5 Ağustos 2012 Pazar

Ulaşımda Enerji Kayıpları, Çözüm Önerileri ve Teknikleri



ULAŞIMDA ENERJİ KAYIPLARI
ÇÖZÜM ÖNERİLERİ ve TEKNİKLERİ
                           


Fevzi Çağrı Menderes
                                                                                 
                           
Enerji Kaybı ve Çevre
Ulaşım, dünya üzerindeki artan nüfus ile beraber hava, deniz ve kara olmak üzere, bireysel ya da toplu olarak, küreselleşen dünyayı küçük bir köy haline getirmekte ve gelişen ulaşım teknolojileri ile birlikte insan hayatını kolaylaştırmaktadır. Artan ulaşım ağı ile beraber bu sektör, doğal çevreyi de olumsuz etkileyen önemli faktörlerden biridir.
Son otuz yılda artarak gündeme yerleşen sürdürülebilirlik kaygılarının önemli bir kısmını, çevre kalitesinin bozulması ile biyo-çeşitlilikteki kayıplar, yenilenebilir doğal kaynakların yenilenme hızından daha hızla tüketimi, tehlikeli gazların ve sera etkisi gazlarının salımı, kısaca ekolojik ve doğal dengeyi tehdit eden sorunlar ve küresel ısınma teşkil etmektedir (Meadows vd., 2004; Heinberg, 2006; Diamond, 2005) Bu sorunların kaynaklarını araştırdığımızda karşımıza çıkacak olan önemli insan aktivitelerinden olan ulaşımdır (daha da özelinde kentiçi ulaşımdır). Trafik sıkışıklığı, hava kirliliği, karbon salımları, vb. problemler gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde sürdürülebilirlik kavramı ile farklı derecelerde ilişkilendirilmektedir (Greene, 1997).
Ulaşımdaki enerji kayıplarına neden olan sorunların başında kentlerin imar yapılarının çarpıklığı ve  bu durumun kent içindeki trafik sorunlarına neden  olmasıdır. Türkiye’de kentlerin durumu göz önüne alınırsa üç büyük şehir olan İstanbul, Ankara ve İzmir’de bu sorunun varlığından  bahsedebiliriz. Nüfus yoğunluğu fazla olan bu üç şehrin ulaşım sorunu doğal çevreye olumsuz olarak etkilemektedir. Yoğun şehirlerde ulaşım sektöründe çalışan araçların ve bireysel binek otomobillerin CO2, N0x, CO gazların salınımına neden olmakta ve bu durum ozon tabakasına sera gazı etkisi yapmakta ve enerji kayıplarına neden olmaktadır. Bu enerji kayıpları ekonomik açıdan bir kayba ve doğal yaşama olan etkilerinin  yanı sıra, insani yaşam şartlarını da  olumsuz yönde etkilemektedir.
Ulaşım ağının gelişmesinin insan hayatına olumlu yönlerinin yanında da sebep olduğu enerji kaybı için de bilimsel bazda gelişmelerle beraber, ulaşım sektöründe hayata geçilebilecek çözüm önerileri sunulmuştur. Bu gelişmelerden bazıları  Hibrid teknolojisinin gelişmesi,  elektrikli araçların kullanımı, güneş enerjisinden faydalanan araçlar ve hızlı tren ağıdır. Bu köklü değişimlerin kademeli olarak ilerler iken, küçük sistem değişiklikleri ile de enerji kayıplarına engel olmaya çalışılmaktadır. Buna örnek olarak Kocaeli’nde genç mühendislerin, araçlardaki fren esnasında kaybedilen enerjiyi geliştirdikleri sistem sayesinde geri getirerek %30 oranında yakıt tasarrufu sağladıkları  proje verilebilir.
Bunlar gibi çözüm oluşturabilecek teknik adımların yanı sıra, yasal düzenlemeler ve devlet bazında geliştirilen projelerden de bahsetmekte yarar vardır.2007 yılında çıkarılan “Enerji Verimliliği Kanunu (5627) ” ile çıkarılan yönetmelikle ulaşımdaki enerji verimliliğini arttırmak amaçlanmıştır. Ulaştırma Bakanlığı’nın Ulaşımda Enerji Verimliliğinin Arttırılmasına İlişkin Usul Ve Esaslar” hakkında  çıkardığı yönetmelik de enerji verimliliğini arttırmakla ilgili ulaşım, taşımacılık ve işletmecilik tiplerine göre ayrı ayrı uygulama esasları koymuştur.
Enerji verimliliğini arttırmak ve kaybın asgari orana indirilmesini sağlamak amacıyla atılan adımları ve gelişen sistem ve teknikleri ayrı ayrı incelemek faydalı olacaktır.

1.    Bilimsel Gelişmeler  ve Enerji Kullanımı

1.1  Hibrid Araçlar ve Tümü Elektrikli Araçlar
Hibrid ve tümü elektrikli araçlar, çevre elemanlarının zarar görmesi, fosil yakıt kaynaklarının kısıtlanması, enerji  ve ekonomik olarak dışa bağımlılığın artması, çevresel duyarlılık bilincinin oluşması ve sera gazlarının oluşumuna engel olarak alternatif çözüm önerisi olarak geliştirilmiş ve sunulmuştur.
Hibrid araçlar, içten yanmalı motorun ve elektrikli motorun birlikte kullanıldığı araçlardır. Aracın üzerinde depolanan elektrik ile elektrik motoru kullanılarak, yakıt tüketimi açısından ve egzoz emisyonu açısından konvansiyonel normal araçlara göre daha üstündür. Normal araçlarda frenleme esnasında ısı olarak kaybedilen enerjinin,  Hibrid araçlarda depolanmasını sağlayan özellik bu tip araçların en önemli özelliğidir.
Tümü elektrikli araçlar ise şebekeden sağladığı elektriği depo ederek enerji kaybını  en aza indiren,  fakat  aldığı elektrik enerjisini de rüzgar ve güneş enerjisi gibi alternatif yöntemlerle  karşıladığı takdirde enerji kaybını ortadan kaldıran araçlar olacaktır.Ayrıca bu teknolojilerin toplu taşıma araçları olan otobüs, midibüs vb. araçlara uygulanmasıyla daha fazla enerji tasarrufu sağlanacaktır.
1.2  Hızlı Tren
  Enerji kaybını önlemek  amacıyla bireysel araçlardan toplu taşım araçlarına yöneltme çabalarına gidilmiş ve  toplu taşıma araçlarına günümüz teknolojinisin yenilikleri uygulanarak zamandan da kaybı azaltan hızlı tren vb. araçlar kullanılmaya başlanmıştır.
Yüksek hız demiryolu sistemleri iki kategori  altında toplanabilir. Maglevli sistemler ve çelik tekerlek-raylı sistemlerdir. Çelik tekerlek-ray grubuna ait hızlı trenler saatte 350 km hıza ulaşabilen trenler olarak zaman kaybına da çözüm getirmişler ve elektrikten yararlanmaktadırlar. Çelik tekerlek-ray grubuna ait diğer trenler yalpalı trenlerdir. Bu trenler konvansiyel (normal) trenlere göre daha fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar fakat hızın uniform olmasının sonucu olarak hızın dönemeçlerde frenlenmesi ve ivmenin tekrar artmaması sonucu olarak enerji ihtiyacı diğerlerine göre dengelenir.
Hızlı tren projelerine örnek olarak devletin yaptığı  projeleri verebiliriz.2016’da Türkiye’de hızlı tren ağının örülmesinin tamamlanmasının öngörüldüğü  projede, Bursa-Ankara, Bursa-İstanbul  ve Bursa-İzmir hatlarının yapımı hızlı tren ağının ilk ayağıdır.
1.3  Hidrojen Enerjisi
İnsan ve çevre sağlığını tehdit etmeyen bir enerji çeşidi olan Hidrojen enerjisi kömür doğal gibi kaynakların yanı sıra sudan  elde edilir. Hidrojen, lokal olarak üretimi kolay, güvenli ve taşınabilir bir enerjidir. Bu enerjinin taşınması sırasındaki enerji kaybı çok az düzeydedir. Hidrojen içten yanmalı motorlarda kullanımının yanı sıra, katalitik yüzeylerde alevsiz yanmaya da uygundur.1950 yılların sonlarına doğru NASA’nın kullandığı yakıt pilleri yüksek verimlilikleri ve düşük emisyonları  sayesinde de ulaşım sektöründe kullanılmaktadır.

1.4  Doğal Gaz
Doğal gazın sıkıştırılarak kullanıldığı sistem CNG’dir. Evlerde ve sanayide kullanılan ve en az 2 en fazla 20 bar basınçla doğalgaz şebekesinden gelen,  CNG kompresörü vasıtasıyla 200 bar basınçla sıkıştırılarak araçlara dolumu yapılan gazdır.CNG sistemi  %60 - %70 oranında LPG ile çalışan araçlarda %30’a varan tasarruf sağlayarak enerji kaybını azaltır.

2.    DEVLET VE ULUSLARARASI ALANDA ATILAN ENERJİ VERİMLİLİĞİ ADIMLARI

Avrupa Birliği’nin Enerji Verimliliği Eylem Planı ve bu konu hakkındaki Avrupa’da yapılan çalışmaları kronolojik sıraya koyacak  olursak ;

23 Ekim 2006: Avrupa Komisyonu enerji verimliliği eylem planını sundu.
10 Ocak 2007: Komisyon’un enerji ve iklim değişikliği paketinde enerji verimliliğini öncelikli alan olarak tanımladı.
30 Haziran 2007: AB üye ülkeler ulusal enerji verimliliği eylem planlarını Komisyon’a sunmaya başladılar.
Ekim 2009: AB araç lastiklerine "yakıt verimliliği" etiketi getirilmesi konusunda anlaştı.
17 Kasım 2009: AB “Binalarda Enerji Performansı  Direktifi” üzerinde uzlaşmaya vardı.
6-7 Eylül 2010: Avrupa Birliği Çevre Bakanları, gayri resmi toplantıda enerji verimliliğini tartıştılar.
2011 başı: Komisyon yeni enerji verimliliği eylem planı sundu.

2.1  Avrupa Birliği Ulaşımda Enerji Verimliliği Politikaları (Action Plan For Energy Efficiency 19.10.2006
Ulaşımda enerjiyi verimli kullanmak adına yapılan bu politikaları şu şekilde sıralayabiliriz;
1) Hedef 2012: 120g CO2/km yeni araçlar;                                                                                                                2) Car Fuel Efficiency labelling Directive -99 / 94 EC’nin tadilatı (poster, etiket, kılavuz…)3)Toplu taşıma, araba paylaşımı,  motorsuz ulaşım modlarının vb. teşvik edilmesi,
4)Lastiklerde yuvarlanma direnci ve etiketleme ile ilgili AB Normunun  hazırlanması,
5)Otomobil klimaları için en asgari gereklerin belirlenmesi
6)EU- wide real-time traffic and travel information RTTI Sistem ve trafik yönetimi (Single European  Sky Air Traffic management project 2007-2012)
“ SESAME programının amacı uçak yoğunluğunun azaltılması (%6 – 12 tasarruf)
                

CARS 21 ÇERÇEVESİNDE;

1)Temiz taşıtlardan daha az vergi alınması,
2)Kamu kurumlarının taşıt alımına ayırdıkları bütçenin bir bölümünün temiz taşıtlara ayrılması   yükümlülüğünün getirilmesi
3)Ücret alınması veya fiili yasaklama yoluyla çevreyi kirleten ve yüksek yakıt tüketen taşıtların kent merkezlerine girişlerinin kısıtlanması
4)Temiz taşıtlar için özel belge verilmesi ve teknik std. Belirlenmesi

Ayrıca kara taşıt sistem donanımlarının da enerji kayıplarına yol açabileceğini belirtmek gerekir.Lastikler ve yol arasındaki sürtünme, bir taşıtın yakıt tüketiminin %20’sine neden olmaktadır. Gerekli performansa sahip lastikler, yakıt tüketimini %5 azaltabilir ve bu tür lastiklerin satışı, sadece yeni araçlar için değil, lastiklerin değiştirilmesi sırasında da teşvik edilebilir.

ULAŞIMDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ YAKLAŞIMLARI
·         Sürdürülebilir kentsel ulaşım planları
·         CO2 vergilendirilmesi
·          Mobility Management toplu taşımanın desteklenmesi Akıllı Ulaşım Sistemleri (ITS)
   -Araba Paylaşma
   - Ulaşım dayanışması
   -Park & Riding (P&R)
   -Bisiklet yolları
   -Ayrımcı park politikası
·         Halkın ve sürücülerin bilinçlendirilmesi
   - Taşıtların etiketlenmesi
   - Eco-driving
·         Ulaşım modlarının kombinasyonu (Intermodality) 

2.2  T.C Enerji Verimliliği Kanunu (5627)
Türkiye Cumhuriyeti yasama  organının 8/4/2007 tarihli çıkardığı yasanın 2008 yılında Resmi Gazete’de yayınlanmasıyla yürürlüğe giren “Enerji Verimliliği Kanunu” ulaşımda enerji kaybını azaltmak ve ekonomik dışa bağımlılığı azaltmak için tasarlanmıştır.Aslı aşağıdaki gibidir.
Madde 7)
Ulaşımda enerji verimliliğini arttırılması ile ilgili olarak; yurt içinde yürütülen araçların birim yakıt tüketimlerinin düşürülmesine, araçlarda verimlilik standartlarının yükseltmesine, toplu taşımacılığın yaygınlaştırılmasına, gelişmiş sinyalizasyon sistemlerinin kurulmasına ilişkin usul ve esaslar, Sanayi ve Ticaret Bakanlığı ile müştereken hazırlanarak Ulaştırma Bakanlığı tarafından yürürlüğe konulacak yönetmelikle düzenlenir.

Ulaştırma Bakanlığı tarafından “Ulaşımda Enerji Verimliliğinin Arttırılmasına İlişkin Usul ve Esaslar Hakkında Yönetmelik”   çıkarılmış,  amaç ve kapsamı  yönetmeliğin  1. Maddesinde “Bu Yönetmelik ulaşımda enerji verimliliğinin artırılması amacıyla; motorlu araçların birim yakıt tüketimlerinin düşürülmesine, araçlarda verimlilik standartlarının yükseltilmesine, toplu taşımacılığın yaygınlaştırılmasına, trafik akımının arttırılmasına yönelik sistemlerin kurulmasına ilişkin usul ve esasları kapsar “ olarak belirtilmiştir.
2.3  Avrupa Birliği Enerji Verimliliği İçin Yeni Eylem Planı 2011
Avrupa Birliği’nin enerji verimliliği için hazırladığı yeni eylem planının kapsadığı sektörlerden biri ulaştırma sektörüdür.Araçlardaki enerji verimliliğinin artması için komisyon,  yenilenebilir ve alternatif yakıtların kullanılmasının teşvik etmeyi amaçlamıştır.
“Komisyon , 2010 için Avrupa Ulaştırma Politikası konulu Beyaz Kitap’ta 2020 yılına kadar ulaştırma sektöründe sürdürülebilir enerji  verimliliğini sağlamak için alınacak önlemlerin ana hatlarını çiziyor.”
Enerji verimliliği, AB açısından önemli bir politika unsuru teşkil etmekte olup, enerji verimliliği ve kaynakların rasyonel kullanımı istihdam, ekonomik büyümenin hızlandırılması, yaşam koşullarının iyileştirilmesi, sürdürülebilir kalkınma açısından da öncelik taşımaktadır.
2011 Eylem Planı’nda ulaşım sektörünün enerji tüketiminin % 32 olduğunu saptanmış, komisyon, tüm taşıma  modlarında  trafik yönetimi oluşturmak için strateji belirlemeyi amaçlamıştır.
2.4  Ulaştırma Bakanlığı, Strateji Geliştirme Başkanlığının Ulaşımda Enerji Verimliliği Çalışması
Ulaştırma Bakanlığı Strateji Geliştirme Başkanlığının ulaşımda enerji verimliliğini sağlamak  ve kamuoyunu bu konuda bilinçlendirmek amacıyla yapmış olduğu bu çalışma, ulaşımda temiz yakıtların kullanılması, etkin ulaştırma biçimlerine yöneltmek, yakıt tüketimi daha az olan araçların kullanımına özendirme, emisyonu düşük araçları bilme ve kullandırma gibi spesifik konulara değinmiştir.
Bu çalışmaya göre ;
·         Türkiye’de ulaşım sektöründeki enerji tüketiminin payı 2005 verilerine göre  %19.7 ile yaklaşık %20 arasındadır.
·         Tüketilen enerjinin %99’u petrol ürünü olduğundan sera gazı salınımı % 25 oranında ulaştırma sektöründen kaynaklanmaktadır.
·         2008 yılında enerji bazlı sera gazı salınımı ulaşım için % 16 olmuştur.
Bu çalışmanın enerji verimliliğini sağlamak için geliştirdiği çözümler sonuca odaklı, direkt olarak uygulamaya konulabilecek sistem, teknik ve önerilerdir. Eski araçların trafikten çekilmesi uygulaması, Eko-Sürüş teknikleri uygulaması,  toplu taşımacılığın yaygınlaştırılması,  araçlardaki verimlilik araçlarının yükseltilmesi, akıllı durak sistemlerinin kullanılması gibi uygulamalar karayolu taşımacılığı içindir.Demiryolu için getirilen özüm önerileri ise yük taşımacılığında blok tren uygulaması, raylı ulaşımda elektriğe geçiş ile ilgili çalışmalar, inter model taşıma uygulamaları, raylı sistemlerde yolcu kapasitesini arttırmaya yönelik uygulamaların teşvik edilmesidir.

Bu belirli uygulamaların yanı sıra ulaşımda enerji verimliliğine ilişkin daha genel anlamda, yapılması gereken eylemler  belirlenmiştir.Bunları şu şekilde belirtebiliriz;
·         Sürdürülebilir kentsel ulaşım planları
·         CO2 vergilendirmesi
·         Toplu taşımanın desteklenmesi
·         Akıllı ulaşım sistemlerinin kullanılması (ITS)
·         Araba paylaşımı
·         Araba havuzu
·         Park (araba ve bisiklet)
·         Taşıtların etiketlenmesi (Avrupa Enerji Verimliliği Eylem Planı 2006’da da görmüştük)
·         Ayrımcı park politikası
·         Bisiklet yolları
Bu çalışmanın ulaşım için önerdiği stratejik amaçlar da ; akıllı trafik uygulamaları, akıllı ulaştırma sistemlerinin yaygınlaştırılması, bio-dizel yakıtın geliştirilmesi dahil mevcut yakıt sistemimizin 2035 yılına kadar % 60 oranında, 2050 yılına kadar ise % 90 oranında azaltılmasının sağlanmasıdır.
Bu çalışmanın sonucu olarak; ulaşımın tek merkezden yönlendirilmesi,  yerel ve kamunun koordineli çalışması, akıllı trafik sistemleri ile desteklenen yol programlarının oluşturulması, trafiği kontrolü tek merkezden sağlayan sistemin kullanılması, çevre dostu araçların kullanılması, sakin sürücü davranışı  ve ekonomik sürüş tekniklerinin öğretilmesi belirtilebilir.
                                                                                              *
Yenilikçi Projelerin ve Enerji kaybını Asgari Düzeye İndirecek Çalışmaların Önemi
Kaynak olarak enerjinin ulaşım sektöründeki  önemi aşikardır.Durum böyleyken ulaşım sektörünün  ihtiyaç duyduğu enerjinin daha fazlasını kullanması, sistemlerde enerji kaybının var olduğunu gösterir. Bahsettiğimiz bu çalışmalar, yeni nesil yakıt teknolojisi ve buluşları ışığında enerji kayıplarının önlenebilir olduğunu görebiliriz.
Eski araçların ulaşımdan  çekilmesi sadece binek otomobillerin değil, gemilerin, uçakların yani toplu taşıma araçlarının genelini kapsayan bir esastır.Daha fazla enerji kullanılan eski tip taşıtlar  hem çevreye yaptığı sera gazı etkisi, hem de devletlerin kaynak bazlı ekonomik bağımlılığı yönünde de olumsuz olarak  etkilidir.
Küreselleşmenin bir getirisi olarak gelişen ulaşım ağının küçülttüğü dünya, kaynaklarının azalmasıyla birlikte alternatif enerji kaynaklarına yönelmeye başlamış, bunun sonucu olarak da değişik çözüm önerilerine ve bu amaçla bilimsel çalışmalara yönelmiştir.
Devletlerin artan enerji ihtiyaçlarının karşılanması için yeni çözümlere ihtiyacı olduğu gibi, insan habitatına da zararlı olmayacak şekilde bunu sağlamalıdır. Bu ince çizginin insan yaşamının ileri tarihsel sürecinde büyük önem taşımaktadır.

Teknik  gelişmenin ışığında enerji kaybınının azalmasına bir örnek  olarak Airbus uçak şirketinin ürettiği uçağın tarihsel çizelgede gelişen sistemleriyle birlikte, enerji tasarrufu sağlamsına göz atmak faydalı olacaktır.
Yolcu uçağı üreten Airbus şirketinin A320NEO modeli,  klasik A320 modeline göre maliyeti %30 daha düşük olmakla beraber,  A319, A320, A321  modellerinin yerini alarak, yeni  motor(Leap-X) ve yakıt sistemine bağlı  olarak   %15 yakıt tasarrufu  sağlaması,  havayolları şirketlerine uçak başına yılda 1 milyon dolar tasarruf ettiriyor. Bu modelin yeni aerodinamik özelliği, motor sistemi, alçak kanatlarının oluşturduğu bütün ile beraber, her uçak için yılda 3600 ton daha az karbondioksit salınımı sağlayacaktır.
Ayrıca bu modelin yeni dişli kutusu PRATT&WHITNEY PW1100G önünde yer alan fanın daha az dönmesini sağlıyor. Özel tasarım dönüş gücünü arttırarak motorun içine verilerek böylece parçaların yorgunluğu azaltılıyor. Bu dişli kutusu P&W, %16 yakıt tasarrufunu garanti ediyor.
Ayrıca bilişim teknolojileri şirketi olan Siemens’in   yürüttüğü  “Sustainable Cities”,  “Avrupa Yeşil Şehirler İndeksi” gibi çalışmalarla birlikte Türkiye’de de Temsa ile birlikte geliştirdiği Türkiye’nin ilk Hibrid otobüsü sayesinde de bu çizgisini sürdürmeyi hedefledi.Bu otobüsün Türkiye’de ulaşım sektöründe kullanıldığını varsayarsak  bu olay büyük bir enerji tasarrufunun sağlanmasına olanak sağlayacaktır.
3.Köprü İşe Yarayacak mı?
Fakat tüm bunların yanı sıra bir açmazdan bahsetmekte yarar var.İstanbul’a yapılması planlanan 3. Köprünün İstanbul kent trafiğine faydalı olması hedefleniyor.Bu 3. Köprü sayesinde  araçların şehiriçi trafiğine girmeden, erişim kontrollü, kesintisiz bir yol ile zamandan ve yakıttan tasarruf edilecektir.Proje hayata geçtiğinde Avrupa- Asya arasında çok daha kısa sürede geçiş imkanı olacak. Diğer ulaşım modları ile entegrasyon sağlanıp, İstanbul şehir içi trafiğindeki yoğunluk azaltılacaktır. “Tüm bu trafik, şehir planı ve enerji konularındaki faydayı silecek bir durumdan da söz etmeliyiz.Bu da 3. Köprü güzergahınla ilgili olarak İstanbul’un kuzeyindeki orman ve su alanlarının tahrip olmasıdır.Dersin konusu ile de ilgili olarak, çevreye verilecek tahribatın, etkin trafik kullanımı ve enerji tasarrufları faydasının karşısında durabilecek ciddi bir sorun olarak düşündüğüm için belirtmek istedim.Bu olay  fayda sağlayacak projelerin yapılırken doğal çevreye olan  duyarlılığın da yitirilmemesi gerekliliğini de gözler önüne seriyor.








KAYNAKLAR
1)    KENTSEL ULAŞIM SEKTÖRÜNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ: ULUSLARARASI BİR KARŞILAŞTIRMA EMİNE YETİŞKUL, METİN ŞENBİL http://jfa.arch.metu.edu.tr/archive/0258-5316/2010/cilt27/sayi_1/185-200.pdf
2)     AVRUPA BİRLİĞİ ENERJİ VERİMLİLİĞİ POLİTİKALARI               http://www.dektmk.org.tr/pdf/enerji_kongresi_11/50.pdf

1 yorum:

Adsız dedi ki...

SÜPER ÇOK TŞK