Siyah Enerji : Kömür; Dünü, bugünü, yarını

Tarihte ilk olarak Çinlilerin kullandığı bilinen kömürün en büyük çıkışı 18.yy ikinci yarısına denk gelir. 1960’lı yıllara kadar da birincil enerji kaynağı olarak önemini korumuştur.

Dünya birincil enerji arzının kaynaklara göre gelişimini gösteren şekil aşağıda verilmiştir.

2000-2030 döneminde enerji kaynakları için artış oranları; kömürde %115,1, doğal gazda % 92,9, petrolde %32,7, nükleerde %49,9 ve diğerlerinde ise %91,8 olacaktır.

Sanırım sadece kömür için Dünya’da büyük bir sömürgecilik yarışı ve savaş yaşanmamıştır. Bu ise kömürün en büyük stratejik avantajlarından biri olan her yerde bulunabilirliğidir. Genel olarak kömürün sınıflandırılmasını, kalorifik değerlerini, avantajlarını aşağıda verilen tabloda görmektesiniz.

Kömür rezervleri birçok ülkede bulunmasına rağmen dünya kömür rezervlerinin % 75’si dört ülkede bulunmaktadır. En fazla rezerve % 27,6 payla A.B.D. sahiptir. Bunu %18,2 payla Rusya, % 13,3 ile Çin, % 8,9 ile Avustralya ve % 7,0 payla Hindistan izlemektedir.

Dünyada yeni rezervler bulunmadığı takdirde kömürün 118 yıllık ömrü kalmıştır. Buna karşılık görünür petrol ve doğal gaz rezervlerinin tükenme ömürlerinin mevcut üretim seviyeleri ile sırasıyla 45 ve 60 yıl süreceği tahmin edilmektedir.

2007 yılında yapılan kömür tüketim projeksiyonlarına bakıldığında kömür tüketiminin OECD ülkelerinde artış göstermeyeceği, bununla birlikte gelişmekte olan ve az gelişmiş ülkelerin taleplerine bağlı olarak 2035 yılında 2007 yılına göre %58’lik bir artış olması öngörülmektedir.

Son yapılan projeksiyonlarda da OECD ülkelerinin kömür taleplerin 2010 yılı rakamları seviyesinde devam edeceği, Çin ve Hindistan’ın ise 2035 yılına kadar taleplerinin artarak devam edeceği tahmin edilmektedir.

Taş Kömürü

Dünya’da taş kömürü üretimi 2011 yılında 6,34 milyar tona ulaşmıştır. Bu rakam 1990 da 3,49 milyar tondu.

Ülkeler bazında incelendiğinde 2011 yılında Çin 3,33 milyon ton üretimiyle dünya taşkömürü üretiminin %50,2’sini tek basına gerçekleştirmiştir.

Dünya’daki toplam taş kömürü tüketiminin %13’ünü demir-çelik endüstrisi oluşturmaktadır. Koklaşabilir taş kömürünün %90’ı ise ham çelik için pik demir üretiminde kullanılmaktadır. Ancak son yıllarda demir-çelik sektörü pulverize kömür enjeksiyonu (PCI) da kullanmaya başlamıştır. Bu sayede 1.4 ton koklaşabilir kömür yerine 0.9 ton kömür enjekte edilebilmektedir. PCI kömürleri koklaşabilir kömüre göre daha düşük fiyatlıdır.

Ülkemizde en önemli taşkömürü rezervleri Zonguldak Havzasında bulunmaktadır. Havzada bugüne kadar yapılan rezerv arama çalışmalarında, -1200 m derinliğe kadar tespit edilmiş toplam Jeolojik rezerv 1,31 Milyar ton olup, bunun %39’u (yaklasık 514 Milyon ton) görünür rezerv olarak kabul edilmektedir.

Armutçuk bölgesinde yer alan rezervler; yarı-koklaşma özelliği, yüksek ısıl değer ve düşük bünye külü içeriği ile hem koklaşabilir kömürlerle harmanlanarak hem de pulverize enjeksiyon (PCI) kömürü olarak demir-çelik fabrikalarında kullanıma uygun niteliktedir.

Kömür ithalatının ivme kazanmaya başladığı 1980’li yılların başında ülke toplam taşkömürü tüketiminin %80’i, sonlarına doğru ise %45’i yerli kaynaklardan karşılanırken, 2010 yılında 25.569.000 ton olarak gerçekleşen taşkömürü tüketiminin sadece %9,8’i yerli kaynaklardan (TTK ve havza üretiminden) karşılanmıştır.

2011 yılında 2.528 bin ton olan taş kömürü üretimimize karşılık 23.679 bin tonluk ithalat gerçekleştirdik.

2009 yılında gerçekleştirilen elektrik enerjisi üretiminin %18,5’i hidrolik, %49,3’ü doğal gaz, %28,4’ü kömür, %3,4’ü sıvı santrallerden sağlanmıştır. Kömür içinde taşkömürünün payı %8,3’dür (ithal+yerli kömür). Elektrik üretimi için 2009 yılında 4,3 milyon tonu ithal+taşkömürü 1,7 milyon ton yerli taşkömürü olmak üzere toplam 6 milyon ton taşkömürü+ithal kömürü kullanılmıştır. 61 milyon ton da linyit kullanılmıştır.

Linyit

Ülkemiz linyit rezervlerinin ısıl değerleri oldukça düşüktür. Genel olarak 1.000 kcal/kg ile 4.200 kcal/kg arasında değişiklik göstermekle birlikte yaklaşık %90’ının alt ısıl değeri 3.000 kcal/kg’ın altındadır.

Linyitten elde edilebilir elektrik enerjisi üretim potansiyeli 120 milyar kWh/yıl olarak hesaplanmıştır. ETKB yatırımlarıyla bu potansiyelin % 44’ünü değerlendirmiştir. Sözkonusu potansiyelin tamamının kullanılabilmesi için yılda 190 milyon ton kadar linyit üretilmesi gerekmektedir. Bu ise, 2008’de gerçekleşen 84 milyon tonluk yıllık üretimin iki katından daha yüksek bir yıllık üretimin yapılmasını gerektirmektedir [4].

Linyit üretiminde ise Türkiye, 2010 yılında Dünya’daki üretimin yaklaşık %10’unu karşılamaktadır. Almanya’nın linyit üretimi yaklaşık 169 milyon ton’dur. 

Türkiye’nin linyit konusunda kendine yettiğini söyleyebiliriz.

Yeni Öngörüler

IEA’ya göre HELE (high-efficiency, low-emissions) –yüksek verim, düşük emisyon-  teknolojisi küresel ısınmayı 2 °C tutmak için kömür yakma teknolojisinin erişeceği en iyi nokta olarak görmektedir. 2050 yılına kadar kömür yakma teknolojisinde IGCC ve USC (ultra süper kritik) teknolojisinin yanında HELE teknolojisi tek seçenek olarak kalacaktır.

Belli ülkeler için süperkritik ve ultra-süperkritik payı aşağıdaki şekilde verilmiştir. Tüm Dünya’da 2010’dan sonra bir farkındalık oluştuğu belli olmaktadır.

Sonuç

Dünya birincil enerji kaynağının yaklaşık %25’ini ve elektrik üretiminin yaklaşık %40’ını oluşturan kömür artan enerji ihtiyacı ile birlikte önemini gelecek yıllarda da koruyacaktır.

Düşük üretim maliyetleri ve geniş coğrafyalara yayılmış olması, demir-çelik ve termik santraller gibi kalkınmanın temeli olan sektörlerde kömürün stratejik yerli bir enerji kaynağı olarak kullanılmasına devam etmesini sağlayacaktır.

Kömürün; Dünya üzerinde yaygın olarak bulunması ve üretilmesi, kullanım-depolama ve taşıma açısından emniyetli yakıt olması, gelişen temiz kömür teknolojileri ile çevresel etkilerinin en aza indirilmesi, diğer fosil yakıtlara (petrol ve doğal gaz) göre politik çekişmelerden uzak daha az riskli bölgelerde üretiliyor ve tükenme ömürleri açısından daha fazla ömre sahip olması vazgeçilmez bir enerji kaynağı olduğu sonucunu doğurmaktadır.

Yapılması Gerekenler

Almanya’da ciddi miktarda linyit üretimi var. Ve bunu en verimli şekilde kullanabilme teknolojisine sahiptir. Yerli kömürümüzün büyük miktarının linyit olduğu ülkemiz Almanya’dan belli bir süre gerekli know-how’u alıp daha sonra kendi teknolojisini geliştirebilmelidir.

Baca emisyonlarını önlemeye yönelik olarak yanma sonrası;

Aktif karbon enjeksiyonu,

Elektrostatik tutucular kullanılması,

Bez Filtrelerin kullanılması,

Baca gazı sülfür giderme işleminin uygulanması,

Seçimli katalitik ve katalitik olmayan indirgenmenin kullanılması,

Yaş tanecik gaz temizleyicilerin kullanılması yoluyla çok düşük emisyonlu sonuçlar elde edilmektedir.

Pülverize kömür yakma, Akışkan yatakta yakma, çevrimli akışkan yatakta yakma ve basınçlı akışkan yatakta yakma yöntemlerini kullanarak %40’ın üzerinde net verim ve emisyonlarda (NOx,SOx,CO2 ve partikül) düşüşler sağlanmaktadır. Bu nedenle önemli asamalar kat edilen kömür yakma teknolojilerinin ve Entegre Gazlaştırma Kombine Çevrim Teknolojilerinin (IGCC) ülkemizde yeni tesislerde uygulanması, teknolojinin elde edilmesi ve geliştirilmesine yönelik çalışmalar teşvik edilmelidir.

Süperkritik ve ultra-süperkritik teknolojileri ile %44-55 verimlilik seviyelerine ulaşılması ve CO₂ emisyonunun 1/3 oranına düşürülmesi gerekmektedir. Karbon depolama (CCS) teknolojisi ile CO₂ emisyonunun sıfırlanması hayal değildir.

Özel sektör firmaları kömür üzerinde araştırma ve geliştirme faaliyetlerine yeterince önem vermemektedir. 

Kömür gazlaştırma teknolojisini kaçırmamamız gerekmektedir.

Plazma teknolojisi ile kömürün yakılması yeni bir konudur. Pilot tesis çalışmalarının bir an önce bitirilerek, kullandığımız verimli teknolojileri başkasını beklemeden kendimiz sanayi uygulamaları gerçekleştirmemiz gerekmektedir.

Kaynaklar

1.                  “Technology Roadmap High-Efficiency, Low-Emissions Coal-Fired Power      Generation”, IEA.

2.                  Taş Kömürü Sektör Raporu 2012, TKİ, Mayıs 2013.

3.                  Linyit Sektör Raporu 2012, TKİ, Mayıs 2013.