EROEI

Birim enerji yatırımından sağlanan enerji anlamına İngilizce (Energy Returned over Energy Invested) bir deyim. Bu deyim çeşitli alanlarda kullanılabilirse de, en önemli kullanım alanı elektrik enerjisi üretimidir.

Enerji kaynakları

Elektrik enerjisi ikincil enerji olarak bilinir. Çünkü elektrik elde etmek için bir başka enerji kaynağı kullanılır. Büyük ölçekli elektrik üretimi için şu kaynaklar söz konusudur.

• Fosil yakıtlar (kömür, petrol, doğal gaz)
• Hidroelektrik kaynaklar (akarsu)
• Jeotermal kaynaklar (gayzer vb. )
• Rüzgâr (rüzgâr gücü)
• Nükleer kaynaklar (uranyum)

Diğer kuramsal kaynaklar (Güneş, dalgalar, biyoenerji vb.) ise henüz büyük ölçekli elektrik üretiminde kullanılamamaktadır.

Yukarda adı geçen kaynaklardan bir kısmı, yenilenebilir enerji kaynağı statüsündedir. Yani bu kaynaklar kullanıldıkça bitmeyen, buna karşılık her yıl belli bir kapasiteye sahip olan kaynaklardır. Akarsular ve rüzgâr yenilenebilir kaynaklardır.

Buna karşılık, fosil yakıt ve nükleer kaynaklar ise tükenebilir kaynaklardır. Bu kaynaklar kullanıldıkça tükenirler.

Enerji üretimi

Dünya’da elektrik üretimi büyük ölçüde tükenebilir kaynaklara bağlıdır. Ne var ki, bu kaynaklardan elektrik üretmek için, öncelikle bu kaynakları santralde işlenecek hale getirmek gerekir. Topraktan kömür, petrol ya da uranyumun gibi bir ham maddenin çıkartılması, bu maddenin işlenmesi, yani ara ürün haline getirilmesi ve daha sonra da enerji üretmek için elektrik santraline getirilmesi gerekir. Bütün bu faaliyetlerde enerji tüketilir.

Bir birim enerji üretmek için öncelikle tüketilmesi gereken enerji, kaynağın cinsine ve yerine bağlı olarak değişebilir. Mesela, yüzeye yakın bir kömür yatağı ile derindeki bir kömür yatağının işletilmesi için farklı ölçülerde enerji tüketilir.

Matematiksel olarak EROEI

EROEI matematiksel olarak gösterilebilir.

Şayet E_T ile toplam olarak elde edilen enerji, E_S ile bu enerjiyi elde etmek için tüketilen (sarf edilen) enerji gösterilirse,

${\displaystyle {\hbox{EROEI}}={\frac {E_{T}}{E_{S}}}}$

Şayet elde edilen enerjiden bu enerjiyi elde etmek için tüketilen enerji çıkartılırsa kalan net enerjidir. Bu enerji E_N ile gösterilirse,

${\displaystyle {\hbox{EROEI}}={\frac {E_{N}+E_{S}}{E_{S}}}={\frac {E_{N}}{E_{S}}}+1}$

Burada, EROEI = 1 olması E_N= 0 anlamına gelir.

Örnek

Bir birimlik kaynağın elde edilmesi, işlenmesi ve enerji santraline taşınması için 1000 jul kadar enerji tüketilmiştir. Bu kaynaktan yararlanılarak, 4000 jul enerji elde edilmişse,

${\displaystyle E_{T}=4000}$ ve ${\displaystyle E_{S}=1000}$

${\displaystyle E_{N}=E_{T}-E_{S}=3000}$

${\displaystyle EROEI={\frac {E_{T}}{E_{S}}}=4}$

Şayet bu kaynaktan sadece 1000 jul enerji elde edilseydi,

${\displaystyle {E_{N}}=0}$

${\displaystyle EROEI=1}$ olacaktı.

EROEI ve tükenebilir kaynaklar

Bütün yer altı zenginlikleri gibi enerji kaynakları da tarih boyunca kullanılmıştır. Yüzeye yakın yerlerdeki kaynaklar tüketildikçe, daha derin kaynaklar aranmaktadır. Derindeki kaynakların yer yüzüne çıkartılması teknolojik olarak mümkünse de, derinlik arttıkça, kaynağı yer yüzüne çıkarmak için daha fazla enerji tüketmek gerekmektedir.

Şayet birim enerji üretiminde kullanılan hammaddenin kütlesi m ile, Kütleçekim ivmesi g ile ve bu hammaddenin çıkartılacağı derinlik te h ile gösterilirse,

${\displaystyle E_{S}=m\cdot g\cdot h}$

Görüldüğü gibi hammaddeyi yeryüzüne çıkarmak için tüketilen enerji derinlik işle orantılıdır. Şu halde hammaddenin işlenmesi ve taşınması ile ilgili tüketim göz ardı edilse bile EROEI değerinin derinlik ile ilgili olarak düştüğü gösterilebilir.

Bunun anlamı belli derinliğin altında çok zengin hammadde yatakları bulunsa bile, bu derinlikte EROEI = 1 olacağından, söz konusu hammaddenin yer yüzüne çıkartılamayacağıdır. Bu durum özellikle uranyuma dayalı enerji üretim planları açısından dikkate alınması gereken bir faktördür.