Jeotermal Enerji

Dünya’nın yer altı katmanlarında bulunan enerjiye jeotermal enerji denir. Bu enerjiyi dışarı almak mümkündür. Bugün 20 kadar ülkede jeotermal enerji elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Jeotermal enerji kuru ya da ıslak buhar şeklinde olabileceği gibi, sıcak su şeklinde de olabilir.

Jeotermal Enerji ülkemiz için önemli bir yenilenebilir kaynaktır. Türkiye jeotermal enerji potansiyeli açısından dünyanın yedinci ülkesidir. Muhtemel jeotermal enerji potansiyelinin kullanımının getirebileceği ekonomik kazanım yılda 9 milyon dur. Yüzey sıcaklığı 40 C’nin üzerinde 140 jeotermal saha mevcuttur. Ancak, bunlardan sadece dört tanesi elektrik üretimine uygundur. Bu sahalardan Denizli-Sarayköy’de 20.4 MW kurulu elektrik gücünde bir santral mevcuttur. Diğer üç sahada da elektrik santralleri kurulmalıdır. Ayrıca, bu sahalarda elektrik üretimine entegre olarak, merkezi ısıtma vb. jeotermal uygulamalar gerçekleştirilmelidir.Geri kalan sahaların ısıtma amaçlı olarak ve düşük sıcaklıkta ısı enerjisi gerektiren uygulamalarda değerlendirilmesi teşvik edilmelidir. Türkiye’nin teorik jeotermal toplam kapasitesi 31500 MWt dir ve bunun eşdeğeri de 5 milyon konuttur. Ancak, bu muhtemel bir değer olup, hedef olarak bir milyon konut öngörülebilir.Jeotermal enerjinin çevre dostu karakterde kullanılması için tüm dünyada yasalarla zorunlu hale getirilmiş olan re enjeksiyon (akışkanı yeraltına geri verme) tekniğinin uygulanması, hem rezervuar parametrelerinin korunması hem de jeotermal suyun çevreye zarar vermemesi için şarttır.

Jeotermal kaynakların gelişmiş teknoloji ile yüksek verimli ve entegre kullanılmalarına yönelik Araştırma-geliştirme çalışmaları artırılmalıdır. Özellikle, jeotermal enerjinin elektrik enerjisine dönüşüm verimini artıran (çift buharlaştırmalı sistemler) ve düşük sıcaklıktaki jeotermal akışkanlardan elektrik üretimine imkan sağlayan yeni teknolojiler (ikili çevrim teknolojileri) üzerinde durulmalıdır. Bugün dünyada yaygın olarak kullanılan bu teknolojiler ülkemiz santrallarında da mutlaka uygulanmalıdır. Ayrıca, sıcak kuru kaya (hot dry rock) jeotermal olanakları da araştırılmalıdır.

Jeotermal projeler, ÇED raporu alındıktan sonra, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’ndan izin alınmak suretiyle uygulamaya sokulmalı, sektör standart altına alınarak disipline edilmeli ve kötü projelerin uygulanmasına engel olunmalıdır. Bu konuda “Enerji Teknolojileri Politikası Çalışma Grubu” tarafından geliştirilen diğer bir öneri de, jeotermal projelere uygulanma izni verilmesi yetkisinin, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Çevre Bakanlığı ve üniversite temsilcilerinden oluşturulacak bir “Jeotermal Değerlendirme Komisyonu” tarafından yürütülmesidir. Etkileyici değişken olarak enerji tüketimi ile etkilenen değişken gayrisafi milli hasıla arası nda güçlü bir korrelasyonla geçerli regresyon ilişkisi vardır. Bir diğer deyişle, enerji tüketiminin artması gayrisafi milli hasılayı büyütmekte ve ekonomiyi geliştirmektedir. Bu nedenle ülkelerin gelişmişlik düzeylerinin belirlenmesinde kullanılan kriterlerden biri kişi başına düşen yıllık birincil enerji (genel enerji) tüketimidir. Kişi başına düşen yıllık elektrik tüketimi de bu amaçla kullanılabilmekte olup, ayrıca yaşam düzeyinin bir göstergesidir.Dünya Enerji Konseyi’nin yayınladığı en son istatistiklere göre (1994 verileri ile) sanayileşmiş yedi büyük ülkenin (ABD, Almanya, Fransa, İngiltere, İtalya, Japonya ve Kanada) kişi başına yıllık birincil ticari enerji tüketimleri ortalaması 4721 kEP (207.9 GJ) düzeyinde iken, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler ayrımından ötürü dünya ortalaması 1395 kEP/kişi.yıl (61.4 GJ/kişi.yıl) olmuştur. Yani dünya ortalaması yedi gelişmiş ülke ortalamasının % 30’u kadardır. Türkiye’nin düzeyine gelince, kişi başına düşen yıllık birincil enerji (ticari olan ve olmayan) tüketimi dünya ortalamasının % 58’i ile 809 kEP (35.6 GJ/kişi.yıl) kadardır. Elektrik tüketimi açısından da benzer bir durum görülmektedir. Dünya ortalaması olarak kişi başına yıllık elektrik net tüketimi 2245 kWh iken, G7 lerin ortalaması 8885 kWh/kişi.yıl ve Türkiye ortalaması 1173 kWh/kişi yıl düzeylerindedir.

Jeotermal Enerjinin Çevreye Etkisi

Jeotermal sistemlerde enerji elde edilirken önemli boyutlarda çevre kirlenmesi olabilir. Bu nedenle tesis kurulurken jeotermal kaynakların çevre üzerindeki etkileri dikkatle değerlendirilmelidir.

Jeotermal enerjiden elektrik elde edilen sistemlerin dönüşüm verimlilikleri düşük olduğu için, çevreye büyük miktarda ısı bırakılır. Atık ısı büyük bir alana yayılır ve yerel iklimde değişiklikler yapabilir. Ayrıca atıksıların borularla yakınlardaki akarsu ve göllere verilmesi de yerel ekolojiyi etkileyebilir. Isının bu şekilde çevreyi etkilemesi ve boşa harcanmasının önlenmesi, kaynağın kullanım çeşitliliğini arttırmakla olur. Çevreye verilerek harcanan ısı; konut ısıtması ya da proses ısısı olarak kullanmak amacıyla geri kazanılabilir.

Jeotermal kuyuların çevre üzerine diğer bir fiziksel etkisi de gürültüdür. Kuyularda çalışılırken gürültü 120 db.’i aşabilir. Bu gürültü, susturucu olarak adlandırılan atmosferik separatörlerle daha aza indirilebilir. Jeotermal enerji santrallerinde gaz ve sıvıların bırakılması kimyasal kirlenmeye yol açar. Jeotermal enerji kullanılırken H2S ve CO2 açığa çıkar. H2S’ün kötü kokusu ve zehirleyici etkisi vardır.

Jeotermal Enerjinin Kullanımı

Jeotermal enerjinin kullanılabilmesi bazı koşulların oluşmasına bağlıdır. Temel gereklilik enerjinin ulaşılabilir olmasıdır. ulaşılabilirlik, gözenekli veya çatlaklı yer içi oluşumlarında ısının taşınımı yada kayacın kendi ısı iletimi gibi doğal süreçlerle sağlanmaktadır. Yer içinde depolanmış ısının miktarı ve fiziksel büyüklüğü yeterliyse ve depo alanı yeryüzüne yakınsa, yüzeye bir ısı sistemi kurularak sıcak su ve buhardan enerji elde edilebilir.
Jeotermal enerjinin doğrudan olmayan kullanımı elektrik enerjisine çevrilmesiyle gerçekleştirilir. Jeotermal alana bir kuyu açılır ve kuyudan alınan buharın bir jeneratörü çalıştırması sağlanır. Hidroelektrik santrallerde yüksekten hızla düşen suyun enerjisinden yararlanıldığı gibi jeotermal tesislerde de buharın enerjisinden yararlanılır. Buhar bir türbine yollanır ve türbinin dönmesi sağlanır. Hareket eden türbin elektrik üreten bir jeneratörü çalıştırır. Bunun sonucunda da elektrik üretilir.

Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımı ise konut ısıtması, seracılık ve endüstri için söz konusudur. Yüksek entolpili kaynaklar elektrik üretiminde kullanılmaya, düşük entolpili kaynaklar ise doğrudan kullanıma uygundur. Türkiye’deki jeotermal kaynakların önemli bir çoğunluğu düşük entolpili olduğu için doğrudan kullanıma daha çok öncelik verilmelidir. Doğrudan kullanımda verim daha yüksektir. Bu kullanım yollarından biri olan konut ısıtmacılığının tekniği ise; jeotermal suyun sıcaklığı ve bileşimi ile değişmektedir.

Örneğin 60-100 0C arasındaki bir jeotermal su ile ısıtma doğrudan yapılırken, suyun aşındırıcı (korrozif) maddeler içermesi ya da çökelme eğilimi taşıması durumunda ısı değiştirici gerekmektedir. Sıcak su ve buhar bu gibi amaçlarla kullanıldıktan sonra, atık suyun yok edilmesiyle süreç tamamlanır.

Dünyada mevcut jeotermal santraller 6.275 MW kurulu gücünde olup, bu santrallerden elektrik elde edilmesinde yararlanılmakta, ısıtma amaçlı kullanım ise 13.044 MW olmaktadır. Jeotermal enerjiden en fazla yararlanan ülkelerin başında İtalya, İzlanda, Yeni Zelanda ve A.B.D. gelmektedir. İzlanda da gereksinim duyulan enerjinin yaklaşık %20’si jeotermal enerjiden karşılanmakta ve ülke nüfusunun yaklaşık yarısı jeotermal enerji ile ısıtılan konutlarda oturmaktadır.

Ülkemizde 1200 sıcak su kaynağı mevcut olup, bunlardan 40 0C’nin üstünde jeotermal akışkan içeren, 140 jeotermal alan bulunmaktadır. Türkiye, jeotermal enerji potansiyeli yüksek olan ülkeler arasında 7. sırada yer almaktadır. Henüz bu potansiyelin %2,97’sinden yararlanılmaktadır. Özellikle Ege ve İç Anadolu bölgeleri jeotermal enerji yataklarının bulunabileceği alanların başında gelmektedir. Yapılan son araştırmalar Doğu Anadolu bölgesinin de jeotermal enerji yatakları bakımından oldukça zengin olduğunu ortaya koymuştur. Ancak bu potansiyelden henüz yeterince yararlanılamamaktadır.

Dünya standartlarına göre jeotermal kaynaklar; 150 0C’nin üstünde yüksek sıcaklık, 150-170 0C arasında orta sıcaklık ve 70 0C’nin altında düşük sıcaklık kaynakları olarak sınıflandırılmaktadır.

Türkiye’de elektrik enerjisi elde edilebilecek yüksek entolpili iki jeotermal saha Kızıldere ve Germencik’tir. Kızıldere – DENİZLİ jeotermal alanı 1968 yılında keşfedilmiştir. Türkiye’de ilk ticari jeotermal santral 1984 yılında burada kurulmuştur. İlk yıllarda bazı problemler doğurduysa da alınan tedbirlerle bu problemler aşılmıştır. Çanakkale – Tuzla sahasında 15 MW, Aydın – Germencik sahasında 100 MW gücünde jeotermal santraller kurulması için çalışmalar devam etmektedir. Geri kalan tüm jeotermal kaynaklar düşük entolpilidir, ama rezerv olarak oldukça büyüktür. Son yıllarda Simav, Kırşehir, Balçova ve Gönen gibi birçok yerleşim alanında merkezi sistemle ısıtma projelerinde jeotermal enerjiden yararlanılmaktadır.

Türkiye’deki jeotermal kaynakların büyük bir bölümü düşük entolpili olduğundan konut ısıtmacılığı açısından uygun kaynaklar olduğunu daha önce belirtmiştim. Fakat bu tip uygulamalar ülkemizde pek yaygın değildir.
Bu nedenle büyük önem taşıyan kentlerin ısıtılabileceği konusunda en kapsamlı uygulamalardan biri Ağrı’nın Diyadin ilçesinde gerçekleştirilmiştir. Diyadin jeotermal sahası 65 0C sıcaklıkta yüksek debide jeotermal akışkan üretimiyle Türkiye’nin ilk 15 sahası arasında yer almaktadır. Konutların ısıtılması çalışmalarına 1998 yılında başlanmış olup, sistemin büyük bir kısmı 1999 yılında tamamlanarak hizmete açılmıştır. Yöredeki sıcak su kaynaklarının genellikle fay hatlarının yakınlarında ya da fay hatları üzerinde yer aldıkları dikkati çekmektedir. Bu kaynakların çeşitli tarihlerde meydana gelen depremlerden değişik şekillerde etkilendikleri de dikkate alınırsa, sıcak su kaynaklarının çoğunlukla fay kaynağı olduğu söylenebilir.

1999 yılı Eylül ayı itibariyle şehirde, jeotermal enerjiden yararlanılarak ısıtılan konutların sayısı 1.000’i buluyordu. Birkaç yıl içerisinde ilçe merkezinde bulunan yaklaşık 3.000 konutun tamamının jeotermal enerji ile ısıtılması planlanmaktadır. Diyadin’de jeotermal kaynakların seracılığa uygulanabilirliği konusunda da çalışmalar başlatılmıştır. Bölgenin seracılık açısından uygun koşullara sahip olması ve mevcut seralarda oldukça verimli üretim olmasını sağlamıştır. Bu nedenlerle daha çok konut ve seranın ısıtılması için çalışmalar devam etmektedir.
Diyadin’de jeotermal enerjinin diğer bir uygulama alanını kurutma işleri oluşturur. Meyvelerin kurutulması ve konserve sterilizasyonu, deri kurutulması, mobilya ahşabı ve inşaat kerestelerinin kurutulması, selüloz ve kağıt endüstrisinde ağartma işlemi, şeker, ilaç, pastörize süt ve bira endüstrisi gibi birçok alanda uygulama imkanı vardır. Diyadin’de sıvılaştırılmış CO2 ve kuru buz üretim tesisi ile presipite kalsiyum karbonat üretim tesisi yapım çalışmalarına da başlanmıştır.

Diyadin ilçe merkezinde jeotermal enerjinin kullanılmasıyla ısınma giderleri büyük oranda azalmış (8 kat) ve sıcak su kullanımı içinde ek harcama yapmaya gerek kalmamıştır. Hava kirliliğinin büyük bir ölçüde azalması, toplum sağlığını da olumlu yönde etkilemiştir.

Son yıllarda kullanım alanları giderek çeşitlenen jeotermal enerjinin önemi daha da artmaktadır. Nitekim günümüzde seraların, konutların, havaalanı pistlerinin, yüzme havuzlarının ve hayvan çiftliklerinin ısıtılması, balık başta olmak üzere çeşitli yiyeceklerin kurutulması, deniz suyundan tuz elde edilmesi, sıvı CO2, kuru buz, sodyum klorür, presipite kalsiyum karbonat, çinko, bor gibi kimyasal maddelerin üretilmesi ve elektrik enerjisi üretilmesi gibi çeşitli faaliyet alanlarında yararlanılmaktadır.

Türkiye’de yaklaşık 5 milyon evin jeotermal enerji ile ısıtılabileceği ileri sürülmektedir. Bu tahmin gerçekleşirse başta İzmir, Bursa, Aydın, Erzurum, Sakar,a, Denizli ve Ağrı gibi kentlerinde yer aldığı 51 kent yerleşiminin ısıtılabilmesinde jeotermal enerji kullanılabilecektir.

Jeotermal Enerjinin Oluşumu

Yeryüzünde bütün volkanik bölgelerde ve hatta volkanik faaliyeti binlerce yıl önce sona ermiş bulunan yerlerde bile, sayısız sıcak su kaynaklarının bulunması, o yörede yüzeye yakın kayaçların altında ve daha derin yerlerde yüksek sıcaklığın varolduğunu gösteren delillerdir. Yerkabuğundaki ısı kaynağı mağmadır. Mağma içinde serbest kalan gazların basıncının zayıfladığı ve dolayısıyla volkanik faaliyet sona erdiği zaman, mağma yavaş yavaş soğumaya devam eder. Bu soğuma sırasında, büyük ölçüde su buharı olmak üzere, hidroklorik asit, CO2, hidrojen, amonyum klorür vb. gazlar ortaya çıkar. Bütün bu gazlar yer altı suyu zonu içindeki yarıklardan geçerek yeryüzüne ulaşır. İşte bu volkanik faaliyetler sırasında ortaya çıkan gazlar tarafından ısıtılan yer altı suyu ve diğer karışımlar, yeryüzüne sıcak kaynaklar olarak ulaşırlar. Yeryuvarlağının derinliklerindeki yüksek sıcaklık ile ilgili olan ve bu güçle ısınarak oluşan enerjiye jeotermal enerji adı verilmektedir.