GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI - Deneme Sınavı - 20

Bir ülkenin ekonomik ve sosyal kalkınma potansiyelini yansıtmakta olan temel göstergelerden biridir. Enerji tüketimiyle sosyal kalkınma arasında doğrusal bir ilişki vardır ve ekonomik gelişme ve refah artışıyla enerji tüketiminin de arttığı görülmektedir. Bu durumda kişi başına düşen en yüksek enerji tüketiminin gelişmiş ülkelerde gerçekleştiği yargısına ulaşılabilir. Doğru cevap E seçeneğidir.

İkincil enerji kaynakları; birincil enerji türlerinin işlenmesiyle elde edilen petrol ürünleri, elektrik enerjisi, ısı enerjisi ve biyo yakıtlardır. Örneğin, kömür birincil, kömürün yakılmasından elde edilen elektrik enerjisi, ikincil enerji kaynağıdır. Elektrik enerjisi, benzin, motorin, kok kömürü, ikincil kömür, petrokok, hava gazı, LPG ikincil enerji kaynaklarındandır. Kömür, petrol, doğal gaz, rüzgar ise birincil enerji kaynaklarındandır. Doğru cevap B seçeneğidir.

Petrol doğal olarak oluşmuş hidrokarbon karışımıdır. Yapısında temelde hidrojen
ve karbon; az miktarda da azot, oksijen ve kükürt bulundurur. Gaz hâlinde bulunan petrol doğal gaz adını almaktadır. (II, III ve IV)

Fosil Yakıtlar: Yüksek oranda karbon içeren hidrokarbon olup bitki ve hayvan kalıntılarının yeraltında yüksek sıcaklık ve basınç şartlarında milyonlarca yıl süren süreçlerle dönüşüme uğramasıyla oluşan doğal enerji kaynaklarıdır.

Kütle=Hacim x Yoğunluk formülüne göre, 1 varil ham petrolün kütlesini bulmak için varil hacmi ile ham petrolün yoğunluk değerini çarpmamız gerekir:

Kütle=(0,159 m³) x (880 kg/m³)= 139,92 kg= (139,92/1000) ton= 0,13992 ton

1 varil ham petrol 0,13992 ton ise 5000 varil ham petrol kütlesi:

(5000 varil) x (0,13992 ton/varil) = 699,6 ton olarak bulunur.

Ham petrolün enerji yoğunluğu 45 MJ/kg dır.

Buna göre 2 milyar ton petrolün enerjisi: (1 milyar ton: 10⁹ ton = 10¹² kg)

(3 10¹² kg) x (45 10⁶ J/kg) = 135 10¹⁸ J = 135 EJ olarak bulunur.

Soruda verilen değerler kullanılarak (kg petrol) değerini hesaplamak için;

0,9 EJ = 0,9 10¹⁸ / (45 10⁶ J/kg petrol) = 2 10¹⁰ kg petrol olarak bulunur.

Kişi başına yıllık tüketilen eşdeğeri petrol ise;

(2 10¹⁰ kg petrol) / (8 10⁷ kişi) = 250 kg petrol/kişi olur.

Buzdolabı için 1 yıllık enerji tüketimi: (40 Watt) x (24 saat) x (365 gün) / (1/1000) = 350,4 kWh bulunur.

Bulaşık makinesi için 1 yıllık enerji tüketimi: (500 Watt) x (2 saat) x (52 hafta*2 gün) / (1/1000) = 104 kWh bulunur.

Ampuller için 1 yıllık enerji tüketimi: (5) x (20 Watt) x (10 saat) x (365 gün) / (1/1000) = 365 kWh bulunur.

Yıllık toplan tüketilen elektrik enerjisi ise: (350,4) + (104) + (365) = 819,4 kWh olur.

Elektrik enerjisi yıllık tüketim bedeli ise: (819,4 kWh) x (45 kuruş / kWh) / (1 ₺/100 kuruş) = 368,73 ₺ olarak bulunur.

Türkiye’deki mevcut yenilenemez enerji kaynakları sınırlıdır. Özellikle petrol ve doğal gaz kaynakları açısından dışarı bağımlı olmakla birlikte linyit kömürü açısından kendi ihtiyacını karşılayan bir ülke sayılabiliriz. Türkiye rezerv ve üretim bakımından linyit kömüründe dünya ölçeğinde orta seviyede, taş kömüründe ise alt seviyede değerlendirilebilir.

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.

Doğal gaz, renksiz, kokusuz, zehirsiz ve kuru havadan hafif bir gazdır. Kaynağına göre değişmekle birlikte %70-90 arasında metan gazı, %20’ye kadar etan, propan ve bütan, eser miktarda da hidrojen sülfür, karbondioksit, oksijen ve azot içerebilmektedir.

Türkiye’de bilinen başlıca ham petrol sahaları Batı Raman, Karakaş, Kuzey Karakaş, Raman ve Adıyaman’dır. Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı (TPAO) ve çeşitli ulusal ve uluslararası ham petrol arama şirketleri tarafından Güneydoğu Anadolu, Karadeniz ve Marmara Bölgelerinde ve Kıbrıs adası civarında ham petrol arama işlemlerinin sürdürüldüğü haberleri basına yansımaktadır.

(34,5 MJ/m³) x (0,93) = 32,09 MJ/m³ sağlanan ısı değerini verecektir

15 MJ ısı enerjisinin maliyeti ise:

(1,109278 T/m³) x (15 MJ) / (30,09 MJ/m³) = 0,519 ₺ olacaktır.

Enerji birçok bilimsel kaynakta “iş yapabilme yeteneği” olarak tanımlanmaktadır. İş yapabilme yeteneği ifadesi, Newton Mekaniğinde yer almakla birlikte enerji, bir cismin veya sistemin, konumu veya durumu nedeniyle iş yapabilme yeteneği olarak açıklanmaktadır. Biraz daha açıklamak gerekirse belirli bir kütleye sahip cismin konumunun değiştirilebilmesi için iş, işi yapabilmek için kuvvet, kuvveti yaratabilmek için de enerji gereklidir. Doğru yanıt A’dır.

Enerji türleri hakkında bilgiler vermeden önce enerji ile ilgili hesaplamalarda kullanılan birimler bilinmelidir. İngiliz Isıl Birimi (Btu) 68°F’deki (20°C) 1 lbm (0,454 kg) suyun sıcaklığını 1°F arttırabilmek için verilmesi gereken enerji olarak tanımlanmaktadır. Kalori (cal) ise 15°C’deki 1 g suyun sıcaklığını 1°C’ye arttırabilmek için verilmesi gereken enerji olarak ifade edilmektedir.

Birim                 Sembol             Tanım

Joule                       J                    1J = N.m = 1kg.m2/s2

Kilojoule                  kJ                  1kJ = 1000 J

Watt                       W                  1W = 1 J/s

İngiliz Isıl Birimi       Btu                1Btu = 1055 J

Kalori                     cal                  1cal = 4,1868 J

Elektronvolt            eV                  1eV = 1,602 x 10-19 ± 4,9 x 10-26 J

Doğru yanıt E’dir.

Manyetik, elektrik ve yüzey gerilimi etkilerinin olmadığı durumlarda sistemin toplam enerjisinin kinetik, potansiyel ve iç enerjilerinin toplamına eşit olduğu düşünülebilir. Bir sistemin iç enerjisi hissedilir, gizli, kimyasal ve nükleer enerjilerden ibarettir. Hissedilir iç enerji, atom ve moleküllerin çevrim, dönme ve titreşimleri nedeniyle oluşmaktadır. Gizli enerji, maddelerin faz değişimi sırasında sabit sıcaklıkta soğurduğu veya saldığı enerji olarak tanımlanabilir. Kimyasal enerji ise atom ve moleküllerin bağlarındaki potansiyel enerji olarak düşünülebilir. Nükleer enerji ise atom çekirdeğindeki parçacıkların arasındaki etkileşimde depolanan enerjidir.  Doğru yanıt E’dir.

Mekanik enerji, bir cismin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına eşittir. Doğru yanıt C’dir.

Doğal gaz dünyada en çok kullanılan üçüncü enerji kaynağıdır. Artan önemiyle birlikte çok parlak bir geleceği vardır. Doğal gaz temelde metan gazından oluşmakla birlikte diğer bazı bileşikler de bulunmaktadır. Bunlar etan, propan, butan ve daha uzun zincirli hidrokarbonlar olmakla birlikte azot, karbondioksit ve hidrojen sülfür gibi diğer safsızlıklardır. Bunların, satılmadan önce, doğal gazdan ayrıştırılması gerekmektedir.

Doğal gazın içerisinde rezervuara ve üretim koşullarına bağlı olarak su da bulunmaktadır. Doğal gazın taşınması sırasında boru hatlarının korozyondan zarar görmemesi için suyun doğal gazdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Benzer şekilde karbondioksit ve hidrojen sülfür de asidik karakterde oldukları için boru hatlarında korozyona sebep olup tehlike yaratabilirler. Doğru yanıt D’dir.

Yenilenemeyen enerji kaynakları arasında yer alan ham petrol dünyadaki bir numaralı enerji kaynağıdır ve bu yerini 20. yüzyılın başından beri muhafaza etmektedir. Dünya, taşımacılıkta kullanılan yakıtlar, petrokimyasallar ve asfalt nedeniyle petrole çok bağımlıdır. Petrol sonlu bir enerji kaynağı olup yıllık üretim miktarı piyasa koşullarına göre değişmektedir. Bu nedenle petrol fiyatları kimi zaman artmakta ve kimi zaman da azalmaktadır. Doğru yanıt A’dır.

Birçok süreçte enerji sürekli olarak bir biçimden diğer bir biçime dönüşmektedir. Buna enerjinin dönüşümü denilmektedir. Örneğin, güneş enerjisi, bitkilerde su ve karbondioksit fotosentez yoluyla besine sentezlenerek kimyasal enerjiye dönüşmektedir. Suyun yüksekten düşüşüyle oluşturduğu mekanik enerji jeneratörlerde elektromanyetik enerjiye dönüşmektedir. İçten yanmalı motorlarda yakıtın potansiyel kimyasal enerjisi önce ısıya, sonra pistonları hareket ettirerek aracın hareket etmesiyle birlikte kinetik enerjiye dönüşmektedir. Bir enerji dönüşüm cihazına veya surece giren enerji, diğer enerji biçimlerine dönüşürken cihaza veya surece giren ve çıkan enerjiler birbirine eşittir. Bunun nedeni herhangi bir sistemdeki enerjinin şekil değiştirmesi sırasında enerjinin korunumudur. Doğru yanıt A’dır.