Yenilenemeyen Enerji Kaynakları

Yenilenemeyen enerji kaynakları karbon bazlı kaynaklar olarak da adlandırılırlar. Güneş, rüzgâr gibi yenilenebilen enerji kaynaklarının aksine meydana gelmeleri çok uzun zaman aldığından bu isimle sınıflandırılırlar. Bunlar petrol, doğal gaz, kömür ve nükleer enerjiden oluşmaktadır.

1.3.1.1.1. Petrol

Petrol, milyarlarca yıl önce yaşamış hayvan ve bitki kalıntılarının ayrışmasından türemiş, değişik karbon ve bitki kalıntılarının zamanla fosilleşmesiyle meydana gelmiş bir enerji kaynağıdır. Hidrokarbonlardan oluşmuş, sudan yoğun kıvamda, koyu renkli, arıtılmamış, kendisine özgü kokusu olan, yeraltından çıkarılmış doğal yanıcı mineral bir yağdır. Latince’de taş anlamına gelen "petra" ile yağ anlamına gelen "oleum" sözcüklerinden oluşmuştur (Petra oleum=Petrol). Petrol bileşikleri, kimyasal bileşimlere göre, normal basınç ve sıcaklıklarda katı, sıvı veya gaz halinde bulunur. Ham petrol, enerji maddesi olarak tüketilmeyip, rafinerilerde işlenerek, belirli ürünlere çevrilen ürünlerle enerji maddesi olarak kullanılır. Kimyasal bileşimindeki ana eleman, karbon (C) elementi %80–85 oranında bulunur. Yani petrol ağırlık olarak karbon bazlıdır ve bu da petrol tüketimi sonucunda havaya yoğun şekilde karbondioksit gazı salınımına neden olmaktadır (Başol, 1992: 116)

İnsanlık eski çağlardan beri petrolden çeşitli şekillerde yararlanmıştır. Eski kültürler petrolün yapıştırma ve su geçirmezlik özelliğinden faydalanmışlardır. Aydınlatma ve ısıtma amaçlı ilk kullanımlar M.Ö 1500 yıllarında sıvı yağların kullanılmasıyla başlamış, daha sonraları bunların yerini gaz yağlı fenere benzeyen ve kapiler etkisiyle alevlenebilen, sıvının fitile çekilerek yandığı fitilli yağ lambaları almıştır. İlk petrol kuyusu 4.yy’da Çin’de açılmıştır. 8. ve 9. yy’larda petrol artık sokak aydınlatmalarında kullanılmaya başlanmıştır. Modern anlamda petrol kullanımı ise 1853 yılında petrolün damıtma yöntemiyle ayrıştırılarak gaz yağı elde edilmesiyle başlar. 1854 yılında Polonya’da ilk rock-oil (petra-oleum) madeni çıkarılmıştır. İlk ticari petrol kuyusu ise Kanada Ontario’da 1858 yılında açılmıştır. Gaz yağı lambalarının 1854 yılında keşfi ile ilk petrol şirketi Pennsylvania Rock Oil Co. Kurulmuştur. 1859’da ilk defa derindeki rezervlere ulaşılmasıyla modern petrol kuyularının başlangıcı gerçekleşmiş ve zamanla dünyanın çeşitli yerlerinde endüstriyel üretime elverişli petrol

sahaları keşfedilmiştir. İçten yanmalı motorların icadıyla petrol ürünlerine olan talep hızla artmıştır. Artık günümüzde teknolojik gelişmelerin de yardımıyla petrolden yakıtlar (LPG, Benzin, Jet yakıtları, Gaz Yağı, Nafta, Dizel ve Fuel Oil) ve yakıt olmayan ürünler (Yağlama Yağları, Petrol Koku, Bitüm, Parafin Vakslar ve Solventler) elde edilmektedir. (Başergil, 2009: 23–25).

Petrol, içerdiği sülfür oranına göre; hafif ve ağır petrol olmak üzere de ikiye ayrılır. İçerdiği sülfür oranı %1'den az olan petrole “tatlı", %1'den fazla olana ise; “ekşi petrol” denilir. Hafif petrolden ağırlıklı olarak benzin, ağır petrolden de mazot elde edilir (MÜSİAD, 2006: 122). Petrolün değerini tayin eden en önemli fiziksel özelliklerinden biri, grafite yani “akışkanlık derecesi”dir. Bunu petrolün özgül ağırlığı belirler. Ham petrolün üretim ve rafinerisinde önemli olan diğer bir faktör de akmaya karşı direnç olarak tanımlanan ‘’viskozitedir’’. Düşük viskoziteli petrollerin üretimi, taşınması ve işlenmesi kolay ve ekonomik olduğundan dünya ticaretinde bu tür petroller tercih edilmektedir. Petrol, sudan hafif olup ortalama değer olarak özgül ağırlığı 0,7- 0,9 arasında değişir. Ancak; bazı havzaların petrolleri özgül ağırlık bakımından suyun değerine yaklaşır veya yüksek olabilir. Bu grup petrollere “ağır petrol” denir. Meksika petrolleri böyledir. Eğer ağırlık 0.8-0.9 arasında ise; buna “hafif petrol”, daha azsa “çok hafif petrol” denir. Örneğin; Rusya petrolleri genellikle hafif petroller grubuna girerler (Başergil, 2009: 23–25).

Zamanla rafinasyon tekniklerinin gelişmesiyle rafineri’de üretilen yakıtlar 1950’lerden itibaren kömürün yerini almaya başlamış, hem ulaştırma ve sanayileşmenin, hem de günlük hayatın daha fazla petrole dayanmaya başlamasıyla petrolün insan hayatındaki önemi hızla artmıştır. Günümüzde petrol, dünya ekonomilerinin en önemli enerji kaynaklarından birisidir. Dünya enerji ihtiyacı, % 75-80 oranında petrol ve kömürden karşılanmaktadır. Böylece petrole sahip olmak sadece bir enerji kaynağına sahip olmak değil, aynı zamanda bir devletin diğer devletlere karşı kullanıldığı stratejik bir silaha sahip olmak anlamına gelmeye başlamıştır.

1.3.1.1.2. Doğal Gaz

Doğal gaz organik maddelerin fosilleşerek basınç ve ısı altında değişikliğe uğraması sonucunda oluşan yanıcı bir gazdır. Genellikle sıvı petrol içinde çözülmüş biçimde veya petrol üzerinde gaz tabakası şeklinde bulunur. Doğalgaz; %95 metan, az

miktarda da etan, propan, bütan ve karbondioksitten oluşur. Kimyasal yapısının basit olması nedeniyle yanma işlemesi kolaydır ve tam yanma gerçekleşir. Dolaysıyla duman, is, kurum ve kül oluşturmaz. Gaz halinde olduğu için yanması kolay ayarlanabilen ve verimliliği yüksek olan bir yakıttır. Bu özelliği kullanım kolaylığı ve yakıt ekonomisi sağlar. İçerdiği karbon oranı petrol ve kömüre göre düşük olduğu için çevre dostu temiz bir yakıttır (TMMOB, 2006: 152).

İnsanoğlunun doğal gaz ile tanışması aslında tarihin ilk çağlarına dayanır. Yeraltındaki gaz sızıntılarının çeşitli şekillerde yüzeye çıkarak yanmasıyla birlikte pek çok medeniyet bunu hayranlıkla karşılamış ve bunu bazı dini inançlarının temeli yapmıştır. M.Ö. 500 yıllarında Çinliler doğal gazı deniz suyundan içme suyu elde etmek için kullanmışlardır. Doğal gaz önceleri petrol üretimi esnasında ortaya çıkan yararsız bir atık olarak görülmüş ve petrol üretim tesislerinde yakılarak uzaklaştırılmıştır. Zamanla yeni tekniklerin gelişmesiyle ilk olarak 1785 yılında kömürden elde edilen doğal gaz, sokak aydınlatmalarında kullanılmaya başlanmıştır. İlk doğal gaz kuyusu 1859 yılında Amerika’da açılmıştır. Sıcak ayarlamalı termostat sistemlerinin icadıyla da doğal gazın ısıtma potansiyelinden daha fazla yararlanılmıştır. Doğal gazın 1891 yılında boru hatlarıyla taşınmasıyla birlikte kullanımı konutlar, iş yerleri, elektrik üretimi gibi alanlara doğru genişlemeye başlamıştır. Günümüzde petrole göre daha çevreci olması nedeniyle özellikle elektrik üretiminde kullanımı ve dolayısıyla toplam enerji kullanımındaki payı hızla artmaktadır (Başergil, 2009: 133–134).

1.3.1.1.3. Kömür

Kömür homojen olmayan ve değişik bileşenlerden oluşan bir maddedir. Katmanlı tortul çökeltilerin arasında bulunan koyu renkli, katı ve karbon bakımından zengin kayaç olarak tanımlanmaktadır. Kömür maserallerden meydana gelir. Maserallerin kimyasal yapıları ve fiziksel özellikleri büyük değişiklikler gösterir ve bir kristal yapıya da sahip değildirler. Elektrik üretiminde, demir-çelik ve çimento imalatında, endüstriyel proseslerde buhar üretiminde ve konutlarda ısıtma amacıyla kullanılır. Tüm fosil yakıtlar içinde dünyada en çok ve en yaygın biçimde bulunan enerji kaynağıdır. Dünya’da elektrik üretiminin yaklaşık %40’ı kömürden sağlanmaktadır (TKİ, Kömür Petrografisi, http://www.tki.gov.tr).

Kömür ısı ve enerji kaynağı olarak 18. yy’da kullanılmaya başlanmıştır. Bu zamanlara kadar daha çok odun ve odun kömüründen faydalanılmış, asıl önemini sanayi devrimi sırasında almıştır. Özellikle buhar makinesinin icadıyla endüstriyel devrimin olmazsa olmaz girdilerinden biri haline gelmiştir (Başol, 1992: 167). Diğer enerji kaynaklarına göre rezervlerinin daha fazla olması, coğrafi olarak geniş yayılım göstermesi, taşınmasının, kullanımının ve depolanmasının kolay ve güvenli olması, düşük maliyeti ve fiyatlarının rekabetçi piyasada belirlenmesi gibi nedenlerle sürdürülebilir kalkınma ve enerji arz güvenliği bakımından en önemli kaynaklardan biridir (Ersoy, 2004: 6).

1.3.1.1.4. Nükleer Enerji

Nükleer enerji diğer enerji kaynaklarına göre oldukça yenidir. Ağır radyoaktif (uranyum gibi) atomların bir nötronun çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi (fisyon - parçalanma - bölünme - bozunma) veya hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları oluşturması (füzyon - birleşme ) sonucu oluşan enerjidir. İlk olarak Einstein, 1905 yılında E=mc² formülü ile fisyon sonucu açığa çıkabilecek enerji konusunda böyle bir öngörüde bulunmuştur. Daha sonra 1930 yılında bu öngörü deneysel olarak Otto Hahn, Lise Meitner gibi bilim adamları tarafından doğrulanmıştır. Dünyadaki insan yapısı ilk nükleer reaktör 1942 yılında Enrico Fermi tarafından A.B.D.’de kurulmuştur. Elektrik üreten ilk ticari nükleer güç santralı Shippingport, Pennsylvania'da (ABD) kurulmuş ve 1957'de işletmeye alınmıştır. Fisyon kullanılarak üretilen ilk elektrik ise, Aralık 1951'de Arco, Idaho’daki deneysel üretken reaktöründe elde edilmiştir. Günümüzde gelişen teknolojilerin de yardımıyla nükleer enerji, tıptan endüstriye pek çok alanda kullanılmaktadır (U.S. Department of Energy, 2008: 5–21).

Nükleer reaktörler esas olarak elektrik üretme amaçlı kullanılır. Fisyon sonucu açığa çıkan nükleer enerji nükleer yakıt ve diğer malzemeler içerisinde ısı enerjisine dönüşür. Ortaya çıkan bu ısı enerjisi, bir soğutucu vasıtasıyla çekilerek bazı sistemlerde doğrudan, bazı sistemlerde ise ısı enerjisini başka bir taşıyıcı ortama aktararak türbin sisteminde kinetik enerjiye ve daha sonra da jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülür. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunur. Fosil yakıtlı santraller ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol kullanılırken, nükleer santrallerde uranyum yakıtı parçalanarak yapılır (Türkiye Nükleer Enerji Platformu,

http://www.trntp.org). Nükleer enerji, üzerinde oldukça tartışılan bir enerji kaynağıdır. Kimi çevreler sürdürülebilir büyüme ve kalkınma hedefine uygun olması, temiz ve ucuz olması, atıklarının yeraltı sularına karışma riskinin düşük olması, sera etkisi ve asit yağmurlarını bertaraf etmesi, karbondioksit salınımını azaltması ve enerji arz güvenliği açısından nükleer enerjiyi savunurken, kimileri terör saldırılarına maruz kalma riski, nükleer silah yapımıyla birbirlerini tamamlayıcı olması, yakıt çubuklarının (atıkların) saklanması sorunu ve işletme sırasında bir kaza gerçekleşmesi neticesinde gerçekleşecek çevre felaketleri gibi nedenlerle nükleer enerjiye karşı çıkmaktadırlar (ATO, 2005: Nükleer Enerji Raporu).