YAKITLAR

YAKIT NEDİR? Fiziksel ve kimyasal yapısında bir değişim meydana geldiğinde enerji (ısı) açığa çıkaran her türlü malzemenin genel adına yakıt denir. Yakıtlar içerdikleri enerjiyi ya yanmak gibi kimyasal anlamda ya da nükleer füzyon gibi nükleer anlamda serbest bırakırlar. Yakıtların en önemli özelliklerinden biri enerji üretebilmeleri için depolanabilmeleri ve sadece gerektiğinde bir iş üretebilmek için gerekli olan enerjinin üretimi için kullanılabilmeleridir. Yakıtların esas maddesini organik karbon teşkil eder. Isı, bu organik karbonun oksijen ile reaksiyonu sonucunda açığa çıkar. Bu reaksiyon ısısından sanayide büyük ölçüde faydalanılır.

Yakıtların Sınıflarndırılması Sanayide kullanılan yakıtlar üç büyük gruba ayrılabilir: 1-Katı yakıtlar A)Doğal katı yakıtlar B)Suni katı yakıtlar 2-Sıvı yakıtlar (akaryakıtlar) A) Dogal sıvı yakıtlar B)Suni sıvı yakıtlar 3-Gaz yakıtlar

1. Katı Yakıtlar a) Doğal katı yakıtlar: Katı yakıtların en önemli olanları doğal katı yakıt olarak adlandırdığımız fosil kömürlerdir. Bu kömürler oluşum devirlerine göre; antrasit, taşkömürü, esmer kömür, linyit kömürü, turb sırasını takip eder. Bir de bunlardan farklı olan odun vardır. Sıvı ve gaz yakıtların giderek azalması sebebiyle biomass enerjisinin önemi giderek artmaktadır. Şeftali çekirdeği, Prina (Zeytinyağı posası) kayısı çekirdeği, badem kabukları alternetif katı yakıt türlerindendir. b) Suni katı yakıtlar: Doğal katı yakıtlardan elde edilen kok ve odun kömürüdür.

KÖMÜR Kömür; çoğunlukla karbon, hidrojen ve oksijenden oluşan az miktarda kükürt ve nitrojen içeren,kimyasal ve fiziksel olarak farklı yapıya sahip maden ve kayaçtır. Diğer içerikleri ise kül teşkil eden inorganik bileşikler ve mineral maddelerdir. Bazı kömürler ısıtılınca ergir ve plastik hale gelirler. İşlemler sonucunda katran, likör ve çeşitli gazlar elde edilebilmektedir. Kömürleşme süreci ve yataklanma, nem içeriği, kül ve uçucu madde içeriği, sabit karbon miktarı, kükürt ve mineral madde içeriklerinin yanısıra jeolojik, petrografik, fiziksel, kimyasal ve termik özellikler yönünden kömürler çok çeşitlilik gösterirler. Bu durum birçok ülkede kömürlerin birbirine benzer özellikler ve yakın değerler temelinde sınıflandırılmasını zorunlu kılmıştır. Kömür üretimi, kullanımı ve teknolojisinde ileri ülkeler öncelikle kendi kömürlerinin özelliklerine göre bir sınıflama yaptıkları gibi uluslararası genel bir sınıflama için ortak standartlar da geliştirmişlerdir. Değişik tipte kömürlerin kullanım amaçlarına göre uluslararası sınıflandırılmasında; ilk olarak 1957 yılında çeşitli ülkelerden üyelerin oluşturduğu Uluslararası Kömür Kurulu`nca birçok ülkeden temin edilen numuneler üzerinde yapılan çalışmalar, Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) tarafından da desteklenerek genel bir sınıflama yapılmıştır. Bu sınıflamada; kalorif değer, uçucu madde içeriği, sabit karbon miktarı, koklaşma özellikleri temel alınarak sert ve kahverengi kömürler olarak iki ayrı sınıfa ayrılmıştır:

a) Sert kömürler; ıslak ve külsüz bazda 5,700 KCal/Kg`ın üzerinde kalorifik değerdedir. Uçucu madde içeriği, kalorifik değer ve koklaşma özelliklerine göre alt sınıflara ayrılırlar. b) Kahverengi kömürler; ıslak ve külsüz bazda 5.700 KCal/Kg'ın altında kalorifik değerdedir. Toplam nem içeriği ve kalorifik değere göre alt sınıflara ayrılırlar.

  Kömür oluşumu gerekli şartlar sağlandığında aşağıdaki gibi oluşur; ·Turba: Kömürün habercisi olarak düşünülebilir. Asidik ortamda bitkinin ve böcek ile hayvan artığının çürümemesini sağlayarak oluşur. Bazı bölgelerde endüstriyel önemi vardır. Bu örnek olarak Finlandiya ve İrlanda’yı verebiliriz. Dehidrat formunda olduğu için karada ve suda tutuşturma yağı ve yakıtı için oldukça etkili bir absorbenttir. ·Linyit: Kahverengi kömür olarak da nitelendirilen linyit, en düşük derecesindedir. Genellikle elektrik üreten yerlerde yakıt olarak kullanılır.  Sıkılaştırılmış linyite siyah amber denir ve parlaklaştırılarak dekoratif amaçlı kullanılmaktadır. ·Alt Bitümlü Kömür:  Bitümlü ile linyit arasındaki derecede kalan bu kömür elektrik üretiminde yakıt olarak kullanılmaktadır. İçerdiği hafif hidrokarbonlar vasıtasıyla kimyasal sentez endüstrisinde de kullanılmaktadır. ·Bitümlü Kömür:  Yoğunlukça tortul kaya, rengi genelde siyah ama bazen siyah -kahve olan parlak ve matın grubunda iyi bir şekilde tanımlanmış öncelikli olarak elektrik üretiminde yakıt olarak kullanılan, daha sonrasında üretim sahasında ısı ve güç olarak veya kok yapımında kullanılan kömür tipidir.

·Buhar Kömürü: Bitümlü kömür ve antrasitler arasında kalan kömür çeşididir.  Buharlı lokomotiflerde kullanılmaktadır. Amerika’da deniz kömürü olarak bilinen küçük buhar kömürleri evsel ısıtma suyu olarak kullanılmaktadır. ·Antrasit: En yüksek dereceli, sert özelliğe sahip, parlak özelliğe sahip bu kömür genellikler ticari yerlerde ve evlerde ısıtmada kullanılmaktadır. ·Grafit: Teknik olarak yüksek dereceye sahip olsa da oldukça zor bir şekilde ateşlendiğinden yakıt olarak kullanılmaz. Genellikle kurşun kalem olarak kullanılır veya ufaltılarak yağlayıcı madde olarak kullanılır.    Kömürün sınıflandırılması içindeki uçucu madde oranına göre yapılsa da kesin sınıflandırma ülkeden ülkeye değişmektedir.

Kömürün Kullanımı ve Teknolojisi Kömür, termik santralda elektrik enerjisi üretiminde, konutlarda, sanayide, ulaştırmada, ısınma amaçlarıyla kullanılır. Ayrıca, kömürlerden asilleştirme ve teknolojik yöntemlerle bir çok ürün elde edilebilir. Bu yöntemlerden başlıcaları; koklaştırma, sıvılaştırma ve gazlaştırmadır. Koklama ve Kok Kullanma 1000 C’deki fırınlarda Oksijensiz ortamda bitümlü kömürlerin yakılarak içindeki uçucu ve Kükürtlü bileşenlerin çıkarılması ile elde edilen katı karbonlu bileşiğe kok denilir. Metalürjik kok ise yanma fırınları içersinde kokan demir cevherleri içinde azaltma ajanı ve yakıt olarak kullanılmaktadır. Döküm demiri Karbon içeriği bakımından zengindir. İyileştirme yapılarak çeliğe çevrilir. Kok yüksek yanma fırınlarında dirençlidir. Bu yüzden geleneksel çelik yapımında kullanılmaktadır. Diğer kömürler kullanıldığında ise Demir kaybına neden olur. Kömürden yapılan kok gri, sıkı, gözenekli ve 29,6 MJ/kg ısıtma değerine sahiptir.  Bazı kok yapma prosesleri değerli olan kok katranı, amonyak, hafif yağlar ve kömür gazı üretir. Sıvılaşma Kömür çeşitli yöntemler ile gaz yağı ve motorine dönüştürülür. Bu yöntemler ile kömür ya hidrojenleşir ya da karbonize edilir.  Karbonikleşme yönteminde 360 -750 C’de kömür kok haline getirilir. Kok katranı iyice zenginleştirilir. Fisher Tropsch yöntemi ile kok gaz fazına geçirilir. Sonra sıvılaştırılır.  Sentetik olarak kömürden elde edilen yakıtlarda CO2 yayılımı eğer herhangi bir arıtma olmaz ise ham petrolden daha fazla olur. Rafine Edilmiş Kömür Bu çeşit kömürleri elde etmek için düşük kalitedeki kömürler çeşitli yöntemlerden geçerek içindeki rutubeti ve kirlilik yapan maddeleri atarlar. Böylece düşük kaliteli kömürün kalitesi artar.

Büyük Kömür üreticileri Aşağıda yıllık üretimleri 100 milyon ton’dan fazla olan ülkeler listelenmiştir.

Türkiye’de taş kömürü Ülkemizin en önemli taşkömürü rezervleri Zonguldak ve civarındadır. Zonguldak havzasında bugüne kadar yapılan çalışmalar sonucunda 1,1 milyar ton rezerv saptanmıştır. Bu rezervinyaklaşık 423 milyon tonu görünür niteliktedir. Havza, Karadeniz Ereğli'den başlayarak Kandilli, Zonguldak, Amasra, Pelitovası, Azdavay ve Söğütözü’ne kadar uzanan bölgeyi kapsamaktadır. Türkiye’de linyit Linyit sahaları ülkemizde bütün bölgelere yayılmış olup ısı değerleri 1.000 – 5.000 kcal/kg arasında değişmektedir. Toplam linyit rezervlerimizin yaklaşık %6,9'u 3.000 kcal/kg'ın üzerinde, %13,2'si 2.500-3.000 kcal/kg arasında, %79,9'u ise 2.500 kcal/kg’ın altında ısı değerine sahiptir.

2. Sıvı Yakıtlar (Akaryakıtlar): Ham petrol ile fosil kömürü katranından elde edilen maddelerdir. Kömürden elde ediş maliyeti ham petrolden elde ediş maliyetinden çok daha fazladır. a) Doğal akaryakıtlar: Ham petrolün destilasyon ürünleridir. b) Suni akaryakıtlar: Bunlar da elde edildiği kaynağa göre üç tiptir: -Taşkömürü, linyit, odun ve bitüm ile asfaltın destilasyonundan elde edilen ürünler -Ağır petrol fraksiyonlarından elde edilen ürünler -Sentez yolu ile yapılan sıvı yakıtlar.

Haziran 2004’ten itibaren ülkemizde rafinaj sektöründe sadece TÜPRAŞ (Türkiye Petrol Rafinerileri A.Ş.) faaliyet göstermektedir. TPAO, 1954 yılında 6327 sayılı kanunla, ülkemizde kamu adına petrol faaliyetlerini yürütmek üzere kurulmuştur. 1983 ve 1984 yıllarında kamu petrol sektöründe yapılan reorganizasyon çalışmaları sonucunda TPAO kamu adına petrol, doğalgaz ve jeotermal enerji kaynaklarının aranması ve üretimi alanlarında bizzat, rafinaj, dağıtım ve pazarlama konularında ise dört bağlı ortaklığı (BOTAŞ, DİTAŞ, TÜPRAŞ, POAŞ) ile faaliyetlerini sürdüren bir kuruluş haline gelmiştir. Ancak 1990 yılından itibaren bağlı ortaklıklar birer birer özelleştirme kapsamına alınmış ve TPAO entegre yapısını kaybederek sadece arama ve üretim faaliyetlerini sürdüren bir şirket haline gelmiştir. Şirket, 2004 yılı içinde ortak üretim yaptığı sahalar da dahil olmak üzere 55 petrol ve 18 gaz sahasından 10.535.834 varil ham petrol ve 432,7 milyon sm3 doğal gaz üretmiştir.

Sektörde Faaliyet Gösteren Uluslararası Organizasyonlar Sektörde faaliyet gösteren en büyük iki organizasyon OPEC (Petrol Üreten ve İhraç Eden Ülkeler) ve UEA (Uluslararası Enerji Ajansı)'dır. OPEC, 10-14 Eylül 1960 yılında Bağdat Konferansı sırasında İran, Irak, Kuveyt, Suudi Arabistan ve Venezuella tarafından kurulmuş olan hükümetler arası daimi bir organizasyondur. Esas amacı üye ülkeler arasında petrol politikalarını birleştirmek ve koordine etmek olup, petrol üreticisi ülkeler arasında petrol fiyatında istikrarı sağlamak, tüketici ülkelere ekonomik, istikrarlı ve verimli bir petrol arzı temin etmek ve ayrıca petrol endüstrisine yatırım yapan yatırımcılara iyi bir gelir sağlamaktır. UEA, Dr. Henry Kissinger'in tavsiyelerine uygun olarak Kasım 1974'de OECD konseyi tarafından enerji problemleri konusunda işbirliğini geliştirmek amacıyla kurulmuştur.

Petrol Arama Faaliyetleri Dünya birincil enerji tüketiminde; petrolün payı % 40, kömürün payı % 28, doğal gazın payı ise % 23’tür. Birincil enerji tüketiminde en büyük payın petrol ve doğal gaza ait olması ve gelişmiş ülkelerin yaşamlarını petrolsüz sürdüremeyecekleri dikkate alındığında, dünyada petrol arama, geliştirme ve üretim faaliyetlerine geçmişte olduğu gibi, önümüzdeki yıllarda da ağırlık verileceği tabiidir.

Başlıca petrol ürünleri ve kullanıldığı yerler özet olarak aşağıda verilmiştir; LPG (Sıvı Petrol Gazı): Ham petrolü meydana getiren hidrokarbonlardan propan ve bütanın normal sıcaklık ve yüksek basınç altında sıvılaştırılmasıyla elde edilir. Evlerde ve sanayide geniş çapta kullanılan bu gazlar çelik tüpe doldurulmuş olarak tüketime sunulur (İpragaz, Aygaz, Mobilgaz gibi) Nafta: Ham petrol ünitesinde üretilen ilk hafif ürün naftadır. Aynı zamanda petrokimya ve gübre sanayi hammaddesidir. Benzin: Motor yakıtı olan benzin, ham petrolden kaynama noktaları 30-2000C olan hidrokarbonların ayrılmasıyla elde edilir. Gazyağı: Ham petrolün damıtılmasıyla elde edilen gazyağı, kaynama noktası 160-2500C arasında değişen hidrokarbonlardan meydana gelmektedir. Isıtma, aydınlatma ve motor yakıtı olarak da uçaklarda kullanılmaktadır. Motorin: Genellikle 200-3600C arasında kaynama noktası olan hidrokarbonların, ham petrolden ayrılmasıyla elde edilir ve dizel motorlarında yakıt olarak kullanılmaktadır. Fuel Oil: Enerji üretimi veya ısıtmada kullanılan akaryakıttır. Fuel oiller akıcılıklarına göre hafif veya ağır olarak sınıflandırılmaktadır. Hafif fuel oil ısıtma kazanlarında yakıt olarak kullanılır. Ağır fuel oil, endüstri kazan yakıtıdır. Buhar kazanlarında kömür veya gaz yerine kullanılır. Solvent: Benzin ile gazyağı arasında bir hidrokarbon sıvısı olan solvent, boya sanayiinde, kuru temizlemede, ormancılıkta, haşaratla savaşta eritici veya çözücü madde olarak kullanılmaktadır. Makine Yağları: Ham petrolün %4-5 oranından fazlasını teşkil etmeyen makina ve gress yağları, endüstride çok önemlidir. Katı ve sıvı olmak üzere pek çok çeşitlerivardır. Parafin: Makina yağları imal edilirken yan ürün olarak elde edilen parafin, beyaz renkte ve kristalize yapıdadır. Bu madde, kozmetik, kablo, bobin, transformatör, yağlı kağıt, karbon kağıdı, bandaj ve cephane yapımında kullanılmaktadır.

Doğal gaz, sanayide; buhar kazanlarında, fırınlarda, konut ve ticari sektörde ve mekan ısıtmasında yakıt olarak kullanılmaktadır. Ayrıca doğal gaz bir dizi petrokimyasal ürünün ham maddesini (mürekkep, zamk, diğer yapışkanlar, sentetik lastik, deterjan, naylon, fotoğraf filmi vb.) oluşturmaktadır. Gübre sektöründe de hammadde olarak kullanılmaktadır. Diğer taraftan doğal gazın en önemli kullanım alanlarından birisini elektrik üretimi oluşturmaktadır.Dünyadaki doğal gaz tüketimi:

Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG) -Doğal gaz yüksek basınçta hacmi küçültmek için sıvılaştırılır. -Nakliye ve depolanması amacıyla yapılır. -Sıvılaştırılmış doğal gaz kokusuz, renksiz, zehirleyici olmayan bir sıvıdır. -Havadan ve sudan hafif bir gazdır. Sıvılaştırılmış Petrol Gazları (LPG) -%30 propan (C3H8) ve %70 bütan(C4H10) karışımından oluşur. -Yoğunluğu düşük olduğu için karışımın ısıl değeri düşüktür.Bu, yakıt ekonomisinde azalmaya neden olur. Ancak yanma veriminin çok iyi olması bu kötüleşmeyi bir miktar azaltır. -Basınç altında sıvılaştırılmış olarak çelik tüplerde pazarlanır.

HAVA GAZI -Hava gazı kentlerde ısınma ve aydınlanma maksadıyla kullanılmak üzere kömürden imal edilen gazdır. -Hava gazı , havagazı fabrikası veya gazhane denilen üretim ve depolama tesislerinde imal edilir. -Yapay gaz üretimi kentleşme ve sanayi devrimi ile gelişti.İstanbulda Rumeli yakası’na gaz üretmek için1887’de Yedikula Havagazı Fabrikası,anadolu yakası içinse 1891’de Kadıköy’de Kurbağalıdere Havagazı Fabrikası kuruldu.İstanbulda havagazı üretimi 1993’te belediye kararıyla durduruluncaya kadar devam etti.