Doğal Gaz Hakkında...

CdTJ...5H6n

31 Jan 2024

131

Doğal Gaz

Her yıl İstanbul Teknik Üniversitesi'nde Doğal Gaz Üretim Teknolojisi dersine öğrencilerime keyifli bir soru yönelterek başlarım: Petrol mü yoksa doğal gaz mı önce oluşur? Bu aslında şaşırtmacalı bir sorudur. Çünkü, doğal gaz hem petrolden önce hem de petrolden sonra oluşur. Doğal gazın oluşumu, nasıl anlatsam muhteşem birşeydir. Doğanın sabrıdır ve yaşamın özüdür. Bu mucizevi dönüşümü öğrenenler doğal gaza eskisi gibi bakmayacaklardır.

Doğal gazın kısa tarihini açıklamak için jeoloji biliminin ışığı altında 4,5 milyar yıllık Yerküre tarihinde biraz geriye gitmemiz gerekiyor! Yerküre tarihinin bir güne sığdırıldığını farz ederseniz, yaşam çok erken başlar: sabah saat 4 gibi, ilk basit tek hücreli organizmaların doğuşuyla birlikte. Ama sonra, takip eden on altı saat süresince hiçbir ilerleme göstermez. Akşam saat neredeyse 20:30'a doğru ilk deniz bitkileri belirir. 22:00'den hemen evvel, karalarda bitkiler yeşermeye başlar. Günün sona ermesine iki saaten az kala ilk kara canlıları belirir.

Dünyanın son iki saatini veya yaklaşık 300-400 milyon yıl öncesini hayal etmeye çalışalım. Denizlerde dopdolu bir organik yaşam ve karalarda yüksek ormanlar. Zamanı hızla ileri alalım. Yıllar ilerledikçe iklim değişiyor. Ormanlar yerlerini çöllere bırakıyor, denizler kuruyor ve sonra tekrar doluyor. Her kökten değişimin sonunda, o döneme uyum sağlamış canlılar yok oluyor ve suyla birlikte gelen çamur ve kumların altına gömülüyor.
Doğal gazın oluşumunu anlamak için jeolojik zaman yolculuğumuza ara verip yaşamın devamını sağlayan küçüklerin dünyasını keşfetmemiz gerekiyor. Bakteriler olmadan bir gün dahi yaşayamayız. Onlar bizim atıklarımızı işler ve yeniden kullanılabilir hale getirir. Suyumuzu onlar arıtır, topraklarımızın verimini onlar korur. Bakteriler bağırsaklarımızda vitaminleri sentezler, yediklerimizi yararlı şekerlere dönüştürür. Havadan nitrojen almak ve onu amino asitlere çevirmek için tamamen bakterilere bağımlıyız. Her insan vücudu 10 katrilyon civarında hücreden oluşur. Buna karşılık yaklaşık 100 katrilyon bakteri barındırır. Bakteriler harikulade doğurgandırlar. En hamaratları on dakikaya kalmadan yeni bir nesil üretebilir.

Kara ve denizlerde yaşayan canlı organizmalar öldükten sonra bakterilerin faaliyeti ile çürümeye başlarlar. Bakterilerin oksijenli ortamdaki faaliyeti oksitleme işlemidir. Bu işlem sırasında organik maddenin karbon atomu oskijen ile birleşir ve karbondioksit gazı açığa çıkar. Organik birikintilerin yeni çökelen maddeler ile örtülmesiyle ortamın hava ile teması kesilir. Bundan sonra oksijensiz ortamda yaşayabilen bakterilerin faaliyeti başlar. Sülfat indirgeyici bakteriler organik maddenin sülfat iyonunun (SO4=) oksijenini kullanarak çürük yumurta kokusuna sahip, çok zehirleyici olan ve bataklık gazı olarak da bilinen hidrojensülfür gazını oluştururlar. Çökelme ortamında daha derinlere inildikçe sülfatlı bileşenlerin tükenmesiyle birlikte metan gazının türediği zon başlar.
Metanojenik bakteriler organik maddenin yapısındaki hidrojeni açığa çıkartırlar ve karboksil grupların hidrojen tarafından indirgenmesiyle metan gazı (CH4) açığa çıkar.
Bu işlemlerle türeyen metan gazı biyojenik metan gazı olarak bilinir. Dünyada bugüne kadar keşfedilen doğal gaz rezervlerinin yaklaşık %20'si biyolojik yolla türeyen metan gazından oluşmaktadır. Organik maddenin gömülme derinliği arttıkça sıcaklık artışıyla birlikte bakterilerin faaliyetleri de azalır. Bakterilerin yaşayabilecekleri en yüksek sıcaklık 100 ºC'dir. Yer kabuğunun normal jeotermal sıcaklık gradyanına göre 1000 metreden daha derinlerde bakterilerin biyokimyasal işleminin sürmesi ve biyojenik doğal gaz türemesi mümkün değildir. Bakteri faaliyetini durduran sıcaklık artışı organik maddenin daha yoğun hale gelmesine ve sudaki çözünürlülüğünün sıfıra inmesine neden olur. Bu evrede oluşan makro hidrokarbon molekülü kerojen olarak adlandırılır. Artan sıcaklık artışı nedeniyle kerojen termokimyasal olarak parçalanmaya başlar. Kerojenin kompleks kimyasal yapısından kopan çeşitli uzunluktaki moleküller sıvı ve gaz fazında çeşitli hidrokarbonları oluştururlar. Bu bildiğimiz ham petrol türümünün gerçekleştiği evredir. Ham petrol türümünün gerçekleştiği kaynak kayada sıcaklığın 150 ºC'nin üzerine çıkmasıyla ham petrolü oluşturan hidrokarbonlar parçalanarak doğal gazı oluşturan metan, etan gibi gazlara dönüşürler. Ham petrolün sıcaklık artışıyla parçalanmasıyla oluşan doğal gaz, termojenik doğal gaz olarak adlandırılır. Doğal gaza bir anlamda petrolün olgunlaşmış hali olarak da bakabiliriz.
Anlayacağımız, bizler için bu kadar değerli olan ve dillerden düşmeyen doğal gaz aslında dünyamızın ilk sahipleri olan bitki ve hayvan kalıntıları ile karınlarını doyuran bakterilerin çevriminden zamanla geriye kalan karbon ve hidrojendir.

Doğal gaz, fosil yakıtlar içinde en az karbon ve en çok hidrojen içeren en temiz yakıttır. Kömür ise en fazla karbon içeren en kirli yakıttır. Yanma işleminde havanın oksijeni doğal gazın hidrojeni ile birleşerek su buharı oluşturur ve enerji ortaya çıkar. Oksijenin karbon ile birleşmesiyle yan ürün olarak da karbondioksit gazı açığa çıkar. Atmosferdeki "doğal" karbondioksit düzeyi, yani insanlık endüstriyel etkinlikler ve enerji tüketimi ile havaya karbon basmaya başlamadan geçerli olan düzey, milyonda 280 civarındadır. Günümüzdeyse milyonda 360'ı aştı. 1850'den bu yana havaya yaklaşık 100 milyar ton ekstra karbon yolladığımız hesaplanmıştır ve bu toplama her yıl yaklaşık 7 milyar ton eklenmektedir. Bu muazzam değişimin Yerküre üzerinde katastrofik etkisinden korkulmaktadır. Dünyamızın ikliminin istikrarlı ve mutlu kalabilmesi için karbon atığının sınırlandırılması gerekmektedir.
Doğal gaz temiz enerji olması nedeniyle dünyada tüketimi en fazla artan enerji kaynağı haline gelmiş durumda. Günümüzde dünyanın birincil enerji tüketiminin dörtte biri doğal gazdan karşılanıyor. Önümüzdeki 20-30 yıl içinde ise dünya enerji tüketiminin yaklaşık yarısının doğal gazdan karşılanacağı öngörülmektedir

Doğal Gaz Nedir ?

DOĞAL GAZ NEDİR?
Doğal gaz ; fosil kaynaklı, renksiz, kokusuz ve havadan hafif olan, Metan (CH4), Etan (C2H8), Propan(C3H8), Bütan (C4H10), Karbondioksit (CO2), Azot (N2), Helyum(He) ve Hidrojen sülfür (H2S) gibi çeşitli hidrokarbonlardan oluşan yanıcı bir gaz karışımıdır. Yandığında kül ve kükürt bileşikleri oluşturmaz, asit yağmurlarına neden olmaz. Günümüzde oldukça değerli ve stratejik bir enerji kaynağı olarak konut, işyeri, resmi kurum ve endüstride kullanılmaktadır.

DOĞAL GAZIN KEŞFİ
Tarihte ilk defa 900 yıllarında Çin’de kullanıldığı düşünülmektedir. 1790’da İngiltere de kullanıldığı,1816 yılında A.B.D’ de kullanıldığı bilinmektedir. İlk doğal gaz boru hattı 1891’de A.B.D’ de inşa edilmiştir. 2.Dünya savaşından sonra ve özellikle 1973 Petrol Krizi'nin ardından tüm Dünya da doğal gaz iletim şebekeleri güçlendirilerek yaygın kullanıma geçilmiştir. Günümüzde sanayi sektörünün giderek büyümesi, doğal gazın çevreci, güvenli ve ekonomik oluşu nedeniyle, doğal gazın önemi de giderek artmaktadır.

DOĞAL GAZIN OLUŞUMU
Doğal gaz, organik maddelerin yeryüzünün alt katmanlarında milyonlarca yıldır süregelen kimyasal ayrışması sonucunda oluşmuştur. Yer altından çıkarılan doğal gazın gaz kullanıcıya ulaştırılabilmesi için önce arındırma, bileşenlerinden ayırma işlemi gerçekleştirilir. Ardından gazın büyük hacimlerde taşınmasına yardımcı olan kompresör istasyonları vasıtasıyla dağıtım şirketlerine ve sonrasında tüketicilere ulaştırılır. Doğal gazın yanabilmesi için hava ile %5-15 arasında karışım yapması gerekmektedir. Karışım oranı bu oranın altında ya da üstünde olursa doğal gaz yanma işlemini gerçekleştiremez. En iyi yanma karışımı; %9 doğal gaz %91 havadır. Doğal gazın tutuşma sıcaklığı (590 ºC - 650ºC), Sıvılaşma noktası -163 ºC, üst ısıl değeri 9.155 kcal/m³’tür. Kükürtlü bileşikler içermediğinden dolayı, yanma sonucunda kükürt oksit gibi zehirli atıklar oluşturmaz. Uygun yanma şartları oluşmaz veya tam yanma gerçekleşmez ise çok düşük miktarda karbon monoksit ve azot oksitler oluşur. Tam yanma anında mavi mat bir alev oluşmasının sebebi ise doğal gazın içerisindeki karbon miktarının az oluşudur. Gazların hava ile kolay karışabilmesinin nedeni, homojen bir yapıya sahip olmalarıdır.

DOĞAL GAZIN KOKULANDIRILMASI:
Doğal haliyle kokusuz olan doğal gaza, gaz kullanıcılarının herhangi bir gaz kaçağını kolaylıkla fark edebilmesi için koku verici maddeler eklenebilir. Genellikle şebekeye verilen doğal gaza THT ( Tetra Hidro Teofen) adı verilen çürük sarımsak kokusunu oluşturan madde katılmaktadır.

DOĞAL GAZ ZEHİRLEMEZ
Gazların bir çoğu zehirleyici madde içerir ancak doğal gaz karbon monoksit içermediğinden dolayı kanın vücüda oksijen taşımasını engellemez ve dolayısıyla zehirlemez. Doğal gaz havadan hafif bir gaz olduğundan dolayı kapalı alanlarda sızma durumunda yukarıda toplanır. Çok miktarda bulunduğunda ortamda oksijen azalacağından dolayı boğulmaya sebep olabilir. Doğal gaz bulunan ortamın derhal havalandırılması sonucu bu sorun ortadan kalkmaktadır.

Doğalgaz Nedir ve Ne İşe Yarar?
Doğalgaz sistemleri ısı akışını temel düzeyde tutan ve sağlıklı ısı sağlayan sistemler arasına girmektedir. Sıcak su kullanımının başlangıç noktası da bu doğalgaz hattıdır. Ev içerisinde bulunan kolonlardan geçen bu doğalgaz sistemleri binaların tüm ısı ihtiyacını karşılamaktadır. Soğuk ve sıcak ısı sirkülasyonu için dairelere doğalgaz hattı döşenmektedir. Bina ve konut içerisinde ısınmaya yarayan bu sistemler pek çok açıdan da avantaj kazandırmaktadır. Doğalgazın Özellikleri Nelerdir?
Konut içerisinde kalorifer sistemlerinde kullanılan doğalgaz hattı farklı özelliklere sahip şekilde geliştirilmektedir. Doğalgaz içerisinde temiz hava akışı ve ısı sirkülasyonu oluşturulmaktadır. Doğalgazın özellikleri arasında soğuk sıcak ısı ile beraber sıcak su kullanımı da yer almaktadır. Ev içerisinde sıcak su ihtiyacı duyulmaktadır. Bu sebeple binanın doğalgaz sistemleri evlere sıcak su iletmektedir. Bina içerisinde bulunan tüm dairelerin aynı doğalgaz sistemlerine sahip olması gerekmektedir. Günümüzde çoğu binada doğalgaz sistemleri ve hattı bulunmaktadır.

Dünyanın En Fazla Doğalgaza Sahip Ülkeler

2022 yılı dünya doğalgaz rezervinin ülkelere göre dağılımı ve toplam rezerv.
Dünya kanıtlanmış doğalgaz rezervi tüketime rağmen yeni keşiflerle 2022 yılında da artış göstermiştir. 2015 sonunda 203,6 trilyon m3 olan toplam rezerv, 2022 sonunda 210 trilyon m3 seviyesine ulaşmıştır. OPEC tarafından hazırlanan bu verilere göre 2015-2022 yılları arasında kanıtlanmış, üretilebilir doğalgaz rezervleri tüketime rağmen % 3,15 artmıştır.

1-Rusya

Rusya Dünyanının en fazla gaz rezervi bulunduran ülkesi.Dünya Doğalgaz rezervinin %22,74 sahip.
En fazla doğalgaz rezervi 79,1 trilyon metreküple Ortadoğu bölgesinde yer aldı. Ortadoğu`yu, 59,2 trilyon metreküp rezerve sahip Rusya ve Türkmenistan`ın da içinde bulunduğu Bağımsız Devletler Topluluğu izledi. En az doğalgaz rezervine sahip bölge ise 3 trilyon metreküple Avrupa oldu.