Güneş enerjisi hızla büyüyor ama gerçekten küresel enerji sistemine hakim olabilir mi? İşte gezegene güneş ışığından güç sağlamamız için gerekenler
Güneş enerjisinin geleceği parlak görünüyor
Güneş enerjisi dünyayı ele geçirecek mi? Geçtiğimiz birkaç yılda, dağıtım oranında açıkçası şaşırtıcı bir hızlanma görüldü; toplam üretim kapasitesi 2022 ile 2024 arasında ikiye katlanarak dünya elektriğinin tam yüzde 7’sini sağlayacak hale geldi. Bu rakam ne kadar yükseğe çıkabilir?
2025’in ilk altı ayında rüzgar ve güneş birlikte tarihi bir kilometre taşını geçti; ilk kez kömürden daha fazla enerji üretildi ve yenilenebilir enerji kaynakları dünyanın önde gelen elektrik kaynağı haline geldi. İngiltere merkezli düşünce kuruluşu Ember’in tanımladığı gibi, enerji geçişindeki bu “kritik dönüm noktasının” arkasındaki itici güç, güneş enerjisinin büyümesiydi. Ember’in analizi, 2025 yılında dünyanın elektrik talebindeki toplam artışın yüzde 83’ünü oluşturduğunu ve üst üste üç yıl boyunca küresel olarak en büyük yeni elektrik kaynağı olduğunu gösteriyor.
Solar’ın gizli silahı mı? Ne kadar ucuz. Bu, dünyanın en düşük maliyetli elektriğidir ve güneş enerjisi sistemi kurma maliyeti son 15 yılda yüzde 90 oranında düşmüştür. Cambridge Üniversitesi’nden Sam Stranks, “Şu anda silikon paneller kontrplakla aynı maliyette” diyor.
Yani dünyanın hemen her yerinde hızlı bir şekilde üretilebilecek, bol ve ucuz bir elektrik kaynağımız var. Güneş enerjisinin bir gün her şeye güç sağlayabileceğini hayal etmek hayal ürünü mü?
En temel düzeyde, Dünya’ya güneş enerjisi temini neredeyse sınırsızdır. Birleşik Krallık düşünce kuruluşu Carbon Tracker’ın 2021 tarihli bir raporuna göre, modern güneş panellerinin verimlilik oranlarını hesaba kattığınızda bile, dünyanın tüm enerji ihtiyaçlarını güneş enerjisiyle karşılamak için yaklaşık 450.000 kilometrekarelik bir araziye ihtiyaç duyulacağı tahmin ediliyor. Bu, küresel kara alanının yalnızca yüzde 0,3’ü.
Raporun yazarlarından biri olan ve şu anda Ember’de çalışan Kingsmill Bond, arazi kullanımı söz konusu olduğunda “takaslar” olsa da (örneğin güneş enerjisi tarımla rekabet edebilir) “çoğu ülkede bu teknolojilerin uygulanması için bolca alan bulunduğunu” söylüyor.
Yeni nesil paneller
O halde soru şu: Güneş enerjisinin küresel elektrik arzını tamamen ele geçirmesini engelleyen nedir? İlk konu verimliliktir. Küresel güneş enerjisi pazarının büyük kısmını oluşturan silikon fotovoltaik paneller şu anda güneş enerjisinin yaklaşık yüzde 20’sini elektriğe dönüştürüyor. Karşılaştırıldığında, hidroelektrik santralleri potansiyel enerjinin yüzde 90’ını elektriğe, rüzgar türbinleri yaklaşık yüzde 50’sini ve fosil yakıt santralleri yüzde 30 ila 40’ını elektriğe dönüştürüyor.
Gerçek anlamda bu, diğer kaynaklardan elde edebileceğiniz gücün aynısını sağlamak için çok daha fazla güneş paneline ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Bu nedenle güneş enerjisi firmaları ve bilim insanları, verimlilik artışının güneş enerjisi için çifte kazanç sağlayacağı umuduyla güneş panellerinden daha fazla verim elde etmek için yoğun bir şekilde çalışıyor: daha düşük sistem maliyetleri ve daha az arazi talebi.
Bununla birlikte, kristalin silikon paneller elde edebilecekleri verimliliğin sınırlarına yaklaşıyor; sınıfının en iyisi hücreler şu anda yaklaşık yüzde 25 verimlilikte. Imperial College London’dan Jenny Nelson, “Kristal silikonun pratik sınırı muhtemelen yüzde 28 civarındadır” diyor.
Verimliliği bunun üzerine çıkarmak, bir hücrenin güneş spektrumundan alabileceği enerji miktarını artırmak için ikinci bir yarı iletken sunan tandem güneş pili olarak bilinen şeye geçişi gerektirecektir. Tandem silikon-perovskit hücreler, yaklaşık yüzde 50’lik teorik verimlilik sınırıyla en umut verici seçenek olarak görülüyor. Stranks, gerçek dünyadaki tandem panellerin bu düzeyde bir verimlilik elde edemeyeceğini ancak yüzde 35 ila 37 verimliliğe ulaşabileceğini söylüyor.
Yıllar süren araştırmalardan sonra, ilk tandem silikon-perovskit güneş panelleri ticari üretime yeni giriyor ve gerçek dünya koşullarında performanslarını ne kadar süre koruduklarını görmek için endüstri tarafından test edilmeleri gerekiyor. Ancak Stranks potansiyelleri konusunda iyimser. 10 yıl içinde bunların pazardaki hakim teknoloji haline geleceğini tahmin ediyor. Stranks, “Görünüşte çatıdan ya da sokaktan pek farklı görünmüyorlar ama günümüzün panellerinden yüzde 50 daha fazla güç üretiyorlar” diyor. “Bu büyük bir değişiklik.”
Stranks, daha fazla verimliliğin maliyetleri daha da azaltmakla kalmayıp aynı zamanda yeni dağıtım fırsatlarının da önünü açabileceğini söylüyor. Örneğin, yüksek verimli paneller, elektrikli otomobillerde güneş enerjili çatıların kullanılmasını sağlayarak akülerin gün içinde şarj edilmesini sağlayabilir. Depolanan gücün daha sonra ulaşım için kullanılabileceğini veya akşamları kullanılmak üzere eve boşaltılabileceğini öne sürüyor.
Depolamayı çözme
Böyle bir yenilik, güneş enerjisiyle ilgili diğer önemli sorunlardan biri olan kararsızlığın çözülmesine yardımcı olabilir. Güneş elbette her zaman parlamıyor. Hindistan, Meksika ve birçok Afrika ülkesi de dahil olmak üzere “güneş kuşağı”ndaki ülkeler için bu daha az sorun teşkil ediyor, çünkü güneş neredeyse tüm yıl boyunca parlıyor ve piller gün içindeki fazla enerjiyi karanlık bastıktan sonraki saatlerde depolamak için kullanılabiliyor. BloombergNEF’e göre, lityum iyon pillerin maliyeti yalnızca son iki yılda yüzde 40 oranında düştüğü için, bu güneş enerjisi artı depolama kurulumu giderek daha uygun maliyetli hale geliyor.
Bond, “Sonuçta, fosil yakıtların elektrik kaynağı olarak güneş ışığına göre sahip olduğu tek avantaj, depolanabilirlikleridir” diyor. “Ve birdenbire bu depolanabilirlik sorunu, tek bir teknoloji olan pil sayesinde yüzde 90 oranında çözüldü.”
Ancak kış günlerinin kısa ve gri olduğu daha kuzeydeki ülkeler için durum farklı. Avustralya’nın Canberra kentindeki Avustralya Ulusal Üniversitesi’nden Andrew Blakers, “(Güneş enerjisi), sıfır kirlilik ve enerji yatırımının hızlı geri dönüşü ile inanılmaz derecede iyi bir enerji kaynağıdır – her bir kutuyu işaretliyor” diyor. “Yazın bol, kışın ise az güneş alan Kuzey Avrupa, Kuzeydoğu Asya veya Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri’nde yaşamıyorsanız, (güneş enerjisi) kesinlikle en iyisidir.”
Blakers, uzun ve karanlık kışlar yaşayan ülkelerde rüzgar enerjisinin bu boşluğun çoğunu doldurabileceğini söylüyor. Ancak gücü haftalarca veya aylarca depolayabilecek enerji depolama çözümlerine de ihtiyaç duyulacak. Bu tür “mevsimler arası depolama” henüz başlangıç aşamasındadır ve ticari ölçekte faaliyet gösteren çok az çözüm bulunmaktadır. Ancak pompalanan hidroelektrik, hidrojen ve basınçlı hava depolamanın tümü bu bilmeceye bir yanıt sağlayabilir. Blakers’ın tahmini? “Piller kısa vadede, pompalanan hidrofor ise uzun vadede halleder.”
Siyasi baş ağrıları
Aksine, verimlilik ve depolama çözülmesi kolay sorunlardır. Nelson, “Darboğazların muhtemelen politikada, politikadaki tutarlılıkta, düzenlemelerde ve diğer sektörlerin kazanılmış çıkarlarında yattığını düşünüyorum” diyor.
ABD’deki iklim şüpheci Trump yönetimi bunun bir örneğidir. Bu ayın başlarında federal yetkililer, Nevada’da önerilen, dünyadaki en büyük planlardan biri olacak devasa bir güneş enerjisi projesini iptal etti; bu, güneş enerjisi finansman programlarını kısıtlamak ve projeleri engellemek için yapılan bir dizi eylemin yalnızca sonuncusuydu.
Ancak Bond, geleneksel üretim kaynaklarına göre ekonomik avantajları göz önüne alındığında, yenilenebilir enerjiye geçişin artık neredeyse durdurulamaz olduğuna inanıyor. “Görevli şirketler, bireysel ülkelerde, bireysel projelerde ve bireysel yıllarda güneş enerjisinin gelgitini durdurabilir” diyor. “Mevcut Trump yönetimi, yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut dağıtımını yavaşlatmak için elinden gelenin en iyisini yapıyor. Ancak bunun gerçekte tek anlamı, üstün teknolojiyi kullanma küresel yarışında geride kalmaları.”
Blakers da aynı fikirde ve güneş enerjisinin yapay zeka veri merkezlerinden hızla artan güç talebini karşılamanın tek yolu olabileceğini ekliyor. “ABD’de bile, kararlı bir federal hükümet tarafından bile güneş enerjisinin kapatılmasını görmek zordur, çünkü birçok eyalet bundan hoşlanır ve bu, büyük miktarda enerji elde etmenin açık ara en hızlı yoludur” diyor.
Temiz enerjinin diğer önemli darboğazı ise lojistiktir. Yeni bölgelerden gelen büyük, dalgalı elektrik arzıyla başa çıkabilmek için mevcut elektrik ağlarının yeniden düzenlenmesi gerekiyor. Üretimdeki dalgalanmalarla başa çıkabilen ve hatta buna yanıt olarak güç talebini ayarlayabilen daha esnek bir şebeke, yeşil enerji kullanımının en üst düzeye çıkarılmasına yardımcı olacaktır. Ancak geleceğin bu ızgaralarını teslim etmek paraya mal olur. Yalnızca Birleşik Krallık’ta enerji şirketleri, rüzgar ve güneş enerjisine geçişle başa çıkabilmek için iletim ağını yeniden düzenlemek için önümüzdeki beş yıl içinde 77 milyar £ harcamayı planlıyor.
Şebeke ağlarının henüz bu kadar kapsamlı olmadığı düşük gelirli ülkelerde, ülkeler başlangıçtan itibaren yenilenebilir dostu altyapı inşa etmek için daha hızlı hareket edebilir ve yenilenebilir enerjinin şebeke arzına daha fazla nüfuz etmesine olanak tanıyabilir. Ember’e göre, BRICS olarak adlandırılan 10 ülke (Brezilya, Çin, Mısır, Etiyopya, Hindistan, Endonezya, İran, Rusya, Güney Afrika ve Birleşik Arap Emirlikleri) şu anda dünyanın güneş enerjisinden elektrik üretiminin yarısından fazlasını toplu olarak karşılıyor.
Ülkeler için daha büyük bir zorluk, ısınmadan ulaşıma kadar enerji taleplerinin daha büyük bir kısmını elektrikli hale getirmektir. Böyle bir ilerleme, küresel ekonominin diğer kısımlarında fosil yakıt kullanımının azaltılması açısından hayati önem taşıyor. Nelson’ın belirttiği gibi: “Gezegeni karbondan arındırmak istiyorsak, önce elektriklendirmemiz gerekiyor.” Burada da düşük gelirli ülkeler, yüksek gelirli ülkelerin önünde yarışıyor. Ember, Çin’in nihai enerji tüketimindeki elektrik payının 2023’te yüzde 32’ye ulaştığını, bu oranın ABD ve daha zengin Avrupa ülkelerinin yüzde 24’lük elektrifikasyon oranını çok geride bıraktığını söylüyor.
Güneş enerjisi geleceği mi?
Bu yılki başarıya rağmen yukarıda özetlenen teknik, lojistik ve politik zorluklar, kısa vadede bazı ülkelerde güneş enerjisinin yaygınlaşmasını yavaşlatabilir. Bu ayın başlarında Uluslararası Enerji Ajansı, yenilenebilir enerjinin on yılın sonuna kadar iki katından fazla artacağını öngördü, ancak aynı tarihe kadar kapasitenin üç katına çıkarılması yönündeki uluslararası hedefin gerisinde kalacak. Ajans, ABD’deki politika değişikliklerinin ve güneş enerjisini şebeke sistemlerine entegre etmedeki zorlukların, yenilenebilir enerji kapasitesindeki genişlemeye olumsuz etkisi olduğunu söyledi.
Ancak enerji piyasası uzmanları, yüzyılın ortası ve sonrasında güneş enerjisinin küresel enerji arzına hakim olacağından emin. Bond, “Bu yüzyılın sonuna gelindiğinde, elektriğimizin tamamını yenilenebilir kaynaklardan alacağımız oldukça açık, bunların büyük çoğunluğu güneş enerjisi olacak” diyor ve 2100 yılına kadar dünya elektrik arzının yüzde 80’inin güneş enerjisiyle üretileceğini tahmin ediyor. Buna ek olarak, dünyanın toplam enerji talebinin en az yüzde 80’inin elektrikli olacağını tahmin ediyor.
Yeşil güç devrimini başlatmak için siyasetten, enerji depolamasından ve altyapıdan kaynaklanan engeller kaldırılacak. Bond, “İnsanın durumu, enerjiyi maddeye dönüştürmektir” diyor. “Enerjiyi her şey için kullanıyoruz. Ve şimdi birdenbire bu ucuz, evrensel enerji kaynağını bulduk; elbette çözeceğiz.”
