Enerji
Rüzgar Enerjisi Dünyayı Güçlendirebilir mi?
Yükselen Rüzgar
Güneş enerjisi, özellikle fotovoltaik, yenilenebilir enerjiye geçişin itici gücü ve gelecekte hâkim olan enerji kaynağı haline gelebilir.
Yine de, güneş enerjisinin bazı ciddi sınırlamaları vardır ve en iyi şekilde diğer teknolojilerle birleştirildiğinde çalışır. Bunlar arasında bataryalar ve enerji şebekesinde uzun mesafe bağlantıları yer alabilir. Başka bir seçenek ise, güneş enerjisinin daha az üretken olduğu (bulutlu, kış ayları) veya hiç üretmediği (gece) zamanlarda üretimi tamamlamak için aynı anda diğer yeşil enerji biçimlerini benimsemektir.
Diğer tüm enerji kaynaklarından çok daha önde, rüzgar (aşağıda sarı ve turuncu olarak gösterilmiştir) güneşi tamamlayan lider yeşil enerji biçimidir, özellikle hidroelektrik (açık mavi) önümüzdeki yıllarda durgunlaşması beklenmektedir.
Kaynak: EIA
2022 yılında, küresel rüzgar enerjisi üretimi 2100 TWh’ye (%14 artış) ulaştı. Ve hedefleri 2050 Net Sıfır Emisyon Senaryosu, toplamda 7 400 TWh beklenmektedir 2030’da.
Bu hedefe ulaşmak için, üretim büyümesinin %17 bileşik oranına daha da hızlanması gerekecek. Bu, mevcut yıllık rüzgar enerjisi kapasitesi eklemesinin 75 GW’den 2030’da 350 GW’ye yükselmesi anlamına geliyor.
Bu 75 GW’nin 37 GW’si yalnızca Çin tarafından eklendi ve bu, dünya toplamının yarıdan fazlasını oluşturuyor.
Peki, bu kadar iddialı hedef nasıl gerçekleştirilebilir? Muhtemelen yalnızca teknolojik iyileştirmeler, büyük yatırımlar ve sıkı bir şekilde koordine edilmiş enerji ve sanayi politikalarının bir kombinasyonu ile mümkün olabilir.
Mevcut Rüzgar Endüstrisi
Karasal Rüzgar
Şu ana kadar, karasal rüzgar kurulumları endüstriye hakim olmuştur. Kurulu kapasitenin %93’ünü temsil eder ve deniz rüzgar türbini parklarından çok daha fazladır.
Kaynak: EIA
Ana nedenlerden biri tamamen teknik olmaktı. Karasal rüzgar, projelerin yollar, kamyonlar ve yerel beton fabrikalarıyla sağlanması sayesinde uygulanması çok daha kolaydır.
Bu kolay erişim aynı zamanda bakımın da daha kolay olmasını sağlar; teknisyenler yakında yaşayabilir, siteye arabayla ulaşabilir ve genellikle o sırada inşa edilen erişim yolları sayesinde parça ve sarf malzemeleri temin edilebilir, rüzgar türbinlerinden daha kolaydır.
Kaynak: GEvernova
Genel olarak, daha kolay inşa ve daha kolay bakım, daha düşük maliyetler ve daha yüksek kârlılık sağlar. Karasal rüzgar türbinleri, deniz rüzgarına kıyasla tuzlu suyun korozyonuyla mücadele etmek zorunda olmadıkları için bakım maliyetlerini daha da azaltır.
Karasal rüzgar türbinlerinin bir diğer önemli avantajı, güneş çiftliklerine kıyasla, sitenin büyük ölçüde tarım yapılabilir veya doğal bırakılabilir olmasıdır. Buna karşılık, araziyi güneş enerjisi ve tarım (sözde agrivoltaik) için çift amaçlı kullanma hâlâ yeni bir alandır.
Deniz Rüzgarı
Açıklanan gibi, deniz rüzgarı hâlâ rüzgar enerjisi üretiminin azınlığını oluşturuyor.
Bunun nedeni, denizde inşa edilmesi gerektiği için bu projelerin doğal olarak daha sermaye yoğun olmasıdır. Yerleşim alanlarından uzaklık ve tuzlu su korozyonu bakım maliyetlerini artırır ve rüzgar türbini ile bileşenlerinin ömrünü kısaltabilir.
Bununla birlikte, deniz rüzgarının da oldukça fazla avantajı vardır:
- Daha verimli üretim: deniz rüzgarları karada olduğundan daha istikrarlı, daha güçlü ve daha sık eser.
- Bu, sadece daha fazla üretim sağlamakla kalmaz, aynı zamanda daha öngörülebilir bir üretim de sunar; kesintili karasal rüzgar üretimine göre temel yük üretimine daha yakındır.
- Birçok bölgede, deniz rüzgarı öğleden sonra ve akşam saatlerinde, talebin en yüksek olduğu zamanlarda artar.
- Küresel nüfusun çoğu kıyı yakınında yaşadığından, deniz lokasyonları genellikle tüketicilere oldukça yakındır.
- Denizde iyi bir rüzgar sahası karalına göre çok daha büyük olabilir. Bu, daha büyük ölçeklenebilirlik sağlar.
- Daha az çevresel etki. Arazi kullanımını azaltarak ve uzak bölgelerde erişim yolları ve trafikle yerel ekosistemi rahatsız etmeyerek, deniz rüzgarı karala göre daha çevre dostu olabilir.
- Rüzgar parklarının sınırlı alanı hatta deniz ekosistemlerine yardımcı olabilir.
- Daha az muhalefet: nüfus merkezlerine ve görüş mesafesine olan uzaklık, deniz rüzgar projelerine karşı muhalefeti büyük ölçüde sınırlar. NIMBY (Bahçemde Değil) tepkileri çok daha az etkili olur.
Derinliğe bağlı olarak, deniz rüzgar türbinleri için farklı tipte ankrajlar kullanılabilir.
Kaynak: DoE
Tamamlandığında, Kuzey Denizi’ndeki Dogger Bank rüzgar çiftliği dünyanın en büyük rüzgar çiftliği olacak. 3,6 GW kurulu kapasiteye sahip olacak ve yılda 6 milyon İngiliz evine enerji sağlayabilecek.
Rüzgar Türbinlerini Nasıl Geliştirebiliriz
Her Zaman Daha Büyük ve Daha Yüksek
Rüzgar endüstrisinde sürdürülebilir bir eğilim, rüzgar türbinlerini giderek daha büyük ve daha güçlü inşa etmektir. Genel olarak, bu trendin devam etmesi bekleniyor.
Kaynak: DoE
Temel bir neden, temel fizik ve geometriden kaynaklanmaktadır. Pervanelerin uzunluğunu iki katına çıkarmak, toplam süpürme alanını 4 kat artırır.
Süpürme alanı yakalanan rüzgar miktarını ve güç üretimini belirlediğinden, türbin boyutunu iki katına çıkarmak üretimi dört katına çıkarır ve bir kez daha iki katına çıkarmak üretimi başlangıç boyutuna göre 16 kat artırır.
Başka bir fizik temelli faktör, rüzgar ne kadar güçlü olursa o kadar fazla güç üretilmesidir. Bu doğrudan bir dönüşüm değildir: rüzgar hızını iki katına çıkarırsanız, türbin aracılığıyla 8 kat güç üretebilirsiniz.
Dolayısıyla, daha büyük türbinler VE daha güçlü rüzgarlar, daha küçük modellerin 10 katı veya daha fazla gücünü üretebilir.
Daha yüksek kuleler genellikle daha istikrarlı ve daha güçlü rüzgar anlamına gelir, bu da elektrik üretimini daha da artırır.
Bugün en güçlü rüzgar türbini 18 MW’lık bir prototip Dongfang Electric tarafından, Haziran 2024’te devreye alındı. 853 fit (260 metre) rotor çapına sahiptir. Tek bir rüzgar türbini, 40 000 hanenin yıllık elektrik tüketimine eşdeğer enerji üretebilir.
Rüzgar türbinleri o kadar büyük oluyor ki, kanatlarını fabrikadan sahaya taşımak için tek gerçekçi yol hava yoluyla taşıma. Bu nedenle, Raida şirketi dünyanın en büyük planını inşa ediyor ve Straightline Aviation gibi firmalar, rüzgar türbini kanadını sahaya getirmek için hava gemileri/zeplinlerin potansiyelini inceliyor.
Kaynak: Straightline Aviation
Son olarak, dev bir türbin için dev bir sütun inşa etmek yerine, daha da büyük bir “türbin duvarı” seçeneği vardır. Bazı birimler 40 MW modelleri için geliştirilmekte ve 126 MW’ye kadar ulaşabilir.
Böyle bir sistem, Kuzey Denizi gibi çok güçlü ve neredeyse sürekli rüzgarlara sahip bölgeler için en uygun olacaktır.
Kaynak: Recharge News
Daha Dayanıklı ve Geri Dönüştürülebilir Rüzgar Türbinleri
Ne kadar iyi üretilmiş olursa olsun, rüzgar türbinleri sürekli hareketten kaynaklanan büyük mekanik stres nedeniyle zamanla hasar görür.
Bu, sektörde son zamanlarda bazı sorunlara yol açtı; özellikle Gamesa (Siemens), bazı türbin motorlarının beklenenden çok daha erken değiştirilmesi gerektiğini ve bunun rüzgar enerjisi hisselerinde mini bir çöküşe yol açtığını duyurarak rüzgar enerjisi hisselerinde mini bir çöküşe neden oldu.
Bu sorunlar türbinlerin dayanıklılığını artırarak çözülebilirken, bir diğer sorun türbin kanatlarıyla ilgilidir.
Yakın zamana kadar, epoksi kanatlar çöp sahalarına gönderiliyordu ve bu durum pek yeşil değildi. Vestas Wind Systems, tam geri dönüşüm sağlayan yeni bir epoksi kimyası ortaya çıkardı. Bu, rüzgar endüstrisinin tamamen döngüsel bir değer zinciri oluşturmasını sağlıyor.
Kaynak: Vestas
Endüstrinin geri kalanının da aynı yolu izlemesini ve kullanım ömrünü tamamlamış kanatların çöp sahalarına atılması sorununu çözmesini bekleyebiliriz.
Kanatsız Rüzgar Enerjisi
Şimdiye kadar, bir vantilatör gibi devasa kanatlar rüzgar enerjisini toplamanın tercih edilen yöntemi olmuştur. Ancak bu kesinlikle tek seçenek değildir. Birçok başka seçenek önerilmiş ya da geliştirme aşamasındadır.
İlk fikir, dikey eksenli türbinlerdir. Bu türbinler genellikle daha az gürültülüdür, daha küçüktür ve daha zayıf rüzgarları yakalayacak şekilde tasarlanmıştır.
Bu, onları kentsel veya banliyö ortamları ve çatı kurulumları için daha uygun kılar. Örnekler arasında Windspire turbines veya Eddy wind turbine bulunur.
Kaynak: Inhabitat
Başka bir fikir, türbinleri tutan sütunu ortadan kaldırıp uçan rüzgar türbinleri inşa etmektir. Bu, en güçlü rüzgarı 300‑600 m yüksekliğe kadar aramak anlamına gelir. O halde, Altaeros modeli gibi, rüzgar türbinini yüzen helyum dolu bir balona bağlamamak için ne gerek var?
Bunun başka avantajları da vardır; daha güçlü rüzgarı bulmak için yukarı ve aşağı hareket edebilme, beton temeller, sütun, vinç gibi maliyetleri tamamen ortadan kaldırma. Sistem, sadece saatler ya da günler içinde yeni yerlere kolayca yeniden yerleştirilebilir.
Son olarak, daha radikal bir fikir, hareket etmemiş rüzgar toplama. Bu, örneğin Vortex Bladeless ya da Windstalk’tan gelen “çubukları” hareket ettirerek elektromanyetik indüksiyonla enerji üretmek suretiyle gerçekleştirilebilir. Bu, sistemin dişli kutusu olmadığı ve yağ gerektirmediği anlamına gelir; bu da daha uzun bir ömür sağlar.
Diğer hareketsiz sistemler, rüzgarın yarattığı hava basıncı farkını kullanarak enerji üretir; örneğin Aeromine rooftop system gibi.
Kaynak: Aeromine
Çift ve Çok Amaçlı Rüzgar Türbinleri
Rüzgar türbinlerini daha iyi hale getirmenin bir yolu, aynı anda hem enerji üretimi hem de diğer işlevler için kullanmaktır.
Örneğin, deniz rüzgar türbinleri zaten deniz tabanına sağlam bir şekilde sabitlenmiştir ve denizde nispeten uzakta bulunur.
Bu, onları diğer sistemler için mükemmel bir potansiyel ankraj noktası yapar:
- Pasif balıkçılık, örneğin kafesle balık, ıstakoz, yengeç, mürekkep balığı yakalama vb.
- Deniz çiftçiliği, deniz kabukları veya deniz yosunları yetiştirme.
- Balık çiftçiliği, örneğin somon gibi.
- Ekolojik restorasyon projeleri, örneğin yapay mercan resifleri.
- Gelgit ve dalga enerjisi toplayıcıları, enerji üretimi için iki kat ankraj ve bakım hizmeti kullanımına izin verir.
Kaynak: Research Gate
Karasal alanda, çift kullanım fırsatları daha sınırlıdır; en güncel örnek, rüzgar türbini direğine bir cep telefonu anteni eklenmesidir.
Rüzgar Enerjisinin Sorunları
Güneş enerjisinden farklı zamanlarda yeşil enerji üretebilme potansiyelleri nedeniyle, rüzgar enerjisi şebekenin karbon ayak izini azaltırken pahalı batarya parklarına olan ihtiyacı da azaltan harika bir seçenektir.
Bununla birlikte, kabul edilmesi gereken birkaç sorunu da vardır.
Vahşi Yaşama Tehlike
Vahşi yaşam, fosil yakıtlar ve diğer enerji üretim yöntemleriyle olduğu gibi rüzgar türbinleriyle de zarar görebilir. Bu özellikle kuşlar için geçerlidir; kuşlar sık sık türbinlere çok yaklaşır ve hızlı dönen kanatlarla öldürülür.
Çalışma ve konuma bağlı olarak, her bir türbinin yılda yaklaşık 4‑18 kuş, ya da üretilen GWh başına 0.45‑2.8 kuş öldürdüğü görülmektedir. Yüksek bir sayı gibi görünse de, kediler, arabalar veya pestisitler tarafından öldürülen kuş sayısına kıyasla çok daha küçüktür.
Kaynak: Sustainability In Numbers
Bununla birlikte, özellikle kartallar gibi yırtıcı kuşlar, akbabalar ve göçmen kuşlar gibi belirli türler için daha büyük bir endişe olabilir. Yarasa da rüzgar türbinleri tarafından ciddi şekilde zarar görebilir.
- Türbini çok yavaş hareket ederken durdurmak, yarasalar için özellikle tehlikeli bir durumdur.
- Yırtıcı kuşların yükseliş ve göç koridorları olarak kullandığı alanlarda türbin inşa etmekten kaçının.
- Birçok küçük türbinden birkaç büyük türbini tercih edin.
- Türbinleri siyah boyayarak kuşların daha iyi görmesini sağlayın.
Nadir Toprak Elementleri Temini
Rüzgar enerjisiyle ilgili bir diğer endişe, türbin güç üretiminin kalıcı mıknatıslara bağımlı olmasıdır. Bu mıknatıslar neodimyum gibi nadir mineraller gerektirir.
Bu jeneratörlerden birine sahip büyük bir doğrudan sürüş deniz rüzgar türbini, 5 tonun üzerinde mıknatıs içerebilir
Nadir toprak elementleri bu mıknatısların ağırlığının sadece yaklaşık %30’unu oluştururken, üretilen megawatt başına yüzlerce pound neodimyum ve daha az miktarda disprosiyum ve terbiyum ekleyebilir.
Alla Kolesnikova – Adamas Intelligence veri ve analiz lideri – Grist’te
Nadir toprak minerallerinin üretimi çok kirletici bir süreç olabilir ve büyük ölçüde Çin’de yapılmaktadır.
Bu nedenle, nadir toprak elementlerini üretmek için daha temiz bir süreç geliştirilmesinin yanı sıra, daha verimli bir geri dönüşüm süreci de geliştirilmelidir. daha verimli bir geri dönüşüm süreci de.
Jeopolitik
Çin’den bahsetmek gerekirse, ülkenin yenilenebilir enerji tedarik zincirindeki tam hakimiyeti Batı ülkelerinde alarm yaratmıştır.
Çin, dünya yeni rüzgar üretim kapasitesinin %66’sını üretmektedir.
Kaynak: Enerdata
Bu hakimiyet, diğer ölçütlere bakıldığında daha da belirgindir:
- 2020‑2024 döneminde Çin dışındaki 29 modele kıyasla 426 yeni rüzgar türbini modeli.
- Çin, küresel nadir toprak üretiminin %60’ını ve bunun %85’ini, nadir toprak mıknatıs üretiminin %92’si dahil olmak üzere, işliyor.
Dolayısıyla, Çin ile Batı arasındaki jeopolitik gerilimlerin artmasıyla rüzgar tedarik zinciri risk altında olabilir. Bu teorik olarak yerel üreticilere yardımcı olmalı, ancak maliyet farkı Çin ithalatına bağımlılığı azaltmayı zorlaştırıyor.
Rüzgar Enerjisine Yatırım
Birçok aracı kurum aracılığıyla rüzgar enerjisi şirketlerine yatırım yapabilirsiniz ve burada, securities.io’da, ABD, Kanada, Avustralya ve Birleşik Krallık’taki en iyi aracı kurumlar için önerilerimizi ve ayrıca birçok diğer ülke için önerileri bulabilirsiniz.
Belirli rüzgar enerjisi şirketlerini seçmekle ilgilenmiyorsanız, Global X Wind Energy ETF (WNDY), Invesco Wind Energy UCITS ETF (WNDE) veya First Trust Global Wind Energy ETF (FAN) gibi ETF’lere de bakabilirsiniz; bu ETF’ler rüzgar endüstrisinden faydalanmak için daha çeşitlendirilmiş bir maruziyet sağlar.
Ya da “Yatırım İçin En İyi 10 Rüzgar Enerjisi Hissesi”, “Yatırım İçin En İyi 10 Yenilenebilir Enerji Hissesi” ve “Yatırım İçin En İyi 10 Batarya Metali ve Yenilenebilir Enerji Madenciliği Hisseleri” hakkındaki makalemizi okuyabilirsiniz.
Rüzgar Şirketlerine Yatırım
1. Ørsted A/S
Danimarkalı enerji üreticisi, 1991’de bir offshore rüzgar çiftliği oluşturmak için, ve şu anda dünyanın en büyük rüzgar çiftliğini de işletmektedir.
2006’da enerjisinin %83’ü fosil yakıtlardan gelirken, 2023’te %8, 2024’te %3 ve 2025’te %99 yenilenebilir üretime ulaşma yolunda büyük bir dönüşüm geçirmiştir.
Ørsted, Danimarka, Birleşik Krallık, Almanya, ABD, Tayvan ve Vietnam’da çiftliklere sahiptir.
Bu enerji üretiminin yarısı offshore rüzgar çiftliklerinden, karasal üretim ise yaklaşık olarak güneş ve karasal rüzgar çiftlikleri arasında eşit olarak bölünmüştür.
Planlanan büyümenin çoğu offshore rüzgar üretiminde, ardından karasal rüzgar üretiminde gerçekleşecektir. Bu büyüme planı, mevcut operasyonlara dayalı tamamen özkaynaklıdır.
Kaynak: Ørsted
Rüzgar enerjisi üretiminde öncü ve lider bir şirket olarak, Ørsted, sektöre hizmet tarafından maruz kalmak isteyen yatırımcılar için en önde gelen rüzgar hissesi konumundadır.
2. Vestas Wind Systems A/S
Vestas, rüzgar türbinleri tasarlayan, üreten ve kuran bir şirkettir. Toplam 177 GW kurulu kapasiteyle, diğer tüm şirketlerden daha fazla rüzgar türbini üretmiş ve kurmuştur.
Şirketin 29 GW’lık bir proje hattı bulunmaktadır. Çin dışındaki rüzgar üretim pazarının %35’ini kontrol etmektedir; bu oran 2010’da sadece %20 idi. Ayrıca rakiplerinden daha fazla gelire, siparişe ve daha yüksek EBIT (Faiz ve Vergi Öncesi Kar) marjlarına sahiptir.
Rüzgar enerjisinin ciddi sorunlarından biri, rüzgar kanatlarının geri dönüştürülememesi ve çöp sahalarına gitmesi, bu da çözümü pek yeşil yapmamaktı. Vestas, tam geri dönüşüm sağlayan yeni bir epoksi kimyası ortaya çıkardı. Bu, rüzgar endüstrisinin tamamen döngüsel bir değer zinciri oluşturmasını sağlar.
Kaynak: Vestas
Vestas, Amerikan pazarının daralmasına rağmen, Avrupa ve Asya Pasifik’ten gelen güçlü sipariş artışıyla 2023 rüzgar enerjisi krizini genel olarak aşmıştır.
Kaynak: Vestas
Vestas, rüzgar enerjisinin dünyanın ilk yeşil amonyak tesisini güçlendirme potansiyelini de araştırmaktadır; bu tesis daha sonra hidrojen taşıma veya doğal gaz olmadan gübre üretiminde kullanılabilir.
Ölçeği, teknolojik üstünlüğü ve yüksek marjı sayesinde, Vestas rüzgar enerjisi tedarik zincirinde nispeten güvenli bir yatırım olup, türbinleri sektörde sınıfının en iyisidir.
3. Lynas Rare Earths Limited (LYSCF)
Nadir toprak metalleri teknik olarak dünyada nadir değildir, ancak çoğu diğer metal gibi yoğun cevher veya külçe yerine çok düşük konsantrasyonlarda bulunmaları nedeniyle elde edilmesi zor olur.
Nadir toprak metalleri, özellikle rüzgar türbinlerinde gerekli kalıcı mıknatısların yanı sıra, bilgisayar ve yenilenebilir teknoloji, elektrik motorları (EV’ler dahil) ve gelişmiş silah sistemleri için hayati bir parçadır.
Şu anda, nadir toprak üretiminin ve özellikle de rafinajının büyük kısmı Çin tarafından yapılmaktadır. Çin, bu yarı tekel durumunu “silahlaştırmaya” başladı; özellikle 2023’te yarı iletken endüstrisi için önemli olan germanyum ve galyum ihracatını sınırlayarak, ABD’nin yarı iletken teknolojilerine uyguladığı ticaret yaptırımlarına karşılık verdi.
Lynas, Avustralya’da madenleri bulunan bir nadir toprak madencisidir. Şirket, rafinaj operasyonlarının daha fazlasını Çin’deki ortaklara göndermek yerine Avustralya’da bir işleme tesisi inşa etmektedir.
Bu, Kalgoorlie Nadir Toprak İşleme Tesisi neredeyse tamamlandı (inşaatın zaman atlamalı videosu için bağlantıya bakın) ve Malezya’daki ilgili tesislerle, ayrıca 2025‑2026’da Teksas’ta faaliyete geçmesi beklenen bir proje ile gerçekleştirilecektir.
2024 ortalarında, Kalgoorlie’den ilk sevkiyat gerçekleştirildi; tesisin yıl boyunca üretimini artırması bekleniyor.
Kaynak: Lynas
Nadir toprak elementleri artık stratejik bir varlık olarak kabul edilmekte ve Çin tedarikine bağımlılık, özellikle askeri bir çatışma durumunda kritik bir risk olarak görülmektedir.
Bu, Lynas üretiminin uluslararası bir kriz durumunda veya Çin’in diğer nadir toprak metalleri ihracatını daha da kısıtlamaya karar vermesi halinde prim talep edebileceği anlamına gelmektedir.
Ayrıca, demir, bakır veya lityum gibi diğer metallere genellikle korelasyon göstermeyen bir emtia piyasası sektörü olup, yatırımcılara çeşitlendirme imkanı sunar.
