hidroelektrik güç

Düşen suyun enerjisinden elde edilen elektrik. Yenile­nebilir enerji kaynakları arasında, teknik bakımdan en gelişmiş olanı hidroelektrik güçtür (ya da hidroelektrik enerji): Dünya çapında yalnızca odunun katkısı daha büyüktür.

Tarihçe. Yüksekten düşen suyun enerjisinden yararlan­maya ilişkin ilk bilgilere, İ.Ö. IV. yy’da yaşamış eski Yu­nan şairi Antipatros’un çalışmalarında rastlanır. Romalı­ların da sudolabından yararlandıkları bilinmektedir; ama önce köle çalıştırmanın yaygınlaşması, sonra da yaygın işsizlik nedeniyle, sudolaplarının daha da gelişti­rilmesini özendirecek bir gerekçe kalmamıştır. Emek­ten kazandıran su değirmenlerinin daha geniş biçimde kullanılmaya başlanması, ancak daha sonraki yüzyıllar­da, Avrupa’nın nüfusu savaşlar ve açlık nedeniyle kırıl­dıktan sonra gerçekleşmiştir: 1800 yılına gelindiğinde gücünün elektrik üretmek amacıyla kullanılması ilk olarak ABD’de,Appleton (Wisconsin) yakınlarındaki Fox ırmağı üstünde hizmete giren (30 Eylül  1882) birtesiste gerçekleştirilmiş, hidroelektrik gücün dünyada elektrik kullanımına yaptığı katkı o tarihten bu yana durmaksızın artmıştır: 1980’de dünyada üretilen elek- triğln % 25’ini, dünyada kullanılan toplam enerjininse % 5’ini oluşturuyordu.
Avrupa’da ve ABD’de England’da, bu tür on binlerce değirmen yapılmıştır.Günümüzde dünyada toplam hidroelektrik güç üretimi,  verileriyle 2 044 milyar kilovat saati (kWsa) bulmakta ve toplam kapasitesi 549 000 megavat (MW) olan barajlarda gerçekleştirllmektedlr. Düşen sudan elektrik üretiminde önde gelen ülke, 71 300 MW’lik  ABD’dir; onu Bağımsız DevletlerTopluluğu (62 ^00MW) ve Kanada(57 700 MW) izlemektedir,

Dağılım. Hidroelektrik güç potansiyelinin kıtalar arasındaki dağılımı, kabaca ülkenin yüzölçümüyle orantılıdır; Çin, dünyadaki potansiyelin onda birini tek başına elin- de bulundurmaktadır. Dağlık bölgeler ve büyük ırmak vadileri, en umut verici kaynaklardır. Amazon, Kongo ve ©rinoco ırmakları ile Hlmalayalar’dan gelen kar sularının beslediği ırmaklar, geniş çaplı kullanıma elverişli yerlerdir. Ne var ki, söz konusu bölgelerin birçoğu (Alaska, Kanada’nın kuzey kesimi ve Sibirya’da kimsenin yaşamadığı alanlar da bunlar arasındadır) sanayi mprkp7İgrinripn uzaktadır.

ABD, Bağımsız Devletler Topluluğu ve Kanada’nın güney kesiminin yanı sıra, hidroelektrik enerjiden yararlanmak için en yoğun çabanın gösterildiği öbür bölgeler Avrupa ve Japonya’dır. Avrupa, elindeki hidroe- lektrlk güç potansiyelinin aşağı yukarı % 60’ını kullanmaktadır: Asya’daki kaynakların yalnızca dörtte biri ka- dar kaynağı bulunmasına karşın, Avrupa, Asya’nın iki katına yakın hidroelektrik güç üretmektedir. Buna karlılık Afrika, potansiyelinin yalnızca % 5’ini kullanıma sokmuştur; bunun yarısını da yalnızca üç baraj sağlamaktadır: Doğu Afrika’daki Kariba, Nil üstündeki Asvan ve Gana’daki Akosombo barajları.

Dünyanın bazı bölgelerinde hidroelektrik güç ana elektrik kaynağını oluşturmakta, 35’i aşkın ülke, elektrik gereksinmelerinin üçte ikisinden çoğunu düşen suyla karşılamaktadır. Güney Amerika’da kullanılan elektri- ğin % 73’ü, droelektrikgüçten sağlanmaktadır: Geliş- me yolundaki ülkelerin tümünde, bu oran % 44’tür. Norveç’se, elektriğinin % 99’unu ve toplam enerjisinin % 50’sini, hidroelektrik güçten sağlamaktadır.

Güç santralları. Bir yerde üretilebilecek elektrik miktarı.

ÇİZELGE ١: HİDROELEKTRİK ENER() ÜRETİMİ
Ülke hidroelektrik enerji üretimi (milyar kilovat saat) Toplam elektrik enerjisi üretiminde su gucunun payı
(%)

yolundaki ülkelerin tümünde, bu oran % 44’tür. Norveç’se, elektriğinin % 99’unu ve toplam enerjisinin % 50’sini, hidroelektrik güçten sağlamaktadır.

Güç santralları. Bir yerde üretilebilecek elektrik miktarı.

ABD’de Washington eyaletinde, Columbia ırmağı üstündeki 168 m yüksekliğinde Grand Coulee barajının işlevlerinden biri de, hidroelektrik enerji üretmektir. Barajın tabanındaki güç santralında, su türbinlerine koşulmuş jeneratörlerin kapasitesi 3 000 megavattan fazladır..

oradaki suyun hacmiyle ve düşme yüksekliğiyle, yani suyun düşerken aldığı yolla orantılıdır. Geleneksel bir hidroelektrik santralını oluşturan bölümler, düşme yük­sekliği sağlayan ve suyu depolayan bir barajı, suyu hid­rolik türbinlere taşıyan savakları, türbinden suyun hızla boşaltılmasını sağlayan, böylece de türbin palaları altın­da vakum etkisi yaratan ve etkili düşme yüksekliğini ar­tıran çekiş borularını, türbinlere bağlı ve onlar tarafın­dan çalıştırılan jeneratörleri, daha verimli iletim için vol­tajı yükselten transformatörleri ve kumanda odasını içerir.

En elverişli yerlerin kullanıma sokulduğu ve termik santralların çok sayıda olduğu bölgelerde, hidroelektrik santralları, “tepe yüklü birimleri” denilen tesisler haline getirilebilir. Yani, bir alandaki elektrik kullanımı zaman içinde büyük değişiklikler gösterebileceği için, en üst noktaya çıkan güç gereksinmelerini karşılamak amacıy­la kolayca devreye sokulabilen ya da talep karşılanınca kolayca devreden çıkarılabilen kaynaklara gerek var­dır. Bir barajın arkasında biriken su istenildiği anda salı- verilebileceği için, ek türbinler kurulursa, hidroelektrik santralları, tepe yükleri karşılayan güç kaynakları olabi­lir. Pompalı depolama tesislerinde, bu esneklikten da­ha geniş olarak yararlanılır; sürekli yanan kömürün ve nükleer santralların ürettiği fazlalık güç kullanılarak, yu­karıdaki depolama rezervuarlarına su pompalanır. Sonra, gerekli olduğunda, su aşağı salınarak türbinler çalıştırılır; böylece, pompalama için kullanılan enerji­nin üçte ikisi geri kazanılmış olur. Bununla birlikte, tepe yükleri ve pompalı depolama tesislerinin bazı kusurları vardır. Tepe yükleri tasarruf ve yük yönetimi teknikle­riyle azaltmak, bu talebi tepe yük birimleriyle karşıla­maktan çoğunlukla daha ucuza mal olur; pompalı de­polama tesisleriyse, genellikle büyüktür, pahalıdır ve kurulmaları için yer seçimi zordur.

Baraj yapımı. Modern anlamda baraj yapımcılığı, 1933’te ABD’de Tennessee Vadisi Yönetimi’nin (TVA) kurulmasıyla başlamış, ırmak havzalarının geliştirilme­sine yönelik bu kapsamlı yaklaşım, dünyanın bütün ül­kelerinde örnek oluşturmuştur. Günümüzün büyük ba­rajları, insanlığın en büyük mühendislik başarıları ara­sında yer alır. Sözgelimi, 1982’de Brezilya ile Paraguay arasında Parana ırmağı üstünde yapımı bitirilen İtaipu barajı, tam kapasiteyle üretim yaptığında (12 600 MW elektrik üretimi) dünyanın en büyük güç kompleksi ola­caktır (bu baraj, böyle yerlerde uluslararası işbirliğinin gerekli olduğunu da göstermektedir; su kullanım hakla­rı konusundaki bitip tükenmez tartışmalar, Himalaya bölgesinde ve başka yerlerde hidroelektrik güç üretimi­nin önünde büyük bir engel olmayı sürdürmektedir). Büyük barajların oluşturduğu göller de, dünyadaki en büyük tatlısu kütleleri arasında yer almaktadır; Ga­na’daki Volta gölü, 8 500 km²‘lik, yani Lübnan’ın yüzöl­çümüne eşit bir alanı kaplar.

Hidroelektrik baraj projeleri, gelişme yolundaki bir­çok ülkenin ekonomi ve yatırım planlarında önemli yer tutmaktadır: Mısır, Asvan’dan elde ettiği enerjiyle aşağı yukarı bütün köylerini elektriğe kavuşturmuştur; Sao Francisco ırmağında üretilen enerjinin bölgeye çektiği şirketler, Brezilya’nın kuzey kesiminde aşağı yukarı 1 milyon yoksula iş sağlamıştır; ülkemizde de GAP proje­sinin toplanması, bütün Güneydoğu Anadolu’nun ya­şamını değiştirecektir. Bununla birlikte, gelişme yolun­daki bir ülkede büyük bir barajın kurulması, kırsal ke­simde yaşayan çoğunluğun yaşama düzeyini her za­man yükseltmez; çünkü genellikle büyük barajların ya­kınında kurulan enerji yoğun sanayilerin, yöre halkına çok sayıda iş sağlamasına’ender rastlanır.

1950 yıllarından sonra gelişmekte olan ülkelerde (ve sanayileşmiş ülkelerin geri kalmış bölgelerinde) geniş ölçekli hidroelektrik tesislerinin kurulmasının başlıca nedeni, enerji yoğun sanayilerin ucuz elektriğe gerek­sinme duymaları ve uluslararası kredi kurumlarının, milyarlarca dolarlık borçlar vermeye eğilim göstermiş olmalarıdır (İtaipu’nun yan tesisleriyle birlikte 6 milyar dolara mal olacağı, Çin’in tasarladığı Üç Boğaz projesi- ninse 12 milyar dolara mal olacağı hesaplanmıştır). Dünya Bankası’nm verilerine göre, gelişme yolundaki ülkelerin, şu anda plan aşamasında olan hidroelektrik santralları için, 2000 yılına kadar yaklaşık 100 milyar dolar bulmaları gerekecektir.

Hidroelektrik projeleri için sermaye bulmanın en ko­lay yolu, enerji satışıyla sürekli bir kazancın garanti edil­mesidir. Amazon havzası, Yeni Cine, Quebec ve Sibir­ya gibi nüfus yoğunluğu düşük bölgelerde, minerallerin çıkarılması ve işlenmesi için enerjiye duyulan gereksin­me, bu projelerin başlıca itici gücünü oluşturmaktadır. En elverişli yerlerin zengin mineral yataklarına yakın ol­maması durumunda, büyük baraj yapımının arkasında­ki ana ekonomik güç, alüminyum işleme sanayisidir. Çevre üstündeki etkiler. Büyük barajlar, kendi kendini düzenleyen çevre sistemlerini, yönetilmesi gereken sistemler haline getirir. Akarsuyun yukarı ve aşağı bö­lümleri üstündeki etkileri düşünülmeden bir ırmağa ba­raj kurulması, çevre açısından, büyük yıkımlarla sonuç­lanabilir. Göller, ırmakların üstesinden gelebildiği bazı yanlış kullanımlara dayanamayacağı için, alışılagelmiş tarım ve atık boşaltma uygulamalarının da değiştirilmesi gerekir. Barajlar da, toprak aşınması nedeniyle rezervu­arların balçıkla dolması tehlikesiyle karşı karşıya kalabi­lir; böyle bir durum, barajın su tutma ve enerji üretme kapasitesini belirgin ölçüde azaltabilir. Sözgelimi Çin’in orta kesimindeki Sanman boğazı barajı, Sarıırmak’ın ta­şıdığı tortular nedeniyle, 1 000 MVV’lık kapasitesinin yaklaşık dörtte üçünü yitirmiştir. Nepal’de, sarp kesim­lerindeki ormanların kesilerek tarıma açılması nedeniy­le, Himalaya dağlarından kaynaklanan ırmaklar üstün­de kurulmuş birkaç barajın, işe yaramaz duruma gel­meleri tehlikesi belirmiştir.

İnsanları büyük barajlar kurmaya yönelten ana ne­denlerden biri, suyun sulama amacıyla tutulmasıdır. Barajlar, kuraklığın etkilerini azaltabilir, tarımda verimli­liği artırabilir ve kurak, ekilmeyen alanların tarıma açıl­masını sağlayabilir. Ama bu yolla yaratılan tarım toprak­larının da bir bedeli vardır: Irmak düzeyindeki toprak­lar, baraj suları altında kalır. Eskiden toprağa zengin bal­çık tabakaları bırakan bahar taşkınlarının barajlar nede­niyle ortadan kalktığı yerlerde, verimliliği sürdürmek için yapay gübre kullanılması gerekir ve barajın sağladı­ğı gücün büyük bölümünü bunların üretimine harca­mak gerekebilir.

Büyük barajların balık yataklarını nasıl etkileyeceği önceden kestirilemez. Önemli, ama henüz incelenme­miş balık türlerinin yaşadığı tropikal Afrika, Asya ve La­tin Amerika’da bu etkilerin ölçülmesi özellikle zordur. Balık türlerinin yavrulamak için uzun mesafeleri aşarak göç ettiği yerlerde, büyük barajlar bunların soyunu tü­ketebilir. Kuzey Amerika’da Columbia ırmağında bulu­nan zengin som (ya da somon) balığı alanları, balık mer­divenleri kurma ve ırmağı yeniden balıklandırma prog­ramlarına karşın, barajlar kurulmasından sonra belirgin biçimde azalmıştır.

Büyük hidroelektrik projelerinin insan toplulukları üstündeki etkileri de son derece büyük olabilir. Nasır gölü nedeniyle Mısır’da ve Sudan’da yaklaşık 80 000 in­san, Volta gölü nedeniyle de Gana’da 75 000 insan ye­rinden yurdundan olmuştur. Çin’de planlanan Üç Bo­ğaz barajı nedeniyle belki de 2 milyon insanın bölgeyi boşaltması gerekecektir. Yerinden edilen insanları ye­niden yerleştirme ve iş sağlama planlarına çok az sayıda baraj projesinde yer verilmiştir; bununla birlikte bazı yerli halklar önemli ödünler elde etmişlerdir. Sözgeli­mi, Quebe.c’teki (Kanada) dev James Bay projesinin su­lar altında bıraktığı bölgede yaşayanlar, mahkemeye başvurarak barajın yapımını durdurmuşlar ve hükümet, yapımı yeniden başlatılmak için 250 milyon dolar ba­ğışlamak, 12 950 km² toprak vermek ve projede önce­likli istihdam olanağı sağlamak zorunda kalmıştır.

Barajlar az bilinen bitki ve hayvan türlerini de tehli­keye atabilir. Büyük ekonomik değer taşıma olasılığı bulunan birçok tropikal bitki ya da hayvan türü, baraj göllerinin oluşturulması durumunda bütünüyle ortadan kalkacaktır.

Küçük çaplı hidroelektrik güç. Gelişme yolundaki ülke­lerin tek seçeneği büyük barajlar kurmak değildir.؛ Ka­pasiteleri 1 kW-1 MVVarasında olanlçok daha küçük te­sislerde de, hidroelektrik güç üretilebilir. Gelişme yo­lundaki ülkeler, küçük barajlar kurarak, Dünya Banka- sı’nın küçük yerlerde var olduğunu tahmin ettiği hidro­elektrik güç kaynaklarının % 5 – % 10’unu kullanıma sokabilirler. Küçük barajlar, kabaca, söz konusu ülkele­rin şu anda hidroelektrik güçten elde ettikleri elektrik kadar ek elektrik sağlayabilir.

Enerji üretimi için küçük barajlar kurmanın ekono­mik yönü büyük değişiklik gösterir. Nispeten değişmez olan mühendislik ve alan hazırlama giderleri, daha bü­yük olan güç verimine yayılabileceği için, büyük baraj­lar daha ekonomik görünmektedir. Bununla birlikte, büyük barajların gizli ya da göz ardı edilen toplumsal maliyetleri dikkate alınırsa, küçük ölçekli projelerin da­ha elverişli olduğu anlaşılır: Küçük santrallar, gelir üret­melerinin yanı sıra, yoksul ülkelerin en bol, ama en az kullanılan kaynağını, yani emeği, son derece gerekli olan sermayeye dönüştürerek ekonomik kalkınmaya da yardımcı olabilirler; ayrıca, çok hızlı akan balçık yük­lü suları tutarak, daha aşağıdaki barajların tortuyla dol­masını da önleyebilir.

Gelişme yolundaki ülkeler arasında yalnızca Çin, kü­çük çaplı hidroelektrik güç santrallarına büyük öncelik vermiş ve 1968’den bu yana, özellikle ülkenin bol yağış alan güney yarısında yaklaşık 90 000 küçük çaplı birim kurmuştur; bunların toplan üretim kapasitesi yaklaşık 6 300 MVV’tır. Ülkedeki illerin dörtte birinden çoğunda, şu anda ana elektrik kaynağı bu küçük barajlardır. Çin, 1990’akadarelektrikkapasitesineheryıl 1 500MWda- ha eklemiştir ve sonraki on yıl süresince, yani 2000 yılı­na kadar her yıl 2 000 MW daha eklemeyi planlamıştır. Genel bakış. Denizlere akan suyun içerdiği bütün enerji kullanılabilse, dünyada her yıl 73 trilyon kW saate varan miktarda elektrik üretilebilir. Üstelik denizlerde oluşan gelgit enerjisinin potansiyeli de bu rakama eklenebilir. Ne var ki, teknik, mali ve çevresel sınırlamalar göz önü­ne alınınca, gerçekten elde edilebilecek elektrik mikta­rının 19 trilyon kW saati aşamayacağı anlaşılır: ABD ve İsveç gibi gelişmiş ülkelerde, önemli tarım topraklarını ve eşsiz güzellikte dinlence kaynaklarını koruma isteği, bazı büyük hidroelektrik alanlarını kullanma olanağını ortadan kaldırmıştır.

Günümüzde planlanan ya da yapımı süren bütün barajlar 2000 yılına kadar bitirilirse, dünyada hidroe­lektrik üretiminin günümüzdekinin yaklaşık iki katına çı­kacağı hesaplanmıştır. Dünya Enerji Konseyi’nin iyim­ser tahminlerine göreyse, 2020 yılında hidroelektrik güç, yaklaşık 8 trilyon kVV saat elektrik sağlayacaktır;

ÇİZELGE 2: DÜNYANIN EN BÜYÜK HİDROELEKTRİK SANTRALLARI

bu, günümüzdeki düzeyin aşağı yukarı altı katıdır. Ne var ki, Zaire, Çin ve Nepal gibi ekonomik bakımdan yoksul, ama kaynak bakımından zengin ülkeler, yaban­cı yatırım sermayesi çekmedikçe ve hidroelektrik pa­zarları haline gelmedikçe, bu potansiyelin gerçekleşti­rilmesi çok güçtür.