Makale: ARPA-E’nin Enerji Depolama Projeleri!

Elektrikle çalışan sistemlerin güvenilir ve sağlıklı bir şekilde işleyebilmesi için elektrik üretimi arz ve talep dengesi gözetilerek planlı bir şekilde yapılmalıdır. Çünkü tüketilmeyecek elektriğin üretimi, depolama teknolojilerinin henüz yeterli düzeyde olmadığı günümüzde, mevcut olan sınırlı doğal kaynakların gereksiz yere sarf edilmesine neden olacaktır.

Elektrikle ilgili yaygın kanı, onun depolanamayacağı şeklindedir. Bu yargı kısmen doğru olsa da, dünya birincil enerji arzında yaklaşık %80 ile oldukça büyük bir paya sahip olan fosil yakıtlar, elektriğe çevrilmeden önce tank ya da stok sahalarında depolanabilmektedir. Bu sayede, söz konusu enerji kaynakları, ihtiyaç duyulduğunda santrallerde elektriğe çevrilebilmekte, bunları yakıt olarak kullanan santrallerin emre amadelikleri yüksek olmakta ve güvenilir bir şekilde elektrik arzı mümkün olmaktadır. Bu da enerjinin depolanabilmesinin ne kadar önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Ancak bu tür yakıtların dünyanın sadece belirli bölgelerinden elde edilebilmesi, bu kaynakların mevcut olduğu ülkelerdeki siyasi krizler nedeniyle diğer ülkelerin arz güvenliği ve kesintisiz elektrik üretiminde zaman zaman sıkıntılar yaşamasına sebep olmaktadır. Buna ek olarak, fosil yakıtların er geç tükenecek olması, yakıt fiyatlarındaki dönemsel dalgalanmalar ve çevresel kaygılar, bu yakıtlara alternatif ve tekrar tekrar temini mümkün olan temiz enerji kaynaklarını gerekli kılmaktadır.

Fosil yakıtlara alternatif olan yenilenebilir enerji kaynakları ise her ülkenin kendi yerli kaynak imkanları ölçüsünde elde edebileceği temiz enerji kaynağı olmasına karşın doğası gereği tahmin edilmesi zor, depolanması güç ve sürekliliği düşük bir enerji kaynağıdır. Bu nedenlerle de yenilenebilir enerjiden elde edilen elektriğin şebekelere entegrasyonunda zorluklar yaşanmakta ve yenilenebilir enerjiden elektrik üreten santraller fosil yakıtlı santrallere kıyasla düşük emre amadelikle çalışmaktadır. Dahası, günümüzde enerjiyi depolamada kullanılan ticari olarak uygulanabilir yöntemlerin sayıca az olması, yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen ihtiyaç fazlası elektriğin depolanmasını zorlaştırmaktadır.

Enerjinin depolanmasına ilişkin mevcut olan yöntemler daha çok araştırma/geliştirme safhasında ve yakın gelecekte yaygın kullanımı güç olan yöntemler olsa da ABD’de kamu kuruluşu niteliğini haiz Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), ümit vadeden birçok enerji depolama projesini ciddi anlamda mali yönden desteklemektedir.

Bu kısa bilgilendirme yazısında, ARPA-E’nin teşvik ve mali desteğiyle araştırma ve geliştirme çalışmaları yürütülen enerji depolama projelerine ilişkin özet bilgi verilmektedir. ARPA-E tarafından desteklenen enerji depolama projeleri genel olarak iki ana başlık altında toplanabilir. Bunlardan ilki istasyon depolama (stationary storage), diğeri ise taşıtlarda depolama (transportation storage) projeleridir. Her iki grup altındaki projelerin de ortak özelliği, enerjinin güvenli bir şekilde ve çevresel kaygılar gözeterek ekonomik olarak depolanması ve depolanan enerjinin ihtiyaç duyulduğunda kullanılmasını sağlayan yöntemler geliştirme amacı taşımasıdır.

ARPA-E tarafından desteklenen istasyon depolama projeleri, şebeke ölçekli piller (Grid-Scale Batteries), termal ve kinetik depolama ile sensör ve kontrol sistemleri (Sensors & Conrols) temelli projeler olarak dört farklı kategoriye ayrılmıştır. Bu projelerde kullanılan yöntemler birbirlerinden çok farklı olsa da, genel olarak yenilenebilir kaynaklardan üretilen enerjinin etkin ve verimli bir şekilde depolanarak gerektiğinde kullanılabilmesi amacını taşımaktadır. ARPA-E’nin internet sitesinden derlenen bazı istasyon depolama projeleri Tablo 1’de özetlenmiştir.

İstasyon depolama projelerine nazaran sayıca nispeten daha az olsa da ARPA-E tarafından desteklenen taşıtlarda depolama projeleri, her gün birçok kez ulaşımda kullandığımız araçların, enerji depolama kapasitelerinin artırılarak çevreyle daha dost ve uzun menzilli araçlar geliştirilmesi amacını taşımaktadır. Bu kapsamda, taşıtlarda depolama projeleri, araç pilleri (Vehicle Batteries) ve pilsiz (Non-Battery) olmak üzere ARPA-E tarafından iki kategoriye ayrılmıştır. ARPA-E’nin internet sitesinden derlenen taşıtlarda depolama projelerinden bazıları Tablo 2’de özetlenmiştir.

Ozan Soydaş

Bu makale EİGM Ağustos-Eylül 2014 Bülteninde yayınlanmıştır.

Kaynak: Enerji Enstitüsü