JEOTERMAL ENERJİ
Jeotermal enerji, dünyanın kendi doğal ısı enerjisidir. “Geo” kelimesi “Dünya”, “thermal” kelimesi “ısı” anlamındadır. Dünyamız başlıca 4 katmandan meydana gelmektedir. Bunlar; 1- Yer kabuğu, 2- Manto, 3- Dış çekirdek ve 4- İç çekirdek’tir.
Yerkabuğu kırılmış plakalardan meydana gelmektedir. İç kısımdaki magma tabakası bu plakaların kenarları sayılan kırıklarda yüzeye yaklaşmaktadır. Volkanlar ve önemli jeotermal rezervuarlar genellikle bu bölgelerde meydana gelirler.
Yerkabuğu, dünyanın içinde var olan ısıyı bizden ayıran yüzey tabakasıdır. Manto tabakası yarı ergiyik haldeki magma ve kayalardan oluşurken, dış çekirdek adı verilen bölge magma da denilen ergiyik haldeki kayalardan oluşur. En iç kısımda bulunan iç çekirdek ise katı fazdaki metalden oluşan bir tabakadır. [f1]
Yaklaşık 4000 km’den oluşan yerkabuğu ve manto adı verilen ilk iki katmanın sıcaklığı 4000 oC’ye kadar ulaşmaktadır. Bu sıcaklık değerleri jeotermal enerjinin devasa bir enerji kaynağı olduğunu göstermektedir. Yerkabuğundaki çatlaklardan içeriye doğru sızan yağmur suları kilometrelerce derinlere ulaşarak ısınır ve kısmen buharlaşır. Daha sonra yükselen sıcak su ve buhar geçirimsiz kayaların altında bulunan geçirgen ve gözenekli kayaların içinde hapsolur. Bu durum jeotermal rezervuarı meydana getirir. Jeotermal rezervuar içerisindeki basınç arttıkça buradaki sıcak su buhar karışımı yeryüzüne ulaşabileceği bir çatlak veya yarık bularak kendiliğinden yüzeye çıkar. Bu tip kaynaklara “Gayzer” veya “artezyen” adı verilmektedir. Eğer yeryüzüne ulaşabileceği bir yol bulamazsa yüzeyden yapılacak sondaj faaliyetleri ile yüzeye çıkartılabilir (Şekil 2).
Jeotermal enerjinin doğrudan kullanılmasıyla ilgili en kapsamlı çalışmalar, İzlanda’lı kimya mühendisi Baldur Lindal (1918-1997) tarafından yapılmıştır. Bu konuda hazırladığı ve kendi adıyla anılan Lindal diyagramı, jeotermal enerjinin endüstriyel uygulamalarda kullanımını açıklamaktadır.
DÜNYADA JEOTERMAL ENERJİ
2013 Ağustos ayı itibariyle dünyadaki jeotermal santral kurulu gücü 11765 MW’a ulaşmıştır. 1741 MW kapasitedeki santral ise halen yapım aşamasındadır. 2017 yılında ise 13402 MW’lık kapasiteye ulaşılması beklenmektedir. Jeotermal enerjiye dayalı elektrik üretimi konusunda en büyük kurulu güce sahip ülke ABD’dir (Şekil 3) [2]. Türkiye de sektörde önemli ülkeler arasında gösterilmektedir.
TÜRKİYE ENERJİ SEKTÖRÜNE GENEL BAKIŞ:
Türkiye, enerji kaynakları bakımından net ithalatçı bir ülke konumundadır. Zira yerli kaynaklarının talebi karşılamada yetersiz olması nedeniyle 2010 yılında enerji arzının petrolde % 93, doğalgazda % 98, taş kömürde ise % 90 oranında olmak üzere toplam %72,9’luk bölümü ithalat ile karşılanmıştır.
18 Mayıs 2009 tarihinde yayınlanan Elektrik Enerjisi Piyasası ve Arz Güvenliği Strateji Belgesi’ne göre 2023 yılına kadar elektrik üretimi için tüm yerli linyit ve taşkömürü ile hidrolik potansiyelimizin kullanılması, rüzgar kurulu gücünün 20,000 MW’a, jeotermal kurulu gücünün 600 MW’a ulaştırılması hedeflenmektedir. 2023 yılına kadar elektrik üretiminde doğal gazın payının %30’un altına indirilmesi, 2020 yılında ise elektrik üretimimizin %5’inin nükleer enerjiden sağlanması hedeflenmektedir [3].
Elektrik kurulu gücü olarak ülkemiz 2013 verilerine göre dünyada 18. Sırada bulunmaktadır (Şekil 4).
Tablo 2: Türkiye Kurulu Gücünün Kaynaklara Göre Dağılımı [5].
Kaynaklar
|
Kurulu Güç (MW)
|
Yüzdesi
|
Hidrolik
|
22288,9
|
% 34,82
|
Doğal Gaz
|
20254,9
|
% 31,64
|
Linyit+Taş Kömürü
|
8515,2
|
% 13,30
|
Çok Yakıtlı
|
5048,3
|
% 7,90
|
İthal Kömür
|
3912,6
|
% 6,11
|
Rüzgar
|
2759,6
|
% 4,31
|
Sıvı Yakıtlar
|
694,1
|
% 1,08
|
Jeotermal
|
310,8
|
% 0,49
|
Yenilenebilir + Atık
|
224,0
|
% 0,35
|
TOPLAM
|
64008,4
|
Uluslararası Enerji Ajansının 2012 raporuna göre ülkemiz doğalgaz ithalatında 43 milyar m3 ile dünyada 7. sırada, kömür ithalatında da 24 milyon ton ile dünyada 8. sırada bulunmaktadır. Bu rakamlar enerjide dışa bağımlılığımızın büyüklüğünü ortaya koymaktadır [6].
Enerji bakanlığı 2014 verilerine göre ülkemiz kurulu elektrik gücünün %53,2 si yerli kaynaklardan % 46,8’i ise ithal kaynaklardan karşılanmaktadır. İthal kaynaklı enerji payının bu kadar fazla olması hem ekonomik hem de stratejik açıdan çeşitli olumsuzlukları da beraberinde getirmektedir. [7].
2014 yılı ilk 6 ayında ülkemizde üretilen elektriğin kaynaklara dayalı paylaşımı Şekil 5’deki gibi olmuştur. Şekilde görüldüğü gibi elektrik üretimimizdeki en büyük pay %47,2 ile doğalgazdan karşılanmaktadır. İkinci sırada %29,2 ile kömürden, üçüncü sırada ise %17,7 ile hidrolik kaynaklardan üretim gerçekleşmiştir. Aynı dönem için jeotermal enerjinin payı % 0,9 olarak gerçekleşmiştir.
Tablo 3: Yenilenebilir enerjiye dayalı elektrik üretimi için teşvik fiyatları
Yenilenebilir Enerji Tipi
|
Fiyat (USDcent/kWh)
|
Güneş
|
13,3
|
Biokütle
|
13,3
|
Jeotermal
|
10,5
|
Rüzgar
|
7,3
|
Hidrolik
|
7,3
|
TÜRKİYE’DE JEOTERMAL ENERJİ
Türkiye’nin jeotermal enerji potansiyeli son araştırmalar sonucunda 31500 MWt ‘den 60000 MWt’e çıkmıştır. Sondaj faaliyetleri ile ispatlanmış rezerv 4209 MWt, doğal olarak kaynaktan deşarj olan potansiyel 600 MWtolmak üzere toplam potansiyelimiz 4809 MWt’dir. Bugün ispatlanmış potansiyelin %58’i olan 2705 MWt’lik kısmı jeotermal ısıtma, kaplıca ve ısı pompası uygulamalarında kullanılmaktadır. İspatlanmış rezervin sektörlere göre kullanımı şöyledir; mekân ve bölgesel ısıtma sistemi 805 MWt, sera ısıtma 612 MWt, termal tesis ısıtması 380 MWt, balneolojik kullanım (kaplıca vs.) 870 MWt, ısı pompası uygulamaları 38 MWt’dir [8].
2007 yılında TBMM’nde kabul edilen 5686 sayılı “Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular Kanunu”ndan sonra jeotermal sektörde önemli gelişmeler yaşanmaya başlamıştır. Bu güne kadar birçok yeni jeotermal saha keşfedilmiş ve birçok jeotermal yatırım başlamıştır. Saha arama ve yatırım projeleri halen devam etmektedir.
Haziran 2014 itibariyle jeotermal enerjiye dayalı elektrik kurulu gücümüz 335 MWe değerine ulaşmıştır. 2014 yılı ilk 6 ayı itibariyle jeotermal santrallardan üretilen enerji miktarı ise 1064 GWh olmuştur [7].
JEOTERMAL ELEKTRİK ÜRETİMİ
Ülkemizdeki jeotermal kaynaklar incelendiğinde, bugüne kadar MTA tarafından 18 jeotermal sahanın 100 oC’den daha fazla sıcaklığa sahip ve elektrik üretmeye uygun jeotermal akışkan içerdiği belirlenmiştir. Yapılan bazı çalışmalarda bu sahalardaki toplam elektrik üretim potansiyelinin 710 MWe olduğu hesaplanmıştır [9]. Bu jeotermal sahalar Denizli, Aydın, Manisa, İzmir, Kütahya ve Çanakkale illerinde bulunmaktadır. Devlete ve özel sektöre bağlı kuruluşların saha arama çalışmaları artarak devam ederse yakın gelecekte daha fazla bölgede elektrik üretimine uygun sahanın tespit edileceği düşünülmektedir. Nitekim MTA tarafından yapılan son çalışmalar sonucunda Konya ilinde de elektrik üretmeye uygun bir jeotermal saha bulunmuştur [10].
Jeotermal santral yapımı konusundaki en zengin bölge Denizli ile İzmir arasında kalan ve jeotermal potansiyel olarak çok zengin olan bölgedir. Bu bölgenin dışında işletmeye açılmış tek santral Çanakkale Tuzla’da bulunan jeotermal santraldir. Yine Manisa - Alaşehir ve Kütahya - Simav bölgelerinde santral yapımı ile ilgili çalışmalar halen devam etmektedir.
JEOTERMAL ENERJİDEN DOĞRUDAN YARARLANMA:
Jeotermal enerjiden doğrudan yararlanma uygulamaları, bölgesel ve mekan ısıtma, sera ve havuz ısıtma, aquakültür balıkçılığı, toprak ısıtma, ısı pompası uygulamaları ve kaplıca amaçlı kullanımları kapsamaktadır.
Şekil 6: Türkiye’deki Jeotermal Doğrudan Kullanımının Sektörel Dağılımı [8]
JEOTERMAL BÖLGESEL ISITMA SİSTEMLERİ:
2010 yılı verilerine göre ülkemizde 20 adet şehir ısıtma sistemi bulunmaktadır. Toplamda 201000 konut eşdeğeri jeotermal kaynaklı ısıtma yapılmaktadır [11].
Ülkemizdeki jeotermal ısıtma sistemleri gerek tasarım gerekse işletme problemleri nedeniyle zaman zaman ciddi problemler yaşamaktadır. Reinjeksiyon (Rezervuara geri basma) uygulamalarının olması gerektiği gibi yapılmaması sebebiyle rezervuar sıcaklıkları ve/veya debileri zamanla düşmekte ve şehrin ısı ihtiyacı öngörüldüğü şekilde karşılanamamaktadır. Bir kısmında borulardaki korozyon önlenemediği için önemli su kayıpları rapor edilmiş, bir kısmında ise ekonomik işletme şartları sağlanamamıştır. Gönen, Edremit, Kızılcahamam, Bigadiç, Sandıklı ve Diyadin gibi düşük sıcaklıklı jeotermal ısıtma sistemlerinde, yeterli ısıyı sağlamak için fazla miktarda su pompalanması sebebiyle pompalama maliyetleri çok fazla olmuştur. Isıtma ücretleri, ısıtılan m2 üzerinden belirlendiği için (7-9 $/m2 yıl), bu gibi yerlerden elde edilen gelirler, pompalama maliyetlerini karşılayamamaktadır. Örneğin Salihli ve Gönen’deki jeotermal sistem şehrin ısı talebini karşılayamamaktadır [12]. Bu durumda ilave çözümlere başvurulmaktadır. Örneğin Sandıklı’da mevcut jeotermal sistem, kömür yakıtlı kazanlar ile desteklenmiştir. Bigadiç’te ise jeotermal suyun sıcaklığının artırılması için doğal gaz yakıtlı kazan kullanılmaktadır [12]. Özellikle bölgesel ısıtma sistemlerinin tasarımında fizibilite çalışmalarının daha sağlıklı yapılması önem arz etmektedir.
SONUÇLAR:
Ülkemiz jeotermal kaynaklar bakımından önemli bir rezerve sahiptir. Ancak bu kaynakların büyük kısmı elektrik üretebilecek kadar uygun sıcaklığa sahip değilken ısıtma uygulamaları için daha uygundur. Bu nedenle kaynakların önce elektrik üretimi hedefiyle ve daha sonra ısıtma hedefiyle kullanılması ülkemizin enerji verimliliği açısından daha uygun olacaktır. Kaplıca uygulamalarında ise bu uygulamalardan çıkan suyun kullanılması gerekmektedir. Yüksek sıcaklıkta çıkan suyun soğutularak kaplıca amaçlı kullanılması enerji kaybına sebep olur. Özellikle doğu bölgelerindeki kaynaklar havaalanı ve yolların yaya kaldırımlarının daima hizmete açık tutulmasında kullanılabilir. Özellikle Avrupa ülkelerinde bunun birçok uygulaması bulunmaktadır. Isıtma uygulamalarında kendi yerli ve doğal kaynaklarımızın kullanılması ülkemizi doğalgaz ithalatından önemli miktarda koruyacaktır. Özellikle cari açıktaki en büyük payın doğalgaz ithalatından kaynaklandığı düşünülürse bu tür yararlanmalar ekonomiye olumlu katkılar sağlayacaktır.
Yorumlar
Yorum Gönder