Elektrikli Otomobiller Çözüm mü?

Sürdürülebilir yaşamın ve sürdürülebilir şehirciliğin yeni bir boyutu olarak lanse edilen elektrikli otomobiller, son zamanlarda basın ve yayın kuruluşlarında sıklıkla yer buluyorlar. Kavram kargaşası ve konunun tam olarak anlaşılmaması nedeniyle, elektrikli otomobillerin iklim değişikliği ve fosil yakıtların tükenmesi dertlerine deva olabilecekleri sanılıyor. Böyle bir senaryonun hangi şartlar altında gerçekleşebileceğinden ise pek bahsedilmiyor.

Biliyorsunuz Renault Türkiye elektrikli otomobil üretimine başlayacağını açıkladı, bundan kısa bir süre sonra da İstanbul Büyükşehir Belediyesi ile bir protokol imzalandı. Protokolle ilgili çıkan haberlerde şu cümleler kullanılıyor:

“İstanbul Büyükşehir Belediyesi ve Renault Türkiye arasında, İstanbul'un altyapısının, karbondioksit salınımı çok düşük doğa dostu elektrikli otomobile 2011 yılına kadar hazır hale getirilmesi için işbirliği protokolü imzalandı.” (Cumhuriyet, 19.07.2010)

“(Oyak Renault Fabrikaları Genel Müdür Tarık) Tunalıoğlu da, karbon salınımı sıfır olan elektrik motorlu otomobiller üretmeyi ve herkesin kullanımına sunmayı hedeflediklerini...” (Cumhuriyet, 19.07.2010)

Öteki taraftan Renault'un Fransız patronu Patrick Pelata, Almanya gibi bir ülkede elektrik otomobillerin geniş anlamda kullanımının CO2 salımının azaltılması açısından hiçbir faydası olmadığını ve bu nedenle bu ülkede elektrik otomobil satmayacaklarını açıkladı (WirtschaftsWoche, 20.09.2010). Bunun nedeni, ülkedeki elektrik üretiminin %60'ının kömür ve doğalgaz kaynaklı olması. Merkezi elektrik santrallerinde bu kaynaklardan üretilen elektriğin iletim sürecindeki kaybı da göz önüne alındığında, benzin veya dizel yerine elektrik kullanmanın CO2 salımlarına herhangi bir faydası olmuyor.

Buna karşılık Danimarka'da elektrik üretiminin çoğu rüzgar ve biyokütleden gerçekleştirildiği için, fosil yakıtla çalışan otomobillerden elektrikli otomobillere geçilmesi durumunda CO2 salımlarının neredeyse sıfırlanması söz konusu (bkz. grafik). Fransa'da da elektriğin büyük bir kısmı nükleer santraller ve barajlardan üretiliyor, yine elektrikli otomobiller CO2 salımlarında düşüş sağlıyorlar (bkz. grafik).

Kısacası elektrikli otomobiller söz konusu olduğunda motor ve pil verimliliklerinin yanında elektrik enerjisinin kaynağının da göz önüne alınması gerekiyor. Almanya'da elektrikli otomobillerin kilometre başına salacakları şebeke elektriği kaynaklı 132 gr. CO2, modern bir dizel otomobilin salımından daha fazla.

Almanya'ya benzer bir şekilde elektrik üretiminin çoğunluğunu kömür ve doğalgaz kaynaklarından gerçekleştiren Türkiye'deki durumun da bu şekilde incelenmesi gerekiyor. Eğer otomobil şarj istasyonlarına iletilecek elektriğin üretiminde Almanya kadar fazla CO2 salımı gerçekleşiyorsa, yollara elektrikli otomobillerin çıkması aslında ülkemizin CO2 salımlarında düşüşe değil, artışa sebeb olabilir.

Sahi, Türkiye'nin CO2 salımlarını azaltma konusunda bir hedefi var mı?

Yeşil Bina Tasarımında Bilgisayar Kullanımı

Yeşil binaların yayılması ve mimarlar için önemli bir konu haline gelmeleri ile birlikte (aslında "tekrar" dememiz lazım, çünkü 1970'lerde de önemli bir konu haline gelmişlerdi), ortaya çıkan yeni tasarım araçları olan yazılımları da tanımamız önemli. Bu yazılımların mimarların kullanmaya alışık oldukları eski yazılımlardan farkları, sadece verilen kararları kağıt üzerine dökmeye yardımcı olmuyorlar (ör. CAD), bu kararların verilmesinde de çok önemli bir destek sağlıyorlar. Yapı tasarımı konusunda çoğu inovasyonun ortaya çıktığı ABD'de bu yazılımlar artık çoğu yapının mimari projelendirme aşamalarında gerek mimarın kendisi olsun, gerek danışman firmalar tarafından olsun sıklıkla kullanılıyorlar.

Yeşil bina tasarımında böyle bir ihtiyacın doğmasının en büyük sebebi, yeşil binaların bulundukları mikro ve makro iklim ile ilişkilerinin önemi. Tasarım konusunda verilen çeşitli kararların bina performansına nasıl bir etkide bulunacakları, ancak yapı davranışının simülasyonu ile ortaya çıkarılabiliyor. Bu simülasyonlar da, saatlik hava sıcaklığı, güneş pozisyonu, rüzgar hızı gibi veriler kullanarak bina performansını uzun bir dönem içerisinde (ör. yıllık olarak) hesaplıyorlar. Bu hesapların kağıt üzerinde yapılmaları imkansız, bu nedenle bilgisayarların hesaplama gücünden faydalanmak gerekiyor.

Bunu, yine performansları mikro ve makro iklim şartlarına bağlı olan yenilenebilir enerji sistemleri ile karşılaştırabiliriz. Bir kömür santralinin yıllık enerji üretim miktarını hesaplamak son derece basit iken (jeneratör kapasitelerini çalışma süresi ile çarparak), bir güneş santralinin yıllık enerji miktarını hesaplamak ancak simülasyon ile mümkün olabiliyor, çünkü iklim şartları her zaman değişken.

Peki bina performansında hangi özellikler simülasyon konusu oluyorlar? Bunların önde geleni, binaların enerji performansı. Hem iklim şartlarına bağlı olduğu, hem de çok fazla parametrenin etkileşimine açık olan bina enerji performansı, hassas ve doğru bir şekilde ancak enerji simülasyonları yoluyla hesaplanabiliyor. Bunun için genellikle izlenen metodoloji, yazılımda binanın bir modelinin yaratılarak enerji tüketimine etkisi olan tüm sistemlerin bu modele dahil edilmeleri ile başlıyor. Tasarım sürecinin neresinde bulunulduğuna bağlı olarak modelin detayı değişebiliyor, özellikle erken safhalarda daha basit modeller ile daha genel kararların alınmasına destek verilebiliyor. Model, binanın bulunduğu konuma ait iklim verilerinin kullanılmasıya simüle ediliyor ve senelik enerji tüketimi (veya ihtiyacı) ortaya çıkıyor. Modelin detayına göre burada o kadar çok hesap yapılıyor ki, modern bir masaüstü bilgisayarda bile büyük bir binanın simülasyonu saatlerce sürebiliyor.

Bina mekanik sistemlerinin tasarımında da yeşil binalar söz konusu olduğunda simülasyon yazılımlarının kullanılması doğru kararlar verilmesini sağlıyor. Mekanik sistemlerin çok önemli bir konu oldukları ve yukarıda bahsedilen genel bina enerji simülasyonlarının yanında, bu sistemlerin ihtiyaçları minimum enerji gereksinimi ile karşıladıklarının teyid edilmesinde kullanılan CFD (computational fluid dynamics) simülasyonları da çok önemli. Örneğin bir havalandırma sisteminin bir mekana nasıl hizmet ettiği detaylı bir şekilde CFD simülasyonları ile ortaya çıkarılabiliyor. Aynı şekilde, CFD simülasyonları ile bina içerisinde ve dışarındaki ısı kazanç ve kayıplarının analizi mümkün.

Başka bir simülasyon konusu binalarda günışığı kullanımı. Bu konu, hem elektrik aydınlatma ihtiyacını azalttığı, hem de çalışanların üretkenliklerini arttırdığı için önemli. Ancak günışığı kullanımının basit formülleri yok, kullanılacak stratejiler binadan binaya konum ve oryantasyona bağlı olarak değişiklik gösteriyor. Burada en önemli konu, uzun bir dönem içerisinde günışığı kullanımı stratejisinin analizi edilebilmesi. Bunun için geliştirilmiş bir metrik olan "Daylight Autonomy", yani "Günışığı Otonomisi", belli bir mekanda bir sene boyunca günışığından faydalanmanın ne kadar olduğunu ölçüyor. Bir senelik bir süre, güneşin gökyüzündeki hareketinin mevsimler arasında değişiklik göstermesi nedeniyle önemli. Bu metriğin ölçümü de, güneşin gün içerisindeki ve mevsimler hareketini mikro iklim dataları ile birleştiren simülasyon yoluyla mümkün. Mimar, burada verdiği tasarım kararlarını simülasyon ile test ederek, "Günışığı Otonomisi" değerinin hedeflenen bir değerin üzerinde kaldığından emin olabiliyor.

Günışığı hesapları için kullanılan simülasyon yazılımları, aynı zamanda elektrikli aydınlatma armatürlerinin seçiminde de kullanılabiliyor. Bu yazılımlar, binanın tüm ışık yansıtan ve geçiren yüzeylerinde ışık kaynaklarından gelen ışınların yansıma, emilme ve kırılmalarını simüle ederek armatürlerin ihtiyaç duyulan aydınlatma seviyelerini yakalayıp yakalamadıklarını teyid etmekte kullanılıyorlar. Bu yazılımlar ayrıca iç mekanların ve mobilyaların yüzey renk ve özelliklerine karar verilmesinde de destek oluyor.

Son olarak, binalarda yenilenebilir enerji sistemlerin kullanılması konusundaki kararların verilmesinde de bilgisayar yazılımlarının çok büyük bir rolü var. Örneğin mimar, binanın cephesine ve çatısına entegre etmeyi planladığı güneş panellerinin senelik elektrik üretimi konusunda simülasyon yoluyla bilgileniyor ve en doğru kararı verebiliyor. Hatta binanın mimarisinin bu yenilenebilir enerji sistemlerinin optimum üretim yapabileceği şekilde geliştirilmesi artık sıklıkla görülen bir yaklaşım (ör. bina çatı formunun güneş enerjisi kullanımını maksimize edecek şekilde tasarlanması).

Bahsi geçen bu simülasyonlara yönelik yapı tasarım sektörü için paket programlar geliştirilmiş durumda. Ancak çoğu programın doğru kullanımı uzmanlık ve deneyim, aynı zamanda tarafsız bir yaklaşım gerektiriyor. Bunun için de ABD, İngiltere, Japonya, Almanya gibi ülkelerde sadece bu hesaplamaları yapan mühendislik danışmanlık büroları bulunuyor. Mimar olarak tasarımınızı, bu bürolarla diyalog halinde geliştirmeniz ve verdiğiniz kararların binanın sürdürülebilirliği üzerindeki etkileri konusunda sürekli bilgi sahibi olmanız mümkün.