaçlı olup, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı belli bir seviyeye gelince durdurulmaktadır. Başka bir deyişle FiT uygulaması ekonomik olarak sürdürülebilir olmamaya başladığı anda durdurulur.

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı

fiyat ve risk öngörüsü edinebilmeleri bu sayede uzun vadeli proje-ticaret anlaşmalarına girebilmeleri sağlanmalıdır. Mevcut mekanizmalar yetersiz kaldığından, yeni dönemde CDM/JI projeleri revize edilmeli, bürokratik işleyiş hızlandırılmalı (örneğin; bir CDM projesinin onaylanması bazı örneklerde 4 sene sürmekteydi), risk sigortaları oluşturulmalı, karbon piyasaları kişisel yatırımcılara da açılmalıdır (Örneğin; gelişmekte olan ülkelerde, devletlerin piyasaya iklim bonoları arz etmesi). Karbon kredilerinin yüksek fiyatlara çekilmesi ve piyasalara az miktarda arz edilmesi sağlanarak, sera gazlarının birincil yöntemlerle bertarafı sağlanmalıdır. c- Karbon kaçaklarının (carbon leakage) engellenmesi: Küresel yükümlülüklerin düzenlenmesi ile Çin ya da Afrika’daki bir şirketin de aynı Ek–1 ülkelerindeki şirketler gibi sorumluluk altına girmeleri sağlanmalı ve böylece haksız rekabetin önüne geçilmelidir. Bu sayede dünyanın bir bölgesi sera gazlarını azaltırken diğerinin misliyle salım yaparak çabaları boşa çıkarmasının önüne geçilmelidir.

koyabileceği avantajlı bir dönemi yakalamayı başaran Türkiye, tam da her şeyin sil baştan düzeltilmesi gerekliliğinin tartışıldığı ve yeni bir metnin görüşüleceği bir ortamda yeniden masaya oturmuştur. Ancak yine de; iklim değişikliği ile mücadele mantığından uzak durduğu bunca süre içerisinde Türkiye, bir türlü almadığı önlemlerin getireceği ağır yükümlülüklerle karşı karşıya kalacaktır. Yeni yaklaşımların ortaya konacağı, sorumlulukların yeniden dağıtılacağı ve Türkiye’nin pazarlık masasına oturacağı bu dönemde, her türlü veri tekrardan ele alınmaya yaklaşım defterleri tekrardan masaların üzerine konulmaya başlamıştır. Konuyla ilgili verileri toplayan ve değerlendiren TUİK bulgularının incelenmesi, Türkiye’nin Protokol prensipleri karşısındaki durumunun belirginleşmesi açısından belki de en mantıklı yaklaşım olacaktır.

Kyoto Sonrası Dönem: CO2penhag 2009 ve Türkiye

Türkiye, toplam sera gazı emisyonunu, Protokol’ün tarafları için baz yıl olarak belirlediği 1990 yılı ile 2007 yılları arasında %119’luk bir artış ile 372,6 Mt CO2 eşdeğerine yükseltmiştir. Türkiye bu oranla diğer Ek–1 ülkeleri içerisinde sera gazı emisyonlarını en çok arttıran ülke konumundadır.

Katılım açısından ilk başta kaybettiği çoğu şeyi yerine

Aşağıdaki grafik TUİK tarafından 1990–2007 arası topla-

Şekil 1. TUİK verileri ve 2020 için geliştirilen Türkiye senaryosu

Teknik Bülten 2010/1

nan gerçek verileri ve iki ayrı durum senaryosunu özetlemektedir. TUİK geliştirdiği yaklaşım uyarınca; Türkiye’nin iklim değişikliği ve yaydığı sera gazı emisyonları ile ilgili olarak mevcut durumunu sürdürmesi halinde toplam sera gazı emisyonlarını 604 Mt CO2 eşdeğerine yükselteceğini öngörmüştür. Senaryoya göre iklim değişikliği ile ilgili olarak önlemler geliştirmeye başlanması durumunda dahi bu değer 529 Mt CO2 eşdeğerinde olacaktır. Her iki değer de ülkemizin 2012–2020 dönemindeki toplam emisyonlarının -önlem alsın ya da almasın- 4 Milyar ton CO2 eşdeğerini aşacağını göstermektedir. Bu değerler Kyoto’nun tasarruf hedeflerini şekillendirirken baz aldığı 1990 yılı değerleri ile kıyaslandığında Türkiye’nin işinin ne derece zor olduğunu ortaya koymaktadır. Ancak daha önce de belirtildiği üzere Türkiye, değişim döneminin avantajlarına da açıktır. halihazırda, Sözleşme altında yürütülen çalışmalara aktif katılım sağlayan ülkemiz, Protokol’ü onaylayarak taraf ülkelerin oluşturduğu çalışma gruplarına katılma ve 2012 sonrasında oluşacak yeni anlaşmada kendi özgün şartlarına uygun “pazarlık etme” hakkını elde etmiştir. Ancak iddialı taahhütlerin ortaya sürüldüğü yeni dönem görüşmelerinde8 Türk müzakere heyetinin sayısal bir yükümlülüğe yanaşmaz tavrının ne derece kabul göreceği şüphelidir.

Yapılması Gerekenler Yeni dönemle birlikte gelecek olan tüm bu kısıtlamalar; sera gazı yoğunlukları, ithalat-ihracat dengeleri, vs gibi bir takım parametrelere bağlı olarak çeşitli oranlarda sanayi kollarına yansıyacaktır. Kuşkusuz kısıtlamalar ne olursa olsun bunlardan en çok etkilenecek olanlar, enerjiyi yoğun olarak kullanan sektörlerdir. Bu açıdan 2007 Türkiye verileri değerlendirildiğinde, sera gazı emisyonlarındaki en büyük payı %77 ile enerji, ikinci

sırayı %9 ile atık bertaraftı ve üçüncü sırayı da %7 ile sanayinin aldığı görülmektedir. Her halükarda bir kotanın belirlenmesi, sanayi ve enerji sektörünü kısıtlayıcı bir faktör olacaktır. Artacak enerji maliyetleri ile birlikte alınacak teknik yatırım ve önlemler ürün maliyetlerine direkt olarak yansıyacaktır. Üstelik belirlenecek tasarruf hedeflerinin tutturulamaması durumundada ekstradan karbon emisyon izni satın alınması gerekecektir. Sektörlerin rekabet kabiliyetleri, nispeten daha az taahhüt altına girmiş olan rakiplerine oranla yara alacaktır. 2013 yılından itibaren uluslar arası müşterekte uygulanması AB Üyeleri’nce diretilen; emisyon izinlerinin %80’e varan oranlarda bedelli olarak dağıtılması ise bu durumu bir adım daha ileri götürecektir. Hükümetin imzalama kararı aldığı Kyoto Protokolü, enerji, otomotiv, lojistik ve havacılık gibi pek çok alanda yeni yatırımların yapılmasını zorunlu kılacaktır. Söz konusu süreç için Türk İş Dünyası’nın alması gereken önlemler aşağıdaki şekilde sıralanmaktadır: a- Yapılabileceklerin belirlenmesi: Post-Kyoto görüşmeleri ile belli olacak olan ulusal ve sektörel sorumluluklar, büyük ölçüde müzakerecilerin başarısına bağlıdır. Başarı ise bir anlamda, ne yapılamayacağının ifade edilmesi değil de Türkiye ve Türk İş Dünyası’nın ne gibi taahhütlerde bulunabileceğinin ifade edilmesinden geçmektedir. Örneğin; Türkiye’nin de Güney Kore ve Meksika gibi yeni dönem için pozitif çözüm önerileri ile görüşmelere katılması, müzakerelerden çıkacak sonuçlara pozitif yansıyacaktır. Türkiye, iklim değişikliği görüşmeleri için bir baş müzakereci atamalı, yasal ve idari kapasitesini bu çerçevede arttırmalıdır. b- Risk analizleri: Olası senaryoların hem ülke genelinde hem de sektörler özelinde analizlerinin yapılarak faydamaliyet etkilerinin yapılması gerekmektedir. c- Kamu-özel sektör bilgi paylaşımı: İş dünyasının yapabilecekleri ve yapamayacaklarının sağlıklı bir şekilde ön-

AB yeni dönemde sera gazı emisyonlarını 1990 seviyesinin en az %20 altına indirmeyi taahhüt etmekle beraber küresel bir anlaşma sağlanırsa bunu %30’a çıkartma kararı almıştır (Directive 2009/29/EC: amending Directive 2003/87/EC so as to improve and extend the greenhouse gas emission allowance trading scheme of the Community, Article 3 & 4). Buna karşın ABD’nin %17, Japonya’nın %25, Çin’in %40, G.Afrika’nınsa %34’lük gönüllü hedef beyanları bulunmaktadır.

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye’nin Kyoto ile İmtihanı

görülerek, bir stratejik plan oluşturulabilmesi için, kamu, özel sektör ve çevreci kuruluşlar arasında yeni ortaklıklar kurulması gerekmektedir 9 .

malıdır (Örneğin; ABD, AB, Japonya ve Avustralya bu konularda enerji verimliliği ve AR-GE konularında kaynaklarını ayırarak fonlarını oluşturmuşlardır).

d- Uygun mevzuatlar: Türkiye’nin ekonomik ve sosyal politikaları ile çevre politikaları birbirleriyle entegre şekilde planlanmalı, kalkınmanın sürdürülebilirliğini tehlikeye atmayacak, iklim değişikliğine uyumlu mevzuatlar benimsenmelidir. Türkiye’nin Post-Kyoto ile dâhil olacağı esneklik mekanizmalarına dair yasal ve kurumsal bir yapılanma oluşturması gerekmektedir.

h- Yenilenebilir enerji kaynakları ve kullanımları: orman alanlarının arttırılması, kömüre dayalı enerji üretimlerimizin rehabilitasyonunun gerçekleştirilmesi, temiz teknolojilerin kullanılmasının özendirilmesi gibi konularda çalışmalar sürdürülmelidir. Düşük karbonlu teknolojiler ile çevre dostu ileri ve yenilikçi teknolojilerin desteklenmesi, geliştirilmesi ve kullanılmasının arttırılması ile ilgili olarak AR&GE faaliyetlerine önem verilmesi, konuyla ilgili üretici ve tüketicilere bilgi ve danışmanlık hizmeti veren merkezler oluşturulmalıdır.

e- Ulusal bir karbon borsası: Post-Kyoto Dönemi’ne uyum için bir karbon piyasası oluşturularak mevzuata bağlanması ile hem özel sektörün hem de kamunun hazırlığı yapılmalıdır. Çünkü halen Türkiye’nin, işlerlik halindeki karbon piyasalarına yeterli katılım gösterebilecek bilgi ve birikimi, gönüllü piyasalarda faaliyet gösteren birkaç özel sektör kuruluşu ile sınırlı gözükmektedir. f- Karbon bütçeleri: Özel sektör, her sene diğer konularda olduğu gibi, karbon bütçesini oluşturmalı, önlem alması ve almaması durumları için sera gazı emisyonlarını öngörmelidir. Ancak bunların sağlanabilmesi için, standart bir hesap yönteminin mevzuatlara bağlı bir şekilde oluşturulması şarttır. g- Uyum fonu: Bir uyum fonu oluşturularak, özel sektörkamu ortaklığında risk yönetimi alt yapı yatırımları yapıl-

Kaynaklar • Türkiye İstatistik Kurumu; www.tuik.gov.tr • İklim Değişikliği Birinci Ulusal Bildirimi • United Nations Framework Convention on Climate Change; http://unfccc.int/ • 2009/29/EC: amending Directive 2003/87/EC so as to improve and extend the greenhouse gas emission allowance trading scheme of the Community • Euractiv –Türkiye; http://www.euractiv.com.tr/ • Küresel İklim Değişikliğine Karşı Mücadelede Sıcak Tartışma: “Kyoto Protokolü ve Türkiye” ya da “Türkiye Neden Kyoto’yu İmzalamalı?” Dr. Ümit Şahin, 12.03.2007

Konuyla ilgili olarak Türkiye’de TUSİAD, TİSK, TEMA, EED, ENGO, MURCIR gibi kuruluşlar da faaliyettedir.

Teknik Bülten 2010/1

Kontaminasyon Habbeleri

Ali Ötken Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü aotken@sisecam.com

Kontaminasyon habbeleri cam üretim sürecinde imalatı etkileyen en önemli hata kaynaklarından biridir. Kirlilik kaynağı cam kırığı ve harmandan gelebileceği gibi, Ç/H, F/H, spout ve şekillendirme sürecinde de çeşitli kirleticiler habbe oluşumuna sebep olabilmektedir.

Kirliliğin gelebileceği bölgeler ve kaynakları: 1. Cam kırığı: Cam kırığı içerisinde var olan yabancı maddeler; alüminyum, metal, naylon, plastik parçalar gibi kirleticiler. 2. Ç/H: Yanma kaynaklı ve baca kanallarından sülfat döküntüleri, cama istem dışı yabancı malzeme düşürülmesi. 3. F/H: Yanma kaynaklı kirlilik, devitrit cam oluşumları, üst yapı sülfat döküntüleri, cama yabancı cisim düşürülmesi, soğutma fanı kanal kirliliği, karıştırıcı değişimleri sonrası malzeme kaynaklı kirlilik, F/H renkli üretim sonrası konsantre kaynaklı kirlilik. 4. Spout: Devitrit cam oluşumları, malzeme kaynaklı kirlilik, harç malzeme kirliliği. 5. Şekillendirme prosesi: Makas deformasyonu, soğutma suyu, yağı kirlilikleri, damla yolu ve kalıp kirlilikleri.

Sık rastlanan kirlilik hataları: Üst yapı sülfat döküntüleri

Teknik Bülten (Mart 2010): Cilt:39, No:1, sy:14-19 ©Şişecam

Harman kompozisyonunda afinan madde olarak bulunan Na2SO4, camın üretim süreçlerinde gaz fazında fırın atmosferinde de bulunmaktadır. Bu buhar özellikle Ç/H ve F/H koşullarında soğuk ortamla temas ettiğinde kondanse olarak üst yapıda özellikle baca kanallarında, karıştırıcı kenarlarında, plunger ve aytaşı kenarlarında sarımtırak bir renk alarak tozumsu görünümlü katı partiküller halinde depozitler oluşturmaktadırlar (şekil 1). Bu partiküller üretim esnasında cama tekrar düşerek sayısal olarak hiçte azımsanmayacak ölçüde imalatı saatler bazında etkileyebilmektedirler. Habbe yapma potansiyeli çok yüksek olan bu depozitlerin habbe yapma potansiyelleri görsel olarak ta deneysel şartlar halinde şekil 2’de sunulmaktadır. 50 mg ağırlığındaki toz parçacıklarının 1250oC sıcaklıkta cama düştüğünde ne seviyede habbe yaptığı görülmektedir.

Teknik Bülten 2010/1

Kontaminasyon Habbeleri

Şekil 1. Karıştırıcı çevresinde kondanse olmuş sülfat depozitleri

Şekil 2. Deneysel test sonuçları; 50 mg toz numunenin cama karıştığı anki habbe potansiyeli

Karıştırıcı kenarlarında kondanse olmuş malzemenin EDS analiz sonuçları tablo 1’de verilmektedir. Habbe hatası dolayısıyla imalat kayıplarına yol açan hab-

Tablo 1. EDS analiz sonuçları: XRD sonuçlarına göre %81-83 Na2SO4 varlığı

belerin gaz analiz sonuçları tablo 2’de verilmektedir. Karıştırıcı çevresinden toplanan kondanse olmuş toz malzeme kullanılarak yapılan deneysel habbe analiz sonuçları tablo 3’de verilmektedir.

Tablo 2.

Tablo 3.

Teknik Bülten 2010/1

Tablo 4.

Tablo 5.

Metal kontaminasyon habbeleri Metal cisimler cama temas etmemesi ve cama hiçbir şartta girmemesi gereken malzemelerdir. Bu malzemeler genellikle cam kırığı kirliliğinde bulunmakta ve magnetler görevlerini tam olarak yerine getiremedikleri zaman veya tutulamayan metal parçacıkların cama girmeleri sonucu, habbe hataları ortaya çıkabilmektedir. Bu oluşan habbeler fırın şartlarında harmanın erimesi esnasında ortaya çıkan dekompoze gazları ve harman kütlesi arasında bulunan hava habbeleriyle birlikte karışmakta ve mamulde küçük boyutlu ve düşük basınçlı, çil türü (afinasyon) habbelerde artışa sebep olabilmektedir. Bu habbeleri normal afinasyon habbelerinden ayrıştırmak, kirliliğin şiddetine bağlı olarak çok zor olabilmektedir. Bu tip cam kırığından gelen ve kirlilik habbelerine sebep olan habbelerin analizleri tablo 4’de verilmektedir. Metal habbelerine sebep olan diğer kirlilik sebebi ise Ç/H ve/veya F/H bölgesine metal içeren malzemelerin düşü-

rülmesi ve tamirat esnasında unutulması sonucudur. Bu gibi durumlarda mamulde görülen habbeler iri boyda (fıska) olmakta, içerisinde tespiti kolay olan gaz oranlarını barındırmaktadır. Bu tip habbelerin gaz analizleri tablo 5’de verilmektedir. Metal kontaminasyonlarında bazı durumlarda hatanın tespitini çok kolaylaştıran metal depozitleri de mamulde habbe ile birlikte görülebilmektedir. Bu tip habbeler şekil 3’de verilmektedir. Şekilde görülen yabancı maddelerin EDS analizleri ise tablo 6’da verilmektedir. Makas’ın soğutma suyu açısının bozulması, yetersiz su debisi ve makas deformasyonu sonucu mamulde genellikle zincir halde habbeler görülmektedir. Bu tip habbeler şekil 4’de verilmektedir. Damla yolunun deformasyonu da, kaplamasının bozulması gibi etkenler neticesi mamulde makas hatasına benzer fakat daha geniş yüzeye yayılmış görünümlü kontaminasyon hatalarına sebep olabilmektedir.

Şekil 3. Metal kalıntılı habbe örnekleri

Teknik Bülten 2010/1

Kontaminasyon Habbeleri

Tablo 6. EDS analizleri yapılmış cam mamuldeki hata (metal kalıntıları) sonuçları

larda yapılan eritiş çalışmasında toplu iğne başı büyüklüğündeki (1.8mm) bir metal ergimiş cama atılmıştır. Bu malzemenin habbe yapma potansiyeli şekil 5’de verilmektedir. Metal boyutlarından bile daha büyük ve 3.0 mm boyutlarına kadar çıkan çok sayıda habbeleşmeye sebep olduğu görülmektedir. Testte ortaya çıkan habbelerin gaz analizleri ise tablo 7’de yer almaktadır. Yanma kaynaklı kirlilik habbeleri

Metal hızlı şekilde, düşük sıcaklıklarda bile çok sayıda ve iri habbeye sebep olabilen bir kirleticidir. Habbe yapma potansiyelini gösterme amacıyla deneysel şart-

Cam üretim sürecinde fırın tankından başlayarak soğutma sonuna kadar değişik amaçlarla cama bekler kullanılarak ısı verilmektedir. Bu yanma sürecinde, şekillendirme sürecinden sonraki ısıl işlemler haricinde yanma kaynaklı aksaklıklar habbe hatasına kolaylıkla sebep olabilmekte-

Şekil 4. Makas deformasyonu sonucu oluşmuş zincir halde habbe hataları

Şekil 5. 1.8mm boyutlarındaki metal parçacığın habbe yapma potansiyeli

Tablo 7.

Teknik Bülten 2010/1

dir. Fırın bölgesindeki yanma şartlarının değişmesi genellikle afinasyon/ergime habbe potansiyeline etki ederken, Ç/H, F/H ve spout bölgesindeki yanma şartlarının bozulması doğrudan ve ekstra olarak habbe hatasına sebep olabilmektedir.

sonuçlardaki yanma kaynaklı gazların yanı sıra çiğ yakıt (CH4) görme olasılığı diğer yanma hatalarına göre daha yüksek olabilmektedir.

Özellikle F/H bölgesindeki yanma şartlarının bozulması imalatı yoğun şekilde etkilemektedir. Özellikle, alev kalitesi, aşırı indirgen yanma şartları, bek kirliliği, bek açısının bozulması gibi etkenler şartları zorlayan en önemli unsurlardır.

Ergitme tankı, Ç/H ve F/H bölgelerinde eğer cam istem dışı likidus sıcaklığının altına soğutulursa devitrifikasyon olayı ortaya çıkar. Kristallenmeye ve dolayısıyla hatalara sebep olan ana nedenler ise altta verilmektedir;

F/H renklendirme yapılan hatlarda bekler diğer hatlara nazaran daha çabuk kirlenmekte, tıkanmaktadır. Eğer üretim yapılan konsantre rengi indirgen şart gerektiren bir renk ise, bu tip yanma kontaminasyonu habbelerine çok kolay rastlanmaktadır. Bu tip F/H yanma şartlarının bozulması sonucu oluşmuş habbe gaz analizleri tablo 8’de verilmektedir. Kirli ve tıkanmış bek uçlarındaki kalıntılarla yapılan deneysel eritiş sonuçları ve habbe yapma potansiyelleri şekil 6’da verilmektedir. Spout bölgesinde damlaya yakılan beklerin (pürmüz bekler) açıları ve alev şiddeti gereğinden fazla arttırıldığı durumlarda da yanma kaynaklı ve mamulün yüzeyinde (tırnağa takılan) habbe hatalarına sebep olabilmektedir. Bu gibi habbe hatası gaz analizlerinde Tablo 8’de verilen

Devitrit cam oluşumları

• Forehearth refrakter kanallarında ya da spouttaki çatlaklar ya da açık birleşme yerlerinin camı durgunlaşmaya itmesi ve camın soğuması, • Soğuk (ölü) bölgeler gibi etkenler neticesi bölgesel olarak donuk kristal formdaki camsı faz oluşması, • Makaslarda fazla yağlayıcı ve su kullanılırsa orifisin alt kısımlarının fazla soğuması, • Spoutta orifisin yanlış yalıtımı, camın orifisin dışına akmasına sebep olabilir. Bu bölge sıcaklığının likidus sıcaklığından düşük olması, • Yetersiz spout ısıtması; bu durumda cam tube’ün içinde likidus sıcaklığının altına düşebilir. • Uzun üretim duruşları sonrasında fırın taban sıcaklıkları likidus sıcaklığının altına düşebilir. Ç/H ve F/H hatları boyunca devitrit cam oluşumlarının ortaya çıkabilmesi,

Tablo 8.

Şekil 6. Bek uçlarında oluşmuş kurumların 1200oC’de uygulaması yapılmış deneysel test sonuçları

Teknik Bülten 2010/1

Kontaminasyon Habbeleri

Tablo 10.

Şekil 7. F/H bölgesinde oluşmuş kristal cam parçacıkları ve habbeleri

• Cam kompozisyonunun etkisi: Tartım hataları ya da segregasyon olayı camın kimyasal kompozisyonunun değişmesine yol açar ve bazı durumlarda camın likidus sıcaklığı artabilir. Likidus sıcaklığı ne kadar yüksekse, cam o kadar devitrifikasyona eğimli hale gelir. CaO, camın kristallenme eğilimini artırmaktadır. CaO miktarı artarken alkali miktarının özellikle Na2O’in azalması da bu etkiyi fazlalaştırmaktadır. Genelde Şişecam’da üretilen soda kireç camlarının kristallenme sıcaklıkları kompozisyonlarına göre 970 ile 1030 oC arasında değişmektedir. • Yanlış taban izolasyonu, özellikle derin fırınlarda, renkli üretim yapan fırınlarda, camın soğuması sonucu bu bölgelerin likidus sıcaklığının altına düşmesi. Bu tip habbeler devitrit bölgenin büyüklüğüne ve bölgesel sıcaklık farklılıklarına bağlı olarak mamulde bölgesel çil türü habbelere ve/veya iri boyda (fıska) habbelere sebep olabilmektedir. Bu habbeler habbe gazı analizlerinde tipik afinasyon/ergime habbeleri gibi olmakla birlikte, habbe iç basınçlarının yüksekliği ve bazı gazların varlığı ile devitrit cam hataları ayrılabilmektedir. Bazı sıcaklık şartlarının oluştuğu zamanlarda hatanın tespitini kolaylaştıran habbe ile birlikte kristal fazda (wollastonit, diopsid, tridimit, kristobolit) hatalara da rastlanabilmektedir (Şekil 7). Tablo 10’da devitrit cam çözünmesi sonucu oluşmuş habbelerin habbe gaz analizleri verilmektedir. Teknik Bülten 2010/1

Spout bölgesinde özellikle orifis halkasında oluşan devitrit cam oluşumları genellikle refrakter çatlakları sonucu görülmekte ve mamulde yüzeysel patlak görünümlü (çizgisel) habbe hatalarına sebep olmaktadır.

Sonuç • En ufak bir kirletici bile imalatı etkileyen çok büyük hatalara sebep olmaktadır. Gözlem, uygulama ve soğuk tamirat yaparken hata yapabilecek etkenleri önemsemek imalat kayıplarını o derece azaltacaktır. • İşletmelerde özellikle yanma sistemlerinin periyodik kontrolü, kirlilik etmenlerinin ortaya çıkmadan ortadan kaldırılmasını ve sıcaklık sapmalarına sebep vermeyerek devitrit oluşumlarının da engellenmesine olanak verecektir. • F/H ve Ç/H üst yapılarında baca kanalları, karıştırıcı, plunger ve aytaşı kenarlarının periyodik olarak temizlenmesi oluşan kondenzasyon (sülfat partiküllerinin) tozlarının cama düşmeden ortamdan uzaklaştırılmasını sağlayacaktır. • Harmandan ve özellikle cam kırığından gelebilecek kirleticiler imalatı uzun süreliğine ve tüm hatları etkilemektedir. Bunun için yabancı cam kırığı tedarikinde gerekli özenin gösterilmesi uygun olacaktır. 19

10. Uluslararası Fırın Tasarım ve İşletmesinde Matematiksel Modelleme Semineri 16-18 Haziran 2009 Velke Karlovice - Çek Cumhuriyeti

Zeynep Eltutar Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü zeltutar@sisecam.com

Sinem Özel Uçar Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü sozel@sisecam.com

İki yılda bir yapılan ve bu yıl 10.su düzenlenen “10. Uluslararası fırın tasarım ve işletmesinde matematiksel modelleme semineri” ne, AGC Flat Glass, Schott, St. Gobain, GS, Rona, Johns Manville, Fives Stein gibi şirketlerden ve ASCR Laboratory of Inorganic Materials, TNO gibi üniversite ve enstitülerden ~90 kişi katılmıştır. Seminerde Şişecam adına Zeynep Eltutar, Sinem Özel Uçar ve Lale Önsel tarafından hazırlanan “Cam fırınlarında NOx oluşumunun modellenmesi ve incelenmesi” isimli bir makale sunulmuştur. Seminer belli bir konuda uzmanlaşmış olması nedeniyle paylaşımın fazla olduğu bir seminerdir, matematiksel modellemenin geliştirilmesi ve fırın tasarım ve işletmesinde kullanımı ile ilgili dünyada diğer cam üreticileri ve hizmet sağlayan şirketlerde gelinen noktayı ve gelişmeleri tartışma olanağı bulmak açısından faydalı olmaktadır. Seminerde hem sunuşlarda hem de görüşmelerde üzerinde durulan konular, - cam ergitme prosesinin ve fırın içindeki olayların temel prensiplerinin daha iyi anlaşılmasına olanak tanıyacak çalışmalar, - fırın modellerindeki gelişmeler ve uygulamalarına yönelik incelemeler, - fırın kontrol sistemleri ile ilgili uygulama ve gelişmeler üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu yazıda, sunulan makalelerle ilgili özet bir bilgi verilmektedir. Makalelerin yer aldığı seminer CD’si CAM kütüphanesinde bulunmaktadır. (http://kutuphane.sisecam.com.tr/CAM_KUTUPHANESI_KITAPLAR/2009-007.pdf)

Teknik Bülten (Mart 2010): Cilt:39, No:1, sy:20-22 ©Şişecam

Asahi Düzcam bölümünden Kenji Oda, Yokohoma Üniversitesi’nden Meguru Kamiyoma ile üzerinde çalıştıkları cam ergitme prosesinin mekanizmalarını anlatan dört makale sunmuştur. Makalelerde, temel prensiplerin tam olarak anlaşılması hedeﬁyle ele aldıkları • erimiş camda redoks reaksiyonlarının, • sülfat aﬁnasyonunun,

Teknik Bülten 2010/1

10. Uluslararası Fırın Tasarım ve İşletmesinde Matematiksel Modelleme Semineri

• cam fırınında habbe yoğunluğunun ve • ısıl konveksiyonun modellenmesi konularında yaptıkları çalışmaları aktarmışlardır. Ayrıca AGC ﬁrması rejeneratörlerdeki akış ve ısı dağılımının modellenmesi ve doğrulanması konusundaki çalışmalarını anlatmıştır. TNO Cam Grubu yaptığı sunuşlarda; • rejeneratif bir TV panel fırınının modellenmesi ve fırın model uyumunun incelenmesi, • elektrik takviye sisteminin modellenmesi, • küçük cam fırınlarında sığ aﬁnasyon bölgesinin cam kalitesi ve enerji verimliliği üzerindeki etkilerinin modellenmesi ve • model tabanlı akıllı kontrol sistemleri konularında bilgi vermiştir. Johns Manville şirketi yaptığı sunuşta, fırın tasarımlarının geliştirilmesinde, yeni teknolojinin değerlendirilmesinde ve fırın işletmesinin gelişmesinde modelleme yönteminden faydalandıklarını belirterek uygulamalarından örnekler vermiştir. Elektrik takviyeli elyaf fırınlarında kullanılan taban refrakter malzemelerinin aşınma süreçleri ve fırın ömrünü belirleyici olmaları konusunda hem makalede hem yapılan görüşmede bilgi vermişlerdir. Çek Cumhuriyeti Bilim Akademisi’nden Prof. Nemec ve arkadaşları proses analizi, laboratuar ölçümleri ve modelleme yöntemini kullanarak, kumun erimesi ve

habbenin atılması proseslerini ve fırın içindeki hacmin kullanımını inceledikleri çalışmalarını anlatmışlardır. Seminere ev sahipliği yapan Glass Service ﬁrması, • forehearth’ta karıştırıcıların modellenmesi, • model tabanlı kontrol sistemi ES III ile forehearth işletmesinde salınımların azaltılması, • model programları ile gerçeğe yakın sonuçlar elde edilmesi ve elde edilen sonuçların yorumlanmasının önemi ve • cam fırınlarında enerji tasarrufu konularını incelediği makaleler sunmuştur. Şişecam tarafından sunulan NOx emisyonlarının, fırın tasarım ve işletme parametrelerinin optimizasyonu ile düşürülmesinin incelendiği makale sonrasında St Gobain, Schott, TNO, GS ve AGC tarafından sorulan sorular ve yapılan yorumlar, bulguların onların tecrübeleri ile de paralel olduğunu göstermiş, konunun diğer şirketlere göre oldukça kapsamlı ele alındığı görülmüştür.

Cam şekillendirme proseslerinin modellenmesi Seminer öncesinde yarım günlük bir oturum şeklinde düzenlenmiş olan 2. Cam Şekillendirme Simulasyonları başlığı ile bir bölüm yapılmıştır. Float fırınlarında kalay banyosunun modellenmesi, cam şekillendirme prosesinin modellenmesinde yeni bir yöntemin uygulanması, cam şişenin şekillendirilmesinin 3D modellenmesi gibi konu-

Şekil 1: Fırın atmosferi bek kesitinde cam yüzeyine paralel sıcaklık ve akım dağılımları

Teknik Bülten 2010/1

Şekil 2: Cam banyosunda fırın ekseninde uzunlamasına kesitte sıcaklık ve cam akım dağılımları

larda yapılan çalışmalar aktarılmıştır. Makaleler seminer CD’sinde yer almaktadır.

Şekil 3: Fırın kemer termokupl ölçümleri ve modelde aynı noktalarda elde edilen sıcaklıklar

TC 21 Cam eritme süreçlerinin matematiksel modellemesi isimli teknik komite toplantısı

Fırında ölçülmüş olan kemer sıcaklıkları ile derinlik boyunca cam sıcaklıkları bu çalışmada modellerle elde edilen ölçümlerle karşılaştırmalı olarak aşağıdaki şekillerde verilmektedir. Fırında yapılmış olan ölçüm sonuçları ile farklı modeller ile elde edilen sıcaklıkların uyum içinde olduğu görülmektedir. Ayrıca camın fırında kalma süresi, harman örtüsünün uzunluğu gibi farklı parametrelerde de yine benzer sonuçlar elde edilmiştir. Çalışma, varsayımların etkilerinin incelenmesi ve yapılan bazı değişikliklerin etkilerinin de değerlendirilmesi şeklinde devam edecektir. 22

Cam Derinliği (cm)

Şekil 4: Fırında cam derinliği boyunca yapılmış olan ölçüm sonuçları ile modelde aynı noktalarda elde edilen sıcaklıklar

Şekil 5: Fırında cam derinliği boyunca yapılmış olan ölçüm sonuçları ile farklı modellerle aynı noktalarda elde edilen sıcaklıklar

Cam Derinliği (cm)

Konu ile doğrudan ilgili olduğu için seminer sırasında TC 21 nolu teknik komite toplantısı da yapılmaktadır. Önceki çalışmalar tamamlanarak yeni bir çalışma konusuna başlanmıştır (RRT5). Verileri TNO tarafından sağlanan ömrünü tamamlamış, yandan ateşlemeli bir TV fırını modellenmekte ve sonuçlar değerlendirilmektedir. Seminerde Şişecam’dan sonra TC 21 başkanlığını yürüten GS tarafından bu çalışmayı anlatan bir bildiri de sunulmuştur. Toplantıda, GS, TNO, AGC, Şişecam, Schott, St. Gobain ve Johns Manville’den katılımcılarla elde edilen ilk sonuçlar, çalışma tanımında kararlaştırılan varsayımlarla ilgili görüşler ve alınan ilk sonuçlar üzerinde konuşulmuş, çalışmanın ilerlemesi ile ilgili görüşler paylaşılmıştır. Çalışmaya, GS, TNO, Schott ve Şişecam aktif olarak katılmaktadır. Şekil 1 ve 2’de Şişecam Birleşik Modeli ile elde edilmiş olan fırın atmosferi ve cam banyosu sonuçlarından birer kesit görülmektedir.

Teknik Bülten 2010/1

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

Zeynep Eltutar Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü zeltutar@sisecam.com

16-18 Haziran 2009 tarihleri arasında Velke Karlovice, Çek Cumhuriyeti’nde gerçekleşen ‘10. Uluslararası Fırın Tasarım ve İşletmesinde Matematiksel Modelleme Semineri’nde sunulan makalenin çevirisidir.

Sinem Özel Uçar Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü sozel@sisecam.com

Lale Önsel Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü lonsel@sisecam.com

Çevre yönetmeliklerinde kabul edilen limitlerin düşürülmesi emisyonların azaltılması ve kontrol altında tutulmasını gerektirmektedir. Fırın emisyonları üzerine yapılan çalışmalar diğer cam şirketlerinde olduğu gibi Şişecam’da da yoğun bir şekilde devam etmektedir. Emisyonlar periyodik olarak ölçülürken bu değerler fırın şartlarındaki değişiklikler ve düzenlemelerle düşürülmeye çalışılmaktadır. Çevre ve Enerji Grupları tarafından yapılan bu çalışmaların yanı sıra fırın şartlarında veya fırın tasarımda yapılan/yapılabilecek değişikliklerin NOx emisyonları üzerindeki etkileri Model Grubu tarafından matematiksel model ile de incelenmektedir. Fırın atmosferinde NOx oluşumunu incelemek için Şişecam Fırın Modeli üzerine çalıştırılan bir çözücü (post-processor) geliştirilmiştir. Doğal gazlı fırınlarda NOx oluşum mekanizmalarının incelendiği programda ısıl NOx hesaplamaları için Zeldovich mekanizması, “prompt” NOx oluşumu için De Soete modeli kullanılmıştır. Fırın atmosferindeki türbülans ve kimya arasındaki ilişkiler türbülanslı alev simülasyonlarında sıkça kullanılan varsayılmış β olasılık yoğunluk fonksiyonu (β -PDF) ile modellenmiştir. Bu makalede arkadan ateşlemeli fırınlarda tasarım ve işletme parametreleri hem fırın verimliliği hem de NOx emisyonundaki etkileri açısından incelenmiştir. Model sonuçları fırın ölçümleri ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.

NOx Oluşum Mekanizmasının Modellenmesi

Teknik Bülten (Mart 2010): Cilt:39, No:1, sy:23-31 ©Şişecam

Teknik Bülten 2010/1

Fırın tasarımında ve işletmesinde en iyi cam kalitesine ulaşma, enerji tüketimini en aza indirme hedeﬂerinin yanı sıra çevresel baskılar emisyonların da en aza indirilmesini gerektirmektedir. Tüm bu hedeﬂer etkileşim içerisinde olduğundan optimum fırın tasarımı ve işletme koşulları bulunmalıdır. Şişecam’da emisyonlar periyodik ölçümler ile kontrol edilmekte, fırın atmosferinde yapılan değişiklikler

ile düşürülmektedir. Emisyon değerlerinin düşürülmesi için atık gaz arıtım tesisleri de kurulmaktadır. Ayrıca NOx emisyonları matematiksel model ile incelenmekte ve fırın tasarımı ve işletmesindeki değişikliklerin etkileri değerlendirilmektedir. Fırın atmosferinde NOx oluşumunu incelemek için Şişecam Fırın Modeli sonuçlarını kullanan bir çözücü (postprocessor) [1] geliştirilmiştir. Programda NOx emisyonları ısıl NOx ve “prompt” NOx olmak üzere iki temel başlık altında incelenmektedir. Yüksek sıcaklıklarda oluşan ısıl NOx hesaplamaları için Zeldovich mekanizması kullanılmaktadır [2]; N2+O ↔ NO+N N +O2 ↔ NO+O Yakıtça zengin bölgelerde oluşan “prompt” NOx oluşumunu incelemek için ise De Soete modeli kullanılmaktadır [3].

Tasarım ve İşletme Parametrelerinin NOx Emisyonları Üzerindeki Etkileri Tasarım ve işletme parametrelerinin cam kalitesi, ısıl verimlilik ve NOx emisyonları üzerindeki etkileri incelenmiş, fırın ölçümleri ve model sonuçları karşılaştırılmıştır. Bir şişe fırınında NOx emisyonlarının düşürülmesi amaçlanmış; bu amaç doğrultusunda hem fırın uygulamaları hem de matematiksel model ile incelemeler yapılması planlanmıştır. Çalışmalar 400 ton/gün kapasiteli, yeşil renkli üretim yapan bir cam ambalaj fırınında yapılmıştır. Bu fırına ait sıcaklık ve hız dağılımları birleşik model ile hesaplanmıştır (Şekil 1). O2 ve N2 konsantrasyonları NOx oluşumu için kritik parametrelerdendir. İncelenen fırındaki N2 ve O2 dağılımları Şekil 2’de verilmektedir.

Şekil 1. Fırın atmosferi ve cam banyosundaki sıcaklık dağılımları

Fırın atmosferi

Cam banyosu

Şekil 2. a) O2 ve b) N2 dağılımları

Teknik Bülten 2010/1

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

Yukarıdaki şekillerde verilen sıcaklık, hız dağılımları ve gaz konsantrasyonları NOx modeli tarafından kullanılır. İncelenen fırına ait NOx dağılımı Şekil 3’te verilmiştir. NOx konsantrasyonunun sıcaklığın yüksek olduğu bölgelerde daha yüksek olduğu görülmektedir.

Şekil 3. Fırın Atmosferinde NOx dağılımı

rindeki etkileri incelenmiştir. Bek açısını 2o indirmek, oksijen seviyesini %3.8’den %2’ye düşürmek ve iç bek kapatmanın NOx üzerinde toplamda %25-30 azalma sağladığı model sonucunda görülmüştür. Fırın ölçümlerinde benzer değişiklikler ile NOx seviyesinde %35-48 oranında azalma olmaktadır. Fırın modellemesinde yakma havası ön ısıtma sıcaklığındaki değişiklikler, belirsiz kaçak hava miktarı, enversiyon sırasında veya sağ sol yanma arasındaki farklılıklar ile yanma parametrelerindeki belirsizlikler hesaplamalar dışında bırakılabilmektedir. Cam fırınlarında birçok parametre birbirini etkilediği için yapılan bir değişikliğin NOx’u düşürmekteki etkisini diğer etkilerden soyutlayarak incelemek mümkün olmamaktadır. Matematiksel model ile her parametrenin ayrı ayrı incelenebilmesi avantaj sağlamaktadır. Aşağıdaki bölümlerde her parametrenin etkileri ayrı ayrı incelenmiştir.

Şekil 4. Çıkış portunda NOx dağılımı

I. Fazla Hava Miktarı Fırına giren fazla hava miktarı NOx üzerindeki en etkin parametrelerdendir. Modelde %5’ten %0 (stokiyometrik) seviyesine kadar farklı oksijen seviyeleri incelenmiştir. Beklendiği gibi fazla hava azaldıkça NOx seviyesinde düşme gözlenmiştir (Şekil 5a). Oksijen seviyesi %3.8’den %2’ye düşürüldüğünde NOx değerinde ~%15’lik azalma meydana gelmektedir. Tüm çalışmalar NOx seviyelerinin yanı sıra fırın performansları açısından da değerlendirilmiştir. Cama aktarılan enerji Şekil 5b’de gösterilmektedir. Enerji verimliliğinin %2 O2 seviyesinde en yüksek değerde olduğu görülmektedir. Oksijen seviyesini %5’ten %2’ye düşürmek cama aktarılan enerjide %2-2.5’lik artış sağlamaktadır.

Model sonucunda çıkış portundaki NOx konsantrasyonu (Şekil 4) incelenen fırında yapılan ölçüm sonucu [4] ile (1890 mg NOx/Nm3 (kuru bazda, %8 O2’ye göre)) karşılaştırıldığında model sonuçları ile gerçek değerin uyum içerisinde olduğu görülmektedir. Bu fırın için, NOx üzerinde etkili olan fazla hava miktarı, bek açısı, yakıt hızı, bek sayısı, yakma havası ön ısıtma sıcaklığı gibi işletme parametrelerinin yanı sıra kemer yüksekliği, port açıları, port kesit alanı gibi tasarım parametrelerinin fırın performansı ve NOx değerleri üzeTeknik Bülten 2010/1

Bunun yanı sıra %2 O2 seviyesinde harman ~20 cm kısalırken throat sıcaklığı artmaktadır. Hava-yakıt oranındaki düşüş ve ön ısıtma ile daha az ısının fırına girmesinin bir sonucu olarak %2 O2 seviyesinden stokiyometrik yanmaya yani %0 O2 seviyesine inildiğinde cama aktarılan enerjide %2-3 azalma gözlenirken harman uzunluğu ~20 cm artmaktadır. Stokiyometrik yakma ile, tahmin edilebileceği gibi, NOx seviyesi açısından en iyi sonuca ulaşılmaktadır; ancak fırın performansı da göz önüne alındığında %2 O2 seviyesinin incelenen fırın için optimum seviye olduğu görülmektedir (Şekil 5). 25

Şekil 5. Fazla havanın etkisi

II. Gaz hızı Gaz hızı, hava-gaz karışım hızını önemli ölçüde etkilemektedir ve dolayısıyla NOx oluşumu konusunda en önemli parametrelerden biridir. Gaz hızı azalınca alev sıcaklığı düşüp maksimum sıcaklık bölgesi küçülürken NOx seviyesi azalmaktadır. Sonuçlar aşağıdaki şekilde gösterilmektedir (Şekil 6a). Ayrıca gaz hızı düştükçe fırın verimliliği de düşmektedir (Şekil 6b). Gaz hızı 80 m/s’den (baz durum) 40 m/s’ye düşürüldüğünde NOx seviyesinde ~%8, cama aktarılan enerjide ~%2 azalma görülmektedir. Gaz hızını azaltarak ulaşılan düşük NOx seviyesinin avantajını korurken fırın verimliliğini arttırmak için

düşük NOx’lu bek tasarımında olduğu şekilde gazın %15’i daha yüksek bir hızla bekin iç nozülünden fırına verilmiştir. Böylelikle daha uzun bir alev, yüksek ısı transferi ve düşük NOx seviyesi (baz durumdan %15 daha düşük) sağlanmaktadır. Yüksek hızlı yakıt jetinden verilen yakıt daha yavaş olan %85’lik kısıma göre oksijenle fırının daha ileri bölgelerinde karşılaşmaktadır. Bu şekilde alev boyu uzatılarak cama aktarılan enerji arttırılmış olmaktadır. Gaz hızı çok baskın etkiye sahip olup NOx azaltmaya yönelik diğer önlemlerin etkilerini de değiştirebilmektedir. Aşağıdaki bölüm bu duruma güzel bir örnek olarak gösterilebilir.

Şekil 6. Gaz hızının etkisi

Teknik Bülten 2010/1

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

III. Bek sayısı ve yerleşimi a) Bek sayısı Tam yanma ve yakıt ile havanın hızlı karışımı NOx oluşumunu arttırmaktadır. Beklerden birinin kapatılmasıyla yakıt-hava karışımı kötüleşmekte dolayısıyla NOx azaltılabilmektedir. Fırındaki denemelerde alev şeklini ve uzunluğunu ayarlamak, fırın performansını etkilememek için bek çapları ayarlanmaktadır. Bu durumda bek sayısının yanı sıra bek ucundaki gaz hızı da değiştirilmiş olmaktadır. Modelde ise etkiler ayrı ayrı incelenebilmektedir. Şekil 7a’da görüldüğü gibi gaz hızı aynı tutularak bir bekin kapatılması NOx seviyesinde ~%10 azalma sağlamaktadır. Ancak bek çapı aynı tutulduğunda yani hızın artmasına izin verildiğinde NOx ~%3 artmaktadır. Bu durumda yüksek gaz hızı bir bekin kapatılarak (3 bekin asimetrik olarak yerleştirilerek) gaz ve havanın kötü karışımının yarattığı avan-

tajı yok etmiştir. Gaz hızı sabit tutularak bir bekin kapatıldığı durumda cama aktarılan enerjide ~%1 azalma olduğu görülmektedir. Bekin kapatılması sırasında gaz hızı daha da düşürüldüğünde cama aktarılan enerjinin daha fazla düşerek ~%5 azaldığı görülmüştür. İncelenen üç durumda (4 bek, aynı çap ile 3 bek, aynı gaz hızı ile 3 bek) alev sıcaklığının 1750°C’den yüksek olduğu bölgeler Şekil 8’de görülmektedir. Yüksek sıcaklık bölgelerinin çokluğu ile Şekil 7’de verilen NOx seviyeleri uyum göstermektedir. b) Bek yerleşimi Bek sayısı ve port eni boyunca yerleşimi hava gaz karışımı için önemli parametrelerdir. Bek ucundaki gaz hızını sabit tutarak iç bekin kapatılması daha uzun bir aleve neden olurken ortalama alev sıcaklığı düşmektedir. Alev sıcak-

Şekil 7. Farklı gaz hızına sahip beklerde bek sayısının etkisi

Şekil 8. Alev sıcaklığının 1750 °C’den yüksek olduğu bölgeler

Teknik Bülten 2010/1

Şekil 9. Farklı Oksijen seviyelerinde bek açısının etkisi

lığının düşmesi NOx oluşumunu azaltırken, alev boyunun uzaması B-duvarı sıcaklığının artmasına sebep olmaktadır. Kritik olabilecek yüksek sıcaklıklara ulaşılmaması için alev boyunun ayarlanması gerekmektedir. Ayrıca iç bekin kapatılması durumunda cam yüzeyindeki ısı dağılımı dört bekli duruma göre daha zayıf olmaktadır. İç bekin kapatılmasının ısı dağılımında yarattığı olumsuz durumu ortadan kaldırabilmek adına üç bekin simetrik olarak yerleştirildiği durum da modelde incelenmiştir. Üç bek port eni boyunca simetrik olarak yerleştirildiğinde cama aktarılan enerji iç bekin kapalı olduğu duruma göre daha fazla olmakta ve daha düzgün bir dağılım göstermektedir. Alevin boyu daha kısa olduğu için B-duvarı sı-

caklıkları da daha düşük olmaktadır. Ancak üç bekin simetrik olarak yerleştirildiği durumda dört bekli ve iç bekin kapalı olduğu üç bekli durumlara göre daha yüksek NOx seviyelerine ulaşıldığı gözlenmiştir. İncelenen fırın için hem NOx seviyeleri hem de cama aktarılan enerji göz önünde bulundurulduğunda dört bek; üç bekin simetrik olarak yerleştirilmesine göre daha uygun olmaktadır. IV. Bek Açısı Bek açıları 11°’den 9°, 7° ve 6°‘ye düşürülerek %5, %2 ve %0 O2 seviyelerinde NOx üzerindeki etkileri incelenmiştir. Şekil 9a’da görüldüğü gibi tüm oksijen seviyelerinde bek açıları düşürüldükçe NOx azalmaktadır. Ancak fazla hava miktarına bağlı olarak değişim miktarlarında farklılıklar gö-

Şekil 10. Port eni ve yükseklğinin etkisi

Teknik Bülten 2010/1

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

rülmektedir. %2 O2 ve %5 O2 seviyeleri için porttan gelen hava hızı sırasıyla 10 m/s ve 13 m/s olmaktadır. Bu farklılık yakıt-hava karışımında farklı özellikler yaratmaktadır.

mıştır. Ancak bu değişiklikler fırın boyutlarının izin verdiği ölçüde yapılabilmiştir.

V. Port Kesiti Port kesit alanının arttırılması, yakma havasının hızını azalttığından NOx’u düşürmekte ve alevin kapladığı alanı arttırdığından cama aktarılan enerjiyi arttırmaktadır.

a) Port Eni: Port eninin arttırılması hava hızını azaltmaktadır, ancak beklenenin aksine port eni arttırıldığında NOx seviyelerinde ~%2.5 artış görülmüştür (Şekil 10a). Port eni arttırılırken fırın boyutları aynı tutulduğu için giriş ve çıkış portları arasındaki mesafe azalmıştır; NOx seviyesindeki artış portlar arasındaki mesafe değişikliğiyle açıklanabilmektedir. Bu çalışma kapsamında sadece portlar arasındaki mesafenin azaltıldığı bir durum da çalışılmış ve NOx seviyesinde artış olduğu görülmüştür. Port eninin arttırılması durumunda port kesit alanının arttırılmasının ve portlar arası mesafenin azaltılmasının etkileri birlikte görülmüştür.

Sadece port yüksekliğinin, sadece port eninin ve hem yüksekliğin hem de enin arttırıldığı birçok inceleme yapıl-

Port eninin arttırılması cama aktarılan enerjiyi çok etkilememiştir (Şekil 10b), çünkü fırın boyutlarını ve işletme

Fazla havanın NOx ve fırın performansı üzerindeki etkisinin açıklandığı bölümde incelenen fırın için %2 O2 seviyesinin en uygun şartları yarattığı belirtilmişti, bu seviye için farklı bek açılarında cama aktarılan enerjinin benzer seviyelerde kaldığı Şekil 9b’de görülmektedir.

Şekil 11. Port taban ve kemer açılarının etkisi

Teknik Bülten 2010/1

Şekil 12. Farklı fırınlarda kemer yüksekliğinin etkisi

koşullarını kabul edilebilir sınırlarda tutabilmek adına port eni sadece ~%3 oranında arttırılmıştır. b) Port Yüksekliği: Port kesit alanı port yüksekliğini %10 oranında arttırarak büyütüldüğünde NOx seviyesinde ~%6.5 düşme görülmektedir. Daha düşük alev sıcaklıklarının görüldüğü bu durumda cama aktarılan enerji ~%1 düşmüştür. c) Port Eni ve Yüksekliği: Her iki değişiklik birlikte uygulandığında NOx seviyesinin, sadece port yüksekliğinin arttırıldığı durumda elde edilen minimum değere göre bir miktar yükseldiği görülmektedir. Bu durum yukarıda açıklandığı gibi port enini genişletirken portlar arasındaki mesafenin azalmış olmasından kaynaklanmaktadır. Özetle, incelenen fırında port eni optimum boyutta olduğu için fırın boyutlarını değiştirmeden port enini biraz daha arttırmak ek bir avantaj getirmemektedir. Çalışılan tüm durumlarda cam kalitesinin benzer olduğu, afinasyon bölgesi yüzey sıcaklıkları ve throata giren camın sıcaklıklarının değişmediği görülmüştür. VI. Port Açıları Port açıları gaz ve havanın karışım performansını dolayısıyla alev şekli ve sıcaklığını etkilemektedir. Şekil 11’de NOx’un port taban açısından port kemer açısına göre daha fazla etkilendiğini göstermektedir. Port taban açısının baz duruma göre daha düşük olduğu durumda 30

NOx seviyesinin %11 daha düşük olduğu görülmektedir. Ancak bu durumda cama aktarılan enerjide %2 azalma olmaktadır. VII. Kemer Yüksekliği Kemer yüksekliğinin NOx üzerindeki etkisi üç farklı boyuttaki fırınlarda incelenmiştir. Birinci ve ikinci fırında kemer yüksekliği 30 cm arttırılmıştır. Kemer yüksekliği arttıkça fırın atmosferinin hacmi artmakta ve alev üzerindeki döngülerin genişlemesi ile daha uzun ve cama paralel ilerleyen bir alev oluşturmaktadır. Alev formundaki bu farklılık NOx’u düşürmekte cama aktarılan enerjiyi arttırmaktadır (Şekil 12). Üçüncü fırında kemer yüksekliği diğer fırınlarda olduğu gibi 30 cm arttırıldıktan sonra toplamda 60 cm arttırılmış, optimum boyutların çok ötesine geçildiğinde incelenen parametrelerdeki değişim gözlenmiştir. Şekil 12’de görüldüğü gibi kemer yüksekliğinin çok fazla arttırılması ile NOx seviyesindeki değişim yön değiştirerek artışa geçmiştir. Ayrıca 60 cm’lik bu artış duvar kayıplarını da arttırdığından cama aktarılan enerjide de azalmaya sebep olmuştur.

NOx Azalmasının Cam Kalitesine Etkisi NOx seviyesi ve fırının ısıl verimliliği, dolayısıyla cam kalitesi genellikle birbiriyle ters hareket eden parametrelerdir. Bu yüzden bu çalışma kapsamında incelenen her durum cam kalitesi açısından cam sıcaklığı, camın fırında kalma süresi, habbe sayısı ve cam akım hızları gibi kalite göstergeleri ile de değerlendirilmiştir. Teknik Bülten 2010/1

Cam Fırınlarında NOx Oluşumunun Modellenmesi ve İncelenmesi

Şekil 13. Camın fırında kalma süresi incelemesi

Bu çalışma kapsamında incelenen dört durum için camın fırında kalış süresini gösteren eğriler Şekil 13’te yer almaktadır. İncelenen bu durumlarda kalitede bir farklılık görülmemektedir. Bu durumlar için habbe sayısı yoğunluğu incelemesi de yapılmış throattan çıkan camdaki habbe seviyelerinin benzer olduğu görülmüştür. Fırındaki denemelerde de cam kalitesinde herhangi bir bozulma olmamıştır. Sadece renksiz cam üretimi sırasında fazla hava miktarı ve bek açıları değiştirildiğinde renkte çok az bir etkilenme görülmüş ancak bu durum harmanda yapılan küçük değişikliklerle düzeltilmiştir.

birini etkilediği için yapılan bir değişikliğin NOx’u düşürmekteki etkisini diğer etkilerden soyutlayarak incelemek mümkün olmamaktadır. Matematiksel model ile her parametrenin ayrı ayrı incelenebilmesi avantaj sağlamaktadır.

Sonuç

Kaynaklar

Bu makalede farklı tasarım ve işletme parametrelerinin NOx ve fırın performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Genellikle NOx ve termal verimlilik ters yönde değişen iki değer olduğundan koşullar bu iki parametreye göre optimize edilmelidir. Fırın modellemesinde yakma havası ön ısıtma sıcaklığındaki değişiklikler, belirlenemeyen kaçak hava miktarı, enversiyon sırasında veya sağ sol yanma arasındaki farklılıklar ile yanma parametrelerindeki belirsizlikler hesaplamalar dışında bırakılabilmektedir. Bir diğer açıdan, cam fırınlarında birçok parametre birTeknik Bülten 2010/1

Bu çalışma kapsamında incelenen parametrelerin etkileri fırın tipi, boyutu ve üretilen cama göre farklılıklar göstermektedir. Aynı değişiklik; farklı tasarımda ve işletme koşullarında olan fırınlarda farklı oranlarda NOx değişimine neden olabilmektedir.

1. Yakışkan, K., ‘Modelling of NOx emission from natural gas ﬁred glass melting furnaces’, Yüksek Lisans Tezi, Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2004 2. Hill, S. C. ve L. D. Smoot, ‘Modelling of nitrogen oxide formation and destruction in combustion systems’, Process in Energy and Combustion Science, Cilt 26, 417-458, 2000. 3. De Soete, G.G., ‘Fundamental chemistry of NOx and N2O formation and destruction’, 3. IFRF Alev Araştırma Eğitimi, Noordwijkerhout, Hollanda, 1990. 4. Orhan, B., Kaya L. ve L. Onsel, ‘Reducing NOx emissions by primary measures in glass furnaces’, Glass Trend – Şişecam Çalıştayı, İstanbul, Türkiye, 12-14 Mayıs 2009. 31

Alternatif Enerji Kaynakları

Emre Dumankaya Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü edumankaya@sisecam.com

Enerji, günümüzde insanlığın en yaşamsal ihtiyaçlarından biri haline gelmiştir. Yapılan her üretimin bir enerji ihtiyacı vardır. İnsanlığın artan talepleri ve gelişen üretim süreçleri, enerjiye ve enerji kullanımına olan ihtiyacı arttırmıştır. Enerji kaynaklarının düzensiz kullanımı, doğaya yeterince önem verilmemesi, günümüzde dünyayı küresel ısınma ile yüz yüze bırakmıştır. Fosil yakıtların yakın zamanda tükenecek olması, fosil yakıt kullanımının atmosfere yaydığı emisyonların dünyanın ekolojik dengesini bozması, günümüzün en önemli sorunlarındandır. Yaşam için gerekli olan enerjinin temininin ve kullanımının doğru planlanmaması dünyayı iklimsel felaketlerin eşiğine getirmiştir. Bu nedenle enerji ihtiyacımızı karşılamak için doğru enerji planlamaları yapmak ve enerji üretiminde alternatif enerji kaynaklarından yararlanmak zorunlu hale gelmiştir. Tabloda verilen ve kaynak itibariyle insanlık hayatı açısından sonsuz sayılacak kadar çok olan enerjiler “Yenilenebilir Enerji” olarak adlandırılmaktadır. Ülkemiz, yerli, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları ile enerji ihtiyacının önemli bir kısmını karşılayabilecek bir potansiyele sahip olmasına karşın henüz bu kaynaklar mevcut potansiyelin çok altında değerlendirilmektedir. Hidrolik, rüzgar, jeotermal, güneş ve biyokütle ülkemizin kullanılan ve kullanılma potansiyeli yüksek alternatif enerji kaynaklarıdır ve kömürden sonra enerji üretimi için ikinci büyük yerli kaynaktır. 2007 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen enerji miktarı 8,47 milyon ton eşdeğer petrol mertebesindedir. Bu toplam birincil enerji arzımızın yaklaşık %8’ine

Tablo 1. Enerji Türleri ve Kaynakları

Teknik Bülten (Mart 2010): Cilt:39, No:1, sy:32-38 ©Şişecam

Alternatif Enerji Türü Hidrolik Enerji Güneş Enerjisi Rüzgar Enerjisi Dalga Jeotermal Enerji Biyokütle, Biyoyakıt Hidrojen

Kaynak veya Yakıtı Nehirler Güneş Atmosferin hareketi Okyanus ve denizler Yer altı suları Biyolojik artık, yağlar Su ve hidroksitler

Teknik Bülten 2010/1

Alternatif Enerji Kaynakları

karşılık gelmektedir. Ülkemizin yenilenebilir enerji arzı ağırlıklı olarak hidrolik kaynaklar ve biyokütleden (odun, bitki ve hayvan artıkları) karşılanmaktadır. Biyokütlenin payı yenilenebilir enerji arzımızın %47’sini oluşturmaktadır. Bu oranın tamamına yakını ticari olmayan yakıtlardan olan ve konut ısıtılmasında kullanılan odun ve hayvan artıklarıdır. Geri kalan yenilenebilir enerji arzı ise ağırlıklı olarak hidrolik kaynaklardan elde edilmektedir. Şimdilik rüzgar ve güneş enerjilerinin payı çok küçük olsa bile yakın gelecekte hızla artması beklenmektedir. Ülkemizde büyük potansiyele sahip jeotermal, rüzgar ve güneş gibi yerli kaynaklarımız şimdiye kadar sistematik olarak geliştirilmemiştir. 2007 yılında bu üç kaynağımızın toplam birincil enerji arzı içindeki payı sadece %1,52 civarında kalmıştır.

Grafik 1. Yenilenebilir Enerji Tüketiminin Birincil Enerji Tüketimindeki Payı

konusu olacaktır. Son yıllarda elektrik üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının payında ciddi bir artış görülmemektedir. Elektrik enerjisi üretiminde yenilenebilir enerjinin payı 2006 yılında %26 mertebesinde olmuş fakat bu pay 2007 yılında % 19 mertebesine gerilemiştir. Bu düşüşün en büyük nedeni ise yapılan toplu doğalgaz alım sözleşmeleridir. Ancak Elektrik Enerjisi Kurumunca elektrik üretiminin gelişiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının payının hızla artması beklenmektedir. İthalat bağımlılığını azaltabilmek, enerji arzı güvenliğini sağlayabilmek ve sera gazı salımlarını düşürebilmek için ülke enerji dengesinde yenilenebilir enerji kaynaklarının payının arttırılmasına önem verilmelidir. Ülkemiz açısından yenilenebilir enerji kaynaklarının ulaşmış olduğu potansiyel, içinde bulunulan enerji darboğazının aşılması, ithal kaynaklara olan bağımlılığın azaltılması ve döviz kaybının önlenmesi için önemli bir kaynaktır.

Hidrolik Enerji ve Hidroelektrik “Herhangi bir nehirde bir kesitten enerjisi alınmadan geçen su ülke ekonomisi açısından kayıptır.” Kaynak: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Grafik 2. Elektrik Üretiminde Kaynakların Payı

Kaynak: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Bu kaynaklarımızın kullanımının hızla geliştirilmesi beklentisine karşın 2030 yılında bile birincil enerji arzımıza ancak %5 oranında bir katkı yapması söz Teknik Bülten 2010/1

Su gücü, kuruluş maliyetinin yüksekliği ve uzun süreli olmasına rağmen uzun dönemde ucuz ve çevre için en yararlı enerji kaynağıdır. Hidrolik enerji, Türkiye’nin kullanılabilir en önemli yenilenebilir enerji kaynağını oluşturmaktadır. Gelişmiş ülkelerin potansiyellerini büyük ölçüde değerlendirmiş olmalarına karşı, Türkiye’de işletmeye açılan tesislerle söz konusu potansiyelin ancak % 28’lik bölümü hizmete sunulmuş durumdadır. Dünyada büyük kapasiteli tesislerde üretim maliyeti 0,03-0,04 USD/kwh iken küçük kapasiteli tesislerde maliyet 0,03-0,06 USD/kwh arasındadır. Türkiye geliştiremediği hidroelektrik potansiyelden dolayı,170 milyar kWh elektrik üretim kapasitesinin halen yalnız 47,6 milyar kWh’ lık bölümünü kullanabildiği için, her yıl yaklaşık 122,4 milyar kWh enerji üretebileceği suyu enerjisini almadan denizlere göndermektedir. Bu yüz33

Grafik 3. Dünya’da Yıllık Fotovoltaik Kapasite Gelişimi

Kaynak : EPIA

den birim kWh başına 0.06 US cent hesabıyla her yıl 7-8 milyar ABD Doları kaybetmektedir. Diğer taraftan hidrolik enerji doğal koşullara ve yağışlara çok bağımlıdır. 2006 yılında mevcut 13.062,7 MW kurulu gücündeki Hidroelektrik santrallerinden (HES) 44.244,2 GWh enerji üretilmişken bu üretim 2007 yılında 13.394,9 MW kurulu güçteki tesislerden 35.850,8 GWh üretime düşmüştür. Pik yüklerin ve değişken karakterli diğer yenilebilir enerji üretiminin sistem dengesini sağlamada en değerli üretim tipi olan Hidroelektrik santrallerin hızla tamamlanması gereklidir.

Güneş Enerjisi Güneşin ışıyan sıcaklığının ve ışığının enerji şeklinde kullanılmasıdır. Güneş gücü ise gün ışığının fotovoltaikler ile elektriğe dönüşmesini ifade eder. Güneş enerjisi günümüzde evlerde aydınlatmada, ısınmada, tarımda, deniz suyundan içilebilir temiz su elde edilmesinde ve ulaşım araçlarında kullanılmaktadır. Fotovoltaik enerji üretimi, diğer enerji kaynaklarıyla kıyaslandığında henüz ekonomik değildir. Ancak yapılan

Grafik 4. Dünya’da Kümülatif Fotovoltaik Kapasite Gelişimi

Kaynak : EPIA

Teknik Bülten 2010/1

Alternatif Enerji Kaynakları

araştırmalar sonucunda, maliyetlerin düşürülmesi başarılabilmiştir. Bu alanda araştırma yapan ve alanın öncü devletleri, ABD, Almanya ve Japonya, yılda yaklaşık bir milyar dolardan fazla yatırımı, bu konuyla ilgili harcamalara yapmaktadırlar.

Ülkemizde halen telekom istasyonları, Orman Genel Müdürlüğü yangın gözetleme istasyonları, deniz fenerleri ve otoyol aydınlatmasında kullanılan güneş pili kurulu gücü 300kW civarındadır.

Rüzgar Enerjisi Güneş pilleri üzerinde çalışan firmaların günümüzdeki hedefi, pillerin maliyetini 50 sente kadar düşürmektir, çünkü eğer bu başarılabilinirse, güneş enerjisi şirketleri elektrik ve doğalgaz şirketleriyle rekabet edebilir bir seviyeye geleceklerdir. Pillerin üretiminin ucuzlaması ve bireylerin ihtiyaçları olan bireysel enerjilerini kendilerinin elde edebilme olanaklarının artması sonucu enerji kavramı yeni bir anlam kazanabilecektir. Uzmanlar bu durumu “mevcut teknoloji düzenini yıkan teknoloji olarak” olarak adlandırmaktalar. Özellikle ince film fotovoltaiklerin Pazar payının önümüzdeki yıllarda hızla artması beklenmektedir. Fosil kaynaklı elektrik üretim maliyetleri ile fotovoltaik elektrik maliyetleri güneşlenme süresi uygun olan ülkelerde 2015’te güneşlenme süresi az olan Almanya gibi ülkelerde ise 2020’de eşitleneceği tahmin edilmektedir. Türkiye birçok ülkeye göre şanslı durumda olmasına rağmen bu potansiyel kullanılmamaktadır. EİE tarafından yayınlanan Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası’na göre, Türkiye’nin yıllık güneş enerjisi teknik potansiyeli yaklaşık 405 milyar kWh (1800 kwh/m2-yıl) dır. Türkiye’de, büyük çoğunluğu Akdeniz, Ege ve Güney Doğu Anadolu bölgelerinde olmak üzere, 3 – 3,5 milyon konutta güneş kolektörü bulunmaktadır. Bu toplayıcıların tümü 18 milyon m2’dir ve EİE verilerine göre 2007’de üretilen enerji miktarı 420 bin ton eşdeğer petrolün üstündedir.

Tablo 2. Güneş Kollektörleri ile Elde Edilen Enerji Miktarı Tahmini Yıl 1998 2001 2004 2007 Kaynak EİE

Teknik Bülten 2010/1

Güneş Enerjisi Üretimi (bin TEP) 210 290 375 420

İnsanoğlunun yararlandığı ilk enerji kaynağı, rüzgardır. Tarihin en eski dönemlerinden itibaren itici güç olarak kullanılan rüzgar enerjisini, ilk olarak Mısırlılar ve Çinliler kullanmışlardır. Özellikle deniz taşımacılığında rüzgar temel enerji kaynağı olmuştur. Kullanımının bu kadar eski olmasına rağmen, fosil yakıt kullanımının artması ve hızlı bir şekilde yaygınlaşması, rüzgar enerjisi araştırmalarını durma noktasına getirmiştir. 1970’li yıllarda yaşanan petrol krizi de rüzgar enerjisinin gelişimine katkıda bulunmuştur. Son on-onbeş yılda dünya genelinde en hızlı büyüyen ve ekonomik maliyetleri düşen sektör olmuştur. 1990 yılında rüzgar türbinlerinin kurulu gücü dünya genelinde 1000 MW iken, 2000 yılında 17.500 MW olmuştur. 2008 yılında ise bu rakam 120.790 MW’ı bulmuştur. Ülkemizde bugünkü teknik koşullarda ortalama 7 m/s hızda, yılda 2.500 saat kullanma süresi ile kurulabilecek ekonomik rüzgâr potansiyeli EİE tarafından hazırlanan Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlasında 120 milyar KWh düzeyinde hesaplanmıştır. Türkiye bu potansiyeline rağmen rüzgar enerjisi alanında dünyanın çok gerisindedir. 2008 yılı itibariyle Türkiye’de kurulu rüzgar gücü 433 MW’a ulaşmıştır.

Dalga Enerjisi Dalga enerjisinin tüm dünya için 3000 GW lık bir potansiyele sahip olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte bunun ancak 64 GW lık kısmı kullanılabilir durumdadır. Med cezir olayı yerin ve ayın çekimi arasında suyun denge sağlamasından ileri gelmektedir. Sadece dünyanın aya bakan yüzünde değil, diğer yüzünde de meydana gelir. Genellikle her 12 saat 25 dakikada bir med-cezir meydana gelmekte ve her gün bir önceki günden 50 dakika sonra meydana gelmektedir. Med-cezir enerjisini alabilmek için koy formundaki sahile bir baraj yapılmalıdır. Med esnasında su baraj 35

Kapasite MW

Grafik 5. Dünyada Kurulu Rüzgar Gücü Gelişimi

Kaynak: Global Wind Energy Council

üzerindeki türbinlerden geçerek baraja dolar. Cezir süresincede barajdan yine türbinler üzerinden geçerek denize döner. Burada med-cezir enerjisinin %8-25’ i faydalı hale dönüştürülebilmektedir. Med-cezir santrali mevsim değişikliklerinden etkilenmez. Med-cezir vasıtasıyla enerjinin daha verimli elde edilebilmesi için sahillerin okyanusa açık olmalıdır. Bu nedenle bu enerji Türkiye açısından kullanışlı olmamıştır. Okyanusa sahili olan Fransa 18 km lik sahilden 6000 MW lık bir enerji üretim projesi üzerinde çalışmaktadır.

Jeotermal Enerji Bu enerji direkt olarak yerin kendi ısısından elde edilmektedir. Jeotermal kelimesi yer anlamına gelen “jeo” ve ısı anlamına gelen “termal” kelimelerinin birleşiminden oluşmuştur. Bu enerji yer kabuğunun kilometrelerce deriliğindeki erimiş kayalardan oluşan magmanın ısısından oluşur. Magmadan yükselen ısı ile, jeotermal rezervuarlar olarak bilinen yer altı su havuzları ısınır. Hatta bazen su kaynayarak buhar oluş36

turabilir. Bunlar yeryüzüne çıkacak bir yer bulduğunda su veya kaynar bir şekilde gayzerlerden dışarıya çıkarlar. Yüzyıllardır insanlar bu suları banyo yapmak için veya mutfaklarında kullanırlar. Ancak bugünkü teknoloji ile artık bunların kendiliğinden yeryüzüne çıkmalarını beklemek yerine jeotermal rezervuarların oldukları yerlere sondaj yaparak enerji açığa çıkarılabilmektedir. Jeotermal enerji ülkemiz için önemli bir yenilenebilir kaynaktır. Türkiye jeotermal potansiyel açısından dünyanın yedinci ülkesidir. 2005 yılı sonu itibariyle MTA tarafından yapılan jeotermal sondaj değerlendirmelerine göre muhtemel potansiyelin 2924 megavatı görünür potansiyel olarak kesinleşmiştir. Türkiye’deki doğal sıcak su çıkışlarının 600 MWt olan potansiyeli de bu rakama dahil edildiğinde toplam görünür jeotermal potansiyelimiz 3524MWt’e ulaşmaktadır. Ülkemizdeki jeotermal kaynakların % 95’i ısıtmaya uygun sıcaklıkta olup çoğunlukla Batı, Kuzeybatı ve Orta Anadolu’da bulunmaktadır. Türkiye’nin toplam jeotermal ısı ve elektrik potansiyeli; 5 milyon konut ısıtma Teknik Bülten 2010/1

Alternatif Enerji Kaynakları

eşdeğeri veya 150 bin dönüm sera ısıtması, 30 milyar m3/yıl doğal gaz eşdeğerindedir. Türkiye’nin toplam jeotermal elektrik potansiyeli 2000 MW elektriktir. 2013 yılı jeotermal elektrik üretim hedeﬁ 550 MW elektrik kurulu güç ve 4 milyar Kwh elektrik üretimidir. Türkiye’deki jeotermal enerji kaynaklarının tümüne yakınının düşük-entalpili (akışkan sıcaklıkları 160°C’ den küçük) olması, kaynakların değerlendirilmesinde endüstriyel proses ısısı ve konut ısıtmasına yönelinmesi gereğini ortaya çıkarmıştır. Türkiye’nin gelecek yıllardaki enerji gereksinimleri dikkate alındığında jeotermal enerjinin tek başına çözüm olmayacağı; fakat enerji sorununda tamamlayıcı bir rol oynayacağı tahmin edilmektedir. Devletin ve özel yatırımcıların jeotermal kaynakların son derece çekici olduğu konut ısıtması ve proses ısısı gibi kullanımlara yatırım yapması beklenmektedir.

Biyokütle-Biyoyakıt Enerjisi Biyokütle; fosil olmayan organik madde kitlesi olarak tanımlanmaktadır. Biyokütle enerjinin temelinde fotosentezle kazanılan enerji yatmaktadır. Biyokütle enerjisinin kaynakları bitkisel ve hayvansal ürünlerdir. Başka bir deyişle Ana bileşenleri karbo-hidrat bileşikleri olan bitkisel ve hayvansal kökenli tüm maddeler “Biyokütle Enerji Kaynağı”, bu kaynaklardan üretilen enerji ise “Biyokütle Enerjisi” olarak tanımlanmaktadır. Ülkemiz enerji ormancılığına uygun (kavak, söğüt, kızılağaç, okaliptüs, akasya gibi hızlı büyüyen ağaçlar) 4 milyar hektar devlet orman alanına sahiptir. Yapılan hesaplamalar, 1 milyon hektar alana kurulacak enerji ormanlarından yılda yaklaşık 7 milyon ton biyokütle enerji kaynağı elde edilebileceğini göstermektedir. Bu miktar yaklaşık 30 milyon varil ham petrole eşdeğerdir. Biyodizel, kanola, ayçiçeği, soya, pamuk gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen motorine eşdeğer bir yakıttır. Atık bitkisel yağlar ve hayvansal yağlar da, biyodizel hammaddesi olarak kullanılabilmektedir. Biyodizel petrol içermez; fakat saf olarak veya her oranda petrol kökenli motorine karıştırılarak motorinin kullanıldığı Teknik Bülten 2010/1

her yerde yakıt olarak kullanılabilir. Biyodizel yerli kaynaklarla ve yerli sanayi tesislerinde üretilebilir. Ayrıca, küçük ölçekli ve yöresel üretimi de mümkündür. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü’nün yaptığı analizler sonucu, tarıma elverişli olduğu halde kullanılmayan tarım arazileri esas alınarak 2.000.000 hektar arazide ekilecek yağlı tohumlu bitkilerden 1,5 milyon ton biyodizel üretilebileceği ve 54.000 kişiye istihdam sağlanabileceği de tahmin edilmektedir. Bu üretim aynı zamanda 2,8 milyon ton karbondioksit tasarrufunu da beraberinde getirmektedir.

Hidrojen Sudan elde edilebilirliği sayesinde sonsuz bir enerji kaynağı olan hidrojen günümüz teknolojisi ile motorlu taşıtlarda yakıt olarak kullanılabilme sınırına gelmiştir. Hidrojenin çevre dostu olması ve geleneksel yakıtlara göre avantajlarının bulunması, yakın gelecekte en gözde enerji kaynağı olmasını sağlamaktadır. Hidrojenin en belirgin özelliği oksijenle çabuk reaksiyona girmesidir. Bu özelliği ile hidrojen doğal bir reaktiftir. Düz cam üretiminde, elektronik mikroçip üretiminde de olduğu gibi oksijenin temizlenmesi için azot atmosferlerine hidrojen verilmektedir. Yüksek verim, çevre sorunları ve fosil yakıt rezervlerinin azalması gibi sorunlar 21.yy enerji tercihinin elektrik ve hidrojenden yana olması sonucunu doğurmuştur. Bu iki alternatif yakıt birbirine dönüştürülebilmektedir. Ayrıca hidrojen elektrikten daha iyi depolanabilmekte ve uzun mesafelere taşınabilmektedir. Bu özelliği hidrojenin uçaklar ve motorlu taşıtlar içinde yakıt olarak kullanılabilmesini sağlamaktadır. Elektriği 20. yy. enerji taşıyıcısı olarak nitelendiren çevreler, hidrojeni de 21. yy. enerji taşıyıcısı olarak görmektedirler. Fakat geleceğin alternatif enerjisi olarak kabul edilen hidrojen enerjisinin üretimi, kullanımı ve bunun doğal dengeleri nasıl etkileyeceği hala tartışılan konular arasındadır. Avrupa Yenilenebilir Enerji Konseyi, hidrojeni, yenilenebilir, temiz enerji kaynaklarından elde edilmedikçe yeşil enerji olmayacağı görüşündedir. Bu durumda önemli olan hidrojen kaynağının temiz olup 37

olmamasıdır. Çünkü hidrojen, fosil yakıtlardan oldukça ucuz olarak üretilebilmektedir. Ancak karbon gazı açığa çıkararak, hem geri kazanım maliyetlerine ek bir yük getirmekte, hem de karbon gazı ile iklim değişimine katkıda bulunmaktadır. Geleceğin enerjisi olarak nitelendirilen hidrojen ile ilgili en önemli kuruluş olan Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) İstanbul’da kurulmuştur. 21.yüzyılın enerjisi olarak nitelendirilen hidrojen enerjisi konusunda Türkiye’nin önde olmasını ve zaten var olan, güneş, rüzgar ve biyokütle gibi mevcut enerji kaynakları potansiyelini en iyi şekilde kullanmasını sağlayacak önemli bir girişim olmuştur. Türkiye gibi, sınırlı fosil yakıt kaynaklarına sahip bir ülke için yakın gelecekte güneş-hidrojen sistemine geçmek son derece uygun bir seçenek olacaktır.

Sonuç İnsan hayatının vazgeçilmez girdilerinden biri olarak enerjiye ve yeni enerji kaynaklarına olan ihtiyaç her geçen gün hızla artış göstermektedir. Ülkemizin petrol ve petrol ürünlerindeki dışa bağımlılığı, petrol ﬁyatlarında meydana gelen dalgalanmalarda ekonomik anlamda sıkıntıların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Ayrıca elektrik enerjisi üretiminde doğalgaz çevrim santrallerinin hakim olması ve doğalgazda yüksek oranlarda bağımlılık bulunması nedeniyle, Türkiye’de üretilen elektriğin maliyetinin tamamen dış etkenler tarafından belirlenmesine yol açmaktadır. Tüm dünyada hükümetler enerjide yaşanan bağımlılığın azaltılması için çeşitli önlemler almaktadırlar. Bunların en önemli temel noktası, enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi, alternatif enerji kaynaklarının değer-

lendirilmesi ve enerjinin verimli kullanılmasıdır. Ekonomik gerekçelerin yanı sıra enerji ile ilgili diğer önemli konular ise enerji santrallerinin güvenlikleri, siyasi sorunlar ve çevresel sorunlarıdır. Enerji ithalatı ve ihracatı konusunda karşılaşılan bir başka sorun ise ülkeler arası siyasi sorunlar olmaktadır. Örneğin geçen sene Rusya ile Ukrayna arasında yaşanan ﬁyat anlaşmazlığı nedeniyle hem Ukrayna hem de bu ülke üzerinden enerji ithalatı yapan Avrupa ülkeleri etkilenmiştir. Bu yüzden Nabucco gibi alternatif enerji hatları büyük önem taşımaktadır. Alternatif enerji kaynakları ile ilişkili olarak birçok ülke dışa bağımlılığını azaltma amacıyla, yerli, temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yatırım yapmakta ve bu yatırımları çeşitli şekillerde desteklemektedir. Çünkü enerjinin en önemli üretim araçlarından ve girdilerinden birisi olma rolünün uzun süre devam etmesi beklenmektedir. Bu nedenle enerji ihtiyacı artan ülkelerde alternatif enerji kaynakları arayışı giderek önem kazanmaktadır.

Kaynaklar 1- V.Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu Sonuç Bildirgesi, Haziran 2009 2- Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), “Renewables in global Energy Supply”, Ocak 2007, s.24. 3- Dünya Enerji Komitesi Türk Milli Komitesi, “Türkiye Enerji Raporu 2007-2008”, Aralık 2008. 4- Türkiye Elektrik İletim A.Ş.,”Türkiye Elektrik Enerjisi 10 Yıllık Üretim Kapasite Projeksiyonu 2009-2018.”, Haziran 2009. 5- www.gwec.net 6- Avrupa Fotovoltaik Endüstrisi Birliği (EPIA), “Solar Generation V-2008 Report”, s.22-28. 7- http://www.trpvplatform.org/belge-ler.html

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye Enerji Raporu ve Geleceğe Bakış

Emre Dumankaya Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü edumankaya@sisecam.com

Dünya enerji sistemi, oldukça karmaşıklaşan ve öngörülerin sürekli alt üst olduğu bir dönemi yaşamaktadır. Bu nedenle de, petrol ve doğal gaz dışındaki kaynaklara yönelik arayışlar yoğunluk kazanırken, yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi artmıştır. Dünyanın üzerinde önemle durduğu diğer bir olgu ise karbon emisyonlarının yol açtığı küresel ısınma ve iklim değişikliğidir. 2009 Kasım’ında Kopenhag’da toplanacak olan Uluslararası Konferans, 2012 yılı sonrası için karbon salımları konusundaki küresel mutabakatın sağlanabilmesi için, önemli bir aşama olarak tanımlanmaktadır.

DÜNYA’DA 2008 YILINDA ENERJİ KONUSUNDAKİ GELİŞMELER Mevcut Durum Dünya Enerji Pazarı, 2008 yılının son çeyreğinden itibaren bir kriz ortamına girmeye başlamıştır. Enerji gelişmelerinin anahtarı olan petroldeki istikrarsız durum bunun en temel nedenidir. 2008 Mart ayında petrolün varil fiyatı 104 USD, 2008 Temmuz ayında 147 USD’a çıkarak, doğalgaz ve kömür fiyatlarının da artmasına neden olmuştur. AB’de ve ABD’de yaşanan finansal krizin ve ekonomik yavaşlamanın etkisiyle ham petrol fiyatları, 2008 Eylül ayında 95 USD, 2008 Aralık ayında 38 USD seviyesine inmiştir. AB ve ABD dışındaki gelişmekte olan ülkeleri de etkileyen finansal kriz nedeniyle, bir taraftan sanayi üretimi ve enerji taleplerinin azalması diğer taraftan da enerji alanındaki gelişmeler ve yatırımların yavaşlaması beklenmektedir. Bunun sonucunda enerji problemlerinin artarak gelecek yıllara devredildiği gözlenmiştir.

Teknik Bülten 2010/1

Enerji piyasalarını temelden etkileyen bir diğer önemli parametre, küresel ısınma olgusudur. Özellikle fosil yakıtların üretim ve tüketimleri sürecinde atmosfere yayılan karbon emisyonlarının küresel ısınmaya ve iklim değişikliğine yol açması: Kyoto protokolünü imzalamayan ülkelere baskı oluşturmuştur.

Karbon ticareti, enerji piyasalarının yeni ve önemli bir unsuru olarak öne çıkarken, temiz kömür yakma teknolojileri, kömürden sıvı yakıt eldesi gibi teknolojilere yatırımda önemli hareketlenmeler gözlemlenmiştir. Tüm bu gelişmelerin ışığında 2009 Kasım’ında Kopenhag’da toplanacak olan Uluslararası Konferans, 2012 yılı sonrası için karbon salımları konusundaki küresel mutabakatın sağlanabilmesi için, önemli bir olanak olarak tanımlanmaktadır.

Dünyada Birincil Enerji Tüketimleri 2007 yılı birincil enerji tüketimi, 11,1 milyar ton petrol eşdeğeri olarak gerçekleşmiştir. Bunun: • 3.95 milyar tonu petrol, • 2.64 milyar ton petrol eşdeğeri doğal gaz, • 3.18 milyar ton petrol eşdeğeri kömür ile karşılanmıştır. Enerji talebindeki artış 2006 yılında %2,7 oranında iken; 2007 yılında %2,4 oranında gerçekleşmiştir. Küresel krizin etkisiyle 2008 ve 2009 yıllarında bu oranların daha da düşmesi beklenmektedir.

DÜNYA ENERJİ SEKTÖRÜNDE BEKLENEN GELİŞMELER Alternatif kaynaklara yönelik çalışmaların yoğunluğuna rağmen önümüzdeki yıllarda en çok kullanılacak enerji kaynağının petrol olacağı öngörülmüştür. İspatlanmış rezerv ömrü, petrole oranla daha uzun olan doğalgazın önümüzdeki 20-30 yılda petrolden liderliği alacağı ve dünyanın en önemli kaynağı olacağı öngörülmektedir. Dünya genelindeki kullanımda, doğal gazın en çok kullanıldığı sektör, sanayi sektörüdür. Diğer önemli sektör elektrik sektöründe ise, diğer fosil yakıtlara göre daha düşük olan maliyeti ve daha düşük karbon içermesi nedenleriyle, doğalgazın payı artmaktadır. Dünya kömür kaynaklarının önümüzdeki yıllarda da yerini koruyacağı fakat çevresel kısıtlamalar ve karbon emisyonu konularının yüksek maliyetli yatırımları getireceği öngörülmüştür.

Mevcut Rezervler: KAYNAK Petrol Doğalgaz Kömür

ÖMÜR (Yıl) 41,6 60,3 133

Kaynak: BP Statistical Review of World Energy, Haziran 2008

Şekil 1. Dünya Birincil Enerji Tüketimi (1982-2007)

Kaynak: BP Statistical Review of World Energy 2008

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye Enerji Raporu ve Geleceğe Bakış

Şekil 2. Dünya Birincil Enerji Talebi (Referans Senaryo)

Kaynak: International Energy Outlook 2008 – Makro Trendler, ABD Enerji Bakanlığı

Bu rakamlar bilinen üretilebilir rezervleri içermektedir, potansiyel rezervler ve henüz bulunamamış ya da kullanıma hazır hale getirilmemiş kaynakları içermemektedir. Fosil yakıtların kullanımı nedeniyle oluşan iklim değişikliği etkilerini azaltmak için çeşitli stratejiler geliştirilmiştir. Bunlar: • Mevcut ve yeni santrallerin verimliliğini arttırarak, emisyonları (CO2) azaltmak. • Karbondioksitin yakalanması ve depolanması. • Yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek.

DÜNYA ENERJİ SEKTÖRÜNDE UZUN VADELİ BEKLENTİLER 2005 – 2030 yılları arasında, dünya enerji talebinin yaklaşık % 50 oranında artması beklenmektedir. Uluslararası Enerji Ajansı’nın 2008 sonlarında yayınlamış olduğu “Geleceğe Bakış” Raporu verilerine göre 2007 – 2030 yılları arasında, küresel ölçekte, toplam 26,3 trilyon dolarlık enerji yatırımına gereksinim olacağı ve bunun % 52’si elektrik sektörüne, % 24’ü petrol, % 21’i ise doğal gaz sektörüne yapılacak yatırımlar olacağı öngörülmüştür. Teknik Bülten 2010/1

ABD Enerji Bakanlığı’nın Eylül 2008’de yayınlamış olduğu International Energy Outlook, 2008 başlıklı raporda, 2030 yılına kadar, petrol fiyatlarının 3 farklı senaryoya göre olası seyri, yukarıdaki şekildeki gibi verilmiştir. Raporda yüksek petrol fiyatlarının sürmesinin, yenilenebilir kaynakların, paylarının artmasına neden olacağı (yılda % 2,1) ve yenilenebilir kaynakları, kömürün izleyeceği belirtilmiştir. Dünya doğal gaz tüketiminin 2005 yılındaki 2.95 trilyon metreküplük seviyesinden, 2030’da 4.47 trilyon metreküpe erişeceği tahmin edilmektedir. Gazın, kullanılması mümkün olan her ortamda, petrolü ikame etmesi beklenmektedir. 2030 yılında, doğal gazın en çok % 43’lük pay ile sanayi sektöründe kullanılacağı öngörülmektedir. Elektrik üretiminde, özellikle daha verimli yakıt olması ve daha az karbon yayması nedeniyle, en çok tercih edilen yakıtın doğalgaz olması beklenmektedir.

TÜRKİYE’DE ENERJİ Türkiye Enerji Politikası Enerjinin, ekonomik büyümeyi gerçekleştirecek şekilde; zamanında, yeterli, güvenilir, rekabet edilebilir fiyatlardan, 41

Şekil 3. Dünya Petrol Fiyatları (nominal) 3 Senaryo

Kaynak: International Energy Outlook 2008, ABD Enerji Bakanlığı

çevresel etkileri de göz önünde tutularak tüketiciye sağlanması şeklinde tanımlanmıştır.

Şekil 4. Birincil Enerji Üretimi ve Tüketiminin Yapısı, 2007

Bu bağlamda, Bakanlığın ana enerji politika ve stratejileri: • Stratejik petrol ve doğal gaz depolama kapasitesinin arttırılması, • Kaynak ve ülke çeşitlendirilmesi, • Yerli kaynakların kullanımı ve geliştirilmesine öncelik verilmesi, • Farklı teknolojilerin kullanımı, geliştirilmesi ve yerli üretimin arttırılması, • Yakıt esnekliğinin arttırılması (alternatif enerji kaynağı kullanımına teşvik), • Her aşamada çevresel etkileri göz önünde bulundurmak şeklinde özetlenmiştir.

Türkiye Enerji Arz ve Talebi Türkiye’de kömür ve hidrolik enerji yerli üretimde önemli pay teşkil etmektedir. Hidrolik ve kömür dışındaki kaynaklar ülkenin ihtiyacını karşılayacak seviyede değildir. Birincil enerji tüketimi yıllık ortalama %2,8 oranında bir artışla 2007 yıl sonu itibariyle 107.625 milyon ton petrol eşdeğerine (MTEP) ulaşmıştır. 42

Kaynak: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Teknik Bülten 2010/1

Türkiye Enerji Raporu ve Geleceğe Bakış

Şekil 5. Enerji Arz ve Talebin Gelişimi

Kaynak: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Özellikle doğal gaz son yılların hızla büyüyen enerji kaynağı olarak tüketimde vazgeçilmez bir yere oturmuştur. 2007 yılında doğalgaz enerji tüketiminde %31.5 ile en büyük payı alan enerji kaynağı haline gelmiştir. Buna karşılık doğalgaz tüketimimizin sadece % 2,4’ ü kendi üretimimiz ile karşılanabilmiştir. Yerli kaynaklarımızdan üretilen enerji miktarındaki artışın enerji talebimizden daha düşük olması nedeniyle, net enerji ithalatımız 1990’daki 28,5 MTEP değerinden, 2007’de 81,1 MTEP değerine ulaşmıştır. 2007 yılında enerji talebimizin sadece %25,5’i yerli kaynaklar ile karşılanmıştır.

KAYNAKLAR BAZINDA ENERJİ Kömür: Ülkemizde 2007 yılında üretilen birincil enerjinin %54’ü, 14,8 MTEP ile kömürdür. Ancak üretilen kömürün toplam birincil enerji tüketimindeki payı, doğal gaza verilen ağırlık nedeniyle, 2000 yılında %15,5 iken 2007 yılında %13,6 seviyesine gerilemiştir. Bu olumsuz gelişme daha ziyade ithal edilen ve oldukça pahalı olan doğal gazın elektrik üretiminde aşırı ölçüde kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Kömür kaynağı günümüzde artan enerji talebinin karTeknik Bülten 2010/1

şılanmasında, diğer fosil yakıtlara kıyasla bolluğu, istikrarlı tedarik koşulları ve fiyat yapısı ile en güvenilir enerji kaynağı olup kısa ve orta dönemde de bu konumunu sürdüreceği beklenmektedir. Ancak kömürün geleceği, temiz kömür teknolojilerindeki gelişmelere bağlıdır. Temiz kömür teknolojileri; kömürün hem çevresel olarak kabul edilebilirliğini hem de verimliliğini artıran teknolojiler olarak tanımlanmaktadır. Böylelikle kömür kullanımından kaynaklanan emisyon ve atıklar azaltılıp birim ton başına elde edilen enerji miktarı artmakta ve sürdürülebilir bir gelişim için kömürün daha çevre dostu ve verimli kullanılabilmesi hedeflenmektedir. Başta gelişmiş ülkeler olmak üzere Dünyada esas olarak kömür hazırlama ve iyileştirme teknolojileri, kömür yakma ve gazlaştırma teknolojilerini kapsayan dönüşüm teknolojileri ile CO2 tutma ve depolama teknolojileri alanında uygulamalı Ar-Ge, projeleri üzerinde yoğun çalışmalar sürdürülmektedir.

Doğalgaz: Ülkemizde 2007 yılında toplam 893 milyon m3 doğalgaz üretilmiştir. Doğalgazın nihai tüketimi de hızla artarak 2007 yılında 36,7 milyar m3’e ulaşmıştır. Bunun 35,8 milyar m3’ü ithalattan, 0,89 milyar m3’ü yerli üretimden karşılanmıştır. 43

Şekil 6. Türkiye Doğalgaz Üretimleri

Kaynak: Petrol İşleri Genel Müdürlüğü

Şekil 7. Türkiye Doğalgaz Tüketimi

Kaynak: Petrol İşleri Genel Müdürlüğü

2007 yılında ulusal doğalgaz tüketiminin; • %56’sı elektrik üretiminde, • %22’si konutlarda gerçekleşmiş olup, • Kalan %22’si de sanayide kullanılmıştır. Türkiye’de doğalgaz tüketim tahminlerine göre; tüketimin • 2010 yılında 42,6 milyar m3 • 2015 yılında 56 milyar m3 • 2020 yılında 59,3 milyar m3 Mertebesine ulaşması beklenmektedir. Söz konusu tüketim tahminleri Botaş’ın kontrata bağlı alımları ile karşılaştırıldığında 2011 yılından itibaren açık olacağı görülmektedir.

Doğalgaz Boru Hatları Türkiye stratejik konumu gereği Ortadoğu ve Hazar Denizi doğalgaz üretim alanları ile Avrupa tüketim pazarı arasında köprüdür. Zengin doğal gaz kaynaklarına yakın bir konumda olmamızın getirmiş olduğu avantajın yanı sıra, bu 44

Şekil 8. Doğalgaz Tüketiminin Sektörel Dağılımı,2008

Kaynak: BOTAŞ

bölgeden Avrupa’ya olabilecek transit doğal gaz geçişi için de güvenilir bir platform sunmamız, Türkiye’nin jeopolitik önemini vurgulamaktadır. Henüz başlangıç aşamasında olan Nabucco Projesi bunun en güzel örneğidir. • Rusya Federasyonu-Türkiye D.Gaz Boru Hattı (Rusya Batı): BulgaristanTrakya-İstanbul-Bursa-Eskişehir-Ankara hattı ile Rusya’dan yılda 14 milyar m3 gaz alınmaktadır • İran-Türkiye D.Gaz Boru Hattı: Doğubeyazıt’tan Ankara’ya uzanan ana hat ile 10 milyar m3 gaz Türkiye’ye ulaşmaktadır. • Azerbaycan Şahdeniz- Türkiye D.Gaz Boru Hattı: Bu proje Azerbaycan'ın Hazar Denizi içindeki Şah Denizi lokasyonunda 1 trilyon m³ olarak tahmin edilen doğal gaz rezervini Türkiye'ye ulaştırmayı amaçlamaktadır. Türkiye-Azerbaycan ve Gürcistan arasında 12 Mart 2001 tarihinde imzalanan proje, ilk etapta 2 milyar m³ ve ikinci etapta 6,6 milyar m³ kapasiteli olarak planlanmıştır. 3 Temmuz 2007 tarihinde ilk sevkiyat Erzurum'a ulaşmıştır. • Mavi Akım D.Gaz Boru Hattı (Rusya Doğu): Rusya'dan Türkiye'ye doğal gaz nakletmek için Karadeniz geçişli büyük boru hattıdır. Yıllık 16 milyar m3 kapasiteli boru hattından Türkiye, 2002 yılından bu yana gaz almaktadır. • Mısır-Türkiye D.Gaz Boru Hattı Projesi: Doğal gaz arz kaynaklarının çeşitlendirilmesi amacıyla Mart 2004’te Mısır ile çerçeve anlaşması imzalanmıştır. Söz konusu anlaşmaya göre Mısır’ın Türkiye’ye yılda 2-4 milyar m3; Türkiye üzerinden Avrupa pazarlarına ise 2-6 milyar m3 gaz ihraç etmesi öngörülmüştür. Teknik Bülten 2010/1

Türkiye Enerji Raporu ve Geleceğe Bakış

• Nabucco D.Gaz Boru Hattı: Ortadoğu ve Hazar Bölgesi doğal gaz rezervlerini Avrupa pazarlarına bağlamayı öngören Nabucco ile ilk etapta güzergah üzerindeki ülkelerin gaz ihtiyacının karşılanması, takip eden yıllarda ise diğer ülkelerin gaz taleplerindeki gelişmelere göre Batı Avrupa’ya ulaştırılması amaçlanmıştır. Yaklaşık uzunluğunun 3.300 km, kapasitesinin ise 25,5-31 milyar m3/yıl olması, 2012 yılında ilk kapasite ile devreye alınması planlanmıştır.

çok sektörde kullanılan petrol ve ürünleri, ülke enerji ihtiyacının çok önemli bir kısmını karşılamaktadır. 2007 yılı verilerine göre %30,9 pay ile petrol, enerji tüketimimizde doğal gazdan sonra en büyük paya sahiptir. Ancak 33,3 milyon ton olan ham petrol ve petrol ürünleri talebimizin sadece %6,7 si yerli üretimle ile karşılanabilmiştir. 2007 yılı sonu itibariyle teorik hesaplamalara göre; Türkiye’ de 979 milyon ton ham petrol rezervi bulunmaktadır. Ancak bugünün koşullarına göre toplam rezervin 167 milyon tonu (%17 ) üretilebilir niteliktedir.

Ülkemizde, yukarıdaki haritada gösterildiği gibi, farklı noktalardan giren ana hatlar birbirlerini yedekleyecek şekilde bağlanmaktadır. Dolayısıyla, besleme noktalarının birinde olabilecek bir kesintiyi diğer noktalardan yönlendirileŞekil 9. 2007 Yılı Yenilenebilir Enerji Tüketiminin Birincil Enerji cek gazla belli bir noktaya Tüketimindeki Payı kadar ikame etmek mümkündür.

Petrol: Türkiye’nin ekonomik kalkınmasında temel ihtiyaçlar arasında yer alan enerji kaynakları içerisinde petrol, günümüzde yerini ve önemini korumakta ve gelecekte de bunu sürdüreceği beklenmektedir. Ekonomide üretimden tüketime kadar pek Teknik Bülten 2010/1

Kaynak: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı

Yenilenebilir Enerji Türkiye önemli miktarda yenilenebilir enerji kaynaklar potansiyeline sahiptir. Hidrolik, rüzgâr, jeotermal, güneş ve biyokütle ülkemizin kullanılan ve kullanılma potansiyeli yüksek yenilenebilir enerji kaynakları olmasına rağmen henüz bu kaynaklar mevcut potansiyelin çok altında değerlendirilmektedir. 2007 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen enerji miktarı toplam birincil enerji arzımızın yaklaşık %8 ine karşılık gelmektedir. Önümüzdeki yıllarda da birçok teşviğe rağmen, enerji arzındaki oransal payda büyük artışlar beklenmemektedir.

ENERJİ VERİMLİLİĞİ Enerji yoğunluğu yüksek, kişi başına enerji tüketimi düşük olan ülkemizde: • Enerji verimliliğinin arttırılası, • Enerji israfının önlenmesi, • Enerji konusunda dışa bağımlılığın azaltılması amacıyla, * Enerji Verimliliği Kanunu yürürlüğe girmiştir (Mayıs 2007) * 2008 yılı Enerji Verimliliği yılı ilan edilmiş * Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğinin Artırılmasına Dair Yönetmelik (Ekim 2008) yürürlüğe konulmuştur. Yapılan çalışmalar 2020 yılındaki 222 milyon TEP olarak gerçekleşmesi beklenen birincil enerji talebini %15 azaltabilecek bir potansiyele sahip olduğumuzu ortaya koymaktadır. Bu potansiyelin, 2005 fiyatları ile yılda yaklaşık 16,5 milyar TL’lık tüketim tasarrufuna eş değer olduğu hesaplanmaktadır.

SONUÇLAR Türkiye, enerji alanında gittikçe daralan bir tünelde ilerlemektedir. 2007 yılında %25.5 olan yerli üretimin payının (Doğalgazda %2.5, Petrolde %6-7) çok fazla değişmeyeceği ve bugüne değin izlenen politikaların sürdürülmesi halinde, ülkemizin enerji alanında dışa bağımlığının artarak süreceği söylenebilir. 46

2009 yılında 28,4 MTEP olarak gerçekleşmesi beklenen birincil enerji tüketiminin, 2010 yılında küçük bir artışla 29,2 MTEP’e çıkacağı beklenmektedir. Böylece birincil enerji talebinin ithal kaynaklardan karşılanma oranın 2010 yılında yüzde 72,4 olacağı öngörülmektedir. Hükümetin hazırlamış olduğu programına göre, 2010 yılında elektrik üretim artışının yaklaşık yüzde 75’i doğal gazdan karşılanacak. Bu yıl 194,3 milyar kWh olarak gerçekleşmesi beklenen elektrik tüketiminin, gelecek yıl yüzde 4 oranında artışla 202 milyar kWh’e ulaşacağı tahmin edilmektedir. Elektrik üretiminde doğal gaz yakıtlı santrallerin yüzde 49.1, linyit yakıtlı santrallerin yüzde 20.1 ve hidrolik santrallerin yüzde 17.8’ lik paylarla ilk sıraları alması beklenmektedir. Rüzgar ve jeotermal elektrik üretiminin payının ise yüzde 1,3’ e ulaşması programlanmıştır. Türkiye Kyoto’ya taraf olmuştur. Bundan sonra, Türkiye’nin, takip eden süreçlerde bazı sorumlulukları alması ve taahhütler vermesi gerekecektir. Enerji planlamaları artık eskisi gibi sadece ihtiyaca göre yapılamayacak ve en düşük karbon komposizyonu ile üretim söz konusu olacaktır. Güneş enerjisinden yararlanma konusunda teşvik edici politika oluşturulmalı, önümüzdeki yıllarda kuruluş maliyetleri düşeceği tahmin edilen fotovoltaik pillerin (PV) yerli üretimi için sektördeki gelişmeler izlenmelidir. Türkiye’nin önemli, temiz ve yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrolik santral projelerine gerekli kaynaklar aktarılarak hızla sonuçlandırılması sağlanmalıdır.

KAYNAKLAR 1- Dünya Enerji Komitesi Türk Milli Komitesi, “20072008 Türkiye Enerji Raporu”, Aralık 2008 2- BP Statistical Review of World Energy, Haziran 2008 3- Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), “Geleceğe Bakış Raporu”, 2008 4- ABD Enerji Bakanlığı, “International Energy Outlook”, 2008 5- Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Türkiye’de Enerji Üretim ve Tüketimleri 6- www.botas.gov.tr Teknik Bülten 2010/1

2010 Konferans, Sempozyum, Kongre ve Fuarlar Takvimi

A.Semih İşevi Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü sisevi@sisecam.com.tr

9–12 March China Glass 2010, Shanghai, China. Zhou Qinghong, Chinese Ceramic Society, 11 Sanlihe Road, Beijing 100831, PR China. Email ceramsoc@163.com Web www.ceramsoc.com 20–21 March Glass and Glazing in the 21st Century: Design and Preservation of Contemporary and Historic Architecture, Boston, USA. Technology & Conservation, The Technology Organisation, 76 Highland Avenue, Somerville, MA 02143, USA. Email ses_tec_con@msn.com 23 March Glass for vessels, glass for windows: Medieval glass 1066-1550 Study Day to be held at The Wallace Collection Hertford House, Manchester Square, LONDON W1U 3BN sandbill@gotadsl.co.uk 24–27 March Fensterbau/Frontale 2010, Nuremberg, Germany. NürnbergMesse, VisitorService, Messezentrum, 90471 Nürnberg, Germany. Web www.frontale.de 30 March–2 April GlassExpo 2010, ninth international exhibition glass and modern technologies, Moscow, Russia. Viktor Ivanovich Osipov, President of StekloSouz, Electrozavodskaya st. 21, Moscow. Tel +7 499 767 42 73. Email osipov@steklosouz.ru Web www.steklosouz.ru

Teknik Bülten 2010/1

17–22 April 53rd Society of Vacuum Coaters Annual Technical Conference, Orlando, Florida, USA. Society of Vacuum Coaters, 71 Pinon Hill Place NE, Albuquerque,

NM 87122-1914, USA. Email svcinfo@svc.org Web www.svc.org 20–22 April VI International Conference on Refractories, Furnaces and Thermal Insulations, Novy Smokovec, Slovak Republic. Ing. Tomáš Lukáč, Luma CAF, Na Šajbe 1A, 040 01 Košice, Slovenská Republika. Email tomas@talk.sk Web www.konferencie.net 20–21 April First International Symposium on Materials Processing Science with Lasers as Energy Sources, Clausthal, Germany. Juergen G. Heinrich, Laser Application Center (LAC), Clausthal University of Technology, Arnold-Sommerfeld-Straße 6, 38678 Clausthal-Zellerfeld, Germany. Email heinrich@naw.tu-clausthal.de Web www.mpsl-ecers2010.de 20–22 April Logichem 2010, The ninth Annual European Bulk and Specialty Chemical Supply Chain Conference, Düsseldorf, Germany. Siân Folkford, Customer Service, WBR, Anchor House, 15–19 Britten Street, London, SW3 3QL, UK. Email enquire@wbr.co.uk Web www.wbresearch.com/logichemeurope

6–7 May GPD South America, Sao Paolo, Brazil. Ms. Sari Kamula, Glass Performance Days China 2010, PO Box 25, 33731 Tampere, Finland. Fax +358 10 500 6180. Email sari.kamula@glaston.net Web http://www.gpd.fi/gpd-southamerica/ 16–19 May American Ceramics Society Glass & Optical Materials Division Annual Meeting, Corning, New York, USA. John C. Mauro, Senior Research Scientist, Science and Technology Division, Corning Incorporated, Corning, NY 14831, USA. Email mauroj@corning.com Web ceramics.org/?page_id=3809 20–21 May Challenging Glass 2, Conference on Architectural and Structural Applications of Glass, Delft, The Netherlands. Freek Bos & Christian Louter, Delft University of Technology, Faculty of Architecture, Julianalaan 134, 2628 BL Delft, The Netherlands. Email challengingglass-bk@tudelft.nl Web www.bk.tudelft.nl/challengingglass 30 May–2 June Tenth ESG Conference, Magdeburg, Germany. Annette Doms, Deutsche Glastechnische Gesellschaft, Siemenstrasse 45, D-63071 Offenbach, Germany. Email silvia.barbugian@nielsen.com Web www.hvg-dgg.de

5–7 May Glass World 2010, fourth international exhibition for the glass product & glass technology, Cairo, Egypt. Nile Trade Fairs, 16 Samir Abdel Raoof St, Makram Ebaid extention, 5th Floor, Office No15, Nasr City, Cairo, Egypt. Email info@nilefairs.com Web www.glassworldex.com

2–3 June Glass Processing Days China, Beijing, China. Ms. Sari Kamula, Glass Performance Days China 2010, PO Box 25, 33731 Tampere, Finland. Fax +358 10 500 6180. Email sari.kamula@glaston.net Web www.gpd.fi/china

6–8 May Glass South America, Sao Paolo, Brazil. Silvia Barbugian (Bia), Nielsen Business Media Brasil, Rua Monte Castelo, 55 - Granja Viana, Cotia - SP, CEP 06710-675, Brazil. Tel +55 11 4613 2003. Fax +55 11 4613 2023. Email silvia.barbugian@nielsen.com Web www.glassexpo.com.br

4–7 June China Glass 2010, Beijing, China. Joe Zhou, Sanlihe Road 11, Haidian District, Beijing 100831, China. Fax +86-10-68349359. Email ceramsoc@163.com Web www.chinaglass-expo.com

Teknik Bülten 2010/1

2010 Konferans, Sempozyum, Kongre ve Fuarlar Takvimi

6–10 June PTM 2010, Solid-to-Solid Phase Transformation in Inorganic Materials Conference, Avignon, France. Christelle Colas, Conference Secretariat, French Federation of Sciences for Chemistry (FFC), Maison de la Chimie, 28 Rue Saint-Dominique, 75007 Paris, France. Email colas@ffc-asso.fr Web www.ffc-asso.fr/PTM2010 10 June Furnace Solutions 5, Stoke-on-Trent, UK. Christine Brown, Society of Glass Technology, Unit 9, Twelve O'clock Court, 21 Attercliffe Road, Sheffield S4 7WW, UK. Tel +44 114 263 4455. Web www.sgt.org 10–12 June Glass Art Society 40th Annual Conference: Ingenious Possibilities, Louisville, KY, USA. Glass Art Society, 1305 Fourth Avenue, Suite 711 Seattle Washington 98101 USA. Web www.glassart.org 13–18 June 17th International Symposium on Non Oxide and New Optical Glasses (XVII ISNOG), Ningbo, China. Prof. Dr. Shixun Dai, Ningbo University, 818 Fenghua Road, Ningbo 315211, China. Email isnog@siom.ac.cn Web www.isnog.org 17–18 June 10th Glass Stress Summer School, Tallinn, Estonia Dr Hillar Aben, GlasStress Ltd, 21 Akadeemia tee, 12618 Tallinn, Estonia. Tel +372 655 5531. Fax +372 655 5532. Email info@glasstress.com Web www.glasstress.com 21–24 June Bragg Gratings, Photosensitivity, and Poling (BGPP) Topical Meeting, Karlsruhe, Germany. Optical Society of America, 2010 Massachusetts Ave N.W., Washington, DC 20036-1012 USA. Email info@osa.org Web www.osa.org/meetings/topicalmeetings/BGPP 22–26 June FESPA 2010, Munich, Germany. Frazer Chesterman, Teknik Bülten 2010/1

FESPA, 7a West Street, Reigate, Surrey RH20 9BL, UK. Email info@fespa.com Web www.osa.org/meetings/topicalmeetings/BGPP 27 June–2 July NCM11, 11th International Conference on the Structure of Non-Crystalline Materials, Paris, France. Georges Calas, Institut de Mineralogie et de Physique des Milieux Condenses, Universite Pierre et Marie Curie, 140 rue de Lourmel, 75015 Paris, France. Email georges.calas@impmc.jussieu.fr Web www.ncm11.impmc.upmc.fr 23–25 July The 2010 American Glass Guild Conference, Detroit, Michigan, USA. American Glass Guild, 10 County Line Road, Suite 24, Branchburg, NJ 08876, USA. Email info@americanglassguild.org Web www.americanglassguild.org 1–5 August SPIE Optics+Photonics 2010, San Diego, USA. Conferences and Events, SPIE, PO Box 10, Bellingham, WA 98227-0010, USA. Email MeetingInfo@SPIE.org Web www.spie.org/x30291.xml 8–10 September SGT Annual Meeting 2010, Cambridge, UK. Christine Brown, Society of Glass Technology, Unit 9, Twelve O'clock Court, 21 Attercliffe Road, Sheffield S4 7WW, UK. Tel +44 114 263 4455 Webwww.cambridge2010.sgthome.co.uk 14–16 September RWM 10, recycling and waste management exhibition, Birmingham, UK. Drew Murphy, RWM 10, Emap Connect, Greater London House, Hampstead Rd, London NW1 7EJ, UK. Email drew.murphy@emap.com Web www.rwmexhibition.com 20-25 September XXII International Congress on Glass, Bahia, Brazil. Dr Edgar Dutra Zanotto, Vitreous Materials Lab, 49

Department of Materials Engineering, Federal University of São Carlos 13565-905, São Carlos, SP, Brazil. Web www.icg2010.com.br Email icg@abividro.org.br 28 September–2 October Glasstec 2010, Düsseldorf, Germany. Birgit Horn, Messe Düsseldorf, Stockumer Kirchstr. 61, 40474 Düsseldorf, Germany. Email hornb@messe-duesseldorf.de Web www.glasstec-online.com 28 September–1 October Solarpeq, solar energy industries trade fair, Düsseldorf, Germany. Anja Schneider, Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt am Main, Germany. Email anja.schnieder@vdma.org Web www.vdma.org/glass or www.glasstec-online.com 1–4 October Scotland's 400th Anniversary of Glassmaking, Edinburgh, Scotland. Shiona Airlie & Frank Andrews, The Committee for the 400th Anniversary of Scottish Glass Making, Blair House, Hirst Road, Near Harthill, Shotts, North Lanarkshire, ML7 5TL, Scotland. Email 400th@scotlandsglass.co.uk. Web www.scotlandsglass400.co.uk

4–5 October Fourth ISAAG, International Symposium on the Application of Architectural Glass, Munci, Germany. Andreas Haese, Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, Germany. Email info@isaag.com Web www.isaag.com 17–21 October 112th ACerS Annual Meeting & Expo, Pittsburgh, USA. MS&T' 10: Materials Science & Technology 2010 Conference & Exhibition, Pittsburgh, USA. American Ceramic Society, Megan Mahan, 735 Ceramic Place, Suite 100, Westerville, Ohio 43081, USA. Email mmahan@ceramics.org Web www.matscitech.org 17–21 October 112th ACerS Annual Meeting & Expo, Pittsburgh, USA. MS&T' 10: Materials Science & Technology 2010 Conference & Exhibition, Pittsburgh, USA. American Ceramic Society, Megan Mahan, 735 Ceramic Place, Suite 100, Westerville, Ohio 43081, USA. Email mmahan@ceramics.org Web www.matscitech.org 14–18 November Third International Congress on Ceramics, Osaka, Japan. Dr Tatsuki Ohji, ICC3 Secretariat, Ceramics Society of Japan, 2-22-17 Hyakunincho, Shinjuku, Tokyo 169-0073, Japan. Email t-ohji@aist.go.jp Web www.ceramic.or.jp/icc3

Teknik Bülten 2010/1

GENEL MÜHENDİSLİK BİLGİLERİ

Erdem Yıldırım Analitik Destek Hizmetleri Müdürlüğü erdyildirim@sisecam.com

Membranlar (Membranes)

Membran yoluyla ayırma, değişik gaz veya sıvı ağırlıklı karışımlar arasında bir çeper oluşturarak gerçekleştirilir. Farklı türde çözünen ve çözücü maddeler, farklı hızlarda membrandan geçtiğinde ayrışma gerçekleşir. Biz burada üç filtrasyon tekniği üzerinde duracağız: mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon(UF) ve nanofiltrasyon(NF). Bu prosesler, tabloda gösterildiği gibi membran tarafından geçirilen partikül boyutuna göre karakterize edilir. Her membran tipi kendine mahsus uygulamalara uygundur ve en iyi ayrışmayı sağlayacak malzeme ve parçalar ile dizayn edilir. Membran boyunca akış, akışın membran yüzeyinin normali bir hız vektörü ile aktığı teğet akış filtrasyonu (TFF) ya da akışın membran yüzeyine teğet aktığı normal akış filtrasyonu (NFF) olarak karakterize edilir. Akış şekli, faydalanılan parça tipine bağlıdır. NFF parçalar, kartuşlar, üst üste konulmuş diskler, ve düz plakaları kapsar. TFF parçalar, levha-şase (muhafaza), delikli lifler, tüpler,monolitler, spiraller ve girdaplı akışı kapsar.

MİKROFİLTRASYON (MICROFILTRATION) MF partikülleri gerçek çözeltilerden ayırır. Bu teknik, 0,1 den 10 µm ye kadar olan partikülleri ayırabilir. Şekilden görülebileceği gibi, büyük, çözünebilen makro moleküller, bakteriler ve diğer mikro organizmalar MF membranlar tarafından tutulabilir.

Membran Malzemeleri MF Membranlar en büyük gözenek açıklıklarına sahip membranlardır. Tipik olarak, kıvrımlı ya da kılcal gözeneklere sahip olmalarına göre sınıflandırılabilirler.

Teknik Bülten 2010/1

Katılardan. Membranlar sinterleme yoluyla ya da mikro partiküllerin topaklanması yoluyla üretildiklerinde, gözenekler katı partiküllerin arasındaki boşluklar tarafından oluşturulurlar. Genel malzemeler, metal, metal oksit,grafit,seramik ve polimeri kapsar.

Seramik. Bu membranlar tipik olarak sol-gel prosesiyle üretilir. Daha küçük seramik öncü kürelerin ard arda birikmesi ardından multitüp monolitleri oluşturmak için yakılmasıyla üretilir. İz Dağlama. Polimer bir film,polimer zincirlerindeki kimyasal bağları kırmak için paralelleştirilmiş bir radyasyon ışın demetine maruz bırakılır. Film daha sonra selektif olarak tahrip olan polimere saldıran bir banyoda dağlanır.-fotojenik gözenekli bir film üreten bir teknik. Kimyasal Faz Dönüşümü. Çözücü içindeki konsantre bir polimer çözeltisi, ince film üzerine yayılır,çözücü olmayan bir maddenin yavaşça eklenmesiyle kıvrımlı gözenekler oluşturma için çökeltilir. Termal Faz Dönüşümü. Zayıf bir çözücü içindeki polimer çözeltisi yüksek bir sıcaklıkta hazırlanır. Son şekline getirildikten sonra, sıcaklık düşürülür ve polimer çökelir. Ve çözücü yıkanarak temizlenir. Gerilmiş Polimerler. Kristalit oryantasyonu eksenine dik olarak gerdirilmiş yarı kristalin polimerler, mikro kanal52

ların tekrar oluşmasına izin verecek şekilde parçalanırlar.

Membran Parçaları MF filtrasyonda kartuş filtre kutusu, şase ve plaka aletleri, kılcal boru kümeleri, boru biçiminde membranlar, spiral sarılmış parçalar ve kemerli filtreleri kapsayan birçok geleneksel dizaynlar kullanılır. Seramik MF membranları düz palaka, tek tüp, disk ve diğer formları başlıca laboratuvar kullanımı için mevcuttur. Son olarak, kasetler iki farklı zıt akış membran cihazıdır.

ULTRAFILTRASYON (ULTRAFILTRATION) 1 nm’den 100 nm ye kadar değişen çaplarda gözenek açıklıkları ile UF Membranlar, 0,2-1,0 MPa lık itme kuvveti kullanır. Bu teknik, büyük çözünmeyen molekülleri, kolloidler ve askıda katılar gibi daha büyük partikülleri tutarken, sıvı çözücü ve küçük çözünenleri membran boyunca sürükler.

Membran Malzemeleri UF Membranlar tipik olarak rejenere selüloz, polyethersulfone, polysulfone, poliamid, polyacrylonitrile veya değişik floropolimerler gibi polimerik yapılardan oluşur. Teknik Bülten 2010/1

Alternatif Enerji Kaynakları

Bunlar, daldırma casting metodu ya da MF membran üzerinde bir alaşım olarak şekillendirilirler. Membran seçimi, ürün işlemi boyunca kimyasal ve mekanik sağlamlık, yüksek ürün verimi için molekül ağırlığı değerlendirmesi, yerinde temizleme (Clean- In-Process), ölçülendirme ve maliyet için flaks işlemeye bağlıdır.

Membran Malzemeleri

Membran Parçaları

İnce Film Alaşımları Arayüzey polimerizasyonu ile şekil verilmiş, bir reaktan içeren sudan etkilenmez bir çözücü madde içine daldırarak, sulu prepolimer çözeltisi ile mikro gözenekli membran alt yüzeyi kaplı bir TFC yi kapsar.

Parçalar, kaset, spiral, delikli lifler, tüpler, ve inorganik monolitleri kapsar. Bunlar başlıca tıkanmayı azaltarak akışı arttırmak için TFF de kullanılır. Bununla birlikte, virüs giderme ve su uygulamak için NFF işlemi kartuş ve delikli lif parçaları ile yapılır.

NANOFİLTRASYON (NANOFILTRATION) NF bazen “ serbest ters ozmoz” olarak adlandırılır. Yaklaşık 10 dan 100 nm çapına kadar küçük çözünmüş maddeleri tutarken sıvı çözücüleri membran boyunca itmek için 0,3 den 10,5 MPa ya kadar bir itme kuvvetinden faydalanır. NF membranları daha önce bahsedilen membranlardan farklıdır, çünkü yüklü parçacıkların birbirini itmesi ana metodu ile iyon itmelerinden faydalanmak amacıyla genellikle yüklüdürler . Çözünmüş gazları az miktarda tutmakla birlikte 20-80 % NaCl tutma ve > 200-1000 Dalton nötral organik tutmaya sahiptirler. Nötral ya da ayrışmayan çözünmüş maddeler, yüklü ve ayrışmış çözünen maddelerden daha az tutmaya sahiptir.

Teknik Bülten 2010/1

Selüloz Polimerler 30-40 % polimer boyanın daldırma casting yoluyla şekillendirilir, selüloz su içine daldırılmış bir ağ örgüsü üzerinde selüloz asetat, triasetat ve bütirik asetat biriktirilerek oluşturulur.

Çaprazbağlı Polyetherurea Bu membranlardan bazıları NaCl tutma ve su geçirgenliği özelliğine sahiptir.

Membran Parçaları NF Membranları spiral, delikli lifler, tüp şeklinde ve plaka ve şase formatlarında mevcutturlar. Spiraller, besleme tarafında düşük basınç mesnetlerine sahip oldukları, tıkanmaya daha az meyilli oldukları, kolayca temizlenebildikleri, mekanik olarak sağlam ve en ekonomik oldukları için en yaygın olanıdır.

Kaynaklar 1. “Perry’s Chemical Engineer’ s Handbook,” 8.th ed. Mc Graw Hill, New York, 2008 2. Seidel,A.,ed. İn chief, “ Separation Technology,” second edition, John Wiley and Sons, Inc., New Jersey, 2008