GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI - Deneme Sınavı - 3

2014 Yılında En Fazla Doğal Gaz Rezervine Sahip ilk 10 Ülke

10. Cezayir
9. Nijerya
8. Venezuella
7. BAE
6. Türkmenistan
5. S. Arabistan
4. ABD
3. Katar
2. İran
1. Rusya

Enerji kaynakları; birincil ve ikincil enerji kaynakları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Birincil enerji kaynakları; odun, kömür, ham petrol, doğal gaz, uranyum, rüzgâr, hidrolik enerji ve güneş enerjisi gibi doğrudan tüketilebilen enerji kaynaklarıdır. İkincil enerji kaynakları ise birincil enerji kaynaklarından elde edilen “kullanılabilir” formdaki elektrik, benzin ve mazot gibi enerji kaynaklarıdır.

Doğal gaz, ne olduğu anlaşılmadan önce insanlara gizemli bir olay gibi görünmüştür. Yeraltındaki gaz sızıntılarının, şimşek çakması gibi doğal olaylar nedeniyle yanmaya başlaması pek çok medeniyet tarafından hayret ve şaşkınlık ile karşılanmış ve bu olaylar, yerin derinliklerinden bir işaret kabul edilerek pek çok batıl inancın kökeni olmuştur. Bu tip alevlerin en meşhur olanı antik Yunanistan’da Parnasus Dağı’nda (MÖ 1000 dolayları) bir çoban tarafından görülmüş ve bunun bir kehanet olduğu düşünülerek alevin oluştuğu yere bir mabet yapılmıştır. İngiltere doğal gaz kullanımını ticarileştiren ilk ülkedir. 1920’lerde boru hattı taşımacılığı yöntemlerinin kullanılmaya başlaması ile birlikte dünyada hızla artan doğal gaz tüketimi, özellikle II. Dünya Savaşı’ndan sonra sürekli olarak gelişmiştir. ABD’de ise doğal gaz ilk defa 1625 yılında Erie Gölü’nde Amerikan yerlileri tarafından bulunmuş ve 1816’dan itibaren Baltimor’da sokakların aydınlatılmasında kullanılmıştır. İlk doğal gaz kuyusu 1821 yılında Fredonia, New York’da açılmıştır. Sıcaklık ayarlamalı termostatik sistemlerin keşfedilmesi ile doğal gazın ısıtma potansiyelinden daha fazla yararlanılmaya başlanılmıştır. Doğal gaz taşımacılığı boru hatları kullanımı sayesinde gelişmiş ve bu hatlar sayesinde doğal gaz tüketimi evlerde, iş yerlerinde, sanayi ve elektrik üretimi gibi alanlarda hızla yaygınlaşmıştır.

Doğal gazın sanayi ve şehir şebekelerinde kullanım çalışmalarına, 1984 yılında SSCB ile imzalanan Doğal Gaz Sevkiyatı Anlaşması’nın ardından başlanmıştır. 1986 yılında iki ülkenin yetkili kuruluşları doğal gaz alım-satım anlaşmasını imzalamışlar ve bu anlaşma ile doğal gazın sanayi ve şehir şebekelerinde yaygın kullanım çalışmaları başlamıştır. Doğal gaz, şehirci evsel ve ticari olarak ilk kez 1988’de Ankara’da kullanılmıştır. Hamitabat Doğal Gaz Çevrim Santrali’nde üretilen elektrik miktarı hızla artarken 1989’da Ambarlı Doğal Gaz Çevrim Santrali’nde de doğal gaz kullanılarak elektrik üretimi başlatılmıştır. SSCB ile imzalanan doğal gaz sevkiyatı anlaşmasını kaynak çeşitlenmesi amacıyla Cezayir ve Nijerya ile yapılan LNG ve çevre ülkelerle yapılan boru gazı anlaşmaları takip etmiştir. Ülkemizde doğal gaz iletiminde kullanılan başlıca ana akım hatları Rusya Federasyonu ile aramızdaki 847 km’lik Batı Hattı, 893 km’lik Rusya Federasyonu-Karadeniz Türkiye Mavi Akım Hattı ve 1490 km’lik Doğu Anadolu-İran İletim Hattı’dır. Bu ana hatlara ek olarak, Güney Kafkasya Gaz Boru Hattı; Azerbaycan’ın Şah Denizi sahasında üretilen gazı, Gürcistan üzerinden Türkiye’ye iletmeyi ve Erzurum’da BOTAŞ ağına bağladıktan sonra Avrupa’nın hızla artan gereksinimine yanıt vermeyi hedefleyen bir boru hattı projesidir. Proje kapsamında, 12 Mart 2001 tarihinde BOTAŞ ve SOCAR arasında Azerbaycan doğal gazının Türkiye’ye sevkine ilişkin Doğal gaz Alım-Satım Anlaşması imzalanmıştır. Bir diğer doğal gaz iletim projesi olan Türkiye-Yunanistan-İtalya Boru Hattı Projesi ile ilgili anlaşma Roma’da 26 Temmuz 2007 tarihinde imzalanmıştır.

Petrol ve doğal gaz ile ilgili merak edilen önemli unsurlardan biri de rezerv ömrüdür. Petrol ve doğal gaz rezervlerinin ömrü, kanıtlanmış toplam rezerv miktarının (R) yıllık toplam üretime (P) bölünmesi ile bulunur (R/P). Birçok uzman tarafından petrolün yedeği olarak görülen doğal gazın ömrünün tayini çok önemlidir. Şekil 5.4’te farklı bölgeler için rezerv ömürleri verilmiştir. Bu şekilde görüldüğü gibi, en uzun ömürlü doğal gaz rezervleri 146,7 yıl ile Ortadoğu’da bulunmaktadır.

İdeal gaz yasasının kapsadığı varsayımlar aşağıdaki gibidir: 1. Gaz moleküllerinin toplam hacmi, içinde bulundukları kabın hacmi yanında ihmal edilebilecek düzeydedir. 2. Gaz molekülleri arasındaki çekim ve/veya itme kuvvetleri ihmal edilmektedir. 3. Gaz moleküllerinin kendi aralarında çarpışmaları sonucunda enerji kaybetmedikleri varsayılmaktadır.

İdeal gaz yasasını kullanmak için verilen sıcaklık ve basınçta metan gazının mol sayısını (N) bulmak gerekmektedir. Metanın ağırlığı 16 g/mol olduğu için;

N = 48g ⸓ 16g / mol = 3 mol

İdeal gaz denklemi kullanılarak hacim aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

V = NRT / P

Bu eşitlikte sıcaklık Kelvin biriminde olduğu için verilen sıcaklığı ˚C (santigrad)’den Kelvin’e çevirmek gerekmektedir. Bunun için (K = ˚C + 273,15) eşitliğini kullanmak yeterli olacaktır:

T= 24+273,15=297,15

V=23,42 L

Basınç değeri çok yüksek olmadığı için yoğunluk ideal gaz denklemi;

T (K) = T(˚C) + 273,15 = 233,15 K olarak hesaplanır.

ρ = P(MW) / zRT= 3,34

İlk olarak gazın sıkıştırılabilme katsayısını hesaplamak için ortalama bir basınç değeri hesaplayalım. Ortalama basınç ilk ve son basınçların ortalamasını alarak elde edilebilir:

P = (5+7)/2 = 6 atm

C_g = 1 / P = 1/6 = 0,16 atm^–1 olarak elde edilir.

0,16 = – ΔV / 90* 2 ve ΔV = –45 cm3 olarak elde edilir.

Bu durumda yeni hacim V-45 = 90-45 = 45 cm3 olacaktır.

Karışımın Toplam Isıl Değeri = 0,90*37,706 + 0,05*66,060 + 0,016*94,042 + 0,025*121,479 = 41,780 MJ/m³

Yatay sondaj: Şeyl tabakası içinde, kaya formasyonuyla temas alanının artırılması amacıyla 2-3 km’ye kadar yatay sondaj yapılmasıdır.

Biyolojik kökenli, fosil olmayan, 100 yıllık periyottan daha kısa zamanda yenilenebilen organik maddeler biyokütle olarak tanımlanmaktadır. Biyokütle enerjisi ise, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek depolaması sonucu oluşan biyolojik kütle ve buna bağlı olarak organik madde kaynaklarından üretilen enerji olarak tanımlanmaktadır. Biyokütle enerjisi CO2 salınımına net katkısı olmayan başlıca enerji kaynağıdır, yani atmosferdeki karbondioksit derişimini artırmaz. Doğru cevap B'dir.

Biyokütlenin büyümesinde fotosentez en önemli adımdır. Karbondioksit (CO2), fotosentez yoluyla organik maddeye dönüştürülür ve güneş enerjisi biyokütle içinde sabit karbon biçiminde alıkonur. Yeryüzüne düşen güneş enerjisinin 178000x1012 Watt’lık kısmının sadece %0,02’si (40x1012 Watt) bitkilerde fotosentez yoluyla tutulur ve biyokütle enerjisine dönüşür. Bu da bize enerjinin yılda 220 milyar ton kuru biyo- kütle üretimi için depolandığını göstermektedir. Doğru cevap C'dir.

Biyokütle enerjisi sürdürülebilir, çevresel açıdan dost ve ekonomik güvenirliğe sahiptir.

Küresel ısınmanın en önemli nedeni sera gazları olup bunlar arasında da küresel ısınmaya en çok neden olan gaz CO2’dır. Sera gazları kızılötesi radyasyonu tutar ve yeryüzünün ısınmasına neden olurlar. Özellikle endüstriyel faaliyetler sebebiyle atmosferdeki sera gazı düzeyi giderek artmakta, küresel ısınma kaçınılmaz bir hâl almaktadır. Bu ise dengede var olan CO2 miktarına her yıl tonlarca yeni CO2 eklenmesi anlamına gelmektedir. CO2 gazının toplam sera gazları içerisindeki payının yaklaşık %80 civarı olduğu bilinmektedir. CO2 salınımına neden olan en önemli yakıtlar fosil yakıtlardır. Fosil yakıtlarla kıyaslandığında, biyokütlenin yenilenebilir olmasının yanında en önemli avantajı atmosferdeki CO2 salınımına katkısının sıfır olmasıdır. Çünkü biyokütleler, yetişme sürecinde atmosferdeki karbondioksiti bün- yesinde tutarken yandıkları zaman da onu atmosfere geri verir.

Güneş ve rüzgâr enerjisinin elektrik, güç ve ısı üretiminde kullanımında bazı sınırlamaları olduğu bilinmektedir. Biyokütle yakıtları ise çok çeşitlidir. Biyokütle kaynaklı ham maddeler kullanarak gaz yakıt (yakmak için), sıvı yakıt (taşıtlara yakıt amaçlı ya da kimyasal ham madde amaçlı) ve katı yakıt (odun kömürü) elde etmek mümkündür.

Biyokütle enerjisi aynı zamanda kırsal alanda sosyo-ekonomik gelişmelere yardımcı olarak iş imkânı da yaratmaktadır. Böylelikle kırsal alandan kentlere göç önlenebilir.

Enerji ithalatı bağımlılığını azaltır.

Uluslararası alanda rekabet sağlar.

Biyokütle kaynaklı enerji yatırımlarının fosil kaynaklı enerji yatırımlarına kıyasla ilk yatırım ve işletme maliyetleri oldukça düşüktür.

Doğru cevap D'dir.

Biyogaz üretimi için anaerobik (havasız ortam) bozundurma ve alkol üretimi için fermentasyon, byolojik dönüşüm proseslerine örnektir. Doğru cevap E'dir.

Atık biyokütle kaynakları çok çeşitlidir. Bunlar;

kentsel katı atıklar,

kanalizasyon atıkları,

hayvansal atıklar,

tarımsal ürün atıkları

orman atıkları, çevre düzenleme ve ağaç budama atıkları ve

su bitkilerini içerir.

Çimen ise işlenmemiş ve atık olmayan biyokütle örneğidir. Doğru cevap A'dır.

Günümüzde hayvansal atıklar enerji üretimi amaçlı kullanılmaktadır. En çok kullanıldığı alan biyogaz üretimidir. Doğru cevap B'dir.

Ekstraktifler biyokütlenin yapısında bulunan ve uygun çözücüler yardımıyla alınabilen bileşenlerdir. Ekstraktiflere örnek olarak şekerler, tanenler, nişastalar, zamk, reçine verilebilir. Doğru cevap A'dır.

Bazı biyokütle ham maddeleri enerji dönüşüm prosesleri için uygun değildir. Örneğin; su bitkileri, şehir biyo-katıları ve hayvan gübreleri yüksek nem içeriğine sahiptirler. Toplama sistemi gereği şehir biyo-katıları %95’e yakın nem içerirken hayvan atıklarının nem içeriği %80’lere ulaşabilmektedir. Bununla birlikte tarımsal atıkların bünyesindeki nem içerikleri düşük seviyelerde olduğundan (%15-20), bunların güneşte kurutulması mümkündür. Doğru cevap C'dir.

Ham petrol sektöründe gravitesi 31’den büyük olan petrole hafif petrol adı verilmektedir.