Kentgaz Energaz
 

Doğal Gazın Oluşumu


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.


Gültekin Çınar

 

 

 


Ara