GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI - Deneme Sınavı - 16

Yenilenemeyen enerji kaynakları: kömür, ham petrol, doğal gaz ve nükleer yakıt.
Yenilenebilir enerji kaynakları: Su gücü, biyokütle, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, jeotermal enerji ve dalga enerjisi.

Yenilenemeyen enerji kaynakları: kömür, ham petrol, doğal gaz ve nükleer yakıt.
Yenilenebilir enerji kaynakları: Su gücü, biyokütle, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, jeotermal enerji ve dalga enerjisi.

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından 2015 yılında yayınlanan bültendeki verilere göre 2013 yılı itibariyle Dünya’daki toplam elektrik enerjisinin %41,3’ü kömürden, %21,7’si doğal gazdan, %16,3’ü hidroelektrik santrallerden, %10,6’sı nükleer santrallerden, %4,4’ü petrolden ve geriye kalan kısmı diğer kaynaklardan üretilmiştir. Bu verilere göre toplam elektrik enerjisi tüketimi 23322 TWh olarak gerçekleşmiştir.

Türkiye’de 1971 yılında enerji arzının %46,5’i petrol, %29’u odun ve hayvan-bitki artıkları ve %23,5’i yerli kömürden (linyit, taş kömürü ve asfaltit) karşılanırken, 2013 yılına gelindiğinde en büyük pay %31,3 ile (1980’li yılların ortalarından itibaren ithalatına başlanan) doğal gazın olmuş, petrol %28,2, yerli kömür %12,1 ve odun ve hayvan-bitki artıkları %3,6 düzeyine gerilemiş, ithal kömür (taş kömürü, kok ve petrokok) ise %16,7 seviyesine yükselmiştir. Türkiye’deki birincil enerji tüketiminin %88,3’ü hâlâ fosil yakıtlardan karşılanmaktadır.

Ülkemizde enerji tüketimi son yirmi yılda %100 (yüzde yüz) ve son on yılda ise %43,5 (yüzde kırküç virgül beş) artış gösterirken, enerji üretimi son yirmi yılda %20,8 (yüzde yirmi virgül sekiz) ve son on yılda %34,3 (otuzdört virgül üç) artırılabilmiştir. Eşdeğer petrol bazında kömür üretimindeki artış ise son yirmi ve on yıllık dönemlerde sırasıyla %33,8 (otuzüç virgül sekiz) ve %43,4 (kırküç virgül dört) oranındadır. Dolayısıyla, enerji üretimimizdeki artış enerji tüketimindeki artış hızının önemli ölçüde gerisindedir. Bu nedenle, yerli üretimin tüketimi karşılama oranı yirmi yıl önce %43,9 (yüzde kırküç virgül dokuz) ve on yıl önce %28,4 (yüzde yirmisekiz virgül dört) düzeyindeyken söz konusu oran 2013 yılı itibariyle %26,6 (yüzde yirmialtı virgül altı)'ya kadar düşmüştür. Aynı şekilde yerli kömür üretiminin enerji tüketimini karşılama oranında da gerileme söz konusudur. Bu oran, 1993 yılında %19,2 (yüzde ondokuz virgül iki) ve 2003 yılında %12,9 (yüzde oniki virgül dokuz) düzeyindeyken 2013 yılında %12,8 (yüzde oniki virgül sekiz) şeklinde gerçekleşmiştir

Kütlesel yoğunluk birim hacim başına kütle olarak tanımlanmakta olup kg/m3 veya g/cm3 ile verilmektedir. Benzer şekilde enerji yoğunluğu da enerji kaynağının gaz, sıvı veya katı olmasına bağlı olarak birim kütle veya birim hacim başına mega joule (MJ) veya kilokalori (kcal) cinsinden içerdiği enerji miktarı olarak tanımlanmaktadır. 1 varil ham petrolün kütlesini bulmak için Kütle=Hacim x Yoğunluk formülü kullanılmaktadır. Doğru yanıt D’dir.

Dünyada kullanılan elektrik enerjisinin %65’i fosil yakıtlardan elde edilmektedir. 2012 yılında tüm dünyada 2012 yılı verilerine göre üretilen elektrik enerjisi 22718 TWh olup bunun enerji kaynaklarına dağılımı kömür (%41), doğal gaz (%21), hidrolik (%16), nükleer (%14), petrol (%6) ve yenilenebilir enerji kaynakları (%2) şeklindedir. Dünyada yıllık kişi başına ortalama elektrik enerjisi tüketimi 3035 kWh dır. Kişi başına yıllık ortalama elektrik enerjisi tüketimi, Avrupa Topluluğu ülkelerinde 9000 kWh, ABD’de 12954 kWh ve Türkiye’de 2790 kWh değerindedir. Doğru yanıt A’dır.

Türkiye'nin birincil enerji üretimi 2013 sonu itibariyle bir önceki yıla göre yaklaşık aynı düzeyde kalmış ve 31,9 mtep şeklinde gerçekleşmiştir. Söz konusu yerli üretimin kaynaklara dağılımında,

15,5 mtep (%48,6) ile kömür ilk sırayı alırken bunu 5,1 mtep (%16,0) ile hidrolik, 4,3 mtep (%13,5) ile odun, hayvan ve bitki artıkları, 4,1 mtep (%12,9) ile jeotermal, rüzgar ve güneş gibi diğer yenilenebilir enerji kaynakları, 2,5 mtep (%7,8) ile petrol ve 0,4 mtep (%1,3) ile doğal gaz izlemektedir. Yerli kömür üretimi; 14 mtep linyit kömürü, 1 mtep taş kömürü ve 0,5 mtep asfaltit şeklindedir. Doğru yanıt B’dir.

Ham petrolün kimyasal bileşimi oldukça karmaşıktır. Tipik bir ham petrol örneği, 18 farklı hidrokarbon ailesine ait yaklaşık birkaç bin kimyasal madde içerir. Petrolün içerdiği bileşenlerin tamamının detaylı analizi oldukça zordur. Petrolün yapısının bu derece karmaşık olması, basitleştirilmiş sınıflama tekniklerinin kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Yaygın olarak kullanılan bir sınıflama yönteminde, ham petrol, parafin bazlı petrol ve asfalt bazlı petrol olarak ikiye ayrılmaktır. Parafin bazlı petrollerden düşük sıcaklıklarda parafin adı verilen bir katı madde ayrışır. Parafin, asitlere karşı dayanıklı, eter, kloroform, karbon disülfür gibi kuvvetli çözücüler tarafından çözülemeyen bir katıdır. Asfalt bazlı petroller, damıtma sonucunda artık olarak koyu siyah renkli bir katı faz oluştururlar. Doğru yanıt A’dır.

Yeraltındaki yüksek sıcaklık ve basınç nedeniyle katı, sıvı veya gaz halinde bulunabilen ham petrol, yeryüzüne çıktığında, soğuyarak sıvı haline geçer. Atmosferik basınç ve sıcaklık koşullarında sıvı halde bulunan hidrokarbonlar ham petrol olarak adlandırılır. Katı halde bulunan hidrokarbonlar, bileşimlerine göre asfalt, parafin veya bitüm, gaz halinde bulunan hidrokarbonlar ise doğal gaz adını almaktadır. Petrolün başındaki “ham” terimi bir ham madde olduğunu ve henüz işlenmediğini gösterir.

Ham petrolün kimyasal bileşimi oldukça karmaşıktır. Tipik bir ham petrol örneği, 18 farklı hidrokarbon ailesine ait yaklaşık birkaç bin kimyasal madde içerir. Petrolün içerdiği bileşenlerin tamamının detaylı analizi oldukça zordur. Petrolün yapısının bu derece karmaşık olması, basitleştirilmiş sınıflama tekniklerinin kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir.

Yaygın olarak kullanılan bir sınıflama yönteminde, ham petrol, parafin bazlı petrol ve asfalt bazlı petrol olarak ikiye ayrılmaktır. Parafin bazlı petrollerden düşük sıcaklıklarda parafin adı verilen bir katı madde ayrışır. Parafin, asitlere karşı dayanıklı, eter, kloroform, karbon disülfür gibi kuvvetli çözücüler tarafından çözülemeyen bir katıdır. Asfalt bazlı petroller, damıtma sonucunda artık olarak koyu siyah renkli bir katı faz oluştururlar. Doğru yanıt E’dir.

Petrol gravitesi: Petrolün yoğunluğu yardımıyla tanımlanan bir niceliktir. Petrol gravitesi (ya da API çarpanı), petrolün yoğunluğu ile ilişkili bir kavram olup petrol ticaretinde sıkça kullanıldığından hakkında yeteri kadar bilgi sahibi olmak yerinde olacaktır. Petrol yoğunluğu ile petrol gravitesi arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir.

Petrol yoğunluğu (g/cm3 cinsinden) = (141,5) / (131,5+ petrol gravitesi)

Yukarıda verilen eşitlikten de görüleceği üzere gravite büyürken yoğunluk küçüldüğünden aralarında ters bir orantı bulunmaktadır. Ham petrol sektöründe gravitesi 31’den büyük olan petrole hafif petrol, gravitesi 20-31 arasında olan petrole orta petrol, 10-20 arasındaki petrole ise ağır petrol adı verilir. Kolay üretilebildiği, taşınabildiği ve işlenebildiği için dünya petrol talebinin %90’ını hafif ve orta petrol oluşturmaktadır. Ancak dünya petrol kaynaklarının %25 kadarı hafif ve orta petrolden oluşmaktadır. Doğru yanıt C’dir.

Çizelge 2.10 incelendiğinde görüleceği üzere, ısıl fiyat T/4,18 MJ olarak alındığında en ucuz yakıt doğal gaz olup onu sırasıyla kömür, kalorifer yakıtı, elektrik enerjisi ve LPG izlemektedir. Söz konusu çizelgenin en ucuz yakıta göre yakıt maliyet indeksinin yer aldığı kolon uyarınca doğal gaz fiyatı temel alındığında konutlarda kullanılan elektrik 3,78 kat ve yine konutlarda kullanılan LPG

4,35 kat daha pahalı olmaktadır. Bu değerlendirmeler sonucunda günümüz itibariyle Türkiye’de en ucuz yakıtın doğal gaz en pahalı yakıtın ise LPG olduğunu söyleyebiliriz. Sanayide kullanılan enerji kaynakları fiyatları da bu çizelgede yer alan enerji kaynakları fiyatlarına paralellik göstermektedir. Doğru yanıt C’dir.

Sanayi devrimiyle önemi artan kömür, başlıca termik santrallerde elektrik enerjisi üretiminde, demir-çelik ve çimento üretiminde, endüstride buhar üretiminde ve konut ısıtmada yaygın olarak kullanılmaktadır. 2012 yılı verilerine göre Türkiye’deki elektrik enerjisinin %28’i kömürden elde edilmektedir. Doğru yanıt D’dir.

Enerjinin dönüşümü sırasında ısı kayıpları, sürtünme ve diğer nedenlerden dolayı sürece giren enerjinin tamamı işe çevrilememektedir.

Petrol kullanımı, yenilenebilir enerji kaynaklarının da varlığına rağmen hâlâ artarak
devam etmektedir. Yakın gelecekte de bu durumun çok fazla değişmeyeceği öngörülmektedir. Petrol kelime anlamı olarak Latince petra (taş) ve oleum (yağ) kelimelerinin birleşmesi sonucu oluşmuştur. Taş yağı veya bazı kaynaklarda kaya yağı olarak isimlendirilmiştir. Petrol doğal olarak oluşmuş hidrokarbon karışımıdır. Yapısında temelde hidrojen
ve karbon; az miktarda da azot, oksijen ve kükürt bulundurur. Petrol içinde bulunduğu
basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak sıvı, katı veya gaz hâlinde bulunabilmektedir.
Yerin derinliklerinden yeryüzüne çıkarıldıklarında, atmosferik basınç ve sıcaklık koşullarında sıvı hâlde bulunan hidrokarbonlar ham petrol olarak adlandırılır. Yarı katı ve katı
hâlde bulunan hâli ise ağır hidrokarbonlar içerir ve bileşimlerine göre asfalt, parafin veya
bitüm olarak isimlendirilir. Gaz hâlinde bulunan petrol ise doğal gaz adını almaktadır.
Gözenekli kayaçlar içerisinde oluşan ham petrol başlıca sıvı hidrokarbonlarla, değişen
oranlarda çözünmüş gazlardan, katranlardan ve diğer maddelerinden oluşur.

Doğru cevap B şıkkıdır.

Şist: Kolayca yapraklara ayrılabilen, silisli, alüminli tortul kayaçların genel adı.

Doğru cevap A şıkkıdır.

Fiziksel Özellikler
Petrolün birçok fiziksel özelliği arasında, yoğunluk (gravite) ve akmazlık (viskozite) öne
çıkan özelliklerdir. Çünkü bu özellikler petrolün çıkartılması, taşınması ve depolanması
aşamalarında büyük önem taşırlar. Petrolün API gravitesi, sınıflandırmada en sık kullanılan özellik olarak bilinmektedir.
Petrol çıkartıldığı bölgeye bağlı olarak kimyasal bileşimi farklılık gösterdiğinden petrolün yoğunluk değeri, 0,65-1,02 gr/cm3 arasında değişmektedir. Amerikan Petrol Enstitüsü (American Petroleum Institute) gravitesi veya API gravitesi ham petrol için kullanılan bir diğer özelliktir. API gravitesi, ham petrolün ticari olarak fiyatını belirlemede
kullanılır.

Doğru cevap C şıkkıdır.

Ham petrolün API değeri ve viskozitesi ham petrolün sınıflandırılmasında önemli
parametrelerdir. Bir akışkanın akmaya karşı iç direncini veya akışkanlığını gösteren özelliğine viskozite (akmazlık) denir.

Doğru cevap D şıkkıdır.

Ham petrol özeliklerinden refraktif indeks, vakum ortamındaki ışık hızının ham petroldeki ışık hızına oranıdır. Daha çok ham petrol fraksiyonlarının (kısımlarının) bileşimlerinin karakterizasyonunda kullanılır. Bir diğer özellik ise donma noktasıdır. Ham petrol
damıtma ürünleri genellikle oda sıcaklığında sıvıdır. Ancak ham petrol ağır bileşenler içerir. Bu bileşikler düşük sıcaklıklarda katılaşma eğilimindedir ve akmaya dirençlidir. Donma noktası, atmosferik basınçta hidrokarbon sıvıların katılaşmaya başladığı sıcaklıktır.
Jetlerin çok yüksek irtifalara çıktıklarında düşük sıcaklıklarla karşılaştıkları düşünülürse
özellikle jet yakıtları için çok önemli bir özelliktir.

Doğru cevap A şıkkıdır.

Doymamış hidrokarbonlar: Bu grup karbon-karbon çoklu bağlar içerirler. Doymamış hidrokarbonlar olefinler olarak bilinirler.
Olefinler, alkenler olarak bilinirler ve karbon-karbon çift bağları içeren doymamış
hidrokarbonlardır. Karbon-karbon üçlü bağları içeren bileşikler asetilenler olarak bilinirler veya biyoolefinler de denir. Olefinlerin genel formülü Cn
H2n ve asetilenlerin genel formülü ise Cn
H2n-2 şeklindedir. Doymamış bileşikler birden fazla çift veya üçlü bağ içerebilirler. Olefinler doğal olarak ham petrolde bulunmazlar fakat dönüşüm prossesleri sırasında
oluşurlar. Olefinler parafinlerden daha reaktiftirler. Petrokimya endüstrisi için en önemli
ham maddelerden olan en hafif alkenler etilen ve propilendir. En hafif alkin asetilendir.

Doğru cevap E şıkkıdır.