Enerji Tasarrufu Dersi 5. Ünite Özet
Sanayide Enerji Tasarrufu Ve Çevre Üzerine Etkisi
Açıköğretim ders notları öğrenciler tarafından ders çalışma esnasında hazırlanmakta olup diğer ders çalışacak öğrenciler için paylaşılmaktadır. Sizlerde hazırladığınız ders notlarını paylaşmak istiyorsanız bizlere iletebilirsiniz.
Açıköğretim derslerinden Enerji Tasarrufu Dersi 5. Ünite Özet için hazırlanan ders çalışma dokümanına (ders özeti / sorularla öğrenelim) aşağıdan erişebilirsiniz. AÖF Ders Notları ile sınavlara çok daha etkili bir şekilde çalışabilirsiniz. Sınavlarınızda başarılar dileriz.
Sanayide Enerji Tasarrufu Ve Çevre Üzerine Etkisi
Giriş
Enerji tasarrufuna, alternatif bir enerji kaynağı gözüyle bakıldığı günümüzde tasarruf edilen enerjiyle elde edilecek parasal kazancın yanı sıra çevreye yapılan salınımlarda da ciddi bir azalma ortaya çıkacaktır. Ülkelerin enerji yoğunluğu da çevre açısından önemli bir faktör olarak ortaya çıkmaktadır. Enerji yoğunluğu küresel ısınmaya neden olan sera gazı açısından da çok önemlidir. Sera gazı, karbondioksit emisyonu ile enerji yoğunluğu arasında güçlü bir ilişki vardır.
Uzun yıllar boyunca karbon yoğun enerji kullanarak ve enerji tasarrufu olanakları değerlendirilmeyerek küresel ısınma bugünkü noktaya kadar gelmiştir. Bunun olumsuz etkileri giderek daha da artmaktadır. Küresel ısınmanın olumsuz etkileri sel, kuraklık, sıcaklık, hava dalgası, fırtına gibi doğal afetlerle artık daha sık görülmektedir. Karbon emisyonu azaltılmadığı sürece doğal afetler daha sık periyotlarla yaşanmaya devam edilecektir.
Sanayide Enerji Yoğunluğu
Enerjinin nasıl kullanıldığının bir göstergesi de enerji yoğunluğu değerleridir. Enerji yoğunluğu, yıllık gayrisafi milli hasıla başına, yıllık olarak tüketilen birincil enerji miktarı olarak tanımlanmaktadır. Bu anlamda enerji yoğunluğu tüm dünyada kullanılan ve kabul gören bir göstergedir. Bu gösterge; ekonomik çıktı, enerji verimliliğindeki ve yakıt kullanımındaki değişimleri de ifade etmektedir. Genel olarak 1000 $ hasıla başına tüketilen TEP (ton petrol eşdeğeri) miktarı, uluslararası literatürde enerji yoğunluğu olarak tanımlanmaktadır.
Bir ülkenin enerji yoğunluğu, o ülkenin enerjiyi verimli ya da verimsiz kullandığının da bir ölçüsüdür. Bir ülkenin enerji yoğunluğu ne kadar düşükse o ülkede birim hasıla başına harcanan enerji o kadar düşüktür. Bu da enerjinin doğru ve verimli kullanıldığı anlamına gelmektedir. Enerji yoğunluğunun düşüklüğü aynı zamanda aynı miktar enerji ile daha yüksek katma değer üretildiğinin de göstergesidir. Diğer bir anlatımla enerji açısından gelişmişliğin önemli bir göstergesi de kişi başına düşen enerji tüketiminin yüksek olması ve enerji yoğunluğunun düşük olmasıdır.
Son yıllarda pek çok gelişmiş ülkede sanayi sektörlerinde enerji yoğunluğunu düşürmek üzere çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla da sanayinin üretim yapısında değişiklikler ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak çimento, demir-çelik gibi enerji yoğun sektörlerin sanayi içindeki ağırlığı düşürülmüştür.
Ülkemizde sanayide kullanılan enerjinin yaklaşık olarak %60’ı demir-çelik, çimento, cam, seramik sanayinde kullanılmaktadır. Kyoto Protokolü’nün de devreye girmesinden sonra sera gazı, karbondioksit azaltılmasıyla ilgili yapılması gereken çalışmalarda enerji yoğun sanayi sektörleri öncelikli olarak değerlendirmeye alınmalıdır. Tüm sanayi sektörleri içerisinde en yüksek enerji yoğunluğuna sahip sanayi sektörü ise demir-çelik ve çimentodur.
Sanayide Enerji Verimliliğini Artırma Yöntemleri
Sanayide enerji tasarrufu sağlamak ve sanayinin çevre üzerindeki etkilerini azaltmak için sanayide enerji verimliliğini artırmak gerekmektedir. Sanayide enerji verimliliğinin artırılması amacıyla çıkarılan yönetmelik (sanayi kuruluşlarının enerji tüketiminde verimliliğin artırılması için alacakları önlemler hakkındaki yönetmelik) sanayide enerjinin daha verimli kullanılması amacıyla önemli bir adım olarak kabul edilmektedir. Yönetmeliğin yayınlanmasından sonra enerji yöneticisi kavramı ile sanayide enerji yönetim sistemleri kavramı gündeme gelmiştir. Ülkemizde enerji kullanımı sanayi, bina (konut ve ticaret) ve ulaşım olarak üç ana grupta ele alınabilir. Sanayi sektörü ülkemizde nihai enerji tüketimi içerisinde %36’lık paya sahiptir. Toplam elektrik enerjisi tüketiminin de %55’i sanayi tarafından tüketilmektedir. Sanayi sektörünün ticari bir faaliyet yaptığı da düşünülürse enerji tasarruf potansiyelinin kullanılmasının ne kadar önemli olduğu daha da iyi anlaşılabilir.
İki yüzden fazla üretim tesisinden elde edilen enerji yönetim deneyimleri ve literatür incelemesinden, kullanılabilecek enerji tasarruf olanakları listesi sıralanmıştır. Enerjinin verimli kullanılmasına yönelik olarak sanayide uygulanabilecek yirmi üç önlem S:81, Tablo 5.4’te görülmektedir.
Sanayide enerji tüketiminde kullanılan karşılaştırma kriterlerinden birisi de ton üretim başına enerji tüketimi olarak tanımlanan özgül enerji tüketimidir. Alınan çeşitli önlemlerle özgül enerji tüketiminin sürekli olarak azaltılması hedeflenmektedir.
Sanayide enerji tasarrufu sağlanmasına yönelik kullanılan yollardan birisi de bilgisayarlı süreç denetimidir. Elektroniğin sürekli olarak geliştirilmesiyle mikro işlemcili süreç elemanlarının bilgisayarlarla bütünleşmesi gerçekleştirilmiş, bu yolla da enerji yoğun sektörlerde enerji tasarrufu sağlanmıştır.
Enerji Tasarrufu Planlaması
Sanayide enerji tasarrufu planlanırken, öncelikle enerji tasarrufu yapılacak tesisin enerji analizinin yapılması gerekmektedir. Bu amaçla giren enerjinin nerelerde, hangi miktarlarda ve hangi yüzdelerle dağıtıldığı hesaplanmalıdır. Yapılan bu hesaplama sonucunda enerji bilançosunu şematik olarak gösteren Sankey diyagramının çizilmesi gerekmektedir. Sankey Diyagramı Bir sistemin enerji analizinde elde edilen sonuçların gösterildiği bir diyagramdır.
Enerji giriş çıkış değerleri ısı ve elektrik olarak ayrı ayrı yapılmalıdır. Enerji girdi ve çıktı değerleri birim ürün başına (ton çimento, kg kâğıt vb.) enerji girdisi ya da çıktısı (kJ/kg çimento, kJ/kg kağıt vb.) şeklinde belirtilir. Her sektör için birim ürün başına enerji tüketimi değerleri için literatürde referans fabrikaların verileri yayınlanmaktadır. Hedef olarak ideal tüketim değerleri belirlenip hangi noktalardan tasarruf yapılabileceği belirlenmelidir. Yapılacak çalışmalar için bir yatırım gerekiyorsa bunun geri ödeme süreleri belirlenmelidir. Enerji tasarrufuna yönelik olarak yapılabilecek ana çalışma başlıkları olarak şunlar belirtilebilir:
- Elektrik enerjisi,
- Isı enerjisi,
- Mekanik enerji,
- Proses enerjisi,
- Madde geri kazanımı.
Sanayide enerji tasarrufu için en önemli başlıklardan birisi elektrik enerjisidir. Sanayide kullanılan elektrik enerjisinin en büyük bölümü elektrik motorları tarafından tüketilir. Bu bakımdan elektrik motorlarının bakımlarının yapılması, elektrik motorlarının seçiminin optimum tasarım değerlerinde yapılması ve optimum şartlarda çalıştırılması gerekmektedir. Optimum Mevcut koşullarda en uygun ve en faydalı olacak durum optimum durum olarak nitelendirilir.
Sanayide kullanılan elektrik motorlarının emniyetli olmak adına yüksek kapasiteli seçilmesi elektrik motorlarının yıllar ve yıllar boyu düşük kapasiteli çalıştırılmaları anlamına gelmektedir. Bu tür durumda ya elektrik motoru daha düşük güçlü bir motorla değiştirilmeli ya da ünitenin kapasitesi artırılmalıdır. Farklı kapasitelerde çalışması gereken ünitelerin elektrik motorları ise frekans konvertörlü olarak seçilmelidir. Tesisin aydınlatılması amacıyla yapılacak projelendirme ve aydınlatma için kullanılacak cihazların seçimi enerji tüketimi açısından çok önemlidir.
Isı enerjisinin yoğun kullanıldığı sanayi tesislerinde, ısıl enerji gereksinimi tüketim yerlerine göre farklılık göstermektedir. Prosesin durumuna göre kızgın buhar, doymuş buhar ya da sıcak su kullanılabilmektedir. Bu anlamda ısı enerjisinin üretiminden dağıtımına ve kullanımına kadar üç aşamada enerji tasarrufu çalışması yapmak mümkündür. İhtiyaç duyulan ısıl enerjinin durumuna göre üretilecek akışkanın özelliğine (alçak, orta veya yüksek basınçtaki kızgın buhar, doymuş buhar, kaynar su, sıcak su ve kızgın yağ) bağlı olarak kazan seçilir. Seçilecek kazan kapasitesi ihtiyaç duyulan optimum kapasitede olmalıdır. Kazanda üretilen akışkanın ihtiyaç duyulan noktaya götürülmesi sırasında borularda olabilecek kayıpların en aza indirilmesi için yalıtılmasına özen gösterilmelidir. Isı enerjisi olarak üretilen buhar kullanıldıktan sonra yoğuşur ve yoğuşan buhar hatlarda toplanarak kazana geri gönderilmelidir.
Sanayide mekanik enerji tasarrufunun yapılabileceği başlıca alanlar; pompalar, vantilatörler ve basınçlı hava devreleridir. Pompalar, sanayi tesislerinde çok sayıda kullanılan mekanik elemanlardan birisidir.
Proses enerjisinden tasarrufta, proses sonunda atılan atık ısıdan yararlanma çalışmaları anlaşılmaktadır. Atık ısıdan yararlanma çalışmalarında şu başlıklar ortaya çıkmaktadır:
- Isı boruları,
- Sıvı akışkanlı indirekt ısı değiştiricileri,
- Gaz kullanan ısı değiştiricileri,
- Döner tip rejeneratörler,
- Levha tip ısı değiştiricileri,
- Ekonomizörler,
- Atık ısı kazanları,
- Isı pompaları.
Madde geri kazanımı kavramı ile sanayi tesislerindeki çeşitli atık ve proses sularının fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtmadan sonra tekrar kullanılması anlaşılmaktadır. Madde geri kazanımı, enerji tasarrufunun yanı sıra çevre kirliliği açısından da çok önemlidir.
Çeşitli Sanayi Sektörlerindeki Enerji Tasarrufuna Yönelik Örnek Çalışmalar
Sanayi sektörlerindeki enerji tasarrufuna yönelik çalışmalar irdelenirken öncelikle enerjiyi yoğun kullanan sektörler ön plana alınarak tüm sanayi sektörlerinde benzer çalışmalar yapılmalıdır.
Çimento endüstrisinde enerjiye ödenen bedel, toplam giderler içerisinde yaklaşık %50’lik bir oranla en yüksek paya sahiptir. Ön kalsilasyon uygulaması, çimentonun döner fırına pişirilmeye girmeden önce atık sıcak gaz ile ön pişirilmesi anlamına gelmekte olup fabrikaların birçoğunda kullanılmaktadır. Çimento sanayinde Sankey Diyagramı hazırlandığında hangi noktalarda enerji tasarrufu yapılabileceği daha açık okunabilmektedir.
Döner fırın, ön ısıtıcı ve soğutucu ünite çıkışından atılan gazın enerjisinden yararlanmak için başlıca şu yollar önerilmektedir:
- Elektrik enerjisi üretiminde kullanma,
- Ham madde ve kömür kurutmada kullanma,
- Filtre keki ve fırın cürufu kurutmada kullanma,
- Petrol ya da suyun ön ısıtılmasında kullanma,
- Bina ısıtmada, sıcak su ve buhar eldesinde kullanma
Eskişehir çimento Fabrikası’nda ön ısıtıcı çıkışındaki gazın kömür kurutma ünitesinde kullanılmasıyla ünitenin kömür tüketiminde %35 dolayında bir azalma sağlanarak 800 ton/yıl tasarruf yapılabileceği hesaplanmıştır. Söz konusu değişiklik için gereken yatırım bu tasarrufla yaklaşık 1 ayda kendini geri ödemektedir.
Döner fırın cidarından radyasyon ve konveksiyonla kaçan ısının geri kazanılabilmesine yönelik olarak çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Radyasyon, ışınım olarak da adlandırılan bu ısı geçişinde birbirini gören ve aralarında engel olmayan iki cisim arasındaki ışıma yoluyla gerçekleşen ısı geçişidir. Konveksiyon, birbirleri ile temas halinde olan bir akışkan ile bir katı cisim arasında gerçekleşen ısı geçişidir. Taşınım olarak da bilinmektedir.
Çimento endüstrisinde yakıt tüketimini ve buna ödenen bedeli azaltmak için alternatif yakıtlar üzerinde de çalışmalar yapılmaktadır. Düşük kalorili kömürler, araba lastikleri, tehlikeli madde atıkları, bitümli şist, hatta şehir çöpleri bile alternatif yakıt olarak kullanılabilmektedir. Çimento üretim prosesi değişik formlardaki yanabilir atıkların enerjisini kullanabilen nadir sektörlerden birisidir. Çimento sektöründe elektrik enerjisi gideri toplam giderler içerisinde en yüksek payı oluşturmaktadır. Tek tek üniteler bazında elektrik enerjisi tasarrufuna yönelik yapılabilecek çalışmaların yanı sıra tüm fabrikayı içine alan kapsamlı bir enerji optimizasyonu programı ile kayda değer bir tasarruf sağlanabilmektedir. Çimento sanayinde enerji tasarrufu sağlamanın bir yolu da katkılı çimento üretimidir. Çimentonun ham maddesini döner fırından pişirilmiş olarak alınan klinker oluşturmaktadır. Doğada kolayca bulunabilen fırın cürufu ve trasın kimyasal bileşimi klinkere çok yakındır. Fırın cürufu, çelik üretiminden oluşan atık maddedir. Tras, TS 25’e göre kendisi hidrolik bağlayıcı vasfı olmayan fakat ince öğütülmüş kireç veya çimento gibi maddelerle sulu ortamda karıştırıldığı takdirde bağlayıcı maddeler teşkil edebilen ve karıştırıldığı çimentoya kimyasal mukavemet kazandıran volkanik bir kayaçtır.
Demir-çelik endüstrisi hemen hemen her ülkenin temel endüstrisi olarak yoğun enerjiyi harcayan bir koldur. Entegre bir demir-çelik endüstrisinde üretimin her kademesindeki enerji harcamaları %30~35 mertebesindedir. Genel ülke sanayisi içerisinde demir- çelik sanayi tek başına önemli bir miktarda enerjiyi kullanmaktadır. Buna göre tasarruf tedbirlerinin öncelikle bu gibi enerji yoğun sektörlerde başlatılmasının gereği açık olarak ortadadır.
Demir-çelik prosesinde kimyasal reaksiyonlar ve üretim, yüksek sıcaklıklarda oluşmakta dolayısıyla mevcut ekipmanlar da bu sıcaklıklarda çalışmaktadır. Enerji tasarrufu için demir-çelik üretimi sürecindeki her bir ekipmanın atık ısısının geri kazanılması reaksiyon ve ısı transfer verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Tüm sektörlerde olduğu gibi iyi bir işletme ve bakım tekniği enerji tasarrufunu son derece etkilemektedir. Demir-çelik sanayinde enerji tasarruf teknikleri ile kullanılan enerjinin %15~20’sinin tasarruf edilebileceği kaydedilmektedir.
Cam endüstrisi enerji yoğun sektörler grubundadır. Cam sanayinde enerji giderleri, toplam giderler içinde ilk sıradadır. Cam sanayisinde enerji ekonomisi amacıyla başlıca şu yollar önerilmektedir:
- Fırın izolasyonu,
- Bacadan atılan atık sıcak gazdan yararlanma,
- Atık ısı kazanı kullanımı,
- Bina ısıtılması ve sıcak su elde edilmesi,
- Elektrik enerjisi üretilmesi,
- Yakma havasının ön ısıtılması,
- Oksijenle zenginleştirilmiş hava kullanımı
Bir cam fabrikasında yapılan hesaplamalarda bacadan atılan gazın enerjisi kullanılan yakıtın üçte birine karşılık geldiği görülmüştür.
Cam endüstrisi gibi atık sıcak gazın çok yüksek olduğu sektörlerde dışarıya atılan enerji miktarı da sıcaklık ve debiyle orantılı olarak artmaktadır. Yanma olayında ayrıca tam yanmayı sağlamak üzere bir miktar da fazla hava verilmektedir. Buna da fazla hava denilmektedir. %10 hava fazlalık katsayısı ile ve normal hava kullanıldığında bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 2000 kg fuel-oil/gün’dür. Yakıt eşdeğeri, atılan gazın enerjisinin geri kazanılması durumu için hesaplanan enerji değerine karşılık gelecek yakıt miktarıdır. Yakıtın 1 kilogramının verdiği enerji dikkate alınarak atılan gazın sahip olduğu enerji miktarı, yakıtın 1 kilogramının enerji miktarına bölünerek, atılan gazın kaç kilogram yakıta eşdeğer olduğu hesaplanır. Doğal olarak yakıt cinsi değiştiğinde yakıt cinsine bağlı olarak atılan gazın yakıt eşdeğer miktarı da değişir. Oysa yanma için %50 zenginleştirilmiş hava kullanıldığında bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 1000 kg fuel-oil/gün mertebesine inmektedir. Yanma için %100 oksijen kullanımında ise bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 570 kg fuel-oil/gün değerine düşmektedir.
Türkiye’de tekstil sanayi, son yıllarda büyük bir gelişme göstermiştir. Başlangıçta tekstil sektörünün temel amacı yalnızca üretim yapabilmekti. Değişen dünya koşullarıyla daha kaliteli ve daha fazla üretim yapmak önem kazandı. Aynı alanda üretim yapan şirketlerin artmasıyla maliyetleri düşürmenin önemi de ortaya çıktı. Maliyetlerin düşürülmesi için yapılacak çalışmaların başında da enerjinin yoğun kullanılması nedeniyle enerji giderlerinin azaltılması gelir. Bu amaçla bir kilogram kumaş için harcanan su, elektrik ve ısı miktarının azaltılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Atık su miktarı günlük boyanacak kumaş miktarının 100 katı civarındadır. Bu atık su çeşitli ısı geri kazanım teknikleri ile geri kazanılabilir.
Sanayideki Enerji Tasarrufunun Çevre Üzerindeki Etkileri
Ülkemizdeki sanayi sektörünün enerji tüketimi, 1970 yılında 4 milyon TEP seviyesinden büyük bir artışla 1993 yılında 16,5 milyon TEP seviyesine, 2014 yılında 49,7 TEP seviyesine ulaşmıştır. Ülkemizde doğalgaz tüketiminde de büyük bir artış görülmüştür. 1970 yıllarında hiç tüketilmeyen doğalgaz 1993 yılında 2 milyar m 3 tüketilmiş, 2012 yılında ise bu miktar 40 milyar m 3 ’e ulaşmıştır. Ardından alınan önlemler ve yenilenebilir enerji kaynaklarına verilen önem arttırılarak bu tüketim hızı kontrol altına alınmaya çalışılmıştır. 2013 yılında doğalgaz tüketimi 36 milyar m 3 seviyesine gerilemiş olsa da, enerji ihtiyacı zamanla hızla artmasından dolayı 2014 yılında tekrar bu tüketim 40 milyar m 3 seviyesine çıkmıştır. Benzer şekilde elektrik enerjisi tüketiminde de 1970’ten günümüze ciddi bir artış ortaya çıkmıştır. 1970 yılında 4,6 TWh olan tüketim 1993 yılında 32,9 TWh değerine, 2014 yılında 264,1 TWh değerine çıkmıştır. Elektrik enerjisi tüketiminin 2024 yılında yaklaşık 400 TWh civarına ulaşması beklenmektedir.
Enerji kullanımı sonuç olarak çevreye olan salınımların da gittikçe artmasını ortaya çıkarmaktadır. Enerji tasarrufu çalışmalarının artması, enerjiye ödenen paranın azaltılmasının yanı sıra çevre üzerindeki etkilerde de olumlu katkı sağlayacaktır. Enerji tasarrufunun yanı sıra kullanılan yakıtın cinsi de çevre üzerindeki etkileri değiştirmektedir.
Doğada genel olarak bilinen 5 doğal çevrim vardır. Bunlar; su, karbon, azot, kükürt ve oksijendir. Bunların içinde en önemlisi su çevrimidir. Okyanus, ırmak ve göl suları güneşin etkisiyle buharlaşıp yağışlarla yeniden geriye dönerler. Yeryüzünde bulunan suyun bir kısmı yüzeyde akar diğer bir kısmı ise toprağın içine süzülür. Akarsular, ırmak ve gölleri oluşturur. Yüzeydeki suyun büyük bir kısmı yeniden okyanusa dönerken kalan kısmı buharlaşarak doğrudan atmosfere gider.
Karbon çevrimi, dünya kütlesinin 3 milyonda birine eşdeğer bir miktar ile ilgilenir. En önemli bölümü okyanuslarda özellikle de derin tabakalarda bulunur.
Azot çevrimi için başlıca stok; atmosfer, deniz kabuğu ve tortulu kayalardadır. Azot çevrimi temel olarak biyolojik tespit ve atmosferde tutma işlemlerini içermektedir.
Kükürt çevrimi genel olarak tortulu kayalarda bulunan bir stoğu kapsamaktadır. Kükürt çevrimi üç akımla nitelendirilmektedir. Bunlar; bakteri emisyonları, deniz tuzlarının uçuşması ve yanardağların püskürtmesidir. Oksijen çevrimi, oksijenin başlıca üç organik olmayan bileşimini içermektedir. Bunlar; su, oksijen ve karbondioksittir. Bu üç kimyasal madde de yeryüzünde bol miktarda bulunmaktadır. Doğal çevrenin düzenlediği sistemde yaşamın işleyişi ile atmosfere, sulara ve toprağa; gaz, toz ve aerosol şeklinde emisyon salınımı gerçekleştirilir. Aerosol, bir katının veya bir sıvının gaz ortamı içerisinde dağılmasıdır. Bunlar doğal emisyonları oluşturur. Böylece bitkiler çürüyüp ayrışarak hidrokarbonları yayar. Bu yayılmalar iklimlere de bağlıdır. Toprakta ise aynı zamanda amonyak oluşur ve atmosfere yayılır. Kısaca doğanın kendi içerisinde doğal bir çevrimi, bunun sonucunda ortaya çıkan emisyonları ve iklim sistemi vardır. Enerjinin artan miktarlarda kullanımı ve ortaya çıkan emisyonlar, doğadaki mevcut dengeyi gittikçe bozmaktadır.
2005 yılı verilerine göre atmosfere 30 milyar ton karbondioksit atılmaktadır. Gerekli önlemler alınmazsa 2030 yılında bu değer 43 milyar ton/yıl’a çıkacaktır. Dünyada 2004-2034 yılları arasında yıllık karbondioksit emisyonu %1,8 oranında; OECD dışı ülkelerde ise %2,6 artış göstermesi beklenmektedir.
Enerji ve sanayi sektöründe yakıt kullanımındaki değişiklikler otomasyon, filtreleme ve özellikle enerji tasarrufu çalışmalarıyla karbondioksit ve sera gazı salınımlarında önemli ölçüde azalmalar sağlanabilecektir.
S:92, Tablo 5.8 incelendiğinde hemen hemen tüm sanayi alt sektörlerinde sera gazı emisyonlarında ciddi oranlarda artışlar ortaya çıkmaktadır. Bu artışın önüne geçmenin önemli bir yolu da aynı zamanda parasal tasarruf da sağlayan enerji tasarrufu önlemleridir.
Enerjinin rasyonel kullanımı, diğer bir deyişle enerjinin daha iyi yönetimi ile enerji tüketiminin kontrol altına alınması anlaşılmaktadır.
Temiz enerji tekniklerinden yararlanılması, enerji tasarrufu ve çevre açısından yeni olanaklar ortaya çıkarabilmektedir. Bu alanda, yakma sistemlerinin geliştirilmesi ile, SO 2 ve NO x emisyonlarını azaltılmasına olanak veren düşük ısıtma sistemlerinin geliştirilmesinden söz edilebilir.
Kirletici maddeleri ayıran veya zararlarını önleyen tekniklerin uygulanması, çevre açısından önemli katkılar verebilmektedir. Fosil yakıtlardan daha az kirlilik yaratan yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek, bu alandaki en önemli hedeflerden birisidir. Özellikle emisyonların azaltılması ve sınırlı kaynağı olan fosil yakıtların kullanılmaması anlamında alternatif enerji kaynaklarının kullanımı gelecek açısından ümit bağlanan en önemli çıkış kapısı olarak ortaya çıkmaktadır.
Sanayiden kaynaklanan hava kirliliğinin önlenmesinde dikkate alınacak bazı noktalar;
- Yer seçiminin uygunluğu,
- Eski teknolojilerin terk edilmesi ve teknoloji kullanım hatalarının ortadan kaldırılması,
- Hava kirliliğini kontrol eden cihazların kullanılması,
- Kükürt oksit emisyonlarına karşı çeşitli yollarla önlem alınması,
- Azotoksit (NO x ) emisyonlarının azaltılması
Giriş
Enerji tasarrufuna, alternatif bir enerji kaynağı gözüyle bakıldığı günümüzde tasarruf edilen enerjiyle elde edilecek parasal kazancın yanı sıra çevreye yapılan salınımlarda da ciddi bir azalma ortaya çıkacaktır. Ülkelerin enerji yoğunluğu da çevre açısından önemli bir faktör olarak ortaya çıkmaktadır. Enerji yoğunluğu küresel ısınmaya neden olan sera gazı açısından da çok önemlidir. Sera gazı, karbondioksit emisyonu ile enerji yoğunluğu arasında güçlü bir ilişki vardır.
Uzun yıllar boyunca karbon yoğun enerji kullanarak ve enerji tasarrufu olanakları değerlendirilmeyerek küresel ısınma bugünkü noktaya kadar gelmiştir. Bunun olumsuz etkileri giderek daha da artmaktadır. Küresel ısınmanın olumsuz etkileri sel, kuraklık, sıcaklık, hava dalgası, fırtına gibi doğal afetlerle artık daha sık görülmektedir. Karbon emisyonu azaltılmadığı sürece doğal afetler daha sık periyotlarla yaşanmaya devam edilecektir.
Sanayide Enerji Yoğunluğu
Enerjinin nasıl kullanıldığının bir göstergesi de enerji yoğunluğu değerleridir. Enerji yoğunluğu, yıllık gayrisafi milli hasıla başına, yıllık olarak tüketilen birincil enerji miktarı olarak tanımlanmaktadır. Bu anlamda enerji yoğunluğu tüm dünyada kullanılan ve kabul gören bir göstergedir. Bu gösterge; ekonomik çıktı, enerji verimliliğindeki ve yakıt kullanımındaki değişimleri de ifade etmektedir. Genel olarak 1000 $ hasıla başına tüketilen TEP (ton petrol eşdeğeri) miktarı, uluslararası literatürde enerji yoğunluğu olarak tanımlanmaktadır.
Bir ülkenin enerji yoğunluğu, o ülkenin enerjiyi verimli ya da verimsiz kullandığının da bir ölçüsüdür. Bir ülkenin enerji yoğunluğu ne kadar düşükse o ülkede birim hasıla başına harcanan enerji o kadar düşüktür. Bu da enerjinin doğru ve verimli kullanıldığı anlamına gelmektedir. Enerji yoğunluğunun düşüklüğü aynı zamanda aynı miktar enerji ile daha yüksek katma değer üretildiğinin de göstergesidir. Diğer bir anlatımla enerji açısından gelişmişliğin önemli bir göstergesi de kişi başına düşen enerji tüketiminin yüksek olması ve enerji yoğunluğunun düşük olmasıdır.
Son yıllarda pek çok gelişmiş ülkede sanayi sektörlerinde enerji yoğunluğunu düşürmek üzere çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla da sanayinin üretim yapısında değişiklikler ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak çimento, demir-çelik gibi enerji yoğun sektörlerin sanayi içindeki ağırlığı düşürülmüştür.
Ülkemizde sanayide kullanılan enerjinin yaklaşık olarak %60’ı demir-çelik, çimento, cam, seramik sanayinde kullanılmaktadır. Kyoto Protokolü’nün de devreye girmesinden sonra sera gazı, karbondioksit azaltılmasıyla ilgili yapılması gereken çalışmalarda enerji yoğun sanayi sektörleri öncelikli olarak değerlendirmeye alınmalıdır. Tüm sanayi sektörleri içerisinde en yüksek enerji yoğunluğuna sahip sanayi sektörü ise demir-çelik ve çimentodur.
Sanayide Enerji Verimliliğini Artırma Yöntemleri
Sanayide enerji tasarrufu sağlamak ve sanayinin çevre üzerindeki etkilerini azaltmak için sanayide enerji verimliliğini artırmak gerekmektedir. Sanayide enerji verimliliğinin artırılması amacıyla çıkarılan yönetmelik (sanayi kuruluşlarının enerji tüketiminde verimliliğin artırılması için alacakları önlemler hakkındaki yönetmelik) sanayide enerjinin daha verimli kullanılması amacıyla önemli bir adım olarak kabul edilmektedir. Yönetmeliğin yayınlanmasından sonra enerji yöneticisi kavramı ile sanayide enerji yönetim sistemleri kavramı gündeme gelmiştir. Ülkemizde enerji kullanımı sanayi, bina (konut ve ticaret) ve ulaşım olarak üç ana grupta ele alınabilir. Sanayi sektörü ülkemizde nihai enerji tüketimi içerisinde %36’lık paya sahiptir. Toplam elektrik enerjisi tüketiminin de %55’i sanayi tarafından tüketilmektedir. Sanayi sektörünün ticari bir faaliyet yaptığı da düşünülürse enerji tasarruf potansiyelinin kullanılmasının ne kadar önemli olduğu daha da iyi anlaşılabilir.
İki yüzden fazla üretim tesisinden elde edilen enerji yönetim deneyimleri ve literatür incelemesinden, kullanılabilecek enerji tasarruf olanakları listesi sıralanmıştır. Enerjinin verimli kullanılmasına yönelik olarak sanayide uygulanabilecek yirmi üç önlem S:81, Tablo 5.4’te görülmektedir.
Sanayide enerji tüketiminde kullanılan karşılaştırma kriterlerinden birisi de ton üretim başına enerji tüketimi olarak tanımlanan özgül enerji tüketimidir. Alınan çeşitli önlemlerle özgül enerji tüketiminin sürekli olarak azaltılması hedeflenmektedir.
Sanayide enerji tasarrufu sağlanmasına yönelik kullanılan yollardan birisi de bilgisayarlı süreç denetimidir. Elektroniğin sürekli olarak geliştirilmesiyle mikro işlemcili süreç elemanlarının bilgisayarlarla bütünleşmesi gerçekleştirilmiş, bu yolla da enerji yoğun sektörlerde enerji tasarrufu sağlanmıştır.
Enerji Tasarrufu Planlaması
Sanayide enerji tasarrufu planlanırken, öncelikle enerji tasarrufu yapılacak tesisin enerji analizinin yapılması gerekmektedir. Bu amaçla giren enerjinin nerelerde, hangi miktarlarda ve hangi yüzdelerle dağıtıldığı hesaplanmalıdır. Yapılan bu hesaplama sonucunda enerji bilançosunu şematik olarak gösteren Sankey diyagramının çizilmesi gerekmektedir. Sankey Diyagramı Bir sistemin enerji analizinde elde edilen sonuçların gösterildiği bir diyagramdır.
Enerji giriş çıkış değerleri ısı ve elektrik olarak ayrı ayrı yapılmalıdır. Enerji girdi ve çıktı değerleri birim ürün başına (ton çimento, kg kâğıt vb.) enerji girdisi ya da çıktısı (kJ/kg çimento, kJ/kg kağıt vb.) şeklinde belirtilir. Her sektör için birim ürün başına enerji tüketimi değerleri için literatürde referans fabrikaların verileri yayınlanmaktadır. Hedef olarak ideal tüketim değerleri belirlenip hangi noktalardan tasarruf yapılabileceği belirlenmelidir. Yapılacak çalışmalar için bir yatırım gerekiyorsa bunun geri ödeme süreleri belirlenmelidir. Enerji tasarrufuna yönelik olarak yapılabilecek ana çalışma başlıkları olarak şunlar belirtilebilir:
- Elektrik enerjisi,
- Isı enerjisi,
- Mekanik enerji,
- Proses enerjisi,
- Madde geri kazanımı.
Sanayide enerji tasarrufu için en önemli başlıklardan birisi elektrik enerjisidir. Sanayide kullanılan elektrik enerjisinin en büyük bölümü elektrik motorları tarafından tüketilir. Bu bakımdan elektrik motorlarının bakımlarının yapılması, elektrik motorlarının seçiminin optimum tasarım değerlerinde yapılması ve optimum şartlarda çalıştırılması gerekmektedir. Optimum Mevcut koşullarda en uygun ve en faydalı olacak durum optimum durum olarak nitelendirilir.
Sanayide kullanılan elektrik motorlarının emniyetli olmak adına yüksek kapasiteli seçilmesi elektrik motorlarının yıllar ve yıllar boyu düşük kapasiteli çalıştırılmaları anlamına gelmektedir. Bu tür durumda ya elektrik motoru daha düşük güçlü bir motorla değiştirilmeli ya da ünitenin kapasitesi artırılmalıdır. Farklı kapasitelerde çalışması gereken ünitelerin elektrik motorları ise frekans konvertörlü olarak seçilmelidir. Tesisin aydınlatılması amacıyla yapılacak projelendirme ve aydınlatma için kullanılacak cihazların seçimi enerji tüketimi açısından çok önemlidir.
Isı enerjisinin yoğun kullanıldığı sanayi tesislerinde, ısıl enerji gereksinimi tüketim yerlerine göre farklılık göstermektedir. Prosesin durumuna göre kızgın buhar, doymuş buhar ya da sıcak su kullanılabilmektedir. Bu anlamda ısı enerjisinin üretiminden dağıtımına ve kullanımına kadar üç aşamada enerji tasarrufu çalışması yapmak mümkündür. İhtiyaç duyulan ısıl enerjinin durumuna göre üretilecek akışkanın özelliğine (alçak, orta veya yüksek basınçtaki kızgın buhar, doymuş buhar, kaynar su, sıcak su ve kızgın yağ) bağlı olarak kazan seçilir. Seçilecek kazan kapasitesi ihtiyaç duyulan optimum kapasitede olmalıdır. Kazanda üretilen akışkanın ihtiyaç duyulan noktaya götürülmesi sırasında borularda olabilecek kayıpların en aza indirilmesi için yalıtılmasına özen gösterilmelidir. Isı enerjisi olarak üretilen buhar kullanıldıktan sonra yoğuşur ve yoğuşan buhar hatlarda toplanarak kazana geri gönderilmelidir.
Sanayide mekanik enerji tasarrufunun yapılabileceği başlıca alanlar; pompalar, vantilatörler ve basınçlı hava devreleridir. Pompalar, sanayi tesislerinde çok sayıda kullanılan mekanik elemanlardan birisidir.
Proses enerjisinden tasarrufta, proses sonunda atılan atık ısıdan yararlanma çalışmaları anlaşılmaktadır. Atık ısıdan yararlanma çalışmalarında şu başlıklar ortaya çıkmaktadır:
- Isı boruları,
- Sıvı akışkanlı indirekt ısı değiştiricileri,
- Gaz kullanan ısı değiştiricileri,
- Döner tip rejeneratörler,
- Levha tip ısı değiştiricileri,
- Ekonomizörler,
- Atık ısı kazanları,
- Isı pompaları.
Madde geri kazanımı kavramı ile sanayi tesislerindeki çeşitli atık ve proses sularının fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtmadan sonra tekrar kullanılması anlaşılmaktadır. Madde geri kazanımı, enerji tasarrufunun yanı sıra çevre kirliliği açısından da çok önemlidir.
Çeşitli Sanayi Sektörlerindeki Enerji Tasarrufuna Yönelik Örnek Çalışmalar
Sanayi sektörlerindeki enerji tasarrufuna yönelik çalışmalar irdelenirken öncelikle enerjiyi yoğun kullanan sektörler ön plana alınarak tüm sanayi sektörlerinde benzer çalışmalar yapılmalıdır.
Çimento endüstrisinde enerjiye ödenen bedel, toplam giderler içerisinde yaklaşık %50’lik bir oranla en yüksek paya sahiptir. Ön kalsilasyon uygulaması, çimentonun döner fırına pişirilmeye girmeden önce atık sıcak gaz ile ön pişirilmesi anlamına gelmekte olup fabrikaların birçoğunda kullanılmaktadır. Çimento sanayinde Sankey Diyagramı hazırlandığında hangi noktalarda enerji tasarrufu yapılabileceği daha açık okunabilmektedir.
Döner fırın, ön ısıtıcı ve soğutucu ünite çıkışından atılan gazın enerjisinden yararlanmak için başlıca şu yollar önerilmektedir:
- Elektrik enerjisi üretiminde kullanma,
- Ham madde ve kömür kurutmada kullanma,
- Filtre keki ve fırın cürufu kurutmada kullanma,
- Petrol ya da suyun ön ısıtılmasında kullanma,
- Bina ısıtmada, sıcak su ve buhar eldesinde kullanma
Eskişehir çimento Fabrikası’nda ön ısıtıcı çıkışındaki gazın kömür kurutma ünitesinde kullanılmasıyla ünitenin kömür tüketiminde %35 dolayında bir azalma sağlanarak 800 ton/yıl tasarruf yapılabileceği hesaplanmıştır. Söz konusu değişiklik için gereken yatırım bu tasarrufla yaklaşık 1 ayda kendini geri ödemektedir.
Döner fırın cidarından radyasyon ve konveksiyonla kaçan ısının geri kazanılabilmesine yönelik olarak çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Radyasyon, ışınım olarak da adlandırılan bu ısı geçişinde birbirini gören ve aralarında engel olmayan iki cisim arasındaki ışıma yoluyla gerçekleşen ısı geçişidir. Konveksiyon, birbirleri ile temas halinde olan bir akışkan ile bir katı cisim arasında gerçekleşen ısı geçişidir. Taşınım olarak da bilinmektedir.
Çimento endüstrisinde yakıt tüketimini ve buna ödenen bedeli azaltmak için alternatif yakıtlar üzerinde de çalışmalar yapılmaktadır. Düşük kalorili kömürler, araba lastikleri, tehlikeli madde atıkları, bitümli şist, hatta şehir çöpleri bile alternatif yakıt olarak kullanılabilmektedir. Çimento üretim prosesi değişik formlardaki yanabilir atıkların enerjisini kullanabilen nadir sektörlerden birisidir. Çimento sektöründe elektrik enerjisi gideri toplam giderler içerisinde en yüksek payı oluşturmaktadır. Tek tek üniteler bazında elektrik enerjisi tasarrufuna yönelik yapılabilecek çalışmaların yanı sıra tüm fabrikayı içine alan kapsamlı bir enerji optimizasyonu programı ile kayda değer bir tasarruf sağlanabilmektedir. Çimento sanayinde enerji tasarrufu sağlamanın bir yolu da katkılı çimento üretimidir. Çimentonun ham maddesini döner fırından pişirilmiş olarak alınan klinker oluşturmaktadır. Doğada kolayca bulunabilen fırın cürufu ve trasın kimyasal bileşimi klinkere çok yakındır. Fırın cürufu, çelik üretiminden oluşan atık maddedir. Tras, TS 25’e göre kendisi hidrolik bağlayıcı vasfı olmayan fakat ince öğütülmüş kireç veya çimento gibi maddelerle sulu ortamda karıştırıldığı takdirde bağlayıcı maddeler teşkil edebilen ve karıştırıldığı çimentoya kimyasal mukavemet kazandıran volkanik bir kayaçtır.
Demir-çelik endüstrisi hemen hemen her ülkenin temel endüstrisi olarak yoğun enerjiyi harcayan bir koldur. Entegre bir demir-çelik endüstrisinde üretimin her kademesindeki enerji harcamaları %30~35 mertebesindedir. Genel ülke sanayisi içerisinde demir- çelik sanayi tek başına önemli bir miktarda enerjiyi kullanmaktadır. Buna göre tasarruf tedbirlerinin öncelikle bu gibi enerji yoğun sektörlerde başlatılmasının gereği açık olarak ortadadır.
Demir-çelik prosesinde kimyasal reaksiyonlar ve üretim, yüksek sıcaklıklarda oluşmakta dolayısıyla mevcut ekipmanlar da bu sıcaklıklarda çalışmaktadır. Enerji tasarrufu için demir-çelik üretimi sürecindeki her bir ekipmanın atık ısısının geri kazanılması reaksiyon ve ısı transfer verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Tüm sektörlerde olduğu gibi iyi bir işletme ve bakım tekniği enerji tasarrufunu son derece etkilemektedir. Demir-çelik sanayinde enerji tasarruf teknikleri ile kullanılan enerjinin %15~20’sinin tasarruf edilebileceği kaydedilmektedir.
Cam endüstrisi enerji yoğun sektörler grubundadır. Cam sanayinde enerji giderleri, toplam giderler içinde ilk sıradadır. Cam sanayisinde enerji ekonomisi amacıyla başlıca şu yollar önerilmektedir:
- Fırın izolasyonu,
- Bacadan atılan atık sıcak gazdan yararlanma,
- Atık ısı kazanı kullanımı,
- Bina ısıtılması ve sıcak su elde edilmesi,
- Elektrik enerjisi üretilmesi,
- Yakma havasının ön ısıtılması,
- Oksijenle zenginleştirilmiş hava kullanımı
Bir cam fabrikasında yapılan hesaplamalarda bacadan atılan gazın enerjisi kullanılan yakıtın üçte birine karşılık geldiği görülmüştür.
Cam endüstrisi gibi atık sıcak gazın çok yüksek olduğu sektörlerde dışarıya atılan enerji miktarı da sıcaklık ve debiyle orantılı olarak artmaktadır. Yanma olayında ayrıca tam yanmayı sağlamak üzere bir miktar da fazla hava verilmektedir. Buna da fazla hava denilmektedir. %10 hava fazlalık katsayısı ile ve normal hava kullanıldığında bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 2000 kg fuel-oil/gün’dür. Yakıt eşdeğeri, atılan gazın enerjisinin geri kazanılması durumu için hesaplanan enerji değerine karşılık gelecek yakıt miktarıdır. Yakıtın 1 kilogramının verdiği enerji dikkate alınarak atılan gazın sahip olduğu enerji miktarı, yakıtın 1 kilogramının enerji miktarına bölünerek, atılan gazın kaç kilogram yakıta eşdeğer olduğu hesaplanır. Doğal olarak yakıt cinsi değiştiğinde yakıt cinsine bağlı olarak atılan gazın yakıt eşdeğer miktarı da değişir. Oysa yanma için %50 zenginleştirilmiş hava kullanıldığında bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 1000 kg fuel-oil/gün mertebesine inmektedir. Yanma için %100 oksijen kullanımında ise bacadan atılan gazın enerjisinin yakıt eşdeğeri 570 kg fuel-oil/gün değerine düşmektedir.
Türkiye’de tekstil sanayi, son yıllarda büyük bir gelişme göstermiştir. Başlangıçta tekstil sektörünün temel amacı yalnızca üretim yapabilmekti. Değişen dünya koşullarıyla daha kaliteli ve daha fazla üretim yapmak önem kazandı. Aynı alanda üretim yapan şirketlerin artmasıyla maliyetleri düşürmenin önemi de ortaya çıktı. Maliyetlerin düşürülmesi için yapılacak çalışmaların başında da enerjinin yoğun kullanılması nedeniyle enerji giderlerinin azaltılması gelir. Bu amaçla bir kilogram kumaş için harcanan su, elektrik ve ısı miktarının azaltılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Atık su miktarı günlük boyanacak kumaş miktarının 100 katı civarındadır. Bu atık su çeşitli ısı geri kazanım teknikleri ile geri kazanılabilir.
Sanayideki Enerji Tasarrufunun Çevre Üzerindeki Etkileri
Ülkemizdeki sanayi sektörünün enerji tüketimi, 1970 yılında 4 milyon TEP seviyesinden büyük bir artışla 1993 yılında 16,5 milyon TEP seviyesine, 2014 yılında 49,7 TEP seviyesine ulaşmıştır. Ülkemizde doğalgaz tüketiminde de büyük bir artış görülmüştür. 1970 yıllarında hiç tüketilmeyen doğalgaz 1993 yılında 2 milyar m 3 tüketilmiş, 2012 yılında ise bu miktar 40 milyar m 3 ’e ulaşmıştır. Ardından alınan önlemler ve yenilenebilir enerji kaynaklarına verilen önem arttırılarak bu tüketim hızı kontrol altına alınmaya çalışılmıştır. 2013 yılında doğalgaz tüketimi 36 milyar m 3 seviyesine gerilemiş olsa da, enerji ihtiyacı zamanla hızla artmasından dolayı 2014 yılında tekrar bu tüketim 40 milyar m 3 seviyesine çıkmıştır. Benzer şekilde elektrik enerjisi tüketiminde de 1970’ten günümüze ciddi bir artış ortaya çıkmıştır. 1970 yılında 4,6 TWh olan tüketim 1993 yılında 32,9 TWh değerine, 2014 yılında 264,1 TWh değerine çıkmıştır. Elektrik enerjisi tüketiminin 2024 yılında yaklaşık 400 TWh civarına ulaşması beklenmektedir.
Enerji kullanımı sonuç olarak çevreye olan salınımların da gittikçe artmasını ortaya çıkarmaktadır. Enerji tasarrufu çalışmalarının artması, enerjiye ödenen paranın azaltılmasının yanı sıra çevre üzerindeki etkilerde de olumlu katkı sağlayacaktır. Enerji tasarrufunun yanı sıra kullanılan yakıtın cinsi de çevre üzerindeki etkileri değiştirmektedir.
Doğada genel olarak bilinen 5 doğal çevrim vardır. Bunlar; su, karbon, azot, kükürt ve oksijendir. Bunların içinde en önemlisi su çevrimidir. Okyanus, ırmak ve göl suları güneşin etkisiyle buharlaşıp yağışlarla yeniden geriye dönerler. Yeryüzünde bulunan suyun bir kısmı yüzeyde akar diğer bir kısmı ise toprağın içine süzülür. Akarsular, ırmak ve gölleri oluşturur. Yüzeydeki suyun büyük bir kısmı yeniden okyanusa dönerken kalan kısmı buharlaşarak doğrudan atmosfere gider.
Karbon çevrimi, dünya kütlesinin 3 milyonda birine eşdeğer bir miktar ile ilgilenir. En önemli bölümü okyanuslarda özellikle de derin tabakalarda bulunur.
Azot çevrimi için başlıca stok; atmosfer, deniz kabuğu ve tortulu kayalardadır. Azot çevrimi temel olarak biyolojik tespit ve atmosferde tutma işlemlerini içermektedir.
Kükürt çevrimi genel olarak tortulu kayalarda bulunan bir stoğu kapsamaktadır. Kükürt çevrimi üç akımla nitelendirilmektedir. Bunlar; bakteri emisyonları, deniz tuzlarının uçuşması ve yanardağların püskürtmesidir. Oksijen çevrimi, oksijenin başlıca üç organik olmayan bileşimini içermektedir. Bunlar; su, oksijen ve karbondioksittir. Bu üç kimyasal madde de yeryüzünde bol miktarda bulunmaktadır. Doğal çevrenin düzenlediği sistemde yaşamın işleyişi ile atmosfere, sulara ve toprağa; gaz, toz ve aerosol şeklinde emisyon salınımı gerçekleştirilir. Aerosol, bir katının veya bir sıvının gaz ortamı içerisinde dağılmasıdır. Bunlar doğal emisyonları oluşturur. Böylece bitkiler çürüyüp ayrışarak hidrokarbonları yayar. Bu yayılmalar iklimlere de bağlıdır. Toprakta ise aynı zamanda amonyak oluşur ve atmosfere yayılır. Kısaca doğanın kendi içerisinde doğal bir çevrimi, bunun sonucunda ortaya çıkan emisyonları ve iklim sistemi vardır. Enerjinin artan miktarlarda kullanımı ve ortaya çıkan emisyonlar, doğadaki mevcut dengeyi gittikçe bozmaktadır.
2005 yılı verilerine göre atmosfere 30 milyar ton karbondioksit atılmaktadır. Gerekli önlemler alınmazsa 2030 yılında bu değer 43 milyar ton/yıl’a çıkacaktır. Dünyada 2004-2034 yılları arasında yıllık karbondioksit emisyonu %1,8 oranında; OECD dışı ülkelerde ise %2,6 artış göstermesi beklenmektedir.
Enerji ve sanayi sektöründe yakıt kullanımındaki değişiklikler otomasyon, filtreleme ve özellikle enerji tasarrufu çalışmalarıyla karbondioksit ve sera gazı salınımlarında önemli ölçüde azalmalar sağlanabilecektir.
S:92, Tablo 5.8 incelendiğinde hemen hemen tüm sanayi alt sektörlerinde sera gazı emisyonlarında ciddi oranlarda artışlar ortaya çıkmaktadır. Bu artışın önüne geçmenin önemli bir yolu da aynı zamanda parasal tasarruf da sağlayan enerji tasarrufu önlemleridir.
Enerjinin rasyonel kullanımı, diğer bir deyişle enerjinin daha iyi yönetimi ile enerji tüketiminin kontrol altına alınması anlaşılmaktadır.
Temiz enerji tekniklerinden yararlanılması, enerji tasarrufu ve çevre açısından yeni olanaklar ortaya çıkarabilmektedir. Bu alanda, yakma sistemlerinin geliştirilmesi ile, SO 2 ve NO x emisyonlarını azaltılmasına olanak veren düşük ısıtma sistemlerinin geliştirilmesinden söz edilebilir.
Kirletici maddeleri ayıran veya zararlarını önleyen tekniklerin uygulanması, çevre açısından önemli katkılar verebilmektedir. Fosil yakıtlardan daha az kirlilik yaratan yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek, bu alandaki en önemli hedeflerden birisidir. Özellikle emisyonların azaltılması ve sınırlı kaynağı olan fosil yakıtların kullanılmaması anlamında alternatif enerji kaynaklarının kullanımı gelecek açısından ümit bağlanan en önemli çıkış kapısı olarak ortaya çıkmaktadır.
Sanayiden kaynaklanan hava kirliliğinin önlenmesinde dikkate alınacak bazı noktalar;
- Yer seçiminin uygunluğu,
- Eski teknolojilerin terk edilmesi ve teknoloji kullanım hatalarının ortadan kaldırılması,
- Hava kirliliğini kontrol eden cihazların kullanılması,
- Kükürt oksit emisyonlarına karşı çeşitli yollarla önlem alınması,
- Azotoksit (NO x ) emisyonlarının azaltılması