Kömür gazlaştırma, hidrojen ve Türkiye

Değerli Okuyucularım,

2019 yılında hidrojenin yüzde 18’i kömürden üretildi. Enerji değişmek için dönüşürken, düşük karbon ekonomisinde ilerleme hedeflenirken, kömürün mevcut en temiz teknolojilerle değerlendirilmesi esastır. Kömürün gazlaştırılması, karbonizasyonu ve sıvılaştırılması, kömürün keşfinden günümüze kimya endüstrisinin temel proses güçlerinden biri olan termal dönüşüm teknolojileridir. Kömürün çevresel ve iklim değişimine etkilerini en aza indirme hedefli kömürden gaz üretimi (CTG); kömürden sıvı üretimi (CTL), kömür kimyasalları ve kömürden yakıt üretiminde öne çıkmakta. Bu teknolojiler alamet-i farika değildir. İnsanoğlu kömürü milattan önceki zamanlardan beri tanıyor. Sanayi devrimi ile coşan kömür kullanımı, enerji sektörünü ve kimya endüstrisini de coşturdu.

Kimya endüstrisinin ilk hammaddesi odundan metanol (odun ruhu, odun alkolü), asetik asit (odun sirkesi) üretildi. Odun kömürü de ilk enerji teknolojisi ürünü oldu. Diğer bir anlatımla, odundan havasız ortamda ısıl dönüşüm ile katı yakıt, ilk biyoyakıt eldesi yapıldı. Kömürün keşfi hem endüstriyel üretimler, hem de enerji için hammadde sağladı. Kömür koklaştırılarak, kok, katran ve kok gazı elde edildi. Demir-çelik üretiminin girdisi metalürjik kok üretimi hızla gelişti. Katrandan çok sayıda organik kimyasal üretildi. Ardından bu kimyasallara önce petrol sonra da doğal gaz kökenli üretimlerle, yakıtların, kimyasalların ve malzemelerin katılımıyla yaşam ilerledi.

Kömürün gazlaştırılmasıyla farklı bileşim ve ısıl değere sahip gaz ürünler (havagazı, şehir gazı, jeneratör gazı, sentetik doğalgaz, sentez gazı gibi) elde edilebilir. Kömürün özellikleri dikkate alınarak, hedef gaz ürüne göre gazlaştırma maddesi (su buharı, oksijen, hava gibi) ve uygun proses koşulları seçilerek kömür ısıl parçalanır. Sabit, akışkan, sürüklemeli, eriyik yataklı gazlaştırma sistemlerinde, güneş enerjili, nükleer enerjili, hidrogazlaştırma, katalitik gazlaştırma, plazma gazlaştırma gibi ileri gazlaştırma sistemlerinde kömür işlenmektedir.

Su buharı ile gazlaştırmada karbon monoksit ve hidrojenden oluşan “Sentez Gazı” elde edilmektedir. Sentez gazı (CO+H2) kimya endüstrisinin yapı taşıdır. Bu gaz karışımından değişik tepkime koşullarında, çok sayıda organik bileşik ve bu bileşiklerden de pek çok türevi üretmek mümkündür. Sentez gazından benzin ve motorin hidrokarbonları eldesini (Fisher-Tropsch (FT) Sentezi) 1923 yılında Alman bilim adamları Dr. Franz Fischer ve Dr. Hans Tropsch başardı. İkinci Dünya Savaşı’nda Almanlar motor yakıtı tüketiminin yarısını FT yakıtlarından sağlarken, St. Trond’un Gece Hayaleti lakaplı Pilot Heinz Wolfgang Schnaufer, bu yakıtları siyasi propaganda aracı olarak da kullandı. Savaşta, Leningrad’ta yakıt tükenince, 1941 yılında, İkinci Teğmen Boris Shelishch 200 kamyonda 10 gün boyunca hidrojen kullandı. Bu başarı ilk hidrojenli askeri taşıt olarak tarihe geçti.

Günümüzde sentez gazının dönüşümü kimya mühendisliğinin sınırlarını yeni ve ileri arayışlar için zorlarken, envai çeşit kömür kimyasalı ve yakıtlara ulaşılabilmektedir. Kömür için belirtilen bu hususların, tümüyle başta atıklar olmak üzere biyokütlenin termal dönüşümü için de geçerli olduğu unutulmamalıdır.

Kömürden gazlaştırma ile kahverengi hidrojen üretilmektedir. Kahverengi hidrojen üretimine karbondioksit tutma ve depolama (CCS) ile karbondioksit tutma, kullanım ve depolama (CCUS) teknolojilerinin entegrasyonu hidrojenin iklim değişimine etkisini azaltmaktadır. “Entegre Gazlaştırma Kombine Çevrimi (IGCC)” kömürden hidrojen eldesi için önemli bir kömür ileri temiz teknolojisi olarak öne çıkmakta. Kömürün geleceği denen IGCC güç, kimyasal ve hidrojen üretimi için müthiş uygulamalarla gündemde. Vresova, Osaki CoolGen, Fukuşima IGCC, ZeroGen, Duke Energy, Scwarze tesisleri iyi örnekler. Yantai-Çin’de Dünya Bankası desteğinde Tianjin/Huaneng Group’un “Neredeyse Sıfır Karbon Tesisi” devreye alınıyor.

Hep söylediğim ve yazdığım bir cümlem var: Ülkemizde kömürün öyküsü hiç iyi değil. Sebep: Kömürlü termik santrallerimizin dünü ve bugünü ile sağlık, insan, çevre ve iklim değişimine etkileri. Kömür madenciliğindeki kazalar. Bu konuda benim de kıymetli okuyucularımın da söyleyecekleri çok. Biliyorum. Genç cumhuriyetimizde böyle değildi. 11 Mayıs 1921 tarihli  “Havza-i Fahmiyede Kömür Tozlarının Amele Menafi-i Umumiyesi Füruhtuna Dair Kanun” ile kömür tozları işçi yararına satıldı. 1924’te Yüksek Maadin ve Sanayi Mühendis Mektebi Zonguldak’ta açıldı. Kömür kentlerimiz büyüyen sanayiimizde yer aldı. Yanı sıra başta demir-çelik endüstrimiz gelişti. Türkiye kömürüyle mutlu idi.

İkinci Beş Yıllık Sanayi Planı’nda, enerji ve kömürden sentetik benzin üretimi vardı. İthal akaryakıt ile kömürümüzden sıvı yakıt üretimi maliyeti karşılaştırıldı. Ve Gazi Mareşal Mustafa Kemal Atatürk “Memlekette sentetik benzin üretimi halinde, maliyet ithal edilen fiyatın üç, dört misli olacağından, bir iktisadi meseleden öte milli müdafaa konusudur” dedi. Bu maliyet karşılaştırması bugün de gerçekçi. Bu mühim cümleleri günümüze iz düşürürsek yerli-milli enerji; ulusal kaynak; enerji bağımsızlığı önemine ulaşırız. Ankara’da Türkiye Kömür İşletmeleri kapısında Atatürk’ün “Kömür Türkiye’yi İhya Edecek bir Servettir” vecizesi yazar. Dünyada en adaletli dağılmış fosil kaynak kömürdür. Ülkelerin pek çoğunun kömürü vardır.

Ülkemizin taşkömürü ve linyiti kıymetlidir. Bizimdir. Linyitimize değer katmak vazifemizdir. Burda bana kızmayınız. Akademik grubunda dördüncü nesil biyorafinerileri, en temiz üretim teknolojilerini çalışan bir akademisyen ve yanısıra sürdürülebilir üretim-tüketim-hizmet ile iklim değişimiyle mücadele için uğraş veren sivil aktivist ve teknik yazar olarak görüşümü sunuyorum. Çünkü enerji sektörümüzün, ülkemizin ve enerji teknolojisinin gerçekleri var. Linyitimiz mevcut en temiz teknolojilerle güç, kimyasal ve hidrojene dönüşmeli, ekonomiye ve istihdama katkı yapmalıdır. Linyitimiz stratejik, yerli yegâne fosil kaynağımızdır. Bu konuda küresel gelişmelerin gerisinde kalmamalıyız. Bizim de IGCC tesislerimiz, CCS yada CCUS entegre gazlaştırma tesislerimiz, FT yakıtlarımız, kömür kimyasallarımız ve kahverengi hidrojenimiz olsun. Devlet-iş dünyası ulusal yatırım planlamasıyla insan ve gezegen dostu kömürümüzü Anadolu’muzda, Rumeli’mizde kullanabiliriz. Yenilikçi, ileri teknolojili kömür yatırımlarından korkmayalım. Takip edelim. Bilim ve mevcut en iyi teknolojiyi kullanmayanları, kömürümüzün öyküsünü kötü yazanları korkutalım. Takipte olalım. Linyitimiz kimya endüstrimiz ve enerji sektörümüz için girdi olmalıdır. Linyitimiz Türkiye Hidrojen Ekonomisi için itici güçlerimizden biri olmalıdır. Burada teknik şerhimi sizlere bildirmek isterim. Kömür enerji teknolojisinde ocaktan baca gazına ve/veya egzoza, yaşam döngüsü boyunca kaynak verimli, mevcut en iyi teknoloji ile mükemmel atık-enerji-su yönetimiyle işlenmelidir. Ülkemiz CCS ve CCUS teknolojilerini uzaktan izlememelidir. Böylece insan ve doğa sağlığı, çevre ve iklim değişimine kömürümüzün etkisi kontrol altına alınabilir.

Enerjinize, çevrenize ve ikliminize iyi bakınız değerli okuyucularım.