GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Birincil enerji kaynakları kendi içinde yenilenebilir enerji kaynakları (güneş enerjisi, rüzgâr, dalga enerjisi, jeotermal enerji ve hidrolik enerji) ve yenilenebilir olmayan enerji kaynakları (bugün için enerji kaynaklarımızın %80’ini oluşturan kömür, ham petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtlar ve uranyum) olarak iki geniş gruba ayrılmaktadır

Doğalgaz büyük oranda metan gazından oluşur.

Türkiye’de doğal gazın varlığı ilk olarak 1970’de Kırklareli Kumrular bölgesinde tespit edilmiş ve doğal gaz 1976’da Pınarhisar Çimento Fabrikası’nda kullanılmaya başlanmıştır.

Gazlar katı ve sıvılardan farklı olarak düşük yoğunluk ve akmazlık değerlerine ve sıkıştırılabilme özelliğine sahiptir. Gazların hacim-sıcaklık-basınç ilişkileri hâl denklemleri (gaz yasaları) ile ifade edilmektedir.

Kalorifik değer kısaca birim miktarda (birim kütle veya birim hacim) yakıt yandığında açığa çıkan ısı olarak tanımlanabilir.

Hava ile gaz karışımlarının iki önemli patlama limiti vardır: Alt patlama limiti bir gazın ortam havasında bulunduğunda, hacimsel olarak patlamaya sebep olabilecek minimum derişim değeridir; bu limitin altındaki derişimlerde patlama riski yoktur.

Hidrolik çatlatma: Kaya formasyonları içine belirli özellikte sıvıları yüksek basınçla pompalayarak çatlaklar oluşturma işlemi 1940’lı yıllardan beri kullanılmaktadır.

Hidrojen sülfür ve karbondioksit giderimi için biyolojik desülfürizasyon, ektraksiyon, absorplama, karbon moleküler elek kullanma, membrane ayrıştırma gibi farklı metotlar kullanılır

Doğal gaz için kullanılan yeraltı ve yerüstü depolama teknikleri şu şekilde sıralanabilir: • Boru hatlarında depolama • Sıvılaştırılmıs doğal gaz (LNG) depolanması • Yüksek basınçlı tanklarda depolama • Yeraltında açılan boşluklarda depolama • Akiferlerde depolama • Terk edilmiş petrol ya da gaz rezervuarlarında depolama

Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG) Depolanması LNG depolama ve üretim işlemleri için özel tesisler ve kurulumlar gerekmektedir. Bu LNG depolama tesisleri, anlık dalgalanmaları dengelemek için kullanılır. Ancak özel LNG depolama tanklarının yatırım masraflarının yüksek olması ve doğal gazın sürekli olarak sıvılaştırılma ve gazlaştırılma gerekliliği nedeniyle bu depolama metodu yeraltı depolamasına göre pahalıdır

Ülkemizdeki enerji kaynaklarının %80’ini oluşturan yenilenebilir olmayan enerji kaynakları içinde doğal gaz, kül ve cüruf bırakmadan yanan, depolanma sorunu bulunmayan ve yanma sonucu havayı kirleten kükürt içerikli gazların emisyonuna sebep olmayan çevre dostu çok önemli bir enerji kaynağıdır.

Doğal gaz, küçük canlıların milyonlarca yıl süren çürümeleri sonucu oluşmuş, genelde petrol bölgelerinde bulunan fosil yakıt türü olarak tanımlanabilir. Tabiatta bağımsız yataklarda ve petrol yataklarının üzerinde yaklaşık 300 bar basınçta bulunur. Yanıcı, kokusuz, renksiz ve havadan hafif bir gazdır. Çizelge 5.1’de görüldüğü gibi ana bileşeni metan (CH4) olup azot ve helyum gibi inert gazlar dışında bünyesinde az miktarda etan, propan, bütan gibi yüksek parafinler de bulundurur. Doğru yanıt B’dir.

MÖ 500 yıllarında, Çinliler gaz sızıntılarının bulunduğu alanları belirlemiş, bu alanlardaki doğal gazı bambulardan yapılmış boru hatları ile çeşitli bölgelere taşıyarak deniz suyunu tuzdan arındırmak için ısıtmada ve içme suyu elde etmede kullanmışlardır. Doğru yanıt E’dir.

Doğal gazın atmosferik basınçta yaklaşık -162˚C’ye soğutulması ile elde edilen LNG (Liquified

Natural Gas/Sıvılaştırılmış Doğal Gaz) kokusuz, renksiz ve zehirli olmayan bir sıvı yakıttır. Sıvı fazda taşınır ve depolanır, tüketime ise gaz fazında sunulur. Doğal gaz sıvılaştırılması sırasında, bünyesindeki ağır hidrokarbonlar ayrıştırıldığı için LNG doğal gaza oranla daha temizdir ve daha yüksek enerji değerine sahiptir. Doğru yanıt D’dir.

Eşitlik 7.1 ile tanımlanan ideal gaz yasası düşük basınç değerlerinde kullanılabilen ve bazı temel varsayımlar içeren en yaygın hal denklemlerinden biridir. İdeal gaz yasasının kapsadığı varsayımlar aşağıdaki gibidir:

PV = NRT (7.1)

Bu eşitlikte,

P : Basınç, (atm)

V : Gazın içinde bulunduğu kabın hacmi, (litre)

N : Gazın mol saysı, (mol)

R : Evrensel gaz sabiti, (=0,08206 litre-atm/mol-K)

T : Sıcaklık, (K) anlamına gelmektedir. Doğru yanıt A’dır.

Viskozite ya da akmazlık bir akışkanın akmaya karşı direnci olarak tanımlanır. Sıvıların akmazlık değerleri gazlara göre çok daha yüksektir; yani gazlar daha kolay akabilmektedir. Ancak sıcaklık artışı ile birlikte gazların akmazlıkları artar, sıvılarınki ise azalır. Akmazlık, akışkanın, yüzey gerilimi altında deforme olmaya karşı gösterdiği direncin ölçüsü olarak da tanımlanabilir. Süper akışkanlar hariç tüm gerçek akışkanlar yüzey gerilimine karşı direnç gösterir. Öte yandan, yüzey gerilimine hiç direnç göstermeyen akışkanlara “ideal akışkan” ismi verilmektedir. Doğru yanıt B’dir.

Patlayıcı ortam; yanıcı maddelerin gaz, buhar, sis ve tozlarının atmosferik şartlar altında hava ile oluşturduğu ve herhangi bir tutuşturucu kaynakla temasında tümüyle yanabilen karışım olarak ifade edilebilir. Doğal gaz, sızıntı sonucu hava ile karıştığında parlama, yanma ve patlama riski taşıyan gazlardan biridir. Hava ile doğal gaz belli oranlarda karıştığında parlayarak ısı vermektedir. Alevlenme noktası bir gazın ya da sıvı buharının alev ile temasında geçici olarak alev aldığı (parlama), fakat yanmaya devam etmediği en düşük sıcaklık olarak tanımlanabilir; alevin etkisi ortadan kalkınca parlama biter. Yanma noktası ise parlayıcı ya da yanıcı sıvı buharları ve gazların hava ile meydana getirdikleri karışımların alev olmaksızın kendi kendine yandığı minimum sıcaklıktır. Böyle bir durumda, yanmaya dışarıdan müdahale edilmediği müddetçe yanma devam eder. Son olarak, patlama olarak tanımlanan olaylar, belirli oranlardaki yanıcı gaz, toz veya buharın hava ile oluşturduğu uygun oranlar dahilindeki (parlama veya patlama aralığındaki) karışımın, ateşleme enerjisi ile temas etmesi sonucunda yanma (oksidasyon) olayının çok kısa sürede meydana gelmesine neden olan fiziko-kimyasal tepkimelerdir. Patlamanın olması için üç unsurun bir araya gelmesi gerekir. Bunlar oksijen, yanabilir madde (yakıt) ve ateşleme kaynağıdır. Doğru yanıt C’dir.

Petrol ve doğal gaz sektöründeki faaliyetler “upstream” ve “downstream” olarak iki ana grupta toplanır. Arama ve üretim faaliyetlerini kapsayan grup “upstream”; üretim sonrası, yani taşıma, rafinaj, depolama ve dağıtım faaliyetlerini kapsayan ikinci grup ise “downstream” faaliyetleri olarak adlandırılır. Arama faaliyetleri, petrol ve doğal gaz bulmak amacıyla yapılan jeolojik, jeofizik ve sondaj çalışmaları kapsar. Bu çalışmalar, arama alanı ve arama alanının yer aldığı havzada daha önce yapılmış olan bütün jeolojik, jeofizik, jeokimyasal araştırmalardan ve sondaj kuyularından elde edilen yeraltı verilerinin toplanmasıyla başlar. Doğru yanıt C’dir.

Rezervuardan çıkarıldığı haldeki doğal gaza ham doğal gaz denir. Ham doğal gaz, tüketime sunulmadan önce bünyesindeki ağır hidrokarbonlardan, su buharından, sülfür bileşenlerinden (hidrojen sülfür gibi) ve inert gazlardan ayrıştırılmalıdır. Doğru yanıt D’dir.

Dikey sondaj: Gaz ve petrol çıkartılacak kaya tabakasının derinliğine inene kadar dikey sondaj yapılması ve güvenlik amacıyla kuyunun çelik ve beton kaplamalar ile güçlendirilmesi. Yatay sondaj: Şeyl tabakası içinde, kaya formasyonuyla temas alanının artırılması amacıyla 2-3 km’ye kadar yatay sondaj yapılması. Perforasyon: Yatay sondaj kuyusunun beton kaplamasında belirli aralıklarla küçük patlayıcılar kullanılarak delikler açılması. Çatlatma: Akışkanlığı özel formüllerle ayarlanmış su/kum karışımının perfore edilen kuyudan kayanın içine basınçla pompalanması ile kayada hidrokarbonların sızabileceği çatlaklar oluşturulması. Doğru yanıt B’dir.

Doğal gaz için kullanılan yeraltı ve yerüstü depolama teknikleri şu şekilde sıralanabilir: