YEŞİL ENERJİ TORYUM

Toryum madeni Dünya açısından geleceğin enerji hammaddesi olma potansiyeli nedeni ile stratejik bir maden olarak nitelendirilmektedir.

Dünya günümüzde enerji hammaddesi olarak halen fosil yakıtları ve uranyumu kullanmaktadır. Bugün enerji üretim ve tüketim teknolojileri bu kaynakların kullanımına göre geliştirilmiş ve uyarlanmıştır. Önümüzdeki süreçte mevcut enerji kaynaklarının tükenmesi, daha ucuz ve temiz enerji kaynaklarına ihtiyacın artması gibi nedenlerle alternatif enerji kaynakları arayışları artarak sürmektedir.

Toryum alternatif enerji kaynakları içinde en önde gelen madenlerden biridir. Türkiye dünyadaki kanıtlanmış toryum rezervlerinin önemli bir bölümüne sahip bulunmaktadır. Bu nedenle toryum dünya için olduğu kadar Türkiye açısından da stratejik bir maden kaynağıdır.

Toryum da uranyum gibi bir nükleer yakıt hammaddesidir. Uranyum ve plütonyum atomlarının çekirdeklerinin parçalanması sonucu elde edilen nükleer enerji, dünyada kontrol edilebilir enerji arzına önemli katkılarda bulunmaktadır. Toryum da uranyum ve plütonyum gibi nükleer enerji elde edilmesinde kullanılmaktadır.

Toryumun nükleer enerji elde edilmesinde kullanılan diğer elementlere göre tercih edilmesini sağlayan avantajları bulunmaktadır. Toryum alternatifleri içinde çevrecilerden bile destek gören en temiz hammaddedir. Bilimsel bulgular toryumun patlama tehlikesinin olmadığını ortaya koymaktadır. Bir başka deyişle nükleer santrallerde yaşanması olası kaza risklerini en aza indirmektedir. Toryum artıklarını radyoaktif olmayan elementlere dönüştürmek mümkündür. Toryum bu özelliği ile doğayla dost bir alternatif enerji kaynağıdır. Diğer elementlerin kullanımı sonrasında artıkları nükleer artık olarak başta çevre kirliliği olmak üzere insan sağlığına ve doğaya zarar veren olumsuz etkilere sahip olmaktadır.

Toryum yeni tip enerji üretiminde kullanılacak olması nedeni ile 21. yüzyılın en stratejik elementleri arasında yer almaktadır. Ancak toryum bir nükleer enerji hammaddesi olması nedeni ile sadece nükleer santrallerde kullanılabilecektir.

Uluslararası Atom Enerji Ajansı’na ( IAEA ) kg’ı 80 ABD dolarına kadar üretilen toryum rezervi bildiren ülkeler; Arjantin, Avustralya, Brezilya, Güney Afrika Cumhuriyeti, Kanada, Mısır, Norveç, Tayland ve Türkiye’dir. Yanısıra ABD ve Hindistan’da da rezervler bulunmaktadır.

Toryum rezervleri Avustralya’da 300 bin ton, Hindistan’da 290 bin ton, Norveç’te 170 bin ton, ABD’de 160 bin ton, Kanada’da 100 bin ton, Güney Afrika’da 35 bin ton ve Brezilya’da 16 bin ton olarak hesaplanmaktadır. IAEA’ya rezerv bildiren ülkelerin toplam rezervleri ise 657.770 ton olarak hesaplanmıştır.

IAEA’ya rezerv bildiren ülkelere diğer ülkelerinde katılması ile birlikte dünya toryum rezervi 1.200.000 ton olarak öngörülmektedir. Türkiye’de ise nadir toprak elementleri ve toryum kompleks cevher yatağında 380.000 bin ton görünür toryum rezervi saptanmıştır. Muhtemelen bu rezervin 800.000 bin ton olabileceği öngörülmektedir. Görünür toryum rezervleri ile Türkiye dünya da en zengin toryum rezervine sahip ülke konumundadır.

Bununla birlikte toryumun nükleer enerji hammaddesi olarak kullanılmaya başlanması ile birlikte oluşacak toryum talebi, mevcut toryum rezervlerinin ekonomik değerlerini belirleyecektir. Bu nedenle Türkiye dahil, dünyadaki bütün toryum rezervleri bugün birer potansiyel kaynak durumundadır. Toryum geleceğin stratejik bir madeni olmakla birlikte günümüzde henüz ticari bir maden konumuna gelememiştir.

Toryum uranyum ve plütonyumun ardından nükleer santrallerde kullanım sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır. Bunun en önemli nedeni, nükleer yakıt çevrimidir. Bugünkü nükleer enerji santrallerinde kullanılan teknoloji uranyum ve plütonyumun nükleer enerjiye çevrilmesine olanak tanımaktadır.Toryum (232) elementi, bazı aşamalarla uranyuma (233) dönüştürülebilmektedir. Toryum da (233) uranyum (235) gibi parçalanabilir bir maddedir. Bu parçalanma ile birlikte büyük bir enerji elde edilmektedir.

Bu çevrim aşamalarının henüz kullanılmıyor olması nedeni ile, bugün için toryum ile çalışan ticari ölçekte nükleer santraller bulunmamaktadır. Bu nedenle ticari nitelikte tüketimin olmaması nedeni ile, halen toryumun enerji hammaddesi olarak tüketimi, yoktur.

NÜKLEER ENERJİ SANTRALLERİNDE TORYUM KULLANIMI

Toryum kullanılarak nükleer enerji elde edilmesine dönük uluslararası çalışmalar çeşitli aşamalarda sürdürülmektedir.

Toryumun bir enerji hammaddesi olarak kullanımı için üç önemli şamanın geçilmesi
gerekmektedir. Bunlar;

1. Toryumun enerji çevrim prosesleri ile nükleer santrallerde kullanım proseslerine ilişkin teknolojik gelişmelerin tamamlanması.

2. Nükleer santrallere sahip olan veya yeni kuracak olan ülkelerin nükleer enerji hammaddesi olarak toryumun kullanımına ilişkin stratejik karar almaları ve mevcut ve yeni nükleer santrallerde toryum teknolojisini kullanabilmek için gerekli yatırımların yapılabilmesi.

3. Nükleer enerji kullanımında uluslararası alanda toryuma talep yaratılması ve toryum maden yataklarının işletilmeye başlanması.

Toryum enerji çevrim proseslerine ilişkin olarak ABD, İngiltere, Almanya, Japonya, AB kurumları gibi gelişmiş ülkeler ile Hindistan, Arjantin, Romanya gibi nükleer santrale sahip ülkelerde teknoloji geliştirme ve uygulama çalışmaları sürdürülmektedir.

Toryum ile çalışan nükleer enerji santralleri ise prototip ve deneme aşamalarında
bulunmaktadır. Bugünkü prototiplerde elde edilen enerji ısı şeklinde olup, bunun elektrik enerjisine çevrimi üzerinde denemeler sürdürülmektedir. Bu çevrim süreci ve prototip deneme üretimlerin de kullanılan teknolojinin geliştirilmesi ve elde edilen know-how önem kazanmaktadır.

Toryum ile çalışan nükleer enerji santrallerinin prototipleri İngiltere, Almanya ve ABD’de uzun zamandır deneme aşamasında bulunmaktadır.

Bugünkü nükleer enerji santralleri iki grupta bulunmaktadır. Basınçlı ağır sulu (PHWR)reaktörler doğal uranyum kullanmaktadır. Diğer reaktörler (PWR ve BWR) ise dünyada ancak az sayıda ülkede gerçekleştirilebilen zenginleştirilmiş uranyum kullanabilmektedir.

Kanada ve Hindistan’da toryumun PHWR tipi reaktörlerde kullanılabilmesine ilişkin çalışmalar tamamlanmıştır. Hindistan Kakrapar santralinde deneme aşamasına geçmiştir.

Hindistan’daki reaktörlerde uranyumun saflaştırılmasına gerek olmadan ve reaktörlerde herhangi bir tadilat yapılmaksızın toryumun çevrim prosesleri yapılabilmektedir.

Avrupa Birliği de toryum ile çalışan ilk prototip nükleer santralini 2007 yılında tamamlamayı öngörmektedir. 2010 yılına kadarda toryum yakıtlı yeni nükleer reaktörlerin kullanımı planlanmaktadır. Avrupa Birliği bünyesinde sürdürülen çalışmalarda proton hızlandırıcısına dayalı yeni tip bir nükleer teknoloji geliştirerek toryum santrallerinin kurulmasını planlanmaktadır.

Bu teknoloji sadece AB tarafından CERN merkezinde geliştirilmiş olup CERN tarafından
patenti alınmıştır. Belçika, İspanya ve İtalya ise bu patentin lisansını alarak toryum ile çalışan reaktör kurulma sürecini başlatmıştır.

Nükleer enerji üreten teknolojiye ve santrallere sahip ülkeler aynı zamanda kısmen uranyum madenlerine de sahip olan ülkelerdir. Bu nedenle uranyum üreten ülkelerin toryum üzerindeki çalışmalarını orta-uzun vadeli hedeflere yönelttikleri görülmektedir. AB de bunun içinde yer almaktadır.

TÜRKİYE’NİN TORYUM KAYNAKLARI VE STRATEJİK DEĞERİ

Türkiye geleceğin stratejik hammaddelerinden toryumum en geniş rezervlerine sahip ülkedir. Toryumun stratejik niteliği Türkiye açısından da Toryumu stratejik madenlerden biri haline getirmektedir.

Türkiye stratejik öneme sahip olan bu toryum madeni kaynaklarını ekonomik değere dönüştürebilmek için uzun vadeli ve kapsamlı bir strateji içinde uygun politikaları oluşturmalı ve uygulamalıdır.

Türkiye açısından Toryumun stratejik önemi iki noktada toplanmaktadır.

1. Global enerji arz-talep dengesi içinde 2010 yılından itibaren toryumun nükleer enerji hammaddesi olarak talep görmeye başlaması ve Türkiye’nin en geniş toryum rezervlerine sahip olması.

2. Rüzgâr ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının bugün ve gelecekte ülkemizin enerji ihtiyacını karşılamaktan uzak olduğu ve ülkemizdeki birincil enerji kaynaklarının kısıtlı olduğu ve dışa bağımlı hale gelmemizden dolayı nükleer enerji üretimine geçilerek toryum kaynaklarının enerji üretiminde kullanılması.

Buna göre Türkiye toryum kaynaklarını global ihtiyacın karşılanması yönünde ve kendi enerji ihtiyacının (açıklarının) karşılanması için kullanabilecektir.

Türkiye’nin Toryum Kaynaklarına Global Talep

Türkiye’nin sahip olduğu toryum kaynaklarının ekonomik katma değere dönüşmesinde en önemli unsur toryumun uluslararası alanda enerji üretiminde kullanılmaya başlanması olacaktır. toryum bir enerji hammaddesidir ve daha da önemlisi sadece nükleer enerji üretiminde kullanılmaktadır. Bu nedenle toryuma oluşacak talep global enerji arz ve talebi içinde nükleer enerji arz ve talebinin yeri ve konumu ile ilgili olacaktır.

Global enerji trendleri ve nükleer enerji trendlerinin 2020’ye kadar olan öngörüleri
çerçevesinde toryum kullanımına ilişkin olarak ve Türkiye’nin toryum kaynaklarına dönük talep için şu değerlendirmeler yapılabilir.

1- Global enerji üretimi ve elektrik enerjisi üretimi içinde nükleer santrallerin payının düşüyor olması ve doğalgaz gibi alternatif enerji kaynaklarının daha düşük maliyetler ile kullanımı toryuma dayalı enerji üretimini geciktirecektir.

2- Özellikle gelişmiş ülkeler ekonomik ömrü tamamlanan nükleer enerji santrallerini kapatmakta ve çok düşük yeni kapasiteler planlamaktadır. Yeni planlanan kapasitelerin 2010 sonrasında toryum ile çalışır nitelikte olması öngörülebilmektedir.

3- Gelişmiş ülkelerin kapatılan nükleer enerji santrallerinin dışında kalan kapasiteleri içinde uranyum yerine toryum kullanımına dönük teknolojik yenilenmeleri en erken 2005 yılından itibaren başlaması olasıdır.

4- Çin ve Hindistan nükleer enerji kapasitelerini global ölçekte arttıracak ülkelerdir.
Hindistan toryum rezervlerine sahip olan ve toryum ile çalışan santrallerde deneme üretimine geçmekte olan ülkedir. Çin ise toryum rezervine sahip değildir ve yeni nükleer kapasitelerini uranyum kullanan teknolojiler ile yapmayı planlamaktadır.

5- Nükleer enerji santrallerinde toryum kullanılmasına dönük teknolojik araştırmalar önemli yatırımları gerektirmektedir. Bu araştırma harcamaları neredeyse nükleer santral yatırımlarına eşdeğerdir. Bu nedenle Türkiye kendi teknolojisini geliştirmediği sürece toryum kaynaklarına talep oluşması için diğer ülkelerin bu teknolojiyi geliştirme takvimlerine bağlı kalacaktır.

6- Bu çerçevede Türkiye’deki toryum kaynaklarına dönük talebin en erken 2010 yılında başlayacağı öngörülmektedir.

Yurt İçi Enerji Üretiminde Nükleer Santrallerin Kurulması ve Toryum Kullanımı

Toryum kaynaklarının yurt içinde enerji üretiminde kullanılması ve enerji ihtiyacının toryum kaynaklarına dayalı olarak karşılanması da stratejik önem taşımaktadır.

Türkiye’nin 2020 yılına kadar olan süreci içeren elektrik enerjisi talebi ve enerji arzı planlaması çerçevesinde toryum kaynaklarının kullanımına ilişkin şu değerlendirmeler yapılabilir.

1- Türkiye hızla artan enerji talebinin karşılanmasında nükleer enerji arzı seçeneğini mutlaka kullanmalıdır.

2- Türkiye hızla artan enerji talebinin karşılanmasında artan oranda doğalgaz, ithal kömür gibi yurt dışı kaynaklara bağlanmakta ve enerji kapasiteleri ile yatırımlarını dışa bağımlı olarak planlamaktadır.

3- Yurt içi kaynaklardan hidroelektrik ve yurt içi kömüre dayalı üretimin payı azalmaktadır.

4- Enerji arzında nükleer enerji üretiminin payı arttırılmalı ve toryum kullanımına dayalı santrallerin yapımı planlanmalıdır.

5- 2020 yılı planlarına göre yılda 39 milyon m3 doğalgaz 25 milyon ton kömür ithal edilecektir. Yıllık ithalat tutarı bugünkü fiyatlar ile doğalgaz için 4.5 milyar dolar, kömür için ise 1.2 milyar dolar olacaktır.

6- Nükleer santraller ile doğalgaz ve kömür santrallerinin yatırım maliyetleri arasında fark bulunmaktadır. 1000 MW kapasiteli bir nükleer santralin kw saat başına maliyeti 2000 dolar iken 700 MW kapasiteli doğalgaz santralinde bu maliyet kw saat başına 500
dolardır.

7- Buna karşın toryum kaynaklarının kullanımı ile enerji kaynakları için yurt dışına ödenecek bedellerde çok önemli tasarruflar yapılması mümkündür.

8- Türkiye yurt içi toryum ve uranyum kaynaklarına dayalı nükleer enerji santrallerinin kapasitesini toplam elektrik enerjisinin yüzde 25’ini karşılayacak şekilde planlamalı, 2010 yılından itibaren bunları devreye sokmalı, yurt dışı kaynak bağımlılığı olan doğalgaz ve kömür santrallerinin payını ise azaltmalıdır.

9- Arada doğacak yatırım finansmanı ihtiyacı için ise toryum ve uranyum kaynaklarına dayalı ( varlığa dayalı finansman ) uluslararası finansman yöntemleri geliştirmelidir.

TÜRKİYE’NİN TORYUM KAYNAKLARI İÇİN UZUN VADELİ STRATEJİK PLANLAMA

Türkiye sahip olduğu toryum kaynakları ile ilgili olarak uzun vadeli bir stratejik planlama hazırlamalı ve bunu uygulamaya koymalıdır.

Bu stratejik planlamanın temel amacı şunlar olmalıdır;

1- Toryum rezervlerinin en etkin şekilde işletilmesi ve değerlendirilmesi.

2- Global toryum talebine dönük olarak ham ve özellikle işlenmiş toryum arzının
hazırlanması.

3- Yurt içi enerji ihtiyacının karşılanmasında toryum kaynaklarına dayalı enerji arzının
planlanması ve gerekli nükleer santrallerin kurulması.

4- Toryum konusunda bilim ve teknolojiye sahip olunması ve geliştirilmesi. Global süreçte
teknolojik gelişmenin hızlandırılmasına katkıda bulunulması.

5- Toryum rezervlerinin ekonomik kalkınma ve refaha dönük olarak kullanılması.
Bu stratejik planlama dört aşamayı içermelidir;

1- Toryum alanında bilim ve teknolojiye sahip olunması ve geliştirilmesi.

2- Toryum ile çalışan prototip nükleer reaktörün kurulması

3- Toryum maden kaynaklarının işletilmesi

4- Yurtiçi enerji tüketiminde toryuma dayalı nükleer santrallerin kullanımı

Toryum Alanında Bilim Ve Teknolojiye Sahip Olunması Ve
Geliştirilmesi

1- 21. yüzyılın stratejik maden kaynaklarından biri olan toryumu stratejik hale getiren en önemli unsur toryumun nükleer enerjiye dönüşmesini sağlayan teknolojinin bulunmuş olmasıdır.

2- Türkiye toryum gibi stratejik öneme haiz madenini stratejik olarak kullanmak ve en üst düzeyde ekonomik katma değer yaratmak için öncelikle bu alandaki bilim ve teknolojiye sahip olmalı ve geliştirmelidir.

3- Toryum enerjisini kullanabilmek için ayrıca kimyasal teknolojiler, yakıt teknolojileri, çevre ve güvenlik teknolojileri gibi ilgili diğer teknolojilerin de geliştirilmesi sağlanmalıdır.

4- Toryum alanında bir merkez oluşturulmalı, bilgi ve teknoloji bu merkezde toplanmalı, geliştirilmeli, bilim adamları yetiştirilmeli, AR-GE süreci bu merkezden yönetilmelidir.

5- Bilim ve teknoloji alanında uluslararası kurumlar ile işbirliğine gidilmeli, AB’nin CERN laboratuarlarındaki programa katılım sağlanmalı, ABD ve Japonya’da bu konuda araştırma yapan kurumlar ile işbirliği yapılmalıdır.

6- Toryum teknolojisinin geliştirilmesinde de çalışan ve 10 ülkenin kurmuş olduğu Nükleer Forum’a katılım sağlanmalıdır. Nükleer Forum 2005 yılına kadar 100 MW gücünde bir termal deneme yapmayı planlamaktadır. Toryum teknolojisine ilişkin tüm bilgiler bu Forum’da toplanmaktadır. Türkiye Forum’a katılarak bu bilgi birikiminden yararlanmalıdır.

7- 2005 yılına kadar toryum ile çalışan nükleer reaktör prototipi üretebilecek bilgiye ulaşmış bilim adamı ve elemanlara sahip hale gelmelidir. Bu amaçla yurt dışı merkezlere bilim adamları gönderilmeli ve bu bilim adamlarının toryum çevrim teknolojisine sahip hale gelmeleri sağlanmalıdır.

8- Toryum çevrim teknolojisi çalışmalarının hızlandırılması. Uranyum ile çalışan santrallerin varlığı ve uranyum üreten ülkelerin varlığı nedeni ile toryum teknolojisinin geliştirilmesi yavaşlatılmaktadır. Türkiye teknoloji çalışmaları ile bu süreci hızlandırmalıdır.

2. Toryum İle Çalışan Prototip Nükleer Reaktörün Kurulması

1- Türkiye toryum ile çalışan nükleer santralin prototipini kurmalıdır. 2005 yılına kadar olan süreçte AR-GE aşamasında bilim ve teknolojiye sahip olunması ve ihtiyaç duyulan bilim adamlarının yetiştirilmesi ardından, ikinci beş yıllık dönemde 2006 – 2010 yılları arasında 1 GW kapasitesinde bir deneme reaktörü kurulmalıdır. Bu noktada önemli bir kısıt toryum teknolojisine dayalı üretime geçilmesi için gerekli arı uranyum ve plütonyum yardımcı yakıtlarına duyulacak olan ihtiyaçtır. Bugünkü teknoloji kapasitesi ile Türkiye bu malzemeleri ancak yurt dışından temin edebilecektir. Yurt dışından Türkiye’ye bu malzemelerin verilmemesi toryum teknolojisinin kullanımını engelleyebilir.

2- Türkiye prototip çalışmaları ile birlikte toryumun çevrim sürecini gerçekleştirmeli, böylece ilerideki aşamalarda nükleer santralleri kendi kurarak toryumu işleyebilmeli ve 2010 yılından sonra işlenmiş toryumu uluslararası piyasalara satabilmelidir.

3- Türkiye prototip reaktörde toryum zenginleştirme proseslerini hızla geliştirmeli ve global alanda toryum kullanan ve nükleer enerjinin barışçıl ve doğa dostu kullanımını sağlayacak olan nükleer enerji üretimini sağlayarak, global alanda da bu süreci
hızlandırmalıdır.

4- Geliştirilen nükleer enerji bilgisi ile dünyada radyoaktif-toryum pazarında yer oynanmalıdır.

3. Toryum Maden Kaynaklarının İşletilmesi

1- MTA tarafından Eskişehir’deki nadir toprak elementleri ve toryum kompleks cevher yatağında sondajlı çalışmalar yapılarak bugün için 380.000 ton olarak öngörülen rezervin tamamı hesaplanmalıdır.

2- Malatya-Hekimhan-Kuluncak’taki benzer nitelikli alanda toryum araştırmaları yapılarak, mevcut rezervin varlığı ve miktarı ortaya çıkarılmalıdır.

3- MTA tarafından etüdü tamamlanarak Etibank’a devri yapılan bu kompleks cevher sahası, çok düşük tenörlü toryum içerdiğinden dolayı devletçe işletilecek madenler kapsamında tutulmalıdır.

4- Eskişehir’deki yatağın sadece toryum madeni olarak değerlendirilmesi mümkün olmadığı için, yatak kompleks cevher olarak nitelendirilmeli ve işletme toryum yanısıra, diğer nadir toprak elementleri ile borit-florit üretimini de kapsayacak şekilde planlanmalıdır. Mevcut toryum kompleks cevher içinde yer alan Bastnezit ve Monazit minerallerinde bulunmaktadır.

5- Toryum rezervlerinin işletilmesi ve üretimine geçilmesi için toryumun nükleer enerji
hammaddesi olarak kullanımının başlaması ve global piyasalarda toryum pazarının oluşması beklenmelidir. Teknolojik gelişmeler bu durumların öncüsü olacaktır. Toryum
rezervleri bu sürece bağlı olarak işletilmeye başlanmalıdır.

4. Yurtiçi Enerji Tüketiminde Toryuma Dayalı Nükleer Santrallerin Kullanımı

1- Türkiye enerji arzı planlaması ve buna bağlı olarak nükleer enerji stratejisinde orta ve uzun dönemde toryum kaynaklarının değerlendirilmesini azami ölçüde gözetmelidir.

2- 2010-2020 yılları arasında enerji arzının karşılanmasına dönük olarak toplam 9000
MWh kapasitesinde nükleer santral kurulması planlanmaktadır. Nükleer santral kapasitesi büyük ölçüde toryum kullanmak üzere 20.000 MWh olarak revize edilmelidir.

3- Türkiye nükleer santrallerinde Basınçlı Ağır Sulu ( PHWR ) tipi reaktörleri seçerek tabii uranyum ve toryum kaynaklarını kullanabilmelidir. Zenginleştirilmiş uranyum kullanan reaktörlerin kurulması halinde nükleer enerji hammaddesi olarak yurt dışına bağlı kalınacaktır.

4- Türkiye’nin 2020 sonrasındaki enerji talebinin karşılanmasına dönük olarak da enerji arz planlaması artan oranda toryum kullanan nükleer enerji santrallerini içermelidir. Türkiye böylece enerji tüketimini artan oranda yurt içi kaynaklardan sağlayabilecektir.