• Endüstri 1.0 olarak adlandırılan dönemde 18. yüzyılın sonlarından itibaren su ve su buharının kullanılmasıyla birlikte endüstriyel üretimde, insan gücünün yerine makinelerin kullanılmasına doğru bir değişim geçirilmiştir.
• Bu dönemde makineler, buhar gücüyle çalıştırılmıştır.
• Bu süreçte odun yerine kömürün yaygınlaşması, makinelerin daha da çok kullanılmasını sağlamıştır.
• Endüstri 2.0 dönemi olarak adlandırılan dönemde, 19. yüzyılın sonuna doğru makinelerin çalıştırılmasında elektrik enerjisi kullanılmaya başlanmıştır.
• Endüstri 3.0 döneminde ise 20. yüzyılın ortalarından itibaren elektrik enerjisinin kullanımı; bilgisayar, iletişim ve Genel Ağ teknolojileri sayesinde yaygınlaşmış ve artmıştır.
• İçinde bulunduğumuz bu dönem yakın gelecekte yerini endüstri 4.0 olarak adlandırılan, fabrikaların kendi enerjisini kendi ürettiği, üretim süreçlerinde insanların yer almadığı, kısaca üretim gerçekleştiren bir fabrikanın kendi kendini yönetebildiği bir döneme bırakacaktır.
• Bütün bu süreçlerde enerji; endüstride, konutlarda ve taşımacılıkta en çok ihtiyaç duyulan faktörlerden olmuştur.
• Günümüzde fosil yakıtlar, enerji kaynakları içinde önemli bir yere sahiptir.
• Fosil yakıtlar:
  • Kömür
  • Petrol
  • Doğal gaz olarak sınıflandırılmaktadır.

Kömür

• Kömür; başta karbon olmak üzere hidrojen, azot, kükürt gibi elementleri yapısında bulunduran katı, koyu renkli bir kayaçtır.
• Kömür, bataklıkların dibinde, yüksek sıcaklık ve basınçta çürüyen bitkilerin oluşturduğu organik maddelerin üzerinde zamanla kil, kum gibi çökeltilerin birikmesi ve kimyasal değişime uğraması sonucu oluşur.

Dünyanın birçok bölgesinde kömür bulunmaktadır. Yerin yüzeye yakın bölümlerinde ya da çeşitli derinliklerde kömüre rastlanmaktadır. Kömür oluşumunun meydana geldiği alanlar aşağıdaki gibidir:

• En kalın kömür tabakaları deltalarda oluşur.
• Göller ve nehirler kömür tabakalarının meydana geldiği bataklık ortamlardır.
• Lagünler, deniz etkisiyle ince kömür tabakalarının oluşmasına neden olur.
• Benzer şekilde akarsu taşma ovaları ince kömür tabakalarının oluşmasına olanak sağlar.

Turba

Kömürün ilk safhası, turba olarak adlandırılır. Turba %60 C içerir ve nem oranı oldukça yüksektir. Özgül yanma ısı değeri 1000 kkal/kg ve altındadır. Bu nedenle yakıt olarak kullanılması uygun değildir.

Kömür Çeşitleri

Yakıt olarak kullanılan kömürler, içerdiği karbon ve nem oranına, yer altında kalma süresine göre üç tür olarak sınıflandırılabilir. Bunlar:

• Linyit kömürü:
  • 40-50 milyon yıldır yer altında bulunur.
  • Nem oranı %45-60’dır.
  • Karbon oranı %65-70 arasındadır.
  • Linyit kömürünün içinde kök ve benzeri bitki kalıntılarına rastlanabilmektedir.
  • Özgül yanma ısısı 1000 ile 5700 kcal/kg değerleri arasındadır.
• Taş kömürü:
  • 250-350 milyon yıl süreyle yer altında bulunur.
  • Taş kömürünün nem oranı %15-20’dir.
  • Karbon oranı %75-90 arasındadır.
  • Taş kömürünün özgül yanma ısısı 5700 ile 7000 kcal/kg değerleri arasındadır.
• Antrasit:
  • Karbon oranı en yüksek kömür türüdür.
  • %90-95 oranında karbon içerir.
  • Antrasidin özgül yanma ısısı 7000 kcal/kg ve üzeri değerlerine sahiptir.

Petrol ve Doğal Gaz

• Petrol, canlılığını yitirmiş bitki ve hayvan kalıntılarının deniz, göl veya akarsu diplerinde kum, kil ve mineral tanecikleri ile birlikte uzun yıllar boyunca kayaçlar arasında birikmesi sonucu oluşan koyu renkli, yapışkan ve yanıcı bir sıvıdır.
• Petrol, birçok farklı türde hidrokarbonu ve bunların yanında azotlu, kükürtlü ve oksijenli bazı bileşikleri de içeren bir karışımdır.
• Organik maddelerin (ölmüş hayvan ve bitki kalıntıları) petrole ve doğal gaza dönüşmesi çok karmaşık bir süreçtir.
• Bazı mikroorganizmaların etkisiyle organik maddeler zamanla yer altına doğru gömüldükçe değişime uğrar ve böylece petrolün ve doğal gazın oluşum süreci başlar.
• İlk oluşum sürecinden sonra özellikle yüksek basınç etkisi ile birlikte ham petrol ve doğal gaz göç yolları aramaya başlar. Bu olay, ham petrol veya doğal gazın birincil göçü olarak adlandırılır.
• Ham petrol ile doğal gaz, içine yerleşebileceği gözenekli ve geçirgen bir kayaç buluncaya kadar kilometrelerce uzağa, yatay veya düşey yönde göç edebilir.
• Gözenekleri suya doygun, geçirgen bir kayaca göç etmeye çalışan ham petrol ve/veya doğal gaz, sudan daha düşük yoğunluğa sahip olması nedeniyle yavaş yavaş su ile düşey yönde yer değiştirir. Bu olay ham petrol veya doğal gazın ikincil göçü olarak adlandırılır.
• Eğer ham petrol ve doğal gaz bu kayaç gözenekleri içinde sıkışır ve bir başka kayaç içine göç edemezse ham petrol ve doğal gaz artık kapanlanmıştır.
• Yoğunluğu düşük olan doğal gaz üstte, onun altında ham petrol ve en altta da su kayaç gözenekleri içinde sıralanır.
• Molekülleri petrolden çok daha küçük olan doğal gaz, bazen ham petrolün içine giremeyeceği yeni bir göç yolu bulup ham petrolden ayrılabilir.
• Bu şekilde, gözenekleri içinde ham petrol ve doğal gaz kapanlanmış bir kayaç parçasına petrol rezervi denir.
• Sadece doğal gaz kapanlanmış bir kayaç parçasına da doğal gaz rezervi adı verilir.
• Petrol arama çalışmalarındaki artış sonucunda dünyadaki tespit edilmiş petrol rezervi (henüz işletilmemiş petrol) giderek artmıştır.
• Orta Doğu; dünyadaki petrol rezervinin yaklaşık yarısına (%47,7) sahiptir.

Ham Petrolün Rafinasyonu

• Ham petrolün ayrımsal damıtma işlemi ile bileşenlerine ayrıştırılmasına petrolün rafinasyonu denir.
• Ham petrolün rafine edilmesiyle;
  • Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG)
  • Nafta
  • Benzin
  • Fuel oil
  • Gaz yağı
  • Motorin (dizel)
  • Asfalt
  • Madenî yağ vb. ürünler elde edilmektedir.

Fosil Yakıtların Çevreye Etkisi

• Fosil yakıtların çevreye verdikleri hasar da oldukça büyüktür.
• Fosil yakıtlar, sera etkisine neden olan CO₂ salımını arttırmıştır. Bu durum da küresel ısınma ve iklim değişikliklerine neden olmuştur.
• Sera gazları dünyanın yüzeyinden ve bulutlardan yansıyan enerjinin bir kısmını soğurarak ısının uzaya geri kaçmasını önler. Sera gazı etkisi olarak adlandırılan bu olgu dünyanın ısınmasına sebep olur.
• Enerji kaynakları arasında, sera gazı emisyonlarına en çok etki eden kömürdür.
• Endüstriyel faaliyetler sonucunda atmosfere CO₂, kükürt oksitler (SO₂, SO₃), kurşun ve diğer bazı zehirli kimyasal bileşikler (CO gibi) salınmaktadır.
• Fosil yakıtlardan salınan SO₂, NO₂ ve CO₂ gazları, havada yağmur damlaları ile etkileşime girerek sırasıyla sülfürik asit, nitrik asit ve karbonik asit oluşturur. Atmosfere salınan bu zararlı gazlar hem küresel ısınmaya neden olur hem de asit yağmurları şeklinde yeryüzüne inerek toprağı, suyu kirletir ve canlıların yaşam alanlarını tehdit eder.
• Küresel ısınmanın yeryüzüne yaptığı etkiler; kutuplarda buzulların erimesi, denizlerde ve göllerde su seviyesinin artışı, şiddetli ve ani yağışlar, mevsim değişiklikleri ve kuraklıktır.
• Fosil yakıt tüketiminin aynı hızla sürmesi sonucunda gelecek 50 yıl içinde dünyamızın sıcaklığının yaklaşık 5°C artacağı öngörülmektedir.
• Fosil yakıtlar, sonsuz kaynaklar değildir ve tükenmeleri ile elektrik üretiminden, motorlu araçlara kadar bir çok alanda sıkıntılar yaşanacaktır. Bu yüzden, fosil yakıtları tüketirken dikkatli olmamız çok önemlidir.