Bizi Takip Edin

Makaleler

Doğa Esaslı Çözümler ile Enerji Tüketimini Azaltmak ve Kentlerimizi Soğutmak

04.10.2019

Prof. Dr. Gülden GÖKÇEN AKKURT

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Dr. Cihan TURHAN

Atılım Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Doç. Dr. Koray VELİBEYOĞLU

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Şehir Bölge Planlama Bölümü

 

1.Giriş

Dünya nüfusunun %70’i kentlerde yaşamaktadır ve nüfusun 2030 yılında bugüne göre iki kat artacağı bilinmektedir. Kentler toplam enerji tüketiminin %80’inden, karbondioksit (CO2) salımının ise %70’inden sorumludurlar [1]. Bu rakamların, gelişmekte olan ülkeler baz alındığında 2050 yılında %89’lara ulaşacağı Uluslararası Enerji Ajansı tarafından tahmin edilmektedir [2]. Kentlerden atmosfere salınan CO2’in neden olduğu sera etkisi geçmiş 100 yıla göre dünya sıcaklığında 0.7°C artışa sebep olmuştur [3]. Bu artış, kentlerde sıcaklık dalgalarının yaşanmasına, ısı adası etkilerinin oluşmasına, sağlık problemlerine, hatta iklim değişikliğinden dolayı canlı nesillerinin yok olmasına neden olmaktadır. Bu sebeple, 2000’li yılların başlarında daha verimli, daha yeşil ve daha yaşanılabilir kentler tasarlanmaya başlanmış ancak kısıtlı düzeyde uygulamaya geçirilmiştir [4]. Kentlerimizde bina stoğunun artması, sağlıksız kent planlaması ve kentlerin enerji ihtiyacının artması kentlerimizi yenilenebilir enerji kaynaklarının (güneş, rüzgar, biokütle vb.)  kullanımına zorlamaktadır. Ülkemizde de bu kapsamda 2005 yılında “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun” çıkarılmıştır. Bu kanunun amacı; yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi amaçlı kullanımının yaygınlaştırılması, enerji tüketiminin azaltılması ve buna bağlı olarak sera gazı emisyonlarının azaltılması ve çevrenin korunmasıdır [5]. Ancak bu kanunun kent ölçeğinde uygulanmasında zorluklarla karşılaşılmıştır [4]. Öte yandan, 2012 yılında çıkarılan “Enerji Verimliliği 2012-2023” strateji belgesi, kişi başına düşen enerji miktarının 2023 yılında %20 düşürülmesini hedeflemiştir [6]. Bu belgeye göre konut bazında enerji üretimi (yerinde üretim) yaygınlaştırılacak ve kentlerde akıllı şebeke uygulamalarına geçilecektir. Ancak bu strateji belgesi de yasal mevzuatlara aktarılamadığından uygulamaya konamamıştır.

Kentlerdeki enerji tüketiminin düşürülmesi “enerji-verimli” ve “doğa-esaslı” çözümler ile sağlanabilir [7-8]. Bu çözümler ana hatlarıyla şöyle sıralanabilir;

  • Binalar için mini rüzgar türbinleri ve güneş panelleri kurulması
  • Kent merkezlerinde cep parklarının oluşturulması
  • Kent merkezlerinde gölgeleme ve soğuma etkisi yaratmak için ağaçların yaygınlaştırılması
  • Geleneksel kaldırımlar yerine güneş ışığını yansıtma katsayısı yüksek (cool pavement) ya da geçirimli ve boşluklarında bitki yetişmesine izin veren (green pavement) kaldırım malzemelerinin kullanılması

Bu çalışmada sürdürülebilir kalkınma hedeflerinden ‘erişilebilir ve temiz enerji’ incelenerek doğa esaslı çözümlerin kentlerde enerji tüketimini azaltmadaki önemi ülkemizden bir güncel proje örneği üzerinden tartışılacaktır.

  1. Erişilebilir ve Temiz Enerji

“Herkes için satın alınabilir, güvenilir, sürdürülebilir ve çağdaş enerjiye erişimi sağlamak” Habitat III 2030 Gündemi kapsamında, toplam 17 Sürdürülebilir Kalkınma Hedefinden (SKH) biridir. Bu hedeflerin temel amacı “kimseyi geride bırakmama” sloganı ile toplamda 169 hedefi olan ve sürdürülebilir kalkınmanın üç boyutunu (ekonomik, sosyal ve çevresel) da kapsayan hedefler bütünüdür. “Erişilebilir Temiz Enerji” başlıklı 7 nolu hedef enerjinin daha sürdürülebilir biçimde üretilmesi ve tüketilmesine yöneliktir. Bu hedef ayrıca 11 nolu “Sürdürülebilir Şehirler ve Topluluklar” ile 13 nolu “İklim Değişikliğiyle Mücadele” hedefleri ile yakından bağlantılıdır.

Erişilebilir ve temiz enerji kapsamında üç ana temayı kapsayan beş hedeften bahsedilmektedir. Üç ana temadan ilki enerjinin adil bir şekilde dağılımını, temiz enerjiye ulaşılabilirliği ve enerji güvenliğini sağlamak üzerine kurulmuştur. İkinci tema, yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji kaynakları içerisindeki payını artırmayı ve enerji portföyünde fosil yakıt kullanımının payını kademeli olarak azaltmayı amaçlamaktadır. Üçüncü tema olan enerji verimliliği ise enerji kullanımının olduğu tüm alanlarda verimliliği artırma amacını vurgulamaktadır [12].

Türkiye’nin büyüyen ekonomisi ve artan nüfusa oranla beliren yüksek enerji ihtiyacı düşünüldüğünde en önemli alanlardan birinin enerji verimliliğini geliştirmek olduğu görülmektedir. Enerji verimliliği uygulamalarına devam edilmesi, bu doğrultuda teknolojik kapasitenin artırılması öncelikli konulardır.

Türkiye’nin BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi gibi uluslararası çok taraflı anlaşmalara taraf olması ve bu kapsamda düşük karbonlu enerji üretimi taahhüdü vererek iklim değişikliği ile mücadeleye katkı vereceğini açıklaması, Paris İklim Değişikliği Anlaşması’nı 2016 yılında imzalamış olması enerji verimliliğinin iklim değişikliği boyutu ile birlikte Dünya geneli ile birlikte düşünülmesi açısından önemlidir. Bu yönde yapılacak tüm iyileştirmeler hava kirliliğinin ve karbon salımının azaltılması hedefleri de dahil olmak üzere diğer SKH’lere olumlu etki yapacaktır [12].

Türkiye’nin toplam sera gazı emisyonları 1990 seviyesine kıyasla 2,25 kat artış göstermiştir. Bu durum esas olarak enerji üretiminden kaynaklanmakta, dolayısıyla enerji verimliliğinin katma değer başına sera gazı emisyonlarının azaltılmasındaki önemi de ortaya çıkmaktadır. Sanayi tesislerinde ve binalarda enerji tüketiminin optimize edilmesine yönelik programlar yürütülmesi bu yönde olumlu katkı yapacaktır [12]. Ancak, kentlerin ortak yaşam alanlarının özellikle iklim değişikliğiyle mücadele, sürdürülebilir şehirler gibi başlıklarla entegrasyonu da daha az gelişen ama çok önemli sonuçları olan konulardır. Bu çerçevede, ilerleyen bölümlerde sokaklar, meydanlar, parklar gibi kentlerin kamusal alanlarında yapılabilecek çalışmalara değinilecektir.

  1. Kentlerimizi Soğutmak

Günümüzde kentleşmenin artması enerji tüketiminin ve buna bağlı olarak CO2 salımının artmasına, dünyamızın gittikçe ısınmasına neden olmaktadır. Bunlara ek olarak, şehirlerimizdeki nüfus yoğunluğu kent dokusunun değişmesine, yeşil yüzeylerin azalıp beyaz yüzeylerin artmasına (betonlaşma) ve bunların sonucu olarak olumsuz mikroklimatik koşulların ortaya çıkmasına neden olmaktadır [9].  Kentsel alanlardaki bu iklimsel farklılaşma “kentsel ısı adası” olarak adlandırılmaktadır [10]. Artan hava sıcaklıkları genellikle kentsel ısı adası etkisi oluşumunun göstergesi olarak kabul edilmektedir. Betonlaşmanın yoğun olarak görüldüğü Asya şehirlerinde yapılan bir çalışmada kentsel ısı adası etkisinin hava sıcaklığını ortalama 12°C arttırdığını ortaya koymuştur [11].  Ülkemizde de yoğun kentleşmenin ve artan nüfusun kentsel ısı adası etkisi oluşturduğu ve özellikle kent merkezlerinde hava sıcaklığının aşırı yükseldiği durumlar söz konusudur. İzmir ilinde yapılan bir araştırmada yaz ayları boyunca (Haziran-Temmuz-Ağustos) toplam 30 kez ısı dalgalarının oluştuğu kanıtlanmıştır [13].  Ankara ilinde yapılan çalışmalarda ise kent merkezindeki ölçümlerin kırsal kesimlerden alınan sıcaklık değerlerine göre 1.8°C daha fazla olduğu görülmüştür. Araştırmalarda, Ankara kent merkezindeki bazı alanlar içinse bu sıcaklık farkının 6-12°C’ye kadar çıktığı söylenmektedir [14].

Kentsel ısı adası etkisinin olumsuz etkileri şöyle sıralanabilir [7-10];

  • Yaz aylarında şehirlerin enerji tüketiminin artması
  • Özellikle yaşlı nüfus için kardiyovasküler hastalıkların ortaya çıkması ve buna bağlı ölümlerin çoğalması
  • Atmosferik sera etkisinin görülmesi
  • Isıl konforun azalması
  • Kent hava kalitesinin düşmesi
  • Kentlerde elektrik şebekelerinde arızaların ortaya çıkması

Kentsel ısı adası etkisinin en yoğun görüldüğü yerler kentin kamusal açık alanları ve yoğun yapı stoğunun bulunduğu merkezi alanlarıdır ve buna yönelik yapılacak müdahalelerde son yıllarda doğa-esaslı çözümler ön plana çıkmaktadır.

  1. Doğa-esaslı Çözümler

            Kentlerimizin artan enerji tüketimini azaltmak için, binalara fotovoltaik panellerin (PV panelleri) kurulması, elektrik üretimi için mini rüzgar türbinlerinden faydalanılması, bu iki sistemi birleştiren hibrit sistemler kurulması ve atık-suların oksidasyonu sonucunda elde edilen elektrik enerjisinin kullanılması gibi çözümler yapı ölçeğinde gündemdedir. Bunun yanısıra, yoğun kentsel bölgelerde doğa-esaslı çözümler ile hem kentsel ısı adası etkisi ni hem de enerji tüketimini düşürmek mümkündür [8]. Doğa esaslı çözümler doğadan esinlenerek tasarlanan, sosyal ve çevresel problemlere yönelik, yenilikçi mühendislik ve tasarım detayındaki uygulamalardır [17].

Bu çalışmada, doğa esaslı çözümlerin kentlerimizde uygulanabilirliğini test eden H2020 UrbanGreenUP projesi örneğine değinilecektir [17]. Haziran 2017’de başlayan proje kapsamında, İzmir-Türkiye, Valladolid-İspanya, Liverpool-İngiltere’nin öncü şehirler olarak uygulayacağı doğa esaslı çözümlerin hem projede yer alan izleyici şehirlere hem de diğer şehirlere örnek oluşturması hedeflenmiştir. Ayrıca, şehirlerde iklim değişimi riskinin azaltılması, kentsel ısı adası etkilerinin azaltılması ve hava kalitesinin iyileştirilmesi için doğa esaslı çözümlerin geliştirilmesi, uygulanması ve şehirlerdeki yeşil alanların artırılarak sürdürülebilir yaşam alanları yaratılması amaçlanmış ve proje kapsamında öncü şehir olan İzmir’de uygulamalara başlanmıştır.

İzmir’de uygulanacak doğa-esaslı çözümler, kentsel ısı adası etkisinin oluşumunun yanısıra sürdürülebilir yaşamı etkileyen diğer alanlarla da entegre biçimde Karşıyaka kent merkezi ile Çiğli Sasalı ekseninde yer alan yoğun kentsel bölgeden doğal alanlara kadar geçişlilik gösteren bir alanda ele alınmıştır (Şekil 1).

Isı adası etkisini azaltmak üzere geliştirilen doğa-esaslı çözümler İzmir’de proje kapsamında seçilen farklı bölgelerde uygulanacak ve sonuçları izlenecektir. Süreç ile ilgili tasarım ve uygulama çalışmaları devam etmektedir (Şekil 2). Böylece, kentsel ısı adası etkisi ve hava kirliliği proje öncesi ve sonrası için karşılaştırılacaktır.

  1. Sonuç

Sağlıklı, yaşanabilir şehirler için gelecekte kaçınılmaz olarak gıda-su-enerji bağını kurmak ve temiz, verimli enerjiye erişimi güçlendirmek, doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımını sağlamak temel amaç olacaktır.

Bu çalışmada değinilen UrbanGreenUP projesi örneği bu tür bir başlangıcın örneğini oluşturmuştur. Proje ile eş zamanlı olarak başlatılan “İzmir Yeşil Altyapı Stratejisi” [18] İzmir merkez kenti kuşaklayan yeşil sistemin doğa esaslı çözümlerle buluşturulmasını amaçlamış, doğa-esaslı çözümlerin kent bütününde yaygınlaştırılması için gerekli çerçeveyi oluşturmuştur.

Kentlerimizin yeniden doğallaştırılmasında bu çalışmada da örneklerine değinilen stratejik ve sektörel planların fiziki planlar ile entegrasyonu iklim değişikliğine uyum çerçevesinde enerjinin daha verimli kullanımı ve sakınımı için kilit önemde olacaktır. Önümüzdeki dönemde kentlerin küresel sorunlara karşı oluşturduğu güçbirlikleri ve ulusal/uluslararası ağlar da iyi uygulama örneklerinin yaygınlaştırılmasında etkinliğini arttıracaktır.

Referanslar

  1. International Renewable Energy Agency Report, 2018, https://webstore.iea.org/download/summary/190?fileName=English-WEO-2018-ES.pdf
  2. International Energy Agency (IEA), Energy Technology Perspectives, Scenarios and Stratejies to 2050, 2008.
  3. Varınca K.B., Gönüllü M.T., “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımının Çevresel Olumlu Etkileri”, VI. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu (UTES 2006), Isparta (2006)
  4. Serkan Sınmaz, Enerji Verimliliği Temasının Türkiye Şehir Planlama Sistemine Entegrasyonu: Lapseki Kenti İçin Bir Yaklaşım, Planlama 2015;15(2):195–204, doi: 10.5505/planlama.2015.08370
  5. 5346 sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun (2012), 18 Mayıs 2005 tarih 25819 sayılı Resmi Gazete, Erişim adresi: 28.07.2012.
  6. T.C. Resmi Gazete (2012). Enerji Verimliliği Strateji Belgesi ile İlgili Yüksek Planlama Kurulunun 20/2/2012 Tarihli ve 2012/1 Sayılı Kararı. (28215), 25.02.2012
  7. Owens, S. (1986). Energy, Planning and Urban Form. London: Pion Limited.
  8. Turhan, C., Gökçen Akkurt, G. (2018), Mitigation of Urban Heat Island Effect Through Nature-Based Solutions: H2020 Urban GreenUP Project, 4th Anatolian Energy Symposium with International Participation, April 18-20, 2018, Edirne/Turkey.
  9. Canan, F., (2017), Kent Geometrisine Bağlı Olarak Kentsel Isı Adası Etkisinin Belirlenmesi: Konya Örneği, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3), 69-80.
  10. Mayer, H., Matzarakis, A., The urban heat island seen from the angle of human-biometeorology, Proc. of the International Symposium on Monitoring and Management of the Urban Heat Island, Fujisawa, 84–95,1997.
  11. Hung T, Uchihama D, Ochi S, Yasuoka Y, Assessment with satellite data of the urban heat island effects in Asian mega cities, International Journal of Applied Earth Observation and Geo-Information, 8 (1), 34–48, 2006.
  12. Kalkınma Bakanlığı, Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri Kapsamında Türkiye’nin Mevcut Durum Analizi Projesi Mevcut Durum Analizi Raporu, Ankara, 2017.
  13. Erlat, E., İzmir’de Maksimum Sıcaklıklar ve Sıcak Dalgaları, Ege Coğrafya Dergisi, 10, 125-148, 1999.
  14. Duman Yüksel, Ü., Yılmaz, O., Ankara Kentinde Kentsel Isı Adası Etkisinin Yaz Aylarında Uzaktan Algılama ve Meteorolojik Gözlemlere Dayalı Olarak Saptanması ve Değerlendirilmesi, Gazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, Cilt 23, No 4, 937-952, 2008.
  15. Tokatlıoğlu, V.B., Enerji Yönetimi ve Kent Planlama İlişkisi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Ankara.
  16. T.C Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, 2018.
  17. Urban GreenUP Project, European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 730426, https://www.urbangreenup.eu
  18. İzmir Büyükşehir Belediyesi, İzmir Yeşil Altyapı Stratejisi, http://izmirdoga.izmir.bel.tr, 2018

 

Bu Haberi Paylaşın