Petrol endüstrisi

Petrol endüstrisi, petrol sanayi veya petrol ve doğal gaz endüstrisi, küresel olarak petrol ve petrol ürünlerinin aranması, çıkarılması, rafine edilmesi, taşınması ve pazarlanması süreçlerini kapsayan terimdir. Sektörün en büyük hacme sahip ürünleri arasında mazot ve benzin bulunmaktadır. Petrol ayrıca ilaçlar, solventler, gübre, pestisit ve plastik gibi birçok kimyasal ürün içinde ham madde niteliği taşımaktadır. Petrol endüstrisi upstream (yukarı akış veya kaynak), midstream (orta akış) ve downstream (aşağı akış) şeklinde üç ana bileşene ayrılmaktadır. Midstream yani orta kısım işlemler genellikle downstream kategorisine dahil edilmektedir.

Petrol birçok sanayi için oldukça önemlidir ve endüstriyel olarak yapılandırılması uygarlığın yaşamı için önem taşımaktadır. Bu nedenle pek çok ülke için devamlılığı kritik bir husustur. Dünya'daki enerji tüketiminin büyük çoğunluğunu oluşturan petrolün %53'ü Orta Doğu'dan, %32'si ise Avrupa ve Asya'dan elde edilmektedir.

Dünya'da her yıl yaklaşık olarak 30 milyar varil (4.8 km3) petrol tüketilmektedir. Bu tüketiciler arasındaki en büyük ülkeler, gelişmiş ülkelerdir. Amerika Birleşik Devletleri 2007 yılında tek başına, üretilen petrolün %25'ini tüketmiştir. Bir bütün olarak ele alındığında petrol üretimi, dağıtımı, rafinajı ve perakende olarak satışı açısından dünyanın en büyük sanayisini temsil etmektedir.

Bu aşamada örneğin Amerika Birleşik Devletleri hükûmeti, petrol şirketlerine petrol sahalarının kiralanmasında, sondaj ekipmanlarının maliyetleri ve sağlanması konusunda, petrol arama ve çıkarmanın hemen, hemen her aşamasında oldukça yüklü bir kamu sübvansiyonu ile vergi indirimi sağlamaktadır.

Petrol kaya oluşumları içinde doğal olarak bulunan bir sıvıdır. Çeşitli moleküler ağırlıklarda ve bunun yanı sıra diğer organik bileşikler ile birleşmiş halde hidrokarbondan oluşan bir karışımdan oluşmuştur. Petrolün genellikle milyonlarca yüzyıl boyunca yer kabuğunun ısıya ve baskıya maruz kalması neticesinde çoğunlukla zengin şekilde eski plankton karbon kalıntılarından oluştuğu kabul edilmektedir.

Arıtılmamış yani rafine edilmemiş durumdaki petrol beş bin yılı aşkın süredir insanoğlu tarafından kullanılmıştır. Genel olarak petrol ışık kaynağı olarak ve savaşlarda erken dönem insanlık tarihi boyunca kullanıldı.

19. yüzyılda balina yağı ahşap binalarda aydınlatma amacıyla, 20. yüzyılda ise kömür ısıtma ve yemek pişirme işlemlerinde kullanılıyordu. Sanayi Devrimi esnasında artan enerji ihtiyacı başta kömür ve balina yağı olmak üzere diğer yağ türleri ile karşılanıyordu. Ardından ham petrolden elde edilen kerosen (gaz yağı) keşfedildi ve bu aydınlatma ile ısı yakıtı olarak kullanıldı. Bu durum petrole olan talebin artmasına yol açtı. Böylece petrol 20. yüzyılda Dünya piyasalarında işlem gören önemli bir emtia haline geldi.

Rusya İmparatorluğu'nun petrol üretimi 1825 yılında 3.500 ton iken üretim kapasitesi bu yüzyılın ortalarında iki katına çıkmıştır. 1846 yılında günümüzdeki Azerbaycan'ın Bakü şehrinde bulunan petrol sondaj istasyonu için Rusya İmparatorluğu'nda iki büyük boru hattı inşa edilmiştir. Bunlardan birisi 833 km. uzunluğundadır ve 1906 yılında tamamlandığında Hazar'dan Batum'da bulunan Karadeniz limanlarına petrol aktarmaya başlamıştır. Diğer boru hattı ise 162 km. uzunluğunda yapılmış ve Hazar'dan Çeçenistan'a petrol taşınmasında kullanılmıştır. Batumi 1936 yılında Batum olarak yeniden adlandırılmıştır.

20. yüzyılın başlarında Rusya İmpatorluğu'ndaki petrol üretiminin neredeyse tamamı Apşeron (veya Abşeron) Yarımadası'ndan elde ediliyordu ve Dünya'daki üretimin yarısını oluşturmasından dolayı uluslararası piyasalarda egemen konumdaydı. 1884 yılında Bakü'nün banliyölerinde işletilen yaklaşık 200 küçük rafineri bulunuyordu. Bu ilk gelişmelerin etkisine bağı olarak Apşeron (veya Abşeron) Yarımadası, petrol kirliliği ve eski çevre ihmali mirasına sahip olmuştur. 1846 yılında Bakü'de daha kaliteli petrol aramaları için vurucu aletler ile 21 metre derinliğe kadar inilerek petrol aramaları yapılmıştır. 1878 yılında ise Ludvig Nobel, 19. yüzyılda büyük bir petrol şirketi olan Branobel şirketi için ilk petrol tankerini devreye almış ve Hazar Denizi üzerinden petrol taşımada bir devrimi başlatmıştır.

İlk modern petrol rafinerileri 1854-1856 yıllarında Polonya'nın Jasło yakınlarında, Ignacy Łukasiewicz tarafından inşa edilmiştir. (Orta Avrupa'daki tarihi Galiçya bölgesi Galiçya ve Lodomeria Krallığı'na bağlı kalmıştır) Bu rafineri başlangıçta ancak küçük çaptaki yakıt taleplerine cevap verebiliyordu. Rafine edilerek elde edilen ürünler Łukasiewicz'in kerosen lambasına ek olarak suni asfalt yapımı, makine yağı ve diğer yağlama maddelerinin üretiminde kullanılıyordu. Gaz yağı lambaları rafinerinin civar bölgelerinde oldukça popülerlik kazanmıştır.

İlk ticari petrol kuyusu 1858 yılında Kanada'daki (daha sonra Batı Kanada) Oil Springs, Ontario'da faaliyete geçirilmiştir. İş adamı James Miller Williams, yerin dört metre altında zengin bir petrol rezervi keşfetmesinden önce 1855 ve 1858 yılları arasında birkaç kuyu daha kazmıştır. Williams 1860 yılında bu kuyudan 1.5 milyon litre petrol çıkarıyordu ve elde ettiği petrolün tamamını gaz yağı lambası rafinesinde kullanıyordu. Bazı tarihçiler ise Kuzey Amerika'nın ilk petrol sahasının Kanada'da bulunduğu iddiasına itirazda bulunup, ilk petrol kuyusunun Pennsylvania'daki Drake Well olduğunu savunmuşlardır. Ancak Drake'de 28 Ağustos 1859 tarihine kadar üretim yapıldığına dair bir kanıt bulunmamaktadır. Buradaki tartışmalı nokta Edwin Drake’in bir kaya rezervuarı içerisinde petrol bulmuş iken, William'ın kayanın üzerinde petrol bulmuş olması olabilir. Oil Springs'deki keşif petrol patlaması yaptı ve bölgeye çok sayıda spekülatör ile işçinin gelmesine neden oldu. Kanada'nın fışkıran ilk kuyusu 16 Ocak 1862 tarihinde patladı. Yerel petrol arayıcısı John Shaw 48 metrede petrolü buldu. Bir hafta boyunca kontrol altına alınamayan petrolün fışkırarak, günde 3.000 varil kadar petrolün kuyudan fışkırdığı bildirilmiştir.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk modern petrol sondajı, 1850'li yıllarda Batı Virginia ve Pennsylvania'da başladı. Edwin Drake'in 1859 yılında Titusville, Pennsylvania yakınlarındaki keşfi ve kuyudan petrolün fışkırması ilk gerçek ve modern petrol kuyusu olarak kabul edilmektedir. 20. yüzyılın ilk çeyreğinde Amerika Birleşik Devletleri, Dünya'nın en büyük petrol üreticisi olan Rusya'yı geçmeye başlamıştı. 1920'lerin ortalarına gelindiğinde, petrol alanları Kanada, Polonya, İsveç, Ukrayna, Amerika Birleşik Devletleri, Peru ve Venezuela olmak üzere birçok ülkede kurulmuştur.

İlk başarılı petrol tankeri olan Zoroaster, Ludvig Nobel tarafından tasarlanmış ve İsveç'te 1878 yılında inşa edilmiştir. Bu tanker Bakü ile Astrahan arasında işletilmiştir. Bir dizi yeni tanker tasarımları ise 1880'lerde geliştirildi.

1930'ların başlarında Texas Company, Meksika Körfezi'nin kıyı bölgelerinde delme işlemi yapılabilmesi için ilk taşınabilir çelik mavnaları geliştirdi. 1937 yılında Pure Oil Company (günümüzde Chevron Corporation'ın bir parçası) ve ortağı Superior Oil Company (günümüzde ExxonMobil Corporation'ın bir parçası) Calcasieu Parish, Louisiana'daki denizin 1.6 km. açıklarında 4.3 metrelik alanı bulunan sabit platform kullandı. Kerr-McGee Petrol Endüstrileri (günümüzde Anadarko Petroleum Corporation), Meksika Körfezi'nde Kermac No. 16'da yaptığı delme işlemi sonrasında, karadan görünmeyecek bir alandaki ilk petrol keşfini yapmış oldu. 1949 yılı sonuna kadar Meksika Körfezi'nde kırk dört keşif kuyusu açıldı ve bunların on birinde petrol ve doğal gaz bulunduğunun keşfi yapıldı.

II. Dünya Savaşı sırasında (1939-1945) Bakü ve Orta Doğu'dan gelen petrolün kontrolü savaşa ve müttefiklerin nihai zaferinde büyük rol oynamıştır. Petrol arzının kesilmesi, savaşın ikinci bölümünde Japonya'yı zayıflatmıştır. II. Dünya Savaşı sona erdikten sonra ise petrol üretiminde Orta Doğu ülkeleri ve Amerika Birleşik Devletleri öne geçmiştir. Daha sonrasında ise açık deniz sondajları, gemi sondajları (Drillship), petrol tankerleri, boru hatları gelişmiş, petrolün küresel nakli konusunda büyük gelişme yaşanmıştır. 1960 ve 1970'li yıllarda kurulan çoklu toplum kuruluşları olan OPEC (Petrol İhraç Eden Ülkeler Örgütü) ile OAPEC (Petrol İhraç Eden Arap Ülkeleri Örgütü) petrol fiyatları ile petrol politikalarının belirlenmesinde önemli rol oynamışlardır. Bunun yanı sıra meydana gelen petrol sızıntıları ve temizlenmesi, siyasi, çevresel ve ekonomik önemi giderek artan önemli bir konu haline gelmiştir.

Büyük petrol şirketleri satışları bakımından "supermajör" (BP, Chevron, ExxonMobil, ConocoPhillips, Shell, Eni ve Total S.A.), "majör" ve "independents" (bağımsız) ya da "jobbers" (aracı) şeklinde sınıflandırılırlar. Son yıllarda ise ulusal petrol şirketleri en büyük petrol rezervleri üzerinde hak sahibi konumuna yükselmişlerdir. Aşağıdaki tabloda 2012 yılı rezerv miktarına göre ve üretime göre sıralanmış en büyük on ulusal petrol şirketi gösterilmiştir.

Toplama: Toplama sürecisinde petrol veya doğal gazın üretildiği kuyulardan işleme tesislerine uzanan düşük basınçlı ve daha uzun mesafeli boru hatlarının tarif edilmesi için kullanılır.

İşleme/rafinasyon: İşleme ve rafinasyon işlemleri sonrasında ham petrol veya doğal gaz ürünler pazarlanabilir hale getirilmektedir. Ham petrol rafineri işlemi sonrasında kalorifer yakıtı, taşıtlarda kullanım için benzin, jet yakıtı ve dizel haline getirilir. Petrolün rafine edilmesi yöntemleri arasında vakum destilasyonu, katalitik düzeltme, katalitik ayırma, alkilasyon, izomerizasyon ve hidro işlemler bulunmaktadır. Doğal gaz işleme esnasında sıkıştırılır, glikol dehidratasyonu ve amine yöntemi kullanılır. Ayrıca kaliteli bir boru hattında, doğal gazın akışı esnasında karıştırma yapılarak ürün ayrıştırılır. Bölünme işlemi sonrasında ise etan, propan, izobütan ve doğal benzin elde edilir.

Taşımacılık: Petrol veya doğal gaz işleme tesislerine boru hattı ile ulaştıktan ve rafine edildikten sonra tanker/mavna, kamyon ve demir yolu taşımacılığı ile son kullanıcısına ulaştırılır. Boru hatları bir kıtada uzun mesafeler boyunca ürünün taşınmasında en ekonomik taşımacılık ve ulaştırma yöntemidir. Tanker ve mavnalar genellikle uluslararası taşımacılıkta uzun mesafeler için kullanılır. Demir yolu ve kamyonlar da uzun mesafelerde taşıma için tercih edilebilir. Ancak bu taşımacılık türü daha çok kısa mesafeler için tercih edilir.

Depolama: Midstream servis sağlayıcıları petrol ve doğal dağıtım sistemleri boyunca oluşan yükleme noktalarında depolama tesisleri bulundururlar. Bu depolama tesisleri çoğunlukla rafinaj ve işleme tesisleri yakınlarında bulunmaktadır. Ayrıca sevkiyatların kolay hale getirilmesi için boru hattı sistemlerine bağlanabilecek mesafelerde yer almalarına özen gösterilir. Petrol ve petrol ürünleri depolama tankları içerisinde muhafaza edilirken, doğal gaz mağaralar veya tüketilmiş yeraltı rezervuar kaynaklarında muhafaza edilmektedir.

Teknolojil uygulamalar: Midstream servis sağlayıcıları midstream süreçlerinde verimliliğin arttırılması amacıyla teknolojik çözümler kullanırlar. Teknoloji boru hatlarında sıvıların akışının kolaylaştırılması ve ürünün sıkıştırılması için kullanılabileceği gibi boru hattındaki kaçakların takip edilmesi ve boru hattı ile diğer ekipmanların izlenmesi için otomatik bir sistem haline getirilmiş olabilir.

Petrol endüstrisindeki bazı işlemler veya rafine işlemi esnasında elde edilen yan ürünler, petrol sızıntıları yoluyla su kirliliğinin sorumlusu olmuşlardır. Endüstrideki uçucu organik bileşikler (VOC) yer seviyesinde kirli hava oluşumuna katkıda bulunur.

Fosil yakıtların yanması sonrasında ise diğer yan ürünler olarak sera gazları ve diğer hava kirletici ürünlerin ortaya çıkmasına neden olur. Bu kirleticiler azot oksitler, kükürt dioksit, uçucu organik bileşikler ve ağır metaller içerir.

Petrol endüstrisi Dünya'daki petrol talebinin artışına bağlı olarak, kaçınılmaz şekilde tükenme ile karşı karşıya olan yenilebilir doğal bir kaynaktır. BP Dünya Enerjisi için 2007 yılı İstatiksel Eleştiri raporunda da, Dünya genelinde kanıtlanmış kaynaklar için rezerv/üretim oranları listelenmiştir. Çalışmada Orta Doğu'daki petrol rezervlerinin 79.5 yıl yetecek kadar, Latin Amerika'daki kaynakların 41.2 yıl yetecek kadar ve Kuzey Amerika'daki petrol rezervlerinin ise 12 yılda tükenecek seviyede olduğu bildirilmiştir. Petrol endüstrisinin başladığı 1800'lü yıllardan günümüze kadar "petrol bitiyor" üzerine pek çok sahte tahminler yapılmıştır.

Hubbert peak teorisi, petrol üretiminin sürdürülebilirliğinin sorgulanmasını sağlamaktadır. Bu teori neticesinde petrol üretim oranlarının yükselişe geçtiği bir dönüm noktasının ardından petrolün tükeneceği bir dönem olacağını doğrulamaktadır. Hemen, hemen tüm ekonomik sektörler petrol temeline dayanmaktadır.

IBIS Dünya araştırmasına göre, petrolün tükenme dönemine yakın petrol tüketimi biyoyakıt (öncelikle etanol ve aynı zamanda biyodizel) ile devam edeceği görüşü bildirilmiştir. Ancak bu yakıtların üretim seviyeleri oldukça düşüktür ve yerel petrol üretiminin yerini asla tutamayacak düzeydedir. ABD'de kullanılan etanolün %90'dan fazlası benzin yakıtındaki oksijenin ortadan kaldırılması amacıyla %10 oranında eklenmek suretiyle harmanlama amacıyla kullanılmaktadır.

Araştırmacılar kirlilik ile ilgili olarak yaptıkları araştırma neticesinde, yaz mevsimine oranla kış mevsimlerinde petrokimya endüstrisinin daha fazla ozon kirletici madde ürettiği tespit etmişlerdir.