Fosil Yakıtlar ve Enerji | merhabaplastik.com

Fosil Yakıtların Özellikleri

Milyonlarca yıl yerin derinliklerinde kaya ve toprak altında kalmış, ısı ve basınç altında fosilleşmiş bitki ve hayvanlardan oluşan enerji kaynaklarına fosil yakıtlar denir. Fosil yakıtların en önemli özelliği, hidrokarbon ve yüksek oranlarda karbon içeren organik maddelerden meydana gelmesidir.

Fosil yakıtlar, belirli bir bölgede milyonlarca yıl önce toprağın altına gömülmüş bitki hayvan atıklarının termokimyasal tepkimeler geçirmesi sonucu oluşmuşlardır. Yani, fosil yakıtlar belirli bölgelerde ve sınırlı sayıda bir miktara (rezerve) sahiptirler.

1760’da buhar makinesi icat edilince taş kömürü, 1873’te dinamo icat edilince su gücü kaynakları, 1900’lerde içten patlamalı motorlar ve 1910’larda içten yanmalı dizel motorlar icat edilince petrol büyük önem kazanmıştır.

Fosil yakıtlar kömür, petrol ve doğal gaz olarak sınıflandırılabilmektedir. Dünya fosil yakıt rezervinin yüzde 70’ini kömür, yüzde 14’ünü petrol, yüzde 14’ünü doğal gaz ve yüzde 2’sini de diğer fosil kaynaklar oluşturmaktadır.

Fosil yakıtların genel dağılımı incelendiğinde, sıvı ve gaz yakıt rezervleri dünyanın belirli coğrafi bölgelerine yoğunlaştığı, kömürün ise düzenli bir dağılım gösterdiği ve üretiminin 50’den fazla ülkede gerçeklemektedir.

Fosil yakıtlar arasında kömür, petrol, doğalgaz , şist , bitümler , katranlı kumlar ve ağır yağlar bulunur . Hepsi karbon içerir ve

Archean Eon'da (4.0 milyar ila 2.5 milyar yıl önce) başlayan bir süreç olan fotosentez tarafından üretilen organik madde kalıntılarına etki eden jeolojik süreçlerin bir sonucu olarak oluşmuştur.

Fosil Yakıtlar ve Çevre

Fosil yakıtlardan yanma sonucu enerji elde edildiğinde yanma ürünleri (CO2, NOx ve SO2 gibi gazlar), baca gazı olarak atmosfer içinde dağılırlar. Baca gazları ayrıca uçucu kül ve hidrokarbonları içerirler.

Nikel, kadmiyum, kurşun, arsenik gibi zehirli metaller de fosil yakıtların yanması sonucu atmosfere atılan diğer maddelerdir.

Sera Etkisi :

Fosil yakıtların yoğun bir şekilde yakılması ile başta karbondioksit olmak üzere, atmosferde sera gazlarının giderek artması ve buna bağlı olarak dünyamızın ısınması, sera etkisi (kürsel ısınma) olarak tanımlanmaktadır. Sera etkisi yapan gazlar arasında, karbondioksit, metan, karbon monoksit, hidrokarbonlar ve kloroflora karbonları sayılabilir. Küresel ısınmanın en büyük etkisinin, kutuplardaki buzulların erimesine yol açması ve denizlerin yükselerek birçok ülkenin sular altında kalması olacağı belirtilmiştir.

CO2, sera etkisi oluşumunda etkin rol oynamaktadır. Artan CO2 miktarı, yerkürenin sıcaklığının artmasına neden olmakta, bu da iklim dengelerinin bozulmasına yol açmaktadır.

Asit Yağmuru :

Özellikle kömür ve petrol gibi fosil yakıtlardan havaya atılan kükürt dioksit, azot oksitler ve karbon gazları, yağmur damlaları ile birleştirilerek sırayla sülfürik asit, nitrik asit ve karbonik asit oluşturur. Bu da dünyanın ekolojik dengesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bütün fosil yakıt artıkları kış aylarında pek çok kentimizi etkisi altına alan hava kirliliğine yol açmaktadır.

Nükleer Atık :

Çevresel etkiler bakımından değerlendirildiğinde ise; nükleer enerjinin 40-50 yılda üreteceği atık yaklaşık olarak 200 m3 civarındadır. Nükleer enerjiden kaynaklanan radyoaktif atıklar kontrollü olarak depolandıkları için çevreye herhangi bir tehlike oluşturmamaktadır. Ayrıca nükleer atık depolama teknolojisi gittikçe gelişmektedir. Nükleer enerjinin kullanılması, CO2 emisyonunu azaltmasının yanı sıra SO2 ve NOX emisyonlarını önlemede de etkin bir rol oynayacaktır. Enerji hammaddesi açısından dışa bağımlı olan ülkemizin karşılaştığı, yakıt taşıma sırasında olabilecek kazalar sonucu çevre kirliliği de önemli boyutlardadır.

Karbon Emisyonu

Karbon emisyonu denildiğinde akla birçok farklı tanım gelmektedir fakat karbon emisyonu aslında sera gazı emisyonundan bahsetmektir. Karbon emisyonu, en basit anlamda karbonun atmosfere salınması anlamına gelir.

Sera gazı emisyonları genellikle karbondioksit eşdeğerleri olarak hesaplandığından dolayı, herhangi bir küresel ısınma veya sera gazı etkisi tartışmasında genellikle “karbon emisyonu veya karbon salınımı” şeklinde adlandırılır. Ayrıca, sera gazlarının büyük bir çoğunluğunda karbon molekülüne rastlanmaktadır.

Kyoto Protokolü’nde sera gazı olarak kabul edilen altı gazın dört tanesinde karbon molekülü vardır (karbondioksit, metan, hidroflorür karbonlar, perfloro karbonlar).

Karbon emisyonu ve sera gazının dünyada artmasının başlıca sebepleri;

Kontrolsüz nüfus artışı
Sanayileşme
Küresel enerji talebinde artış
Artan şehirleşme ihtiyacı
Yeşil alanların azalması
Sera gazlarının kontrolsüz bir biçimde doğaya salınmasıdır.

Atmosferdeki insan kaynaklı sera gazı yoğunluğu, özellikle 1850’li yıllarda başlayan sanayi devrimi ile artmaya başlamıştır. Bunun bir sonucu olarak, küresel enerji talibinde bir artış gözlemlenmiş ve bu artışı karşılayabilmek için doğal kaynakların (özellikle fosil yakıtların) kullanımında ciddi bir artış gözlemlenmiştir.

Uluslararası Enerji Ajansı’nın öngörülerine göre 2050 yılına kadar fosil yakıtlara olan talep artacak ve buna bağlı olarak karbon emisyonu değerlerinde %130’luk artış gözlemlenecektir. Buna ek olarak, Uluslararası Enerji Ajansı’nın öngörülerine göre önümüzdeki yirmi yıllık süreçte küresel yüzey sıcaklıklarında ortalama 0,5 santigrad derece civarlarında bir artış beklenmektedir.

Hava sıcaklıklarına baktığımızda ise 19. yüzyıldan günümüze kadar olan süreçte küresel hava sıcaklığı ortalama 0.3-0.6 oC derece artmıştır ve önümüzdeki yıllarda da sera etkisine yol açan tüm gazlar katlanarak artmaya devam edecek, küresel ısınma ve iklim değişikliği gibi çok önemli sorunlar ilerleyen yıllarda dünya için daha büyük tehdit haline gelecektir.

Enerji, karbon emisyonlarının temel belirleyicisi konumundadır ve üretim sürecinde en önemli girdilerden birisidir. Üretim yapacak firmalar ve hane halkları gereksinim duyduğu enerjinin yaklaşık olarak %87’lik kısmını fosil yakıtlardan sağlamaktadır. Farklı enerji türlerinin de farklı türlerde ve miktarlarda sera gazı salınımı olduğu bilinmektedir. “TUİK 2014 Sera Gazı Envanterine” göre 1990 yılında 132,5 milyon ton (CO2 eşdeğerinde) iken 2014 yılında bu rakamın 340 milyon tona (CO2 eşdeğerinde) çıkmıştır. Diğer bir ifade ile 1990-2014 yılları arasında enerji sektörünün karbon salınımı %156 artmıştır.

Kojenerasyon :

Kojenerasyon veya Birleşik Isı ve Güç, birleşik ısı ve güç üretimidir. Tek bir teknoloji değil, entegre bir enerji sistemidir. Kojenerasyon ilk olarak doğal gaz , biyokütle , kömür veya petrol gibi belirli bir yakıt kaynağından enerji üretmeyi içerir . Yakıtın yanması sırasında, kojenerasyon, aksi takdirde boşa harcanacak olan fazla ısıyı yakalar.

Yakalanan ısı, suyu kaynatmak, buhar oluşturmak, binaları ısıtmak vb. İçin kullanılabilir. Örneğin, yağlı kumlarda , bitüm üretmek için buhar gerekir. Kojenerasyon kullanarak, enerji şirketleri aynı anda üretim için buhar ve sahada elektrik üretebilirler. Kojenerasyon tesisleri, atıkları en aza indirerek, yalnızca yaklaşık% 45'ini gizleyen geleneksel sistemlere kıyasla, genellikle yakıt kaynağının% 75-80'ini kullanılabilir enerjiye dönüştürür. Yakalanan ısı, elektrik üretmek için kullanıldığında, işlem kombine çevrim olarak adlandırılır .

Elektrik :

Elektrik akımı olarak adlandırılan elektronların fiziksel akışıdır. Elektrik, birincil kaynaklarda bulunan enerjiyi son kullanıcılara verimli bir şekilde ulaştıran ve karşılığında enerji hizmetlerine dönüştüren bir enerji taşıyıcısıdır.

Elektrik üç şekilde oluşturulabilir:

En yaygın olanı, elektriğin, tel gibi bir elektrik iletkeni manyetik bir alan içinde hareket ettirilerek üretildiği elektromanyetik dönüşümdür. Bu yöntemin en pratik örneği, bir türbine ( buhar veya gaz ) bağlı bir jeneratördür . Türbin, iletkeni jeneratörde hareket ettirmek için gereken hareketi sağlar. Hareket için bu enerji, örneğin rüzgar türbinleri , hidroelektrik veya nükleer fisyon veya kömür yanmasında üretilen ısıdan oluşturulan buhar gibi çeşitli teknolojilerden gelebilir .
Elektrik, örneğin bir pil veya yakıt hücresi gibi kimyasal bir reaksiyonla da oluşturulabilir .
Son olarak, elektrik, katı hal dönüşümü yoluyla oluşturulabilir; burada elektrik, bir katının yapısı ve özellikleri kullanılarak üretilir. Özel olarak oluşturulmuş katı, uyarıldığında bir elektrik akımı oluşturan, birbirine yakın bir şekilde paketlenmiş farklı moleküllerden oluşur. Katı hal dönüşümünü kullanan bir teknoloji örneği, bir güneş PV hücresidir.

Nasıl üretilirse üretilsin, elektriğin aynı olduğuna dikkat etmek önemlidir. Bu nedenle, bir elektromanyetik jeneratörden üretilen elektrik, bir bataryadan elde edilen elektrikle aynıdır. Elektrik bir kez oluşturulduktan sonra, en çok yönlü enerji şeklidir.

Elektriğin üretildiği oran Watt olarak adlandırılır. Belirli bir süre boyunca kullanılan enerji miktarı kWh olarak adlandırılır ve elektrik faturanızda göreceğiniz ölçüdür.

Elektrik genellikle yanlış anlaşılır ve takdir edilmez, ancak modern toplumlar hayati bir şekilde ona bağımlıdır. Elektrik, aydınlatma, ısıtma ve soğutmadan televizyonlara, bilgisayarlara ve cep telefonlarına güç sağlamaya kadar günlük yaşamlar için çok önemlidir.

Elektrik üretildiğinde hemen kullanılmalıdır. Mevcut teknolojilerle, büyük miktarlarda elektriği depolamak henüz ekonomik olarak uygun değildir. Bu nedenle, elektrik arzını talep ile dengelemek için şebeke her günün her dakikasında yönetilmelidir.

Elektrik üretim kaynağına bağlı olarak, elektrik üretiminin önemli çevresel ve sağlık etkileri olabilir. Termal üretim kaynakları, insan sağlığına önemli ölçüde zarar verebilecek hava kirleticileri üretir. Elektrik üretimi de küresel sera gazı emisyonlarına önemli ölçüde katkıda bulunabilir. Küresel olarak, enerjiyle ilgili karbondioksit emisyonlarının% 40'ı elektrik üretiminden kaynaklanmaktadır. Güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir elektrik kaynakları , sıfır doğrudan karbon emisyonu üretir, ancak yalnızca aralıklı veya değişken temelde elektrik üretir. Kömür ve doğal gaz gibi hidrokarbon kaynakları , karbon yoğun olmasına rağmen, herhangi bir zamanda tüketici talebini karşılamak için temel yük gücü üretmek için kullanılan en uygun kaynaklardır.

Kömür

Çoğunlukla karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan az miktarda kükürt ve nitrojen içeren bir enerji hammaddesidir. Kömürler, kömürleşme süreci, jeolojik, fiziksel, kimyasal ve termik özellikleri içerdikleri nem, kül, sabit karbon miktarı, kükürt ve mineral madde açısından çeşitlilik gösterir. Enerji kaynakları arasında, odundan sonra kullanılış tarihi en eski olanıdır. Daha IX. yüzyılda, Büyük Britanya’da konutların ısıtılması amacıyla tüketilmeye başlandığı tahmin edilmektedir. Çin’de aynı amaçla kullanılışı, tahminen XII. yüzyıla kadar gerilere gider. Dünya kanıtlanmış işletilebilir kömür rezervi toplam 892 milyar ton büyüklüğündedir. Söz konusu rezervin; 403 milyar tonu antrasit ve bitümlü kömür, 287 milyar tonu alt bitümlü kömür ve 201 milyar tonu ise linyit kategorisindedir.

Dünya 2015 yılı toplam kömür üretimi dikkate alındığında, küresel kömür rezervlerinin yaklaşık 134 yıl ömrü bulunduğu hesaplanmaktadır. Son yıllarda yürütülen ciddi kömür arama faaliyetleri sonucunda ülkemiz linyit rezervi önemli ölçüde arttırılabilmiştir. Bununla beraber, söz konusu rezervin uluslararası standartlara göre sınıflandırılmasına ve ekonomik olarak işletilebilir rezervlerimizin belirlenmesine yönelik çalışmalar sürdürülmektedir.

Ülkemiz rezerv ve üretim miktarları açısından linyitte dünya ölçeğinde orta düzeyde, taşkömüründe ise alt düzeyde değerlendirilebilir. Toplam dünya linyit/alt bitümlü kömür rezervinin yaklaşık %3,2’si ülkemizde bulunmaktadır. Bununla birlikte linyitlerimizin büyük kısmının ısıl değeri düşük olduğundan termik santrallerde kullanımı ön plana çıkmıştır. Ülkemiz linyit rezervinin yaklaşık %46’sı Afşin-Elbistan havzasında bulunmaktadır. Ülkemizin en önemli taşkömürü rezervleri ise Zonguldak ve civarındadır. Zonguldak Havzası’ndaki toplam taşkömürü rezervi 1,30 milyar ton, buna karşılık görünür rezerv ise 506 milyon ton düzeyinde bulunmaktadır.

2017 yılı sonu itibariyle 145,3 Milyon Ton Eşdeğer Petrol (MTEP) olan ülkemizin toplam birincil enerji tüketiminde kömürün payı %27’dir. Ülkemizin 2018 yıl sonu itibariyle kömüre dayalı santral kurulu gücü 18.997 MW olup toplam kurulu gücün %21,5’ine karşılık gelmektedir. Yerli kömüre dayalı kurulu güç 10.203 MW (%11,5) ve ithal kömüre dayalı kurulu güç ise 8.794 MW (%10) şeklindedir.

2018 yılında kömüre dayalı santrallerden toplam 113,3 TWh elektrik üretilmiş olup toplam elektrik üretimi içerisindeki payı %37,3 düzeyindedir.

ömür, esas olarak karbondan yapılmış siyah veya koyu kahverengi yanıcı bir kayadır. Milyonlarca yıl önce eğrelti otları, bitkiler ve ağaçların öldüğü ve bataklıklara düştüğü zaman oluşmuştur. Bataklık koşulları, organizmaların tamamen çürümesini engellemiş ve milyonlarca yıl süren yoğun ısı ve basınçtan sonra kömür oluşmuştur.1

Kömür, karbon ve ısı içeriğine bağlı olarak dört ana türe veya sıralamaya ayrılır. Genel kural, kömürün kalitesi ne kadar yüksek olursa, o kadar temiz yakar ve kullanımları o kadar çok yönlüdür.

Linyit ( % 25-% 35 karbon): Kahverengi kömür olarak da anılır, kömürün en alt seviyesidir ve neredeyse sadece elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanılır .
Alt bitümlü kömür (% 35 -% 45 karbon): Özellikler linyitinkinden bitümlü kömüre kadar değişir. Öncelikle elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanılır. Bu kömür genellikle diğer türlere göre daha düşük kükürt içeriğine sahiptir, bu da daha temiz yanması nedeniyle kullanımı çekici kılar.
Bitümlü kömür (% 45 -% 86 karbon): Siyah ve bazen koyu kahverengi, genellikle iyi tanımlanmış parlak ve donuk malzeme bantları içerir. Esas olarak elektrik enerjisi üretiminde yakıt olarak kullanılır, önemli miktarlarda ayrıca imalatta ısı ve güç uygulamaları ve çelik yapımı için kok yapımında da kullanılır.
Antrasit kömürü (% 86-% 97 karbon): Ev ısıtması ve çelik yapımında kullanılan sert, parlak siyah kömür.

Kömür, yer altı madenciliği veya yüzey madenciliği yoluyla yeryüzünden çıkarılır. Madencilik yönteminin seçimi büyük ölçüde kömür yatağının jeolojisi ve yüzeye olan uzaklığı ile belirlenir. Yeraltı madenciliği şu anda dünya kömür üretiminin yüzey madenciliğinden daha büyük bir payını oluşturmaktadır.

Kömür ısıtmak veya elektrik üretmek için yakılabilir. Termal kömür dönüştürmek için elektro i şehir , ilk yüzey alanını arttırır ve daha hızlı bir şekilde yakmak sağlayan bir ince bir toz halinde öğütülür. Yanmadan üretilen sıcak gazlar ve ısı enerjisi , bir türbin ve jeneratör çalıştırmak için suyu buhara dönüştürür.

Yüksek kaliteli kömür aynı zamanda yararlı bir hammaddedir; örneğin, çelik yapımı için kok kömürüne dönüştürülebilir. Kömür ayrıca gelişmiş kimyasal işlemlerle sıvı veya sentetik gaza dönüştürülebilir, bu da onu mümkün, ancak maliyetli, nakliye için doğal gaz veya sıvı yakıtların ikamesi haline getirir .

Kömür bol ve ucuzdur. Mevcut kullanım ve üretim oranlarının değişmediğini varsayarsak, rezerv tahminleri, 200 yıldan uzun süre yetecek kadar kömür kaldığını göstermektedir. Bununla birlikte, kömür kullanımıyla ilişkili çeşitli sorunlar vardır. Madencilik faaliyetleri tehlikelidir. Her yıl yüzlerce kömür madencisi hayatını kaybediyor veya ağır şekilde yaralanıyor.

Petrol

Denizlerdeki bitki ve hayvanların çürüdükten sonraki kalıntılarından oluşur. Bu kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürüdükten sonra, geriye yalnızca yağlı maddeler kalır. Çamur ve büyük kaya katmanları altında kalan yağlı maddeler de petrol ve gaza dönüşür. Bugün dünyanın önemli enerji ve sanayi hammaddelerinden biri olan petrol, değişik oranlardaki katı, sıvı ve gaz hidrokarbonların karışımıdır. Ortalama bir petrolü, %30 parafinler, % 40 naftenler, % 25 aromatik hidrokarbonlar oluşturur. Geriye kalan %5’ lik kısmı ise oksijen, azot ve kükürt bileşikleridir. Hidrokarbür veya hidrokarbonlar, gaz biçiminde ise doğal gaz, sıvı ise petrol ve katı halde ise, bitümlü şist adını alır. En çok bilinin petrol ürünü benzindir. Benzin parafinlerin (doymuş hidrokarbonlar), naftenlerin (doymamış hidrokarbonlar) ve C6H6, C7H8, C8H10, C9H12, C10H14, C11H16, C12H18 formülleriyle belirli aromatik hidrokarbonların karışımıdır. Motor benzininin buharlaşma sıcaklığı 40°C ile 150°C arasındadır.

Pet-kim veya petrokimya adı verilen ve petrolü türevlerine ayırmakla uğraşan sanayi kolu, petrolden pek çok yan madde elde etmektedir. Bu maddelerin sayısı, binlerle ifade edilir. Ancak, en önemlileri benzin, mazot (motorin), gazyağı, çeşitli makine-motor yağları, sentetik lifler, jet yakıtı, metan, bütan ve propan gibi sıvılaştırılmış yakıtlardır.

2017 yılı dünya ispatlanmış petrol rezervi 1.696,6 milyar varil olarak tespit edilmiştir. Petrol rezervinin 807,7 milyar varili (%47,6) Orta Doğu ülkelerinde, 330,1 milyar varili (%19,5) Güney ve Orta Amerika ülkelerinde, 226,1 milyar varili Kuzey Amerika ülkelerinde (%13,3) bulunmaktadır. 2017 yılında dünya petrol üretimi 97,4 milyon varil/gün’e ulaşmıştır. Birincil enerji kaynakları arasında stratejik konuma sahip olan ham petrol 2017 yılı itibarıyla dünya enerji talebinin %33,7’sini karşılamıştır.

Petrol

Doğal Gaz

Hidrokarbon esaslı doğal gaz, yer altında gözenekli kayaların boşluklarına sıkışmış olarak ya da petrol yataklarının üzerinde gaz halinde büyük hacimler şeklinde bulunur. Oluşumu petrol ile aynıdır. Renksiz, kokusuz ve havadan hafif bir gazdır. Kullanım aşamasında güvenlik amacıyla kokulandırılır. Doğal gazın bileşiminin çoğunluğunu metan (CH4) teşkil eder ve bunun yanısıra doğalgazın bünyesinde homolog parafinler,

karbondioksit (CO2), hidrojensülfür (H2S) ve azot (N2) gibi anorganik bileşiklerde bulunur. Doğal gazın bileşimi çıkarıldığı yere göre değişir. Genellikle doğal gazdaki CH4 oranı %56 ile %99 arasında, C2H6 oranı % 0,7 ile % 20 arasında, CO2 oranı ise % 0 ile % 10 arasında değişim göstermektedir.

Genellikle petrolle birlikte bulunur. Çoğunluğu gaz biçiminde olan, bir çeşit petroldür. Ancak, petrolü oluşturan maddelere göre daha hafif ve uçucu maddelerden (metan, bütan, propan gibi) oluşmuştur. Mutfak gazı olarak kullanımının yanı sıra sanayinin enerji ihtiyacını karşılama konusunda, büyük rol oynamaktadır. Çevrim santrallerinde elektrik üretilmekte, türevleri yakıt olarak yaygın biçimde kullanılmakta ve sanayi tesislerini beslemektedir.

Doğal gazın bugünkü konumuna gelişi, 1816 yılında ABD’nin Baltimore kentinin sokak lambalarının doğal gaz aracılığıyla aydınlatılmasıyla başlar.

Doğal gaz, fosil yakıtların içerisinde en temiz olan enerji kaynağıdır.

Doğal gaz rezervlerinin 79,1 trilyon metreküpü (%40,9) Orta Doğu ülkelerinde, 62,2 trilyon metreküpü (%32,1) Avrupa ve Avrasya ülkelerinde, 33,1 trilyon metreküpü (%17,1) Afrika/Asya Pasifik ülkelerinde bulunmaktadır.

Doğal gaz, daha küçük miktarlarda diğer hidrokarbonlar içeren temelde metandır (CH4). Milyonlarca yıl önce, ölü deniz organizmaları okyanusun dibine battığında ve tortul kaya birikintilerinin altına gömüldüğünde oluşmuştur. Yoğun ısı ve basınca maruz kalan bu organizmalar, milyonlarca yıl içinde gaza dönüştürüldükleri bir dönüşüm geçirdiler.

Doğal gaz, rezervuar adı verilen yeraltı kayalarında bulunur. Kayaların içlerinde su, doğal gaz ve / veya petrol tutmalarına izin veren küçük boşluklar (gözenekler denir) vardır . Doğal gaz, geçirimsiz kaya (caprock adı verilir) tarafından yeraltında tutulur ve çıkarılıncaya kadar orada kalır.

Geleneksel doğal gaz, sondaj kuyularından çıkarılabilir. Şeyl gazı , sıkı gaz, kükürtlü gaz, kömür yatağı metan ve gaz hidratları gibi geleneksel olmayan doğal gaz formları özel ekstraksiyon tekniklerine sahiptir. Doğal gaz, petrolle birlikte rezervuarlarda da bulunabilir ve petrolün yanında çıkarılır; buna ilişkili gaz denir. Geçmişte, bu gaz genellikle bir atık ürün olarak alevlendi veya yakıldı, ancak bugün çoğu yerde yakalanmakta ve kullanılmaktadır.

Metan içeriği ile tanımlanan ve oluşum süreçlerindeki farklılıkları yansıtan iki genel doğal gaz türü vardır:

Sığ derinlikte bakteri çürümesi ile oluşan biyojenik gaz (±% 95 metan) veya "kuru" gaz.
Yüksek sıcaklıklarda oluşan daha düşük kaliteli bir gaz olan termojenik gaz (<% 95 metan) veya "ıslak" gaz. Islak gaz ise metana ek olarak etan ve bütan gibi bileşikler içerir. Bu doğal gaz sıvıları (kısaca NGL'ler), soğutucular gibi çeşitli kullanımlar için ve plastik gibi petrokimyasal ürünler üretmek için ayrı ayrı ayrı ayrı satılabilir. (Avam Kamarası, 2011).

Doğal gaz, toplama hatları adı verilen küçük boru hatlarından , çeşitli hidrokarbonları ve sıvıları saf doğal gazdan ayıran işleme tesislerine gönderilir ve taşınmadan önce 'boru hattı kalitesi' olarak bilinen kuru doğal gazı üretir. İşleme, çeşitli safsızlıkları gidermek için dört ana işlemi içerir:

Yağ ve Yoğuşma Giderimi
Su Giderimi
Doğal Gaz Sıvılarının Ayrıştırılması
Kükürt ve Karbondioksit Giderimi

Gaz daha sonra besleyici adı verilen boru hatlarından taşınır4dağıtım merkezlerine veya depolanmış. Bazı durumlarda, gaz, büyük tankerlerde okyanuslar arasında taşınmak üzere daha fazla sıvılaştırılır, buna Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG) denir.

Doğal gaz çoğunlukla evsel veya endüstriyel ısıtma ve elektrik üretmek için kullanılır. Ayrıca sıkıştırılabilir ve araçlara yakıt sağlamak için (Sıkıştırılmış Doğal Gaz veya CNG) ve gübre, hidrojen yakıt hücreleri ve diğer kimyasal işlemler için bir besleme stoğu olarak kullanılabilir .

Doğal gaz gelişimi (özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde) yatay sondaj ve hidrolik kırılmadaki teknolojik gelişmelerin bir sonucu olarak artmıştır .Doğal gaz yakıldığında, diğer fosil yakıtlara kıyasla daha az sera gazı emisyonu ve hava kirletici olur . Aslında, elektrik üretmek için kullanıldığında, doğal gaz kömürün karbon emisyonunun yaklaşık yarısını yayar.

Daha az emisyona rağmen, doğal gaz hala bir sera gazı kaynağıdır ve tüm fosil yakıtlar gibi, yenilenemez bir kaynaktır. Ek olarak, metan, CO2'nin etkisinin neredeyse otuz dört katı olan güçlü bir sera gazıdır. Sondaj sırasında doğal gaz atmosfere kaçabilir ve iklim değişikliğine katkıda bulunabilir. Doğal gaz sızıntıları, renksiz, kokusuz, oldukça zehirli ve oldukça patlayıcı olduğu için yakındaki topluluklar için de tehlikelidir. Sondaj işleminin kendisi de çoğunlukla arazi bozulması ve atıkların kaldırılmasıyla ilgili çevresel etkilere sahip olabilir.

Doğal Gaz Bileşenleri :

Geleneksel doğal gazın oluşması için dört temel bileşen gereklidir:

Kaynak - Bu, parçalanıp doğal gaz haline gelen ölü bitki ve hayvanları ifade eder.
Göç - Ölü bitkiler ve hayvanlar parçalandıktan sonra, yeni oluşan doğal gaz, kaynağın üzerini örten kayadaki deliklerden yukarı doğru hareket edecektir.
Tuzak - Doğal gaz, gözenekleri olmayan veya birbirine bağlı olmayan gözenekleri olan bir kayaya çarpana kadar kayaların gözeneklerinden yukarı doğru hareket etmeye devam edecektir. Bu kayaya tuzak denir.
Rezervuar - Tuzağın hemen altında bulunan ve tüm doğal gazı tutan kayaya rezervuar denir. Burası doğalgazın çıkarıldığı yerdir.

Geleneksel doğal gaz üretiminin dört ana aşaması vardır:

Keşif: Jeolojik keşif, yeraltı petrol rezervuarlarının yerini ve kapsamını tahmin etmek için jeologlar ve jeofizikçiler tarafından kullanılan bir dizi teknolojidir.
Delme: Bir rezervuar yeterince kesin olarak yerleştirildikten sonra, yüzeyden petrol rezervuarına bir delik açmak için bir sondaj kulesi kullanılır. Daha sonra borular yerleştirilerek yağın yüzeye çıkarılmasına izin verilir. Bazı yağ haznesinde haznenin doğal basınç kullanarak üretilecektir.
Pompalama: Petrol üretildikçe kuyunun basıncı kademeli olarak azalacaktır. Bu noktada, kalan yağın çıkarılmasına izin vermek için bir pompa bağlanacaktır.
Terk Etme: Ekonomik açıdan uygun olan tüm petrol kuyudan çıkarıldıktan sonra, hidrokarbonların kaçmasını önlemek için kuyu çimento ile doldurulur ve alanı korumak için üzerine özel bir kapak yerleştirilir.

Alternatif Enerji

Fosil yakıtlar dışındaki enerji kaynaklarını ifade eder . Bu, tüm yenilenebilir kaynakları ve nükleer enerjiyi içerir .

Nükleer, yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak sınıflandırılmamıştır .

Yenilenebilir ve alternatif enerji arasında ayrım yapmak önemsiz görünebilir, ancak terimler o kadar sık kullanılmaktadır ki, farkı anlamak önemlidir.

Genel olarak, alternatif enerji kaynakları, üretimlerinde doğrudan sera gazı salmadıkları için, ancak elbette tüm enerji türlerinin kendi maliyetleri, faydaları ve ödünleri olduğu için olumlu bakılmaktadır.

Enerji; iş yapma kapasitesi olarak tanımlanabilir. Enerjinin ne yaratılabileceğini ne de yok edilebileceğini belirten termodinamiğin birinci yasasından gelen enerjinin korunumu yasasına tabidir. Bununla birlikte, enerji formları değiştirebilir ve bir yerden diğerine akabilir.

Enerji, doğada aşağıdakiler dahil birçok biçimde bulunur:

Hareket halindeki kütle ile ilişkili enerji olan Kinetik Enerji
Yerçekimi, elektrik veya manyetik alan gibi bir kuvvet alanındaki konumla ilişkili enerji olan Potansiyel Enerji
Kimyasal reaksiyonlarla açığa çıkabilen, belirli malzemelerde depolanan enerji olan Kimyasal Enerji
Bir ortamdaki rastgele moleküler hareketlerle ilişkili enerji olan Termal / Isı Enerjisi ; genellikle sıcaklıkla ilişkilendirilir
Işık ve diğer elektromanyetik radyasyon tarafından taşınan enerji olan Radyant Enerji

Bu enerji sistemi, Birincil Enerji ile başlayıp Faydalı Enerji ile biten bir zincir olarak açıklanabilir. Bize Birincil Enerji vermek için kaynaklar çıkarılır ve işlenir . Bu ham bir enerji şeklidir, bir örnek doğal gazdır. Birincil enerji daha sonra nihai enerji haline gelmek için dönüşüm ve dağıtıma uğrar. Nihai Enerji , elektrik veya ulaşım yakıtı gibi kullanılabilir bir enerji şeklidir. Son kullanım teknolojileri nihai enerjiyi alır ve onu son enerji biçimine - Faydalı Enerji'ye dönüştürür . Yararlı enerji, tüketicilerin aldığı enerji hizmetleriyle ilişkili enerjiyi ifade eder.

Enerjinin anlaşılması ve geliştirilmesi, toplumsal ilerleme için çok önemlidir. Bir bölgenin sosyo-ekonomik gelişimi ile enerji tüketimi arasında doğrudan bir ilişki vardır. Enerjiyi kullanma kabiliyetimiz, bir toplumun teknolojiyi insan emeğinin yerini alacak şekilde kullanmasını sağlar. Enerji, eğlence ve boş zaman endüstrilerindeki ayrılmaz rolü gibi yaşam kalitesinin iyileştirilmesine de yardımcı olur. Enerjiye erişimi olanlar için, onsuz bir hayat hayal etmek zor.

Enerji, modern toplumun her alanında yaygın olsa da, insan sağlığı ve üretimi ve kullanımı ile ilgili çevre üzerinde çok sayıda olumsuz etki vardır.

Nükleer Enerji

Atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein’a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir. Bununla beraber, kütle-enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır. Uranyum, plütonyum ve toryum gibi radyoaktif elementlerin özel yöntemlerle parçalanmasıyla çıkan enerji elektrik üretiminde kullanılır. Bu şekilde elektrik üretilen santrallerde oluşan radyoaktif atıkların en aza indirilmesi için özel haznelere konulup yerin çok derinlerine gömülmesi gibi özel önlemler alınır. Nükleer enerji tesislerinde (atom reaktörleri) işlenmek suretiyle, nükleer yakıtların yapımında tüketilirler. Aynı zamanda da elektrik enerjisi üretiminde kullanılırlar. Uranyum, plütonyum ve toryum, stratejik ve inorganik orijinli metallerdir. Uzay araçları ve dev nükleer denizaltı savaş gemileri ile kıtalararası füzeler, bu madenlerden elde edilen yakıtla işletilir. Ayrıca, elektrik enerjisi elde edilmesi bakımından da büyük önem taşırlar.

Nükleer santraller sahip oldukları güvenlik sistemleri ile doğal olarak çevremizde bulunan radyasyonun ancak % 1’i kadar bir etkiye sahiptir. Bu nedenle nükleer santrallerin yanında yerleşim, tarım, balıkçılık ve turizm yapılabilmektedir. Paris, Londra, New York gibi dünyanın en önemli turizm ve yerleşim merkezlerinin yanı başında nükleer santraller mevcuttur.

Yaklaşık 70 yıllık süre içinde yaşanan tecrübeler, iyi örnekler ve gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde kurulan nükleer santraller 3 (+) nesil olarak anılmaktadır. Dışarıdan insan müdahalesi olmaksızın 72 saat boyunca soğutma, uçak çarpmalarına karşı koruma, pasif güvenlik sistemleri, dijital kontrol odaları, kompakt ekipman ve sistem tasarımları vb. gibi bir çok önemli gelişme nükleer santrallerin daha güvenli bir tasarıma sahip olmalarını sağlamıştır.

Temmuz 2018 itibariyle, 31 ülkede 453 nükleer reaktör işletmede, 17 ülkede 57 adet nükleer reaktörde inşa halindedir. Nükleer Güç Santrallerinde üretilen elektrik dünya elektrik arzının %11’ine denk gelmektedir. Ülke bazında bakılırsa Fransa elektrik talebinin yaklaşık %72’sini, Ukrayna %55’ini, Belçika %50’sini, İsveç %40’ını, Güney Kore %27’sini, Avrupa Birliği % 30 ve ABD %20’sini nükleer enerjiden karşılamaktadır.

İnşa halindeki nükleer reaktörlerin 15’i Çin’de, 7’si Hindistan’da, 6’sı ise Rusya’dadır. Bunun yanında ABD’de 2, Birleşik Arap Emirlikleri’nde 4, Güney Kore’de 4, Fransa ve Türkiye’de 1’er nükleer reaktör inşa halindedir.

Akkuyu NGSantrali :

Ülkemizin yarım asırlık nükleer güç santrali kurma hedefi, “Türkiye Cumhuriyeti Hükümeti ile Rusya Federasyonu Arasında Akkuyu Sahasında Bir Nükleer Güç Santralinin Tesisine ve İşletimine Dair İşbirliğine İlişkin Anlaşma”nın 12 Mayıs 2010 tarihinde imzalanmasıyla gerçekleşmeye başlamıştır. Söz konusu Anlaşma, 15 Temmuz 2010 tarihinde TBMM Genel Kurulu tarafından kabul edilmiş, 6 Ekim 2010 tarihli ve 27721 sayılı Resmi Gazetede yayımlanmıştır. Geçtiğimiz süre zarfında Çevre ve Şehircilik Bakanlığından ÇED olumlu kararı (1 Aralık 2014) ve EPDK’dan 36 ay süreliğine elektrik üretim ön lisansı alınmıştır. Akkuyu Nükleer A.Ş.’nin hazırladığı Saha Parametreleri Raporu TAEK tarafından 9 Şubat 2017 tarihinde onaylanmıştır. 3 Mart 2017 tarihinde Akkuyu Nükleer A.Ş., hazırladığı Ön Güvenlik Analiz Raporu (ÖGAR) ile İnşaat Lisansı başvurusu yapmış, TAEK tarafından yapılan inceleme ve değerlendirmelerden sonra 19 Ekim 2017 de “Sınırlı Çalışma İzni” onaylanmıştır. Sınırlı Çalışma İzni ile Akkuyu sahasında birinci ünitenin temel altı betonu atılmış nükleer güvenlikle ilgili olmayan yapıların inşası başlamıştır. İnşaat Lisansı ise 2 Nisan 2018 tarihinde TAEK tarafından onaylanmış, böylece Akkuyu Nükleer Santralinin ilk ünitesinin temeli yapılan törenle atılmıştır. Bu ünitenin 2023 yılında işletmeye alınması planlanmaktadır.

Türkiye’de elektrik enerjisine talep artmakta ve nükleer enerji üretimi bir ihtiyaç haline gelmektedir. Eğer Akkuyu NGS 10 yıl önce inşa edilmiş olsaydı, Türkiye gaz alımında 14 milyar dolara kadar tasarruf etmiş olacaktı.

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın hesaplamalarına göre, Akkuyu NGS bugün hizmete girmiş olsa, tek başına İstanbul gibi 15 milyon nüfuslu büyük bir kentin elektrik enerjisini karşılardı.

Nükleer Enerji

Nükleer Enerji Hammaddeleri :

Uranyum : Bugün için nükleer enerji hammaddeleri kapsamına uranyum ve toryum girmektedir. Ancak, toryuma dayalı nükleer santralların henüz ekonomik boyutta devreye girmemeleri nedeniyle, toryum, halen sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır.

Nükleer enerji hammaddeleri esas olarak nükleer reaktörde elektrik enerjisi elde etmek için yakıt olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla tüketimi, kurulu nükleer enerji kapasiteleri belirlemektedir.

Bugün için, nükleer enerji hammadde kapsamına uranyum ve toryum girmektedir.Uranyum doğada hiçbir zaman serbest olarak bulunmaz. Çeşitli elementlerle birleşerek uranyum minerallerini meydana getirir. Yerkabuğunda yüzlerce uranyum minerali vardır; ancak bunların büyük çoğunluğu ekonomik boyutta uranyum içermezler. Ekonomik yatak oluşturanlar, autunite, pitchblende (uraninite), coffinite ve torbernite'tir.

Uranyum cevheri doğada bulunuş şeklinden nükleer reaktörde kullanılacak yakıt haline getirilinceye kadar birçok evreden geçer.

Cevher Arama
Cevher Yatağının İşletilmesi, Cevher Çıkarma
Sarı Pasta Üretimi
Sarı Pasta Arıtma (ADU yapımı)
Kalsinasyon ve UO2'ye İndirgeme
UO2'nin UF4'e Dönüştürülmesi
UF4'den UF6 Yapımı.

Uranyum, uluslararası piyasalarda nükleer enerji hammaddesi olarak, sarı pasta halinde işlem görür. Ürün standardı olarak sarı pastanın en az %60U içermesi istenmekte ve arıtılmış bir uranyum bileşiğinde (UO2, UF6 gibi) diğer elementlerin toplamının 1gram uranyum için 300 ppm'den fazla olmaması gerekmektedir.

Uranyumun diğer madenler gibi kolayca alınıp satılamaması, nakliyesinin çok sıkı kurallara, ülkeler arasındaki bazı anlaşmalara ve de uluslararası denetime bağlı olması nedeniyle, nükleer santral kuran veya kurmayı planlayan ülkeler, kendi uranyum kaynaklarını bularak değerlendirmeyi amaçlamaktadırlar.

Uluslararası piyasalarda sarı pastanın en az %60U içermesi istenmekte ve arıtılmış bir uranyum bileşiğinde, diğer elementlerin toplamının, 1gr uranyum için 300ppm'den fazla olmaması gerekmektedir.

Toryum : Uranyum ve plütonyum atomlarının çekirdeklerinin parçalanması sonucu elde edilen nükleer güç, günümüzde çeşitli ülkelerde, insanoğu için kontrol edilebilir enerji teminine önemli katkılarda bulunmaktadır. Uranyum gibi, toryum da bir nükleer yakıt hammaddesidir.

Toryum da uranyum gibi doğada serbest halde bulunmaz, fakat 60 civarında mineralin içinde rastlanır. Bunlardan sadece monazit ve thorite, toryum üretiminde kullanılır. Bu mineraller de genellikle nadir toprak elementleri ile birlikte bulunmaktadır.

Toryum, sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır. Bunun en büyük nedeni, nükleer yakıt çevriminin sorunudur. Toryum-232, bazı proseslerle uranyum-233'e dönüştürülebilmektedir. Toryum-233 de uranyum-235 gibi parçalanabilir bir maddedir. Bu parçalanma sonucunda da büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. Yakıt çevrimi sorunu nedeniyle, bugün için toryumla çalışan ticari ölçekte santrallar bulunmamakla birlikte, bu santralların prototipleri İngiltere, Almanya ve ABD'nde uzun zamandır denenmektedir.

Ticari ölçekte tüketimin olamaması nedeniyle, halen toryumun enerji hammaddesi olarak tüketimi yok denilecek düzeydedir. Enerji hammaddesi olarak kullanımı dışında, değişik kullanım alanlarında tüketilen toryum miktarının fazla olmaması ve yıllık 700 ton ThO2 civarında olan dünya üretiminin tamamen monazitten yan ürün olarak elde edilmesi nedeniyle, halen, sadece toryum için işletilen yatak yoktur.

Güneş Enerjisi

Güneş enerjisi (solar sistem) dünyadaki en bol, yenilenebilir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi sistemlerinin başka bir forma güneşin ısı veya ışık dönüştürmek teknolojilere atıfta enerji kullanımı için

Güneş enerjisinden yararlanan iki teknoloji kategorisi vardır: Solar Fotovoltaikler ve Solar Termal .

Solar Fotovoltaik (veya PV), yarı iletkenler kullanarak güneş ışığını doğru akım elektriğine dönüştüren bir teknolojidir. Güneş yenilenebilir bir kaynak olduğu ve herhangi bir sera gazı yaymaz tr e rgy nesil süreci. Bununla birlikte, diğer yakıt kaynaklarına göre güneş enerjisinin maliyeti, benimsenmesi için bir engeldir. Ek olarak, güneş ışığı coğrafi konuma, mevsime ve günün saatine bağlı olarak değişir ve bunların tümü kullanımında sınırlamalar oluşturur.

Solar Termal: Güneş ısısı, ısı veya elektrik üretmek için güneşten yayılan enerjiyi sıvı ısıtmak için kullanarak dolaylı olarak enerji üretir. Elektrik üretmek için, sıvının ısıtılmasından üretilen buhar, jeneratörlere güç sağlamak için kullanılır. Bu, güneş radyasyonunu doğrudan elektriğe dönüştüren fotovoltaik güneş panellerinden farklıdır.

Enerji üretimi için iki ana tip güneş enerjisi sistemi vardır: aktif ve pasif. Aktif sistemler, ısı taşıyan sıvıları dolaştırmak için fanlar veya pompalar gibi hareketli parçalar gerektirir. Pasif sistemler mekanik bileşenlere sahip değildir ve yalnızca ısıyı yakalamak için tasarım özelliklerine güvenirler (örneğin seralar). Teknolojiler ayrıca sıcaklığa göre gruplandırılır (düşük, orta ve yüksek olarak)

Düşük sıcaklık (<100 ° C) uygulamaları tipik olarak sıcak su veya alan ısıtma için güneş enerjisi termal enerjisini kullanır (Boyle, 2004). Aktif sistemler genellikle içinden sıvının dolaştığı, tavana monte düz plaka toplayıcıdan oluşur. Kollektör güneşten gelen ısıyı emer ve sıvı onu istenen hedefe taşır, örneğin bir yüzme havuzu veya ev ısıtma sistemi. Pasif ısıtma sistemleri, güneş enerjisini daha iyi yakalayarak veya yansıtarak ısıtma veya soğutma sistemlerine olan ihtiyacı azaltan akıllı bina tasarım uygulamalarını içerir .
Orta sıcaklık (100-250 ° C) uygulamaları yaygın değildir. Bir örnek, güneş ışınlarını merkezi bir pişirme kabına odaklamak için özel olarak şekillendirilmiş bir yansıtıcı kullanan bir güneş fırını olabilir. Benzer sistemler endüstriyel işlemler için kullanılabilir ancak yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Yüksek sıcaklık (250 ° C>) güneş enerjisi sistemleri, güneş enerjisini merkezi bir kolektörde yoğunlaştırmak için ayna grupları kullanır. Bu konsantre güneş enerjisi (CSP) sistemleri, buhar üretmek için yeterince yüksek sıcaklıklara ulaşabilir ve bu da daha sonra bir türbini döndürerek bir jeneratörü elektrik üretmek için çalıştırır.

Biyokütlesel Enerji

Enerji üretimi için kullanılan organik materyali ifade eder . Bu enerji üretim süreci Biyoenerji olarak adlandırılır. Biyokütle, öncelikle canlı veya yakın zamanda yaşayan bitkiler ve endüstriyel ve ev kullanımından kaynaklanan biyolojik atıklar şeklinde bulunur. Terimin genişliği nedeniyle, biyokütlenin fiziksel bileşimi tutarsızdır, ancak genellikle karbon, su ve organik uçucuları içerir.

Biyokütleden enerji üretimi için, hammadde terimi, bir enerji biçimi üretmek için hangi tür organik malzemenin kullanılacağını belirtmek için kullanılır. Besleme stoğu daha sonra birçok işlemden biri aracılığıyla kullanılabilir bir enerji formuna dönüştürülmelidir.

Hammadde + İşlem -> Kullanılabilir Enerji Formu

Bazı yaygın biyokütle dönüştürme süreçleri şunları içerir:

Yanma : Yanıcı maddelerin, ısıyı serbest bırakmak için hava veya oksijen varlığında yakılması işlemi. Biyokütlenin enerji için kullanılabileceği en basit yöntemdir. İlkel haliyle, yanma, alan ısıtma (yani sıcaklık için ateş) için kullanılır, ancak aynı zamanda elektrik üretimi için buharı ısıtmak için de kullanılabilir.
Gazlaştırma : Biyokütlenin Üretici Gaz (CO + H 2 + CH 4 ) veya Syngas olarak adlandırılan yanıcı bir gaz karışımına dönüştürülmesidir. Gazlaştırma işlemi daha sonra yerine kullanılabilir sentez gazı oluşturmak için ısı, basınç ve kısmi yanma, kullanan doğal gaz
Piroliz : Oksijen yokluğunda termal ayrışmadan oluşur. Gazlaştırmanın öncüsüdür ve hem gazlaştırmanın hem de yanmanın bir parçası olarak gerçekleşir.. Piroliz ürünleri , prosesin parametrelerine bağlı olarak her birinin oranları ile gaz, sıvı ve satılan bir kömürü içerir.
Anaerobik sindirim (veya biyolojik sindirim ): bakterilerin organik materyali havasız ortamda parçalayarak metan ve katı bir artık içeren bir biyogaz oluşturduğu süreçtir. Metan daha sonra enerji üretmek için yakalanabilir. Benzer şekilde, katı kalıntı da enerji üretmek için yakılabilir.
Fermantasyon : bir bitkinin glikozunun (veya karbonhidratının) bir alkole veya aside dönüştürülmesini içerir. Biyokütle materyaline, etanol (alkol) ve karbondioksit üretmek için şekerle beslenen maya veya bakteri eklenir. Etanol damıtılır ve otomotiv yakıtı olarak kullanım için gerekli saflığı elde etmek üzere daha yüksek bir alkol konsantrasyonu elde etmek için dehidre edilir. Fermantasyon işleminden elde edilen katı kalıntı, sığır yemi olarak kullanılabilir ve şeker kamışı durumunda, kazanlar için veya daha sonra gazlaştırma için bir yakıt olarak kullanılabilir.

Bazı hammaddeler, belirli biyokütle dönüştürme işlemleri için diğerlerinden daha elverişlidir. Hangi hammaddelerin ve işlemlerin kullanılacağının belirlenmesi, büyük ölçüde kaynakların mevcudiyeti ve istenen son enerji biçimi ile belirlenir.

Sanayi devriminden önce, biyokütle birincil enerji kaynağıydı. Biyokütle artık toplam dünya enerji kullanımının yalnızca küçük bir yüzdesini oluşturuyor. Bununla birlikte, yaklaşık 2,5 milyar insan için, yemek pişirmek ve ısıtmak için birincil enerji kaynağı olmaya devam ediyor. Biyokütlenin kullanımı, kullanıldığı bölge için oldukça bağlamsaldır - kaynakların mevcudiyeti, teknolojinin mevcudiyeti ve ekonomik uygulanabilirlik, biyokütle kullanımının itici güçleridir.

Bazı yetki alanları - özellikle sürdürülebilir ormancılık girişimleri olanlar - biyokütlenin "karbon nötr" bir enerji kaynağı olduğunu ilan etti. Bu, biyokütlenin yanmasından kaynaklanan karbon emisyonlarının gelecekte biyokütle reaktörlerini beslemek için yetiştirilen tesisler tarafından yeniden yakalanacağı ve böylece tesis için bir karbon döngüsü oluşturacağı mantığına dayanmaktadır.

Çevresel faydalar ve maliyetler, kullanılan teknoloji ve hammaddelere bağlı olarak oldukça bağlamsaldır. Atıktan enerji gibi bazı biyokütle süreçleri daha düşük CO2 emisyonları nedeniyle lanse edilirken, yanma, karbondioksit ve insan sağlığı için önemli bir endişe kaynağı olan parçacıklı madde gibi bazı işlemler.

Dünyanın enerji açısından en fakir halkları ve bölgeleri, enerji ihtiyaçlarının çoğu için hala biyokütleye güveniyor. Biyokütlenin yakılması için uygun havalandırma mekanizmalarının olmaması, büyük bir sağlık sorunudur ve gelişmekte olan dünyanın çoğunda kısa yaşam sürelerine katkıda bulunur.

Biyokütle ile ilgili endişeler insan sağlığının ötesine geçer. Kullanılan biyokütle kaynağına bağlı olarak, ormansızlaşma, ekim alanlarının bozulması (tarımsal kalıntıların yön değiştirmesi nedeniyle) ve arazi kullanımının değiştirilmesi, biyokütle ile ilgili sorunlar olabilir.

Biyokütlesel Enerji

Jeotermal Enerji

Yer kabuğunun iç ısısını kullanarak enerji üretimini ifade eder . Bu ısı, minerallerin radyoaktif bozunmasından ve dünyanın orijinal oluşumundan kaynaklanan sürekli ısı kaybından gelir.

Jeotermal enerji üretimi içeren sondaj 3-10 km'lik yaklaşık derinlikte yerkabuğunun içine kuyu. Isı, çeşitli yöntemlerle çıkarılır, ancak çoğu durumda su ve buhar kullanılarak Dünya'dan çekilir. Dünyadaki sıcak su evleri ve binaları ısıtmak için çıkarılabilir. Bu, ya sıcak suyu doğrudan binalarda dolaştırarak ya da ısıyı binaya aktaran bir ısı eşanjöründen pompalayarak yapılır. Jeotermal ısı, bir jeotermal enerji santralinde elektrik üretmek için de kullanılabilir . Elektrik, jeotermal ısı bir jeneratördeki türbinleri döndüren buhar ürettiğinde üretilir.

Jeotermal teknolojisi yalnızca belirli jeolojik koşullara sahip yerlerde kullanılabilir. Bu nedenle, jeotermal gelişimin ana bölgeleri dünyanın en volkanik ve tektonik olarak aktif bölgelerindedir. Örneğin, ısı ve enerji santralleri İzlanda, Endonezya, Yeni Zelanda, Hawaii, Kaliforniya ve Ekvador'da bulunabilir. Bu bölgelerde, enerji ve ısıtma sektörlerinin önemli bir bölümünü oluşturabilir - örneğin, alan ısıtmanın% 90'ından fazlası ve İzlanda'daki elektriğin% 27'sinden fazlası jeotermal enerjiden sağlanmaktadır.

Uygun şekilde yönetilirse, jeotermal yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji şeklidir çünkü Dünya'nın doğal ısısını kullanarak elektrik üretir. Sorumsuzca geliştirildiğinde, yüzeyin altındaki zemin sıcaklıkları düşebilir. Jeotermal çevre dostu bir teknolojidir çünkü çok az sera gazı emisyonu üretir veya hiç üretmez.

Jeotermal enerji şu anda dünyanın enerji tedarik karışımının küçük bir kısmı olmasına rağmen, temel yük elektrik ihtiyaçlarına hizmet edebilecek güvenilir bir enerji üretimi kaynağı olduğu için gelecekteki gelişim için büyük bir potansiyele sahiptir.

Jeotermal enerjiyle ilgili bir endişe, yeraltı suyu kullanımıdır. Bu suyu çıkarma işlemi, istemeden atmosfere karbondioksit ve hidrojen sülfit salabilir. Bu emisyonların salınımını azaltmak, bu teknolojiyi geliştirirken önemli bir zorluktur.

Son olarak, jeotermal enerjinin maliyetleri büyük ölçüde önceden ödenir. Basitçe söylemek gerekirse, bir jeotermal tesisin istenen üretim özelliklerini karşılayabilmesini sağlamak için sismik algılama, test kuyu açma, doğrulama testleri ve diğer gerekli ön araştırmaları gerçekleştirmek pahalıdır.

Jeotermal enerji kullanımı üç tipte sınıflandırılabilir:

• Doğrudan kullanım uygulamaları :

Muhtemelen en yaygın olarak kullanılan uygulama grubudur. Herhangi bir özel ekipmana ihtiyaç duyulmadan ısıtılmış yeraltı suyunun doğrudan kullanımıdır. Tüm doğrudan kullanımlı uygulamalar, minimum sıcaklıktaki jeotermal kaynakları kullanır ki bu da yaklaşık 50 ila 150 °C (122 ve 302 °F) arasında sıcaklıktadır. Bu minimum sıcaklıktaki jeotermal su ve buhar, tek evlerin yanı sıra farklı evlerin merkezi bir tedarik kaynağından ısıtıldığı tüm mahalleleri ısıtmak için de kullanılabilir.

Ayrıca dünya genelinde birçok yüzme havuzu, kaplıca, sera ve su ürünleri havuzları jeotermal kaynaklarla ısıtılmaktadır.

Jeotermal enerjinin pek çok benzer uygulaması arasında yemek pişirme, endüstriyel uygulamalar (meyve, sebze ve odun gibi), sütün pastörizasyonu ve büyük ölçekte de kar eritme ışi yer alır.

• Jeotermal ısı pompaları :

Bu sistem toprağa gömülü bir dizi boru (ısı eşanjörü) ve bir pompadan oluşur. Borular aracılığıyla dolaşan sıvı aracılığıyla yüzey ve hava arasındaki ısı enerjisi değişimi ilkesi ile çalışır. Kullanılan sıvı genellikle su veya su-antifriz karışımıdır. Yaz aylarında, sıcak havadan gelen ısı, ısı eşanjörüne ve akışkana aktarılır. Isı borulara ve kayalara, toprağa ve yeraltı suyuna dağıtılarak, ısı transfer edilir. Daha soğuk aylarda, pompa tersine çevrilir. Ilık ve nemli toprakta ısı enerjisi sıvı sıcaklığını arttırır. Bu enerji daha sonra evin içindeki havayı ısıtan ısı pompasına iletilir.

Jeotermal ısı pompası sistemleri, geleneksel ısıtma ve soğutma sistemlerine göre %25 ila %50 daha az enerji kullanır ve çok yönlü yapıları ile farklı durumlara da uyarlanabilir.

• Elektrik enerjisi üretimi : Jeotermal enerji, sıcaklığa ve sıvı (buhar) akışına dayalı elektrik üretmek için kullanılabilir. Jeotermal enerji santralleri, elektrik üretirken çeşitli tasarım farklılıklarına rağmen, bir nevi buhar makineleri olarak çalışır. Temel ilke; su buharını tazyik ile tribüne üflemektir. Aynı zamanda, yoğunlaştırılıp daha sonra kullanılmak üzere tekrar tekrar ısıtılacak su, bir döngü içinde hareket eder, jeotermal enerjinin bir yenilenebilir enerji şekli olarak görülmesinin nedeni de budur.

Doğrudan yer altından fışkıran (ya da yukarı pompalanan) buhar ve sıcak suyun (ıslak buhar) bir kombinasyon oluşturularak santralde kullanır. Kombine edilmiş buharın 175 °C'nin (347 °F) üzerinde olması daha ekonomik elektrik üretiminin önünü açar.

Jeotermal bir kaynaktan gelen sıcak sıvı, 10 km kadar derinliklerden sonda edilmiş olabilir.

Daha sonra kullanılmak üzere sıcak sıvı toprak üzerine yerleştirilen izole boru hatları ile (2–5 °C'den (3,6–9 °F) daha az sıcaklık kaybıyla) elektrik üretimi için santrale yönlendirilir.

Jeotermal enerjinin artık en değerli enerji kaynaklarından biri olduğu varsayılmaktadır. Sadece yenilenebilir bir enerji türü değildir, aynı zamanda çoğu alanda mevcuttur ve birçok açıdan bazı geleneksel kaynakları bile aşmaktadır.

Jeotermal enerjinin, özellikle geleneksel enerji kaynaklarıyla ilgili olarak sayısız faydası vardır ki en önemlisi, Jeotermal enerji çevre için değerli bir kaynak olmasıdır. Jeotermal enerji öncelikle fosil yakıtlar kullanılmadan çıkarılır ve jeotermal alanlar neredeyse hiç emisyon üretmez. Ayrıca, geleneksel güç tüketiminde yüzde 80'e varan tasarruf sağlayabileceğiniz için jeotermal enerji son derece yararlıdır. Jeotermal enerji topraktan elde edilir ve hidrojen sülfür, karbondioksit, metan ve amonyak gibi sera gazları açığa çıkar. Yayılan gaz miktarı fosil yakıtlara göre oldukça düşüktür.

Güneş, rüzgar veya biyokütle gibi yenilenebilir enerji ile karşılaştırıldığında, jeotermal enerji olağanüstü sabit bir enerji kaynağıdır, bu nedenle rüzgara veya güneşe bağlı değildir ve yıl boyunca kullanılabilir. Farklı enerji kaynaklarının ne kadar kararlı olduğunu gösteren kullanılabilirlik değişkenine bakacak olursak, jeotermal enerji diğer türlerin çok üzerinde yer almaktadır.

Ancak, madalyonun iki yüzü her zaman mevcut olmasından dolayı, jeotermal enerjinin de dezavantajları söz konusudur.

Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji olarak kabul edilse de bazı yerler zaman zaman soğuyabileceği için sürdürülebilirlik sonlanabilmektedir. Jeotermal enerji, yüksek termal gradyanlara sahip bölgelerde bulunur, bu gradyan levha uzunluğu alanlarında (örneğin, Pasifik Ateş Çemberi boyunca) veya Yellowstone Ulusal Parkı ve Hawaii Adaları gibi ince kabuk (sıcak noktalar) ile işaretlenmiş alanlarda bulunur. Bu alanlarla bağlantılı jeotermal havzalar bir ısı kaynağına, optimum su beslemesine, optimum geçirgenliğe sahip bir havzaya veya sıvıların yüzeye yakın artmasına izin veren bir yapıya sahip olmalıdır.

Jeotermal sistem yüksek yatırım maliyetleri vardır. Yatırım maliyetlerinin geri dönüş süreci uzundur. Bu nedenle özel işletme yatırımcılarının, devlet ihalelerine giren şirketlerin tercihleri listesinde değildir. Bu nedenle Jeotermal santraller kendini, sosyal kamu anlayışına sahip yönetimlerde daha çok kendini göstermektedir.

Rüzgar Enerjisi

Rüzgar Enerjisi çevremizdeki doğal rüzgarı yakalar ve havanın hareketini mekanik enerjiye dönüştürür . Rüzgar, atmosferik basınçtaki farklılıklardan kaynaklanır. Rüzgar hızları coğrafyaya, topografyaya ve mevsime göre değişir. Sonuç olarak, rüzgar enerjisi üretimi için diğerlerinden daha uygun olan bazı yerler vardır. Bitki örtüsü, dağlar ve binalar gibi onları yavaşlatacak daha az nesne olduğundan genel olarak rüzgar hızları kıyıya yakın ve açık denizde daha yüksektir. Hava hareketini elektriğe dönüştürmek için kullanılan mekanizmaya türbin denir. Bir türbin, birkaç eğirme kanadına sahip büyük bir yapıdır. Bu kanatlar, rüzgar kanatların dönmesine neden olduğunda elektrik üreten bir elektromanyetik jeneratöre bağlıdır.

Geleneksel olarak, bu enerji tahıl öğütmek ve su pompalamak için kullanılıyordu, ancak bugün en çok elektrik üretmek için kullanılıyor. Rüzgar enerjisi, küresel elektrik tedarik karışımının giderek daha önemli bir parçası haline geliyor.

Rüzgarın en büyük avantajı, temiz ve yenilenebilir bir enerji şekli olmasıdır. Elektrik üretimi, doğrudan karbon emisyonu veya hava kirletici madde içermez ve su tüketmez. Rüzgar ayrıca, ilk inşaattan sonra nispeten düşük işletme ve bakım maliyetlerine sahiptir.

Bununla birlikte, rüzgar enerjisi de çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır. Rüzgar hızları gün ve yıl boyunca değişebilir ve güç şebekelerinde kesinti sorunlarına neden olabilir.

Rüzgar enerjisinin fiyat etiketi geleneksel olarak geleneksel elektrik üretim kaynaklarından daha yüksektir, ancak rüzgar maliyeti eğrisi son yıllarda önemli ölçüde düşmüştür.

Su Enerjisi

Dünya yüzeyinin yaklaşık yüzde 71'i suyla kaplıdır. Hareketli suyun sahip olduğu kinetik enerjinin elektriğe dönüştürülmesi işidir. Hidroelektrik santrallerinden elde edilen elektrik, küresel elektrik üretiminin yaklaşık% 16'sını oluşturan , en yaygın kullanılan yenilenebilir enerji türüdür.

İki su enerjisi teknolojisi vardır; Hidroelektrik ve Gelgit Gücü .

Hidroelektrik :

Düşen (potansiyel enerji) veya akan sudan (kinetik enerji) elde edilen elektrik enerjisidir. Suyun hareketi, bir jeneratöre bağlı bir tribünün kanatlarını döndürür. Burada mekanik enerji elektriğe dönüştürülür.

Kısaca söylemek gerekirse, istasyonun yapıldığı barajın arkasında büyük miktarda su tutulmaktadır. Kontrollü miktarlarda su, bu barajın tepesine yakın bir yerden suyun bir tribünden (esas olarak bir dizi fan kanadı) geçmesine neden olan beton tünellere akmasına izin verilir, bu da akan suyun kinetik enerjisini yükseltir ve tribünde kuvvetli dönme hareketini sağlar.

Türbin, kontrollü bir hızda dönmesi için yapılmış bir elektrik jeneratörüne bir dişli mekanizması aracılığıyla bağlanır. Bu jeneratör, türbinin dönme kinetik enerjisini elektrik enerjisine (kesin olarak alternatif akım) dönüştürür. Gerilimi çok yüksek bir değere çıkarmak için bir transformatör kullanılır, böylece elektrik enerjisi tüketicilere iletilirken minimum enerji ısıya dönüşür.

İki ana hidroelektrik teknolojisi vardır

Barajlar Santralleri: Set ile kesilen nehirlerin üzerinde göller kurarak suyun basıncının arttırılması ve oluşturulan kot farkı ile kinetik enerjiyi en üste çıkartıp, tribünlere uygulanacak en üst döndürme kuvveti ile elektrik üretme ilesine sahiptir.
Nehir Santralleri : Yüksek debiye sahip noktalarda uygulanır. Ancak debi tek başına yeterli değildir. Akış hızının da yüksek olması gerekir. Akıntının yüksek değere ulaşması için nehir yatakları çoğu uygulamada büyük boru içine alınır ve bir süre nehrin bu boru içinden geçmesi sağlanır. Boru çapı düşürülerek suyun kinetik enerjisi biraz daha yükseltilir ve su tribünden geçirilir ve sonra borudan tahliye edilerek nehrin tekrar doğal yatağına dönmesi sağlanır. Ancak bu nokta genellikle nehrin deniz ya da okyanus ile buluşacağı son noktalara yakındır. Bu nedenle uzunca bir mesafede nehir doğal ortamından uzaklaştırılır ki bu da doğadaki canlılığa olumsuz etki etmektedir. Türkiye'de HES olarak uygulanan bu elektrik üretme tekniğinin bir çok toplumsal protestolara neden olması da bu yüzdendir.

Gelgit gücü :

Gelgitlerdeki doğal yükseliş ve düşüşü elektriğe dönüştürür. Gelgit enerjisi, gelgit çitleri, barajlar ve türbinler gibi çeşitli özel teknolojileri kullanarak elektrik üretmek için mekanik enerjiyi kullanır. Ek olarak, özel bir şamandıra veya başka bir yüzer cihaz kullanılarak okyanus yüzeyindeki dalgalardan enerji yakalamak için dalga gücü kullanılabilir.

Sudan gelen enerji, elektrik üretmek için Dünya'nın su döngüsünü ve yerçekimi kuvvetini kullandığı için yenilenebilir bir enerji olarak kabul edilir. Ayrıca sera gazı emisyonları veya hava kirleticileri de yaymaz. Ancak, su enerjisi teknolojisine bağlı olarak, olumsuz çevresel arazi kullanımı etkileri bir sorun olabilir.

Su, enerji üretim sürecinde de yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Enerji sektöründe kullanılan suyun büyük çoğunluğu termik santralleri soğutmak içindir, çünkü su atık ısıyı kontrol etmek için en etkili ortamdır. Su ayrıca fosil yakıt çıkarma ve işleme ve biyoyakıt mahsullerinin sulamasında buhar üretmek için kullanılır . Dünyadaki su çekiminin yaklaşık yüzde 15'i enerji üretimi içindir, ikincisi ise tarımdır. Kıtlığı ve enerji üretimindeki son derece önemli rolü göz önüne alındığında, su kullanımı ve tasarrufu, enerji endüstrisindeki birçok paydaşın karşılaştığı bir zorluktur.

Su Enerjisi