Kömür Nedir? Nasıl Oluşur? Türleri Ve Özellikleri Nelerdir?
Kömürün Oluşumu ve Kömür Türleri
Fosil yakıtlar, mineral yakıtlar olarak da bilinir. 21. yüzyılda dünya çapındaki teknolojik gelişmelerle fosil yakıtlardan elde edilen enerjiye ihtiyacın daha da artacağı düşünülmektedir.
Organik bileşikler, nem çekici özelliği olan sülfürik asitin etkisi ile parçalanarak karbondan oluşan bir atık verir yani kömürleşir. Birçok organik bileşik ısı etkisi ile bozunarak kömürleşir. Biz de bu ünitemizde, fosil yakıtlardan kömür ve petrolün oluşumunu ve bileşenlerini öğreneceğiz.
Kömür yanabilen bir tür organik kayadır. Kömür asıl bileşeni karbon yanında hidrojen, oksijen, kükürt ve azot elementlerini de içerir. Kömürün yapısında kil ve kum gibi anorganik maddeler de bulunabilir.
Fosil yakıtlardan kömür Kömür, kaya tabakalarının arasında milyonlarca yıl ısı, basınç ve mikrobiyolojik etkilerin sonucunda meydana gelmiştir. Kömür toprağın derin kısımlarında kilometrelerce genişlikteki düz tabakalar halinde bulunur.
Milyonlarca yıl süren kömür oluşumu hangi süreçlerden geçmiş, nasıl oluşmuştur, hiç düşündünüz mü? Kömür, milyonlarca yıl önce rutubetli ve sıcak iklimlerde, bataklık ortamlarda yetişen eski ağaç ve bitkilerin kalıntısıdır.
Bataklıklarda yetişen çalılık ve eğrelti otları gibi dev yapılı bitkiler zamanla ölmüş ve bataklıklarda gömülmüştür. Bu dev yapılı bitkiler yani ağaçlar uygun şartların sağlandığı durumlarda bozunmuş yani parçalanmış ve bataklık suyu ile bir jel hâline gelmiştir. Burada bahsedilen uygun koşullar nemli ve sıcak iklim, bataklık suyunun pH’ sinin 4-5 civarında bulunması, bataklığın zaman içerisinde aşağı doğru çökelmesi, bataklığın zamana bağlı olarak çamur ve kumla kaplanmasıdır. Oluşan bu yapı bazı kimyasal reaksiyonlar sonucunda hem fiziksel hem de kimyasal değişimlerle sertleşip kömürü oluşturmuştur.
Bitkiler uygun bataklık ortamında birikir, çökelir ve sonunda jeolojik oluşumlarla birlikte yer altına gömülür. Yerin altında oluşan bu organik kütleler gömülmenin etkisi ile oluşan basınç şartlarından ve ortamın sıcaklığından etkilenir. Bu oluşan organik kütlenin bünyesinde zamanla fiziksel ve kimyasal değişim meydana gelir.
Kömürün ataları olarak bilinen ve turba diye adlandırılan bu organik maddeler zamanla daha koyu renklere dönüşüp daha sert bir yapıya sahip olur. Sıcaklık ve basınç şartlarının bu kütlelere etkimesi sonucu su ve su buhar’, karbondioksit, oksijen ve ileri aşamalarda hidrojen ortamdan uzaklaşır. Tabi ki bu süreçte uygun şartlar ve ortamın sıcaklık şartlarının binlerce yıl baskın olması ve artması gerekmektedir.
Volkanik faaliyetler, depremler sonucu oluşan fay hareketleri, radyoaktif elementlerin bulunduğu bölgelerde yerin sıcaklığını normalden çok fazla miktarda artırmaktadır. Yerin ısısı arttıkça turba olarak
adlandırılan organik madde sırasıyla linyit, taş kömürü, antrasit ve uygun koşullar oluşursa grafite dönüşür. Bu ilerleyen olgun-taşma sürecine kömürleşme denir.
Kömürler organik olgunluklarına göre linyit, taş kömürü ve antrasit olarak üç sınıfa ayrılır. Karbon miktarı % 60 ise turba, %70 ise linyit, % 80-90 ise taş kömürü, % 95 ise antrasit adını alır.
Linyit yumuşak, kolayca ufalanabilen, kırılgan ve mat görünümlüdür. Karbon içeriği düşük olan linyit kömürü çok yüksek nem içerir. Linyit kömürü ülkemizde ve dünyada büyük oranda elektrik enerjisi üretimi için kullanılır.
Taş kömürünün linyit kömüre göre nem miktarı düşük, karbon içeriği yüksektir. Taş kömürü demir-çelik endüstrisinde, çimento fabrikaları ve diğer endüstri kollarında kullanılmaktadır.
Antrasit en değerli kömür türüdür. Kömür çeşitleri içinde en sert ve dayanıklı olanıdır. Karbon oranı yüksek olup yandığında diğer kömürlerden daha fazla ısı verir. Görsel 3.8’de görüldüğü gibi antrasit siyah renkli ve camsı parlak görünümdedir.
Kömürlerin Çevreye Zararları Nelerdir?
Kömürün, dünyadaki en yaşlı fosil yakıt olarak üstünlükleri nelerdir? Kömür, hem düşük maliyetli hem de güvenilir bir yakıt türüdür. Kömür dünyada 50’den fazla ülkede üretilmektedir. Kömür, petrol ve doğalgaz gibi dünyanın belirli bir bölümünde değil tüm dünyada da yaygın bir biçimde bulunmaktadır.
Kömür, depolanma, nakliye ve kullanım açısından diğer fosil yakıtlardan üstündür. Kömür bu yönleriyle emniyet konusunda da diğer fosil yakıtlardan üstündür. Kömür, ucuz bir yakıt olması nedeniyle sadece ülkemizde değil dünyada elektrik üretiminin % 40’ını karşılamaktadır.
Kömürün yukarıda anlatılan özellikleriyle diğer fosil yakıtlardan birçok üstünlüğü olmasına karşın, çevre kirletici etkisi sebebiyle pek çok sakıncası bulunmaktadır.
Tüm dünyada kömür santrallerinden bir yılda 7 milyar ton karbondioksit salınımı gerçekleştiğini biliyor muyuz? Bu miktar dünyadaki zararlı gaz salınımlarının %40’ını oluşturmaktadır.
Kömür santralleri cıva kirliliğine de sebep olur. Cıva insan vücudu için zararlı toksin yapıda bir elementtir. Ayrıca toprağı zehirler ve besin zincirine karışarak insan sağlığını tehdit eder.
Soba zehirlenmeleri, fosil yakıtlarının tam olarak yanmamasından çıkan karbonmonoksit (CO) gazının solunmasından kaynaklanır. Yanan sobanın olduğu bir ortamda el ve ayaklarda uyuşma, baş ağrısı, baş dönmesi, bulantı gibi belirtilerle karşı karşıya kalırsak muhakkak temiz havalı bir ortama çıkmalıyız.
Daha önceki bölümde asit yağmurlarından bahsetmiştik. Yakıt olarak kömür kullanımı asit yağmurlarının başlıca sebeplerindendir. Asit yağmurları sonucu ortaya çıkan zararlı gazlar tüm ekosisteme zarar vermektedir. Kömür santralleri asit yağmurlarına sebep olan kükürtdioksit ve azotmonoksit gazlarının açığa çıkmasına sebep olur.
Isınma amaçlı yakıt olarak kömür kullanmak zararlı partiküllerin ve radyasyonun açığa çıkmasına neden olur. Bu parçacıklar akciğerlere zarar vererek astım hastalığına yol açabildiği gibi bebek ölümlerinin de sebeplerindendir.
Kömür kullanımı tatlı su kaynaklarını dolaylı yoldan da olsa azaltır. Kömür santrallerinden yayılan zehirli kimyasallar ise bölgedeki tatlı su kaynaklarını kirletir.
Kömürün yanması sonucu açığa çıkan atıklar ağır metaller ve zehirli maddeler içerir. Bu atıklar hem insan sağlığı hem de çevre için oldukça zararlıdır. Yanma sonucu insan sağlığına ve çevreye zarar verebilecek miktarda arsenik, kadmiyum, krom ve kurşun gibi elementler açığa çıkar. Bu kirletici unsurlar içme sularına, bitkilere ve hayvanlara ulaştığında tüm canlıların sağlığı açısından risk artmaktadır.