C - Toprak Su Enerji
Transkript
C - Toprak Su Enerji
Prof.Dr.rer.nat. D. Ali Ercan HAVA BAŞKA SU DÜNYA TOPRAK YOK ! AĞ AÇ HAYVAN ORMAN DENİZ.... BÜTÜNSELLİĞİ 2 HAVA KİRLİLİĞİ DUMAN, CO2 … NO2 …. PARTİKÜLLER, ZEHİRLİ ATIKLAR, ASİTLİ YAĞMURLAR 3 4 ~ 400 milyon ton/yıl Kağıt Tüketimi için ~ 4 milyon hektar orman 5 6 Fiziksel bir sistemin özünde bulunan “ iş sığası ” ENERJİ = kuvvet x yol 1 g. Suyun sıcaklığını 1 kg.m2/s2 = 1 Joule (14,5 dereceden 15,5 dereceye) 1 Derece artıran ısı enerji miktarına “ 1 kalori ” denir. 1 cal = 4,1868 J 1 kWh = 3,6 x 106 J 1 kWh = 860 kcal BESİNLER YAKITLAR kcal ≡ Cal 1-10 Cal/g 2-10 Cal/g C + O2 Æ CO2 + 94,5 kcal/mol 7 1 ton KAYAYAĞI (PETROL) ≡ 42 Giga Joule PETROL FİYATI ~100 $/varil (159 lt.) ~ 0,07 $ / kWh ELEKTRİK ENERJİSİNİN FİYATI ~ 0,13 $ / kWh BENZİN FİYATI ~ 2 $/lt. ~ 0,25 $ / kWh 1990 fiyatı 20 $/varil Æ 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 Æ “BREAK EVEN” DÜNYADA ENERJİ SORUNU YOK, PETROL SORUNU VAR !.. 8 %2 dic fır at le %8 %10 %8 %20 DÜNYA PETROL REZERVLERİNİN (1600 MİLYAR VARİL) %55 i ORTA DOĞUDA %2 %7 ENERJİ TÜKETİM SANTRALLARI 8 3 10 GÜNEŞ ENERJİSİ GÜNEŞ T = 5785° K DÜNYA r = 6371 km. ~ 215 R R ∂ ∂t E = σT4 π r2 / 2152 = 1,75×1017 W G =1,537×1018 kWh/y ×(1/2×1/5 ×1/40× 0,02 $ ) Σ (GNP)i ≈ 70 TRİLYON $ 11 ENERJİ KAYNAKLARI 21.yy sonuna kadar... DÜNYA KÖMÜR LİNYİT PETROL D.GAZ URANYUM (109 ton) (109 ton) (109 ton) (1012 m3) (106 ton) Toplam enerji (kWh) 400 450 200 200 2,0 1,2 x 1016 1 kg. nat. Uranyum ≡ 18 ton saf kömür 1 kg. U-235 veya Th-232 ≡ 2500 ton saf kömür TÜRKİYE 0,50 1,80 0,04 0,01 0,01 2 x 1013 Th/U cevher oranı teorik 2,0 ± 0,4 12 Türkiyenin Nüfusu N = 141,07632 / [1+14,224519 exp(-0,0334996885 T)] Nüfus (milyon) 150 100 83,1 milyon d=1 50 2013 0 0 50 T = ( t - 1923 ) (YIL) 100 150 13 DÜNYA TÜRKİYE NÜFUS 1000 12 TOPRAK, SU 1000 6 ENERJİ 1000 2 14 11 Dünya Nüfusunun Gelişimi Milyar c= d - 2,05 y %1,2 c : yıllık nüfus artış hızı d : kadın başına çocuk sayısı y : ortalama yaşam süresi %1,9 C= %0,6 * | * 200 bin yıl 123 yıl + % 0,006 32 15 13 12 12 11 10 9 9 15 GELİR NÜFUS ~ 7 MİLYAR ~ 70 TRİLYON $ TR G e l i r 16 DUNYA GELIR DAGILIMI G E L I R [ G* ] 10 1 Fert başına ortalama gelir ~ 10 bin $ 0 1 10 25 Populasyon(%) 40 100 Nüfus(milyon)-GSMH(milyar $)-Kurulu Güç(GW) 2012 DURUMU 18 GAYRİ SAFİ MİLLİ HASILA (Milyar Dolar) KURULU GÜÇ (Giga Watt) Æ 19 Slide 19 h1 hp; 02.01.2013 KİŞİ BAŞINA GELİR (bin $ ) JAP ALM CAN ABD FRA UK ITA SPA KOR BRA POL RUS MEX TUR ARG ÇİN KİŞİ BAŞINA KURULU GÜÇ (WATT) Æ 74 Giga Joule/adam.yıl Milyar Ton Kaya yağı (petrol) Eşdeğeri Enerji 700 Exa Joule 1 ton ≡ 42 Giga Joule 16,6 Kömür Petrol Doğal Gaz Güç üretimi Ulaşım Sanayi Binalar Diğer % 40 % 20 % 20 % 15 % 5 Nükleer %80 %7 Hidrolik %13 Yenilenebilir enerji (güneş, külek) OECD 21 ~ 70 GJ/adam.yıl ~ 5 ton CO2/adam.yıl ~ 60 GJ/adam.yıl ~ 5 ton CO2/adam.yıl %10 %35 %28 %27 FOSİL YAKITLAR 1950-2010 arası Atmosfere salınan CO2 miktarı 120 ppm C x (44/12) ≡ CO2 x 4,5 24 ATMOSFERDE CO2 DERİŞİMİ Son 50 Yılda +100 ppm ! BO ORT. 400 350 300 250 200 Bin Yıl 150 100 50 25 C~t 1,6 Æ 2050 de 480 ppm ortalama +2 ppm/yıl 26 Atmosfer (Troposfer) %79 N2 + %21 O2 CO2 ~ % 0,04 H ≈ 15 km ρ ≈ 1,3 kg/m3 İY SF O ON M ER SF O EZ R ST ER SF O AT ER FE S PO O TR R M ≈ 1019 kg. ∂ C ∂t at = ∂ ∂ ∂t Cat /∂t ∂ ∂tCat ∂ ∂t Cem - ∂∂t Cok Cok ≡ K ~ ∂∂t Cem ∂ ∂tCem ~t Æ Cat ~ t2 27 Dünya nüfusunun (7,1 milyar) % 70 ini barındıran 20 Ülke Nüfus (milyon) ve CO2 yayımı (ton/adam.yıl) China 1347...............6,6 India 1210..............1,5 United States 315...19,0 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..............9,8 Iran 76.....................8,2 Congo 70.................0,5 France 66.................6,0 28 DÜNYANIN GÜÇLÜ ORDULARI 1.ABD * 2.Çin * 4.Rusya * 3.Hindistan * 5.K.Kore * 6.İsrail * 7.G.Kore 8.Pakistan * 9.Türkiye 10.İran 11.Vietnam 12.Mısır 13.Almanya 14.Fransa * 15.İngiltere * Dünya ordularında toplam asker sayısı 22 milyonun üzerinde.. ve Dünya toplam savunma giderleri ~ 1,75 trilyon dolar (dünya GNP toplamının % 2,5 kadarı) 150 C +0,02 derece/yıl 13 31 32 Kara Buzullarının Deniz Seviyesindeki Artışa Katkıları ∆m ~ 1,13 t ∆h = 0,84 mm ∆h = 0,28 mm 300 GTon 100 GTon 33 metre Deniz Seviyesindeki Artış 60 ~~~~~~~~ + 55 m 50 40 30 20 + 10 + 2000 + 15 m 1,3 m + 2050 2100 34 GRÖNLAND Thermohaline Circulation ANTARKTİKA İklim değişiklikleri, küresel ısınım sonucunda eriyen buzulların ortam sıcaklığını ve tuz oranını değiştirerek okyanuslardaki sıcak (kırmızı) ve soğuk (mavi) akıntı düzenini bozmasından kaynaklanıyor… 35 36 37 38 DÜNYA NÜFUSU Milyar d =2,7 d - 2,05 C= y d =2,3 d =1,7 2012 d=1 10 x (1-0,03)50 = 2 d=1 ; ölüm oranı ≈ binde 45/yıl ~2 39 21. Yüz yılı esenlikle atlatmak için olmazsa olmaz koşullar : • 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) 40 Ay’dan Dünya’nın Görünüşü 41