Prof.Dr.rer.nat. D. Ali Ercan

11.1.13, Ankara

ENERJİ ve

ÇEVRE

1-ÇEVRE YAŞAM ORTAMI

HAVASUTOPRAKAĞAÇHAYVANORMANDENİZ.... BÜTÜNSELLİĞİ

2

BAŞKADÜNYAYOK !

2æ.2013

3

HAVA KİRLİLİĞİ

DUMAN,

CO2 … NO2 ….

PARTİKÜLLER,

ZEHİRLİ ATIKLAR,

ASİTLİ YAĞMURLAR

3æ.2013

4

Her gün, 2 milyar 3 milyar plastik şişe, plastik torba Çöpe atılıyor…

Ormanlar yakılıyor…

4æ.2013

Yılda ~14 milyon hektarOrman Yok Oluyor…

400 milyon ton/yıl Kâğıt üretimi için~ 4 milyon hektar orman kesiliyor.

5

~ 1 milyar ton/yıl çöp üretiliyor !

~ 10 milyon ton (zehirli) çöpDenizlere boşaltılıyor…

5æ.2013

Fiziksel bir sistemin özünde bulunan “ iş sığası ”

ENERJİ = kuvvet x yol 1 kg.m2/s2 = 1 Joule

1 g. Suyun sıcaklığını (14,5 dereceden 15,5 dereceye)

1 Derece artıran ısı enerji miktarına “ 1 kalori ” denir.

1 cal = 4,1868 J1 kWh = 3,6 x 106 J1 kWh = 860 kcal kcal ≡ Cal

BESİNLER 1-10 Cal/gYAKITLAR 2-10 Cal/g

C + O2 CO2 + 94,5 kcal/mol

6

2 - ENERJİ

6æ.2013

1 ton KAYAYAĞI (PETROL) ≡ 42 Giga Joule

PETROL FİYATI ~100 $/varil (159 lt.) ~ 0,07 $ / kWhELEKTRİK ENERJİSİNİN FİYATI ~ 0,13 $ / kWhBENZİN FİYATI ~ 2 $/lt. ~ 0,25 $ / kWh

1990 fiyatı 20 $/varil fiyat artışı ortalama % 7,5 / yıl

2050 lerde petrol “eko-teknik” anlamda bitiyor... 1 TON PETROL ÇIKARMAK İÇİN GEREKLİ ENERJİ 1 TON PETROL ENERJİSİNE EŞİT olacak “BREAK EVEN”

DÜNYADA ENERJİ SORUNU YOK, PETROL SORUNU VAR !..

77æ.2013

%20

%10

%8

%7

%8

%2

%2

fırat

dicle

DÜNYA PETROL REZERVLERİNİN

(1600 MİLYAR VARİL) %55 i ORTA DOĞUDA

GÜNEŞ T = 5785° K

9

R ~ 215 R

DÜNYA

r = 6371 km.

E = T4 r2 / 2152 = 1,75×1017 W

G = 1,537×1018 kWh/y × (1/2×1/5 ×1/40× 0,02 $/kWh )

(GNP)i 70 TRİLYON $

∂∂t

G Ü N E Ş E N E R J İ S İ

9æ.2013

DÜNYA TÜRKİYE

KÖMÜR (109 ton) 400 0,50

LİNYİT (109 ton) 450 1,80

PETROL (109 ton) 200 0,04

D.GAZ (1012 m3) 200 0,01

URANYUM (106 ton) 2,0 0,01

Toplam enerji (1019 J) ~ 4000 ~ 8

10

1 kg. nat. Uranyum ≡ 18 ton saf kömür Th/U cevher oranı 1 kg. U-235 veya Th-232 ≡ 2500 ton saf kömür teorik 2,0 ± 0,4

E N E R J İ K A Y N A K L A R I 21.yy sonuna kadar...

10æ.2013

Türkiyenin Nüfusu

t - 1923 (YIL)

Nüf

us (m

ilyon

)

11

83,1 milyon

2013

N = 141,07632 / [1+14,224519 exp(-0,0334996885 T)]

d=1

T = ( ) 11æ.2013

NÜFUS

1000

TOPRAK, SU

1000

ENERJİ

1000

DÜNYA

11,5

6,2

2,0

TÜRKİYE

1212æ.2013

Dünya ortalamasına göreNüfus % 100 alındığında,

Topraklarımız ve Sularımız % 54Yenilenmeyen Enerji Kaynaklarımız

% 17 oranındadır.

Türkiye Enerji bakımından% 80 dışarıya bağımlıdır !

13æ.2013

11Dünya Nüfusunun GelişimiMilyar

* | 123 yıl 32 15 13 12 12 11 10 9 9

%1,2

C = %0,6

14* 200 bin yıl

%1,9

+ % 0,006

d - 2,05c =

y

c : yıllık nüfus artış hızıd : kadın başına çocuk sayısıy : ortalama yaşam süresi

14æ.2013

G e l i r

~ 7 MİLYAR ~ 70 TRİLYON $

NÜFUS GELİR

15

TR

15æ.2013

DUNYA GELIR DAGILIMI

P o p u l a s y o n ( % )

G E

L I

R

[ G*

]

1 10 100

Fert başına ortalama gelir ~ 10 bin $

25 40

China 1347-7204-988India 1210-1898-208United States 315-15000-1039Indonesia 238-847-34Brazil 194-2477-114Pakistan 182-209-22Nigeria 167-245-6Bangladesh 153-106-7Russia 143-1858-229Japan 128-5870-287Mexico 112-1155-62Philippines 92-225-16Vietnam 88-124-15Ethiopia 84-30-2

Turkey 83-775-50

Egypt 83-231-27Germany 82-3604-153Iran 76-522-62Congo 70-16-2

China 1347-7204-988India 1210-1898-208United States 315-15000-1039Indonesia 238-847-34Brazil 194-2477-114Pakistan 182-209-22Nigeria 167-245-6Bangladesh 153-106-7Russia 143-1858-229Japan 128-5870-287Mexico 112-1155-62Philippines 92-225-16Vietnam 88-124-15Ethiopia 84-30-2

Turkey 83-775-50

Egypt 83-231-27Germany 82-3604-153Iran 76-522-62Congo 70-16-2

17

Nüfus(milyon)-GSMH(milyar $)-Kurulu Güç(GW)2012 DURUMU

17æ.2013

Thailand 66-370-48France 66-2775-124 United Kingdom 63-2499-357Italy 61-2196-106S.Africa 52-408-44S.Korea 50-1116-85Myanmar 49-55-2Colombia 47-333-14Spain 47-1478-102Ukraine 43-165-12Tanzania 43-24-1Argentina 40-485-33Kenya 39-34-2Poland 39-514-33Algeria 38-199-11Canada 35-1737-137Uganda 34-19-1Iraq 33-123-10Morocco 33-100-7Sudan 31-56-2Peru 30-180-9

GAYRİ SAFİ MİLLİ HASILA (Milyar Dolar)

KURULU GÜÇ (Giga Watt) 1818æ.2013

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 50 100 150 200 250 300 350 400

JAP

ALM

UK

RUSIND

FRA

BRA

I

KOR

SPMEX

CAN

TUR

GAYRİ SAFİ MİLLİ HASILA (Milyar Dolar)

TOPLAM KURULU GÜÇ (Giga Watt)

END

IRTHA

ARGSAF

19æ.2013

UK

ABDCANJAP

ITA

ALM

SPA

FRA

KOR

RUSPOLBRA

TURMEX

KİŞİ BAŞINA GELİR (bin $ )

KİŞİ BAŞINA KURULU GÜÇ (WATT)

ÇİN

20æ.2013

~ 70 GJ/adam.yıl~ 5 ton CO2/adam.yıl~ 2900 kweh/adam.yıl

21æ.2013

x 4,5

1950-2010 arası Atmosfere salınanCO2 miktarı 120 ppm

C x

(44/1

2) ≡

CO

2

22

FOSİL YAKITLAR

22æ.2013

Bin Yıl

50 100 150 200 250 300 350 400

ATMOSFERDE CO2 DERİŞİMİ

BO

Son 50 Yılda +100 ppm !

23

ORT.

23æ.2013

C ~ t 1,6 2050 de 480 ppm

ortalama +2 ppm/yıl

2424æ.2013

Atmosfer (Troposfer)

%79 N2 + %21 O2

CO2 ~ % 0,04

H ≈ 15 kmρ ≈ 1,3 kg/m3

M ≈ 1019 kg.

İYONOSFER

MEZOSFER

STRATOSFER

TROPOSFER

Cat = Cem - Cok

Cat / Cok ≡ K

Cat ~ Cem

Cem ~ t

Cat ~ t2

25

∂∂t

∂∂t

∂∂t

∂∂t

∂∂t

∂∂t

∂∂t

∂∂t

25æ.2013

China   1347...............6,6  India     1210..............1,5  United States 315...20,0  Indonesia  238............1,9  Brazil  194..................2,0  Pakistan   182.............1,0  Nigeria   167...............0,6  Bangladesh   153.........0,3  Russia   143..............11,0  Japan   128...............10,0  Mexico   112...............4,0  Philippines   92............0,8  Vietnam   88...............1,7  Ethiopia    84..............0,1  Turkey    83................5,0

 Egypt    83..................2,7  Germany   82............10,0  Iran   76.....................8,2  Congo    70.................0,5  France    66.................6,0

China   1347...............6,6  India     1210..............1,5  United States 315...20,0  Indonesia  238............1,9  Brazil  194..................2,0  Pakistan   182.............1,0  Nigeria   167...............0,6  Bangladesh   153.........0,3  Russia   143..............11,0  Japan   128...............10,0  Mexico   112...............4,0  Philippines   92............0,8  Vietnam   88...............1,7  Ethiopia    84..............0,1  Turkey    83................5,0

 Egypt    83..................2,7  Germany   82............10,0  Iran   76.....................8,2  Congo    70.................0,5  France    66.................6,0

Dünya nüfusunun (7,1 milyar)  % 70 ini barındıran 20 ÜlkeNüfus (milyon) ve CO2 yayımı (ton/adam.yıl) 

2626æ.2013

13

+0,02 derece/yıl

150 C

27æ.2013

28

BUZULLAR ERİYOR !

28æ.2013

2929æ.2013

30

Bu verilere göre Deniz seviyesi 2075 yılında (1,15)66 –1 ln (1,15)

= 70 metre yükselecek demektir.Yükselecek demektir.

30æ.2013

Kara Buzullarının Deniz Seviyesindeki Artışa Katkıları

31

∆m ~ 1,13 t

∆h = 0,28 mm 100 GTon

∆h = 0,84 mm 300 GTon

31æ.2013

Deniz Seviyesindeki Artış

32

+ ++

60

50

40

30

20

10

21002000 2050

metre

1,0 m 6,5 m

+~~~~~~~~

32æ.2013

İklim değişiklikleri, küresel ısınım sonucunda  eriyen buzulların ortam sıcaklığını ve tuz oranını değiştirerek okyanuslardaki sıcak (kırmızı) ve soğuk (mavi) akıntı

düzenini bozmasından kaynaklanıyor… 

İklim değişiklikleri, küresel ısınım sonucunda  eriyen buzulların ortam sıcaklığını ve tuz oranını değiştirerek okyanuslardaki sıcak (kırmızı) ve soğuk (mavi) akıntı

düzenini bozmasından kaynaklanıyor… 

GRÖNLAND

A N T A R K T İ K A

33

Thermohaline Circulation 

33æ.2013

2050 SENARYOSU

• Nüfus 10 milyarı aşmış,

• Petrol ‘eko-teknik’ anlamda bitmiş,

• Atmosferde CO2 derişimi 480 ppm düzeyinde,

• Gezegende ortalama sıcaklık > 160 C

• Deniz seviyesi 1-2 metre yükselmiş, hızla yükseliyor,

• İklimde aşırı olumsuz değişimler,

• Ormanlar 7 milyon km2 (% 25) azalmış

• Çölleşme artmış, ~100 tür yok olmuş,

• ~1 milyar insan göç halinde.... olacak

BÜYÜK ÇÖKÜŞ

34æ.2013

35

Orman katliamı,Sera Gazları,Hava Kirliliği,

Olumsuz İklim Koşulları,Kuraklık, Susuzluk,

Yeni Virüsler,Açlık, Salgın Hastalıklar…

35æ.2013

36

Radikalizm,Fanatizm,Despot yönetimlerKitlesel Göçler …

36æ.2013

Terör, HukuksuzlukKargaşa, İç savaşlar

mini DevletlerKüresel Kaos

Kitlesel Ölümler

Milyar

10 x (1-0,03)50 = 2,18

d=0 ölüm oranı ≈ binde 30/yıld=1 ölüm oranı ≈ binde 45/yıl

d =1,7

d =2,3

d =2,7DÜNYA NÜFUSU

d - 2,05

yC =

2012

d = 1

~2

3737æ.2013

•Nüfus artışını durdurmak ve geriye çevirmek. (kadın başına bir çocuk)

• Mevcut kurulu enerji potansiyelini kullanmak, savurganlık yapmamak,

•Yaşam tarzını değiştirmek, az tüketmek,tutumlu olmak, Az enerji kullanmak, 

• Güneş enerjisini kullanmak (ısıl, foto voltaik ve kinetik formlarda)

 38

21. Yüz Yılı Esenlikle Atlatabilmek İçinOlmazsa olmaz koşullar

38æ.2013