Akkuyu’ya veya Sinop’a nükleer santral mı, uzaya güneş paneli mi?
Fikri ilk akıl edenler, elbette hayal kuranlar oldu; yani kurgubilim yazarları.
İlk olarak 1940’lı yıllarda Isaac Asimov bir öyküsünde, güneş enerjisinin elektriğe dönüştürüldüğü, bunun da uzaya yerleştirilmiş güneş panelleri aracılığıyla yapıldığı, o elektriğin de dünyaya ışınlandığı bir gelecekten söz etti.
Düşünün, daha 1905 yılında Albert Einstein bildiğimiz güneş ışığının daha sonra ‘foton’ adı verilecek parçacıklardan oluştuğunu söyleyen bir makale yazmış; makalesine 20 yıla yakın süre inanan kimse olmamıştı. İnanmayanlara daha o zamanlar kuantum mekaniğinin babası unvanı almaya başlayan Danimarkalı fizikçi Niels Bohr da dahildi.
Işığın aynı anda hem dalga hem de parçacık özellikleri göstermesini bugün kuantum mekaniğinin en büyük kanıtlamalarından biri olarak kullanıyoruz ama 1920’ye gelindiğinde Einstein’ın ‘foto-elektrik etki’ makalesi Nobel kazanmasına rağmen hala tartışmalıydı. Bugün tartışmıyoruz.
Bize güneşten gelen fotonların sadece ‘ışık’ olmadığını, çok geniş bir elektromanyetik spektrum olduğunu da biliyoruz artık. ‘Işık’ sadece bizim gözümüzün algılayabildiği daracık bir kesimi o spektrumun. Biz bugün o spektrumun neredeyse tamamını kullanıyoruz. Dünyamız kendi başına güneş kadar, hatta ondan fazla fazla elektromanyetik spektrum kullanıyor. Radarlarımızdan cep telefonlarımıza, evimizdeki WiFi’dan telsizlere, uydu haberleşmesinden başka şeylere kadar hayatın her alanında o elektromanyetik radyasyonu kullanıyoruz.
Elektromanyetik radyasyonun bir de ‘kuzeni’ var. Ona da ‘elektrik’ diyoruz.
Nasıl evimizdeki ampullerde veya radyo antenlerinde veya WiFi modemimizde elektriği alıp elektromanyetik radyasyona çevirebiliyorsak, bunun tersi de geçerli: Yani elektromanyetik radyasyonu da alıp elektriğe çevirebiliriz aslında. işte Isaac Asimov’un akıl ettiği buydu: Güneşten gelen elektromanyetik radyasyonu elektriğe çevirmek. Tabii bunu ilk akıl eden o değildi aslında, popüler bir dille yazan ilk o oldu. Yoksa elektromanyetik radyasyonun elektriğe, elektriğin de elektromanyetik radyasyona çevrilebileceğini ta Nikola Tesla’dan beri biliyorduk zaten.
Güneşten gelen ışınları elektriğe çeviren ilk fotovoltaik paneller 1960’larda Amerikan Uzay ve Havacılık Dairesi sayesinde yapıldı. Uzaya gönderilen ilk uydulardan başlayarak uydular çalışmaları için gereken enerjiyi güneşten doğrudan aldılar.
1970’lerin ikinci yarısında derin uzay araştırmaları için gönderdiğimiz Voyager 1 ve 2 uzay araçları, bugün güneş sisteminin dışındalar ve onlarla hala zaman zaman iletişim kuruluyor. Bunu da onların güneş panelleri sayesinde yapıyoruz. Güneşten bu kadar uzaktalar ama hala az da olsa elektrik üretebiliyorlar ve bu sayede bilgisayarları çalışıyor.
Neyse, lafı çok uzattım, bugün güneşten elektrik üretmek hayatımızın zaten bir gerçeği. Fotovoltaik paneller her geçen gün biraz daha gelişiyor ve verimleri artıyor. ‘Verimleri artıyor’dan kasıt, elektromanyetik radyasyonun mümkün olan en geniş spektrumunu yakalamak, yani bizim gözümüzle görmediğimiz ‘ışık’tan da elektrik üretmek kapasiteleri artıyor. Bu sayede hem panellerin fiyatı ucuzluyor hem de panel başına (metrekare başına demek daha doğru) üretilen elektriğin miktarı artıyor. Yani verim iki yönde de artıyor, daha da artmasını beklemeliyiz önümüzdeki yıllarda. Bu sayede elektrik fiyatı da ucuzluyor, daha da ucuzlayacak!
Fakat tabii bir yandan dünyanın enerji (elektrik) ihtiyacı artıyor; bir yandan da eski elektrik üretme yöntemlerimizle, yani fosil yakıtları yakarak yaptığımız üretimle, dünyaya zarar verdiğimizi de biliyoruz.
Öyleyse rüzgar, güneş, jeotermal gibi yenilenebilir kaynaklardan yaptığımız üretimi daha fazla arttırmalı, fosil yakıtlardan ise kurtulmalıyız.
İşte bu güncel talep de söz konusu olunca son derece iddialı bir proje ortaya çıktı: Isaac Asimov’un ta 1941’de hayalini kurduğu uzaya güneş paneli yerleştirme işini yapabilir miyiz acaba?
Uzayda yüksek yörüngeye yerleştirilecek ‘Güneş enerjisi uyduları’nın her biri 1,7 kilometre uzunlukta olacak.
Hesap görece basit aslında: Uzaya yerleştirilecek 1,7 kilometre uzunluğunda bir güneş paneli, yılda bir nükleer santral kadar elektrik üretebilir.
Peki bu elektriği biz dünyaya nasıl ileteceğiz?
Orada da prensip ta Nikola Tesla’dan beri basit aslında: Önce elektromanyetik radyasyonu, yani güneşten gelen fotonları alıp elektriğe dönüştüreceğiz; ardından o elektriği yeniden elektromanyetik radyasyona ama bu radyasyonun spesifik bir dalga boyuna (mikro dalga boyutunu) çevirecek, o mikro dalgayı da dünyadaki bir antene yollayacağız. Antende mikrodalga yeniden elektriğe dönüşüp kablolardan şebekeye verilecek.
Uzaydan yollanacak mikrodalgalar çapı sekiz kilometreyi bulacak bu yer istasyonlarına gelecek, oradan da şebekeye verilecek.
Bütün bunların yapılmasının önünde herhangi bir bilimsel engel yok. Hatta ilk denemeler yapıldı ve başarılı da olundu.
Şu anda Amerika bir yandan, Avrupa Birliği başka yandan bu projeyi gerçekleştirmek için çalışıyor, deli gibi yatırım yapıyor.
Ama projenin önünde iki büyük zorluk var: 1. Ekonomik zorluklar; 2. Mühendislik zorluklar.
Sonuncudan başlayayım. Dediğim gibi uzayda en azından 1,7 kilometre uzunluğunda dev bir güneş paneli inşa etmek lazım. Bu büyüklükte bir inşaatı daha biz dünya üzerinde yapmadık, uzayda, üstelik de uzak yörüngede nasıl yapacağımız meçhul.
Meçhul olan tek şey bu değil: O paneli uzayda kim veya ne zaman inşa edecek? Büyük olasılıkla bu inşaatı yapması için bir takım makineler, robotlar icat edeceğiz.
Diyelim ki paneli yapmayı başardık, uzaydaki o dev yapının, hatta yapıların sürekli bakım ihtiyacı olacak. Dünyamız belirli aralıklarla kuyruklu yıldız kalıntılarından oluşan ‘meteor kuşakları’nın içinden geçiyor güneş etrafındaki yörüngesi sırasında. Buralardan gelecek taşların, kayaların panellere vereceği zararları da sık aralıklarla gidermek lazım.
Dolayısıyla uzak uzayda bir de robot tamirciler ordusuna ihtiyaç olacak.
Daha burada saymadığım yüzlerce, belki binlerce mühendislik sorunu var çözülmeyi bekleyen, daha doğrusu çözülmesi için uğraşılan.
Şimdi gelelim birinci zorluğa: Ekonomik zorluklara yani…
Elon Musk’ın şirketi SpaceX’in yeniden kullanılabilir roketleri icat etmesi sayesinde artık uzaya yük göndermenin maliyeti çok düştü. Onun şirketinin yarattığı bu yeni ekonomi arkadan onlarca başka şirketin daha uzaya roket gönderme işine girmesine neden oldu.
Bu sayede uzaya artık bir kilogramlık bir kargo göndermenin maliyeti 1,500 dolara kadar indi. Ama uzaya kurulacak elektrik santralının tonlarca ağırlıkta olacağı hatırlanacak olursa bu fiyat hala çok yüksek.
Fiyatın yüksekliği kaçınılmaz biçimde orada üretilecek elektriğin fiyatını da yükseltiyor. Eh bu da bu türden bir santralı ‘verimli’ olmaktan çıkarıyor. Dünyanın üzerinde daha ucuza elektrik üretebiliyorsak uzaya gitmenin anlamı ne?
Ama durun bir dakika. Aslında dünya üzerinde elektrik üretmek de o kadar ucuz değil. Örneği kendi ülkemizden vereyim.
Akkuyu’daki nükleer enerji santralının ilk ünitesine yakıt çubukları geçen yıl yerleştirildi. Elektrik üretimi bu yıl başlayacak.
Bir kıyaslama yapmak için söylüyorum: Biliyorsunuz Rus RosAtom şirketi Mersin Akkuyu’da nükleer santral inşa ediyor. Bu santralın ilk ünitesi bu yıl devreye girecek, elektrik üretmeye başlayacak. Santral toplam dört üniteli olacak. Bittiğinde maliyetin 25 milyar doları aşması bekleniyor.
Santralın tam kapasiteyle çalışmaya başlaması 2027 yılını bulacak. Santralın dört ünitesi birden çalıştığında yılda 34.790 milyon kW/saat elektrik üretecek. Türkiye, ilk iki üniteden üretilecek elektriği yüzde 70’ine, son iki üniteden üretilecek elektriğin ise yüzde 30’una kilowatt saatine 12,35 dolar/cent alım garantisi verdi. Bu Türkiye açısından hiç düşük bir fiyat değil ama elektriğin Avrupa’daki fiyatıyla kıyaslayınca düşük kalıyor.
Okuduğum haberlerde bir tek solar enerji uydusunu uzaya gönderip çalışır hale getirmenin maliyeti yoktu, ama tek bir uydunun bile Akkuyu’nun altı katına yakın miktarda elektrik üreteceği dikkate alınırsa, aslında uzayda elektrik üretmenin (en azından Türkiye için) o kadar da verimsiz olmadığı anlaşılır.
Akkuyu artık yapıldı bitti, oradan dönüş yok ama Sinop ve Kırklareli için düşünülen nükleer santrallar yerine uzayda üretim akılcı bir alternatif olabilir. Umarım Türkiye’nin Enerji Bakanlığı bu ihtimallere bakıyor, bu alandaki gelişmeleri en azından benim kadar takip ediyordur.
