DÜNYADA BİTÜMLÜ ŞEYL
Dünyada bitümlü şeyl etütlerinin başlangıcı, Amerika’da ticari anlamda petrolün keşfedildiği 1859 yılından önceki yıllara dayanır. 1800’ lü yıllardamaksimum düzeye ulaşan bitümlü şeyl çalışmaları, 1859 yılında ticari anlamda ham petrolün bulunmasıyla gerilemiştir. Daha sonra I.Dünya Savaşı yıllarında tekrar hız kazanan çalışmalar, keşfedilen petrol sahaları ile duraksamış; II.Dünya Savaşı yıllarında şeyl petrolü (sentetik petrol) bir kez daha dikkatleri üzerinde toplamış ancak Savaş sonrası petrol fiyatında istikrar döneminin başlamasıyla çalışmalar durmuştur. II.Dünya Savaşı yıllarında ülkemiz Mengen (Bolu) bitümlü şeyl sahasında Alman uzmanlar tarafından sentetik petrol eldesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. 1970’li yıllarda yaşanan petrol krizi ile bitümlü şeyller yeniden gündeme gelmiş ve aynı yıllarda bilimsel ve teknolojik araştırmalar yoğunluk kazanmıştır.İlerleyen yıllarda gelişen yakma teknolojileri nedeni ile bitümlü şeyllerin termik santrallerde linyit ile birlikte değerlendirilmesi gündeme gelmiştir. Bu açıklamalardan da anlaşılabileceği gibi, enerji krizleri ile gündeme gelen bitümlü şeyl ve şeyl petrolü çalışmaları, petrol fiyatlarının en yüksek olduğu dönemler ile en düşük olduğu dönemler arasında sinüsoidal bir eğri çizmektedir.
Halihazırda dünyada bilinen bitümlü şeyl rezervi 411 milyar tondur. Bazı kaynaklarda bu miktarın, 300-550 milyar ton arasında olduğu belirtilmektedir. En büyük bitümlü şeyl yataklarının bulunduğu Wyoming’de (ABD) bitümlü şeyllerin damıtılması sırasında sıkışma, kerojenin dekompozisyonu, karakteristiklerin belirlenmesi ve yerinde damıtma teknikleri üzerinde araştırmalar yapılmıştır. 42 700 km2 lik yayılım alanı olan Eosen yaşlı Green River formasyonunda yer alan bitümlü şeyllerin oluşumu ve konumu ülkemizdeki Beypazarı sahası ile büyük benzerlik gösterir. Her iki havzada da playa gölü çökelleri içerisinde bitümlü şeyl ve trona yatakları yer almaktadır. Dünya rezervinin yaklaşık 2/3 üne karşılık gelen, 270 milyar tona sahip Green River bitümlü şeyllerinden 20 galon/ton sentetik petrol eldesinin mümkün olduğu belirtilmektedir. Bu miktar 130 milyar varil olup, ABD’ de bugün bilinen petrol rezervlerinin yaklaşık beş katına eşdeğerdir. Kanada’ da Lurgi dizaynında akışkan yatak teknolojisi denenmiş ve kükürt oranı yüksek kömür ile karbonatlı bitümlü şeyller yakılmıştır.
Bitümlü şeyl rezervi 2,7 milyar varil şeyl petrolüne eşdeğer olduğu tahmin edilen Brezilya’da Petrosix dizaynı ile damıtma yapılmaktadır. İsrail’de Rotem Yamin sahasında 35-80 m kalınlık sunan bitümlü şeyllerin petrol potansiyeli ise 60-71 litre/ton dur. Yıllık üretimi 450 000 ton olan İsrail’ de 12 MW’ lık bir santralde elektrik enerjisi üretilmektedir. Ürdün’ de bitümlü şeyl kaynağı 40 milyar ton olup, yerinde üretilebilir rezerv 4 milyar tondur. Sentetik petrol eldesine ve elektrik enerjisi üretimine yönelik santralın fizibilite çalışmaları sürmektedir. Fas’ ta bitümlü şeyl kaynağı 12.3 milyar ton olup, bunun sentetik petrol olarak potansiyeli ise 3.42 milyar varil olarak verilmektedir.
Estonya’da bitümlü şeyl çalışmaları 1916 yılında başlamış ve yıllık üretim 1980 ‘de 41 milyon tona ulaşmıştır. Kukersit adıyla literatürde yer alan bitümlü şeyllerden Estonya’da elektrik, gaz, sıvılaştırılmış hidrokarbon ve diğer kimyasal ürünlerin eldesinde yararlanılmaktadır. Dünya bitümlü şeyl üretiminin %70’ i Estonya’ da gerçekleştirilmektedir. Günümüzde bitümlü şeyl, Estonya’ nın en önemli enerji kaynağı olup ülkede kullanılan elektriğin %92’ si bitümlü şeyl ile çalışan iki termik santralden elde edilmektedir. AB içerisinde uygulanmaya konulan tüm çevresel yaptırımlara karşın, Estonya’ da elektrik enerjisi üretiminin 2015 yılına kadar bitümlü şeyldensağlanmasına karar verilmiştir.Estonya’ da bitümlü şeyl üretimi Eesti Energia Ltd. tarafından yapılmakta olup toplam 5750 personelinin, 4840’ ı kapalı ve açık ocaklarda çalışmaktadır. Bitümlü şeylden sentetik petrol üretiminde iki tip teknoloji bulunmaktadır. Kohtla-Jarve ve Kivioli proseslerinde daha yüksek kaliteli zenginleştirilmiş cevher kullanılmaktadır. Sentetik petrol (şeyl petrolü) üretimi Viru Ölitööstus AS tarafından 4400 varil/gün olarak gerçekleştirilmektedir. Bitümlü şeylden çimento üretimi ise Kunda-Nordic Tsement AS tarafından yapılmaktadır. Bitümlü şeylin yakılmasından sonra kalan küllerden yüksek kaliteli çimento hammaddesi olarak yararlanma dışında, değişik işlemlerden sonra gübre ve toprak güçlendirici / düzenleyici olarak da yararlanılmaktadır. 1964 yılından bu yana asidik toprakların nötralizasyonunda başarı ile kullanılmaktadır. Her yıl kukersitlerin yakılması ile 11 milyon tondan fazlakül çıkmakta olup bunun bir bölümü inşaat sektöründe hammadde olarak değerlendirilmekte kalanı ise çevreye zarar vermeyecek yöntemler ile yok edilmektedir.
Almanya’ da Dotternhausen’de kurulmuş olan ve Rohrbach Prosesi olarak anılan sistemde bitümlü şeyl yakılarak elektrik enerjisi elde edilmekte ve bu enerji artık şeyllerden çimento hammaddesi üretiminde kullanılmaktadır.Böylece bitümlü şeylden hem enerji hammaddesi olarak yararlanılmakta,hem de artık şeylleri kullanarak çimento üretilmektedir. Ayrıca aynı kompleks içinde artık şeyllerden vanadyum, uranyum vb kıymetli bileşenlerde elde edilmektedir.
Bu ülkelerin dışında Avustralya, Çin, Ürdün, Fas, Rusya Federasyonu ve Tayland’ da bitümlü şeyllerin ekonomiye kazandırılması yönünde ve enerji üretim amaçlı önemli çalışmalar ve projeler yürütülmektedir.
ÜLKEMİZDE BİTÜMLÜ ŞEYL
Ülkemizde bitümlü şeyl etütleri MTA Enstitüsünün kurulmasıyla başlamış ve ilk yıllardaki çalışmalar bütün dünyada olduğu gibi sentetik petrol eldesi amacıyla sürdürülmüştür. Bu amaçla Beypazarı (Ankara), Seyitömer (Kütahya), Hatıldağ (Bolu), Himmetoğlu (Bolu), Mengen (Bolu), Ulukışla (Niğde), Bahçecik (Kocaeli), Burhaniye (Balıkesir), Beydili (Ankara),Dodurga (Çorum), Çeltek (Amasya) sahalarında etütler yapılmış buçalışmalar sonucunda ülkemizde 1.6 milyar ton bitümlü şeyl rezervi belirlenmiştir (Çizelge 1). Ayrıca Boyalı (Kastamonu), Demirci (Manisa), Ilısılık (Çankırı) Aspiras (Kastamonu) sahalarında da prospeksiyon çalışmaları yapılmıştır. 1986-1988 yılları arasında Türk-Alman Teknik İşbirliği Antlaşması çerçevesinde Beypazarı, Seyitömer, Hatıldağ ve Himmetoğlu sahalarında ayrıntılı organik jeokimya-petrografi çalışmaları ve yakma testleri gerçekleştirilmiştir.
Çizelge 1. Ülkemizdeki Bitümlü Şeyl Rezervleri ve Ortalama Isıl Değerleri
Muhtemel Rezerv
Saha Rezerv (1000 ton) Ortalama Isıl Değer
(kcal/kg)
Beypazarı (Ankara) 327648 966
Seyitömer (Kütahya) 122170 860
Hatıldağ (Bolu) 359959 774
HimmetoÄŸlu (Bolu) 65968 1390
Ulukışla (Niğde) 130000* 851
Mengen (Bolu) 50000* 1000
Bahçecik (İzmit) 42000* 1060
Burhaniye (Balıkesir) 15600* 732
Beydili (Ankara) 300000* 800
Dodurga (Çorum) 138000* 365
Çeltek (Amasya) 90000* 541
TOPLAM 1641381

Kütahya’ nın 25 km kuzey-batısında yer alan Seyitömer Neojen Havzası, içerdiği linyit ve bitümlü marnlar ile ülkemizin enerji hammaddeleri açısından önemli bir sahasını oluşturmaktadır. Bitümlü marnlar gri, yeşilimsi gri ve yer yer de kahverengi-gri renklerdedir. Marn ve kiltaşı litoljisinin hakim olduğu bitümlü kayaçlar, genellikle sert olmayıp kısmen plastik özellik göstermektedir. Silisifiye seviyelerin de yer aldığı birim içinde yer yer tabakalanma gözlenmektedir. Mevsimsel çökelimi gösteren 1-5 mm kalınlıktaki laminalar özellikle bitümlü marn istifinin alt seviyelerinde yaygındır. Havzada alt linyit üyesi olarak ayırtlanan esas kömür damarı üzerinde yer alan 5 m lik kesimde bitümlü marnlar yüksek ısıl değere sahiptir.
Flüoresan ışık altında kolaylıkla tanımlanabilen liptinit (ekzinit) grubu maseraller reçine, yağ, parafin ve benzeri maddeler içeren hidrojence zengin bitkisel materyalden türemiş olup mikrobiyolojik ayrışma ve bozunmaya dirençlidir. Organik maddenin esas bileşeni laminalı algler olduğundan petrol içeriği havzanın bazı kesimlerinde artmaktadır. Bitümlü marn özellikle bu kesimlerde "petrollü şeyl" tanımına uygun bir görünüm sergilemektedir. Örneklerde gözlenen spor polen, göl ortamı çevresindeki ağaçlardan ortama rüzgarlar yardımıyla taşınmış olup polen cins ve boyutları çökelme alanının büyük bir bölümünde akarsularla taşınmanın önemli olmadığını göstermektedir.
Bitümlü marnlarda yüksek oranda gözlenen diyatomeler, göl suyundaki oksijenli kesimi yansıtmaktadır. Bitümlü marn çökelimi sırasında belli dönemlerde gerçekleşen diyatome çökelimi, anaerobik bir ortam oluşturarak organik maddenin oksidasyona uğramadan korunmasını sağlamıştır. Polen, planktonik alg, liptodetrinit ve hümik parçacıklar genellikle inorganik matriks içinde ince tanecikler halinde saçılmış durumdadır. Toplam organik karbonun yaklaşık olarak % 5e ulaştığı düzeylerde, organik madde içeren seviyeler makroskobik olarak da belirginleşmektedir. Diyatome çökeliminin tüm sekans boyunca gözlenmesi ve alglerin yaygın olarak yer alması gölün derinliğinin çok fazla olmadığını göstermektedir.
Seyitömer (Kütahya) bitümlü marn sahasında yapılan ayrıntılı çalışmalar sonunda, söz konusu kayaçların havzada bulunan ve termik santralde yakıt olarak kullanılan linyit ile birlikte değerlendirilmesinin gelişmiş yakma teknolojileri (akışkan yatak) kullanılarak, mümkün olduğu ortaya konulmuştur. Ayrıca, 2 MW’ lık bir pilot santralde gerçekleştirilen deneylerde, bitümlü marnların yüksek kalsiyum içeriğinin, linyit ile birlikte yanma sırasında oluşan kirletici emisyonları düşürmede olumlu bir etki yaptığı da gözlenmiştir.
Yapılan laboratuar çalışmaları, ülkemizde %25 oranında petrol içeren asfaltitlerin petrolü alındıktan sonra geriye kalan artığın 3800 kcal/kg lık bir ısıl değere sahip olduğunu göstermektedir. Asfaltitden alınan petrol oranı %40’ a çıktığında artığın ısıl değeri 2000 kcal/kg olmaktadır.
Yeterli gelmediyse , Sizin için araştıralım bilim@marbleport.com

III.ENERJÄ° HAMMADDELERÄ°