Enerji ve Verimlilik Kavramları

Enerji, en geniş anlamda, "İş yapabilme yeteneği" olarak tanımlanmaktadır. Türkçede erke olarak da bilinen enerji kelimesininkökeni, eski Yunan dilindeki energos (hareketli, işleyen) kelimesinden türemiş "hareketlilik, iş yapma" anlamına gelen energia kelimesidir. Latin dilinin geç dönemi içerisinde varolan energia kelimesi de diğer bir etimilijik köken olarak kabul edilmektedir. Enerji; ısıl, mekanik, elektrik, kinetik, potansiyel, manyetik, kimyasal, nükleer gibi değişik biçimlerde yer almaktadır.

Enerjiyi inceleyen bilim dalı Termodinamiktir. Termodinamiğin birinci kanunu, enerjinin korunumudur, kısaca açıklamasında "Enerji yoktan var, vardan yok edilemez, Ancak, başka şekle dönüştürülebilir." der. Burada, giren enerji, çıkan enerjiye eşit olarak kabul edilir. Ancak gerçekte bu mümkün değildir.

Termodinamiğin ikinci kanunu ise, "Bir ısı kaynağından ısı çekip buna eşit miktarda iş yapan ve başka hiçbir sonucu olmayan bir döngü elde etmek imkânsızdır. (Kelvin-Planck Bildirisi) ya da Soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı dışında bir etkisi olmayan bir işlem elde etmek imkânsızdır. (Clausius Bildirisi)". Yani, bir enerji ile başka bir enerjiye dönüştürüldüğünde iş elde edilebilir, ancak bu durumda kayıplar ortaya çıkar, Bunuda entropi adlandırılır. Entropi;  moleküler düzensizlik olarak tanımlanır ve sıcaklık artışı ile entropi artar, dolaysıyle enerjinin işe dönüşümünde enerji kaybı olur. 1 br enerji kullanımında çıkan enerji yani ikinci yasa verimi 1 ve 1' den büyük olamaz.

İkinci yasada bir de Ekserji konusu vardır. Ekserji, enerji kullanıldıktan sonra iş elde edilmesi sonucunda kaybolan kısmın (enerjinin) içinde, kullanılabilir, yararlı kısmı (enerji) olarak tanımlanabilir. Bu durumda bile, çıkan enerjide ki kayıp kısmın (enerjinin) tamamı kazanılamaz, çünkü entropi sıfır olmaz. Ekserji sayesinde, kullanılabilir enerji kazanılarak verime katkı sağlanır.

Verim kavramının tanımı genel olarak, "çıktının, girdiye oranı" şeklindedir. Bir ham ürün ve kullanılan ek ürünler kullanılarak bir son ürün elde edilir. Bu durumda, son ürün üretilene kadar harcanan tüm bileşenler, fireler ve zaman verimi etkileyen etkenlerdir. Enerjide ise verim, tüketilen enerjinin, elde edilen enerjiye oranıdır. Buna direkt (doğrudan) verim denir. Ancak, gerçekte verim, sistem ve çevre şartları, atık ısı miktarı incelenerek hesaplanmalı.

Enerji Verimliliği kavramı son yıllarda daha da önem kazanmıştır. Enerji verimliliği tanımlarından bazıları; "Enerji girdisinin, üretim içindeki payının azaltılması, aynı üretimin daha az enerji tüketilerek gerçekleştirilmesidir.( A.B.D. Enerji Bakalığı). Diğer bir tanımda ise; Enerji verimliliği, tüktilen enerji miktarının, üretimdeki miktar ve kaliteyi düşürmeden iktisadi kalkınmayı ve sosyal refahı engellemeden en aza indirilmesi biçiminde ifade edilmiştir (YEGM-Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü). Enerjinin verimliliğini arttırmak için, sistem tasarımında, sistemde en uygun bileşeni belirlemek, tüketilen enerjiden azami fayda sağlayacak tasarım ile kayıpları azaltacak yalıtım ve tüketilen enerjinin atılması esnasında kullanılabilir kısmı kazanarak azami çıktı elde edilebilmelidir.

Bir sanayi tesisinde, daha önce bu ayrıntılar dikkate alınmadan tasarlanan sistemde, tüketilen enerji ile atık tarafında oluşan ısıdan faydalanılarak, prosese katkı yada herhangi başka bir şekilde kullanılabilmesine enerji geri kazanımı denir.

Enerjinin verimli sistemler ile kullanılması, dönüştürlmesi ve bu süreç sonunda yararlı kullanılabilir kısmının geri kazanım sistemleri ile geri kazanılması, enerji sarfiyatını azaltacaktır. YEGM 2017 verilerine göre ABD ve Rusya gibi ülkelerde nüfus ve sanayi üretimi artmasına rağmen enerji tüketiminde önemli düşüşler görülmektedir. Bunun nedeni, tabi ki verimli enerji sistemleri, yenilenebilir enerjinin kullanılması ve enerji geri kazanımı yatırımları. Ancak ne yazık ki, ülkemizde enerji tüketimi, nüfus artışı ve üretim artışına göre oransal olarak daha fazla bir artış içinde. 

Belediyeler, Sanayi tesisleri enerji verimliliği, enerjinin verimli kullanılması, yenilenebilir enerji kaynakları ile enerji üretimi ve enerji geri kazanımı sistemlerine yatırım yapma konusunda daha fazla bütçe ve proje ayırmalı. Enerji bakanlığının, enerji verimliliği konusunda yaptığı çalışmaları (ISO 50001 Enerji Verimliliği Standardı VAP) konusunda daha fazla, eğitim, proje ve yatırım desteğini planlı şekilde yapması gerekmekte.