DOĞAL GAZIN KULLANIM ALANLARI

Türkiye’nin coğrafi ve stratejik konumu dolayısıyla, Ortadoğu ve Orta Asya ülkelerinde bulunan petrol ve doğal gaz kaynaklarının Avrupa Birliği pazarına aktarımında bir “enerji köprüsü” olmasında önemli bir aday olarak bulunmaktadır.

Türkiye’de doğal gaz konut ve ticari amaçlar için 1988’de Ankara’da kullanılmaya başlanmıştır; sırasıyla 1992’de İstanbul ve Bursa, 1996’da İzmir ve Eskişehir’de devam edilmiştir. 2015 yılı Ekim ayı itibari ile 77 ilimizde doğal gaz kullanılmakla beraber, 2016’da bu sayının 78’e tamamlanması hedeflenmektedir.

Doğal gaz, metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8) ve bütan (C4H10) gibi hafif hidrokarbonlardan meydana gelen ve içerisinde az miktarda karbondioksit (CO2), helium (He), hidrojen sülfür (H2S) ve azot (N2) gibi gazları da bulundurabilen bir karışımdır.

Doğal gazın en önemli özelliklerinden birisi de zehirsiz olmasıdır. Doğal gazın solunması hâlinde zehirleyici ve öldürücü etkisi yoktur, fakat yüksek derişimlerde oksijen olmayacağı için boğucu etkisi vardır. Buna ek olarak, eğer uygun koşullar oluşturulmaz ise yani tam yanma sağlanmazsa karbonmonoksit (CO) açığa çıkararak zehirlenmelere neden olabilir.

Doğal gaz %95’ten fazla metan içermesi durumunda kuru gaz olarak değerlendirilmekte iken metana göre ağır hidrokarbonları (etan, propan, bütan) % 5’ten fazla oranda içeriyorsa zengin gaz veya ıslak gaz olarak adlandırılır.

Bağlantı Basıncı: Hareket hâlindeki gazın, cihazın bağlantı noktasında ölçülen basıncıdır. Evlerde çoğunlukla bağlantı basıncı 21 mbar’dır; şofben ve fırın gibi ev araçları için uygundur. Ayrıca 300 mbar olarak belirlenen bağlantı basıncı da vardır ve kazan kullanan binalarda kullanılır. 21 mbar’ın üzerindeki basınçla çalışan kazanların üzerinde bulunan bir regülatör ile 300 mbar basınç istenilen düzeye düşürülür.

Yoğunluk, gazın bulunduğu sıcaklık ve basınç koşullarına bağlı olarak değişir. Karşılaştırma yapabilmek açısından çoğunlukla aynı gazın normal koşullar altındaki yoğunluğu hesaplanır ve kullanılır.

Eğer maddenin bileşiminde bulunan karbon ve hidrojen gibi bileşenlerin tüm bağları oksijen ile karşılaşırsa bu reaksiyona tam yanma (stokiyometrik yanma) denir. Eğer oksijen fazlaysa fakir yanma, oksijen azsa zengin yanma gerçekleşir.

Doğal gazın yakılması sonucu açığa çıkan gazlar belli bir sıcaklıkta bacadan atılır. Baca çıkışındaki bu gazların sıcaklığı kabul edilen değerlerin üzerinde olması durumunda, bacadan atmosfere fazla enerji atılmış olur ve buna baca gazı kaybı denir.

Dünyada üretilen doğal gazın yaklaşık %95’i enerji kaynağı olarak kullanılır. Doğal gaz, konutlarda başlıca ısıtma ve soğutma, sıcak su elde etme, pişirme amaçlı kullanılır.

Konvensiyonel (Baca) Bağlantılı Şofbenler: Bu tip ısıtıcılar yanma için gerekli havayı bulundukları ortamdan alırlar. Yanma sonucu açığa çıkan sıcak atık gazlar, eşanjörden geçen kullanım suyunu ısıttıktan sonra davlumbazın yönlendirmesi ve baca çekiş kuvveti ile bacadan atılırlar. Bu şofbenler, yanma için gerekli havayı bulundukları ortamdan sağladıkları için banyo gibi dar mekânlara monte edilmelerinden kaçınılmalıdır. Bina bacasına bağlanan şofbenler güvenlik amacıyla bir atık gaz emniyet sensörü ile donatılmıştır. Bu sayede baca tıkanması veya bacanın çekmemesi durumunda, cihaz gaz valfini kapatarak atık gazın ortama yayılmasını engellemektedir. Yine de herhangi bir gaz kaçağında veya atık gazın dış ortama atılamaması durumunda, boğulmalara yol açabilirler. Bu yüzden, bacalı doğal gaz yakıtlı şofbenler en kısa mesafeden bacaya ağlanmalıdır. Ek olarak, su sarfiyatını azaltmak amacıyla en yakın su kullanma yerine montaj edilmelidirler.

Termostat: Ev ısıtma sistemi, buzdolabı veya klima gibi aletlerde, sıcaklık değişimlerine otomatik olarak cevap verip ekipmanın kontrol anahtarını
harekete geçiren aygıt.

Elektrik, çok çeşitli enerji kaynakları kullanılarak üretilebilen ancak nihai tüketiciye ulaşım anlamında “homojen” bir üründür. Türkiye elektrik üretimi paylarına göre sırasıyla doğal gaz, hidroelektrik, taş kömürü ve linyit, ithal kömür, rüzgâr, motorin ve fueloil gibi sıvı yakıtlar, jeotermal, biyogaz ve güneş enerjisi ile yapılmaktadır. Bu kaynaklar arasında, özellikle 1980’li yıllardan itibaren kullanılmaya başlayan doğal gazın ayrı bir
önemi bulunmaktadır ve Aralık 2015 itibarı ile doğal gaz ile elektrik üretimi yapan 232 santral bulunmaktadır.

Sıkıştırılmış doğal gaz (CNG) ile çalışan araçların benzinli ve dizel yakıtlı araçlara göre emisyon değerleri şöyledir:
• Karbonmonoksit (CO) emisyonlarında %90-97,
• Karbondioksit (CO2) emisyonlarında ise %25 azalma görülmektedir.
• Partiküllerde %99’un üzerinde,
• Ozona zararlı hidrokarbonlarda % 90,
• NOx’de %35-60 azalma,
• Daha az toksik ve kanserojen atık.

Metanol üretim süreci üç aşamada tamamlanır:
1. Sentez gazının hazırlanması,
2. Metanol sentezi,
3. Metanol saflaştırma.

Metanol Sentezi: İkinci aşama, sentez gazından metanolün katalitik sentezidir. Büyük fabrikalarda metanol dönüştürme bölümünün çalışma basıncı 80-100 bar arasındadır. Dönüştürücüdeki sıcaklık 240-270˚C’ya ayarlanır ve bakır bazlı bir katalizör kullanılarak sentez gazı metanole dönüştürülür.

Metanol saflaştırma: Son aşamada, üretilen ham-metanol distilasyon işlemiyle safsızlıklardan arındırılır ve daha kararlı hâle geçmesi sağlanır. Ayırıcıdan çıkan ham metanol, su ve az miktarda yan ürünler içerir. Bu safsızlıklar, iki-kolonlu bir distilasyon sistemiyle uzaklaştırılır. Birinci kolonda, eterler, esterler ve düşük sıcaklıkta kaynayan hidrokarbonlar gibi hafif ürünler ayrılır. İkinci kolonda ise su, yüksek alkoller ve yüksek hidrokarbonlar ayrılır. Metanol üretim maliyetini düşürmek üzere dünya çapında çalışmalar yapılmakta olup elde edilen ham metanolün,
distile edilerek daha kararlı bir hale geçmesi sağlanmakta ve içerisinde bulunan su miktarı ekonomik olarak taşınabileceği seviyelere düşürülmektedir.

Metanol üretiminde amaç; ham maddede bulunan karbonun maksimum verimle metanole dönüşmesidir.
• Sentez basıncı yükseldikçe,
• Karbonmonoksitin, karbondioksite olan molar oranı arttıkça,
• İnert oranı düştükçe -ki bu da daha az atık anlamına gelmektedir-,
• Besleme hızı düştükçe karbon verimi de artar.

Amonyak, NH3, havadan daha hafif, renksiz ve keskin bir kokuya sahip bir gazdır ve birçok azot bileşiği için temel başlangıç maddesidir. Amonyak, endüstride en çok azotlu gübrelerin, nitrik asitin ve amonyum tuzlarının üretiminde kullanılır.

Hidrojenin üretimi için birçok endüstriyel yöntem mevcuttur. Günümüzde hidrojen üretiminin %48’i doğal gazdan, %30’u ham petrolden, %18’i kömürden ve %4’ü suyun elektroliz yolu ile ayrıştırılmasıyla üretilmektedir.

Karbon yakıt pilleri kullanarak elektrik üretimi (C): Karbonun yakıt olarak kullanıldığı yakıt pilleri potansiyel olarak en yüksek enerji dönüşüm verimliliğine sahiplerdir. Karbon yakıt pillerinin önemli bir avantajı da saf karbondioksit üretmeleri sayesinde karbondioksitin kolay ve ekonomik olarak tutulmasının gerçekleştirilmesine olanak vermesidir.