Jeotermal Enerji

Jeotermal Enerji Nedir? Yerkürenin iç tabakalarında ısı olarak depolanmış enerjiye “Jeotermal Enerji” denir. Bu ısının oluşumu, yerkürenin iç yapısı ve burada gerçekleşen fiziksel işlemlerle ilişkilidir. Jeotermal enerjinin oluşumu için bu ısıyı yeraltından yüzeye taşıyacak akışkana ve bu akışkanın dolaşımını sağlamaya yeterli kayaç geçirgenliğine sahip bir rezervuara ihtiyaç vardır. Yağmur sularının toprağa sızması ile başlayan besleme süreci ile rezervuara giren akışkan, sıcak kayalarla temas ederek ısınır, yüksek basınç ve sıcaklık altında rezervuarda depolanır. Isınan ve yoğunluğu azalan jeotermal akışkan, kimi zaman kayalarda mevcut kırık ve çatlaklar boyunca ilerleyerek yeryüzüne ulaşır ve doğal çıkışlar olarak adlandırılan oluşumlar (buhar çıkışları, çamur havuzları, sıcak su kaynağı vb.) ile bir jeotermal rezervuarın varlığını haber verir. Bu yüzey oluşumlarından yola çıkılarak yapılan yer bilimi (jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik) çalışmaları sonucu kuyular açılarak jeotermal akışkan kullanılmak üzere yüzeye ulaştırılır.

 

Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları

Genel olarak yüksek sıcaklıklı kaynaklar (>150°C) elektrik üretiminde, orta ve düşük sıcaklıklı kaynaklarsa (<150°C) jeotermal akışkanın ısı içeriğinden yararlanılan ve doğrudan kullanım olarak adlandırılan hacim, bölgesel, sera ısıtma, ısı pompası, su ürünleri yetiştiriciliği, endüstriyel kullanımlar, kurutma, kaplıca vb. uygulamalarda kullanılır.

 

Jeotermal Santrallerde Elektrik Üretimi

Elektrik santrallerinde türbinde enerji üreten akışkan buhar ya da gazdır. Termik santrallerde buhar üretebilmek için kazanlarda fosil yakıt tüketilirken jeotermal santrallerin kazanı yeraltındaki rezervuardır. Yeryüzüne ulaşan jeotermal akışkan çoğunlukla su ve buhar karışımı şeklindedir. Bu karışım, kuyubaşında bulunan ayırıcılar (seperatörler) yardımı ile birbirinden ayrılır ve buhar, elektrik üretmek üzere türbine gönderilir. Türbinden çıkan buhar, soğutma kulesi yardımıyla suya dönüştürülerek ayırıcılardan gelen su ile birlikte yeraltına geri gönderilir. Jeotermal elektrik santrallerine örnek olarak Larderello (İtalya), Geysers (ABD), Wairakei (Yeni Zelanda), Germencik ve Kızıldere (Türkiye) verilebilir.

 

150°C’den düşük sıcaklıklardaki jeotermal enerjiden elektrik üretmek amacıyla ikili (binary) çevrim ve kalina çevrimi olarak adlandırılan teknolojiler kullanılmaktadır. Salavatlı ve Sarayköy (Türkiye), Otake (Japonya), Nevada (ABD), ikili çevrimi, Husavik (İzlanda) ise kalina çevrimini kullanan jeotermal santral örnekleridir.

 

Türkiye’de jeotermal enerji potansiyeli oldukça yüksek olup potansiyel oluşturan alanların %78’i Batı Anadolu’da, %9’u İç Anadolu’da, %7’si Marmara Bölgesi’nde, %5’i Doğu Anadolu’da ve %1’i diğer bölgelerde yer almaktadır. Jeotermal enerji kaynaklarımızın %90’ı düşük ve orta sıcaklıkta olup doğrudan uygulamalar (ısıtma, termal turizm, çeşitli endüstriyel uygulamalar vb.) için, %10’u ise dolaylı uygulamalar (elektrik enerjisi üretimi) için uygundur. Türkiye’de jeotermal enerji uygulamalarında ilk elektrik üretimi 1975 yılında 0,5 MWe güce sahip Kızıldere Jeotermal Enerji Santrali ile başlatılmıştır. Türkiye’de yer alan jeotermal enerji kaynaklarının dağılımını gösteren harita aşağıda yer almaktadır.

 

Jeotermal Enerjinin Doğrudan Kullanımı

Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımı tarih öncesi çağlara dayanır. Etrüskler, Romalılar, Yunanlılar, Amerikan Kızılderelileri, Yeni Zelanda yerlileri, Çinliler, Meksikalılar ve Japonlar tarih öncesi çağlarda sıcak suları genellikle sağlık amacıyla kullandıklarına dair kanıtlar bırakmışlardır.

 

Jeotermal enerjinin sıcaklığa bağlı olarak kullanım alanları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Farklı sıcaklık ihtiyacı olan uygulamaların mümkünse bir araya getirilip jeotermal enerjinin kademeli olarak kullanılması, jeotermal enerjiden maksimum fayda sağlamak ve uygulamaların ekonomik uygunluklarını iyileştirmek açısından önemlidir.

Sıcaklık (°C)	Kullanım Alanı
200	Kâğıt endüstrisi, organik kimyasallar
190	Suni ipek, kumaş, asetik asit tuzu, sentetik kauçuk
180	Yüksek konsantrasyon solüsyonunun buharlaşması, amonyak absorpsiyonu ile soğutma, kağıt endüstrisi
170	Ağır su eldesi
160	Kereste kurutulması, balık vb. kurutma
150	Konvansiyonel elektrik üretimi, alüminyum eldesi
140	Tarım ürünlerinin kurutulması, konservecilik
130	Şeker rafinasyonunda buharlaştırma, buharlaşma ve kristalizasyon ile tuz eldesi
120	Destilasyon ile temiz su eldesi, tuz eldesi, buharlaştırma
110	Çimento kurutma
100	Organik madde kurutma, (yosun, ot, et, sebze vb.) yün yıkama ve kurutma
90	İkili elektrik üretimi, balık kurutma, yoğun buz çözme işlemleri
80	Hacim ısıtma, sera ısıtma
70	Soğutma (alt sınır)
60	Kümes ve ahır ısıtma
50	Mantar yetiştirme, kaplıca
40	Toprak ısıtma
30	Yüzme havuzları, damıtma, sağlık tesisleri, buz çözme
20	Balık çiftlikleri

Ortaçağda, Araplar ve Türkler daha sonraları Türk hamamları olarak bilinen termal banyoların geleneksel kullanımına etki etmişler ve geliştirmişlerdir. Bu kullanım modern balneoloji (banyo ile tedavi) endüstrisine liderlik etmiştir ve jeotermal enerjinin en yaygın kullanım alanıdır.

 

Jeotermal enerji, bölgesel ısıtma sistemleri ile çok sayıda hacme ulaşıp, ekonomik bir kullanım sağlarlar. Bölgesel ısıtma sistemleri, jeotermal kuyulardan elde edilen sıcak akışkanı, bir ısı merkezinde ısı değiştirgecinden geçirerek enerjisini temiz akışkana aktarırlar. Bu ısınmış temiz akışkan şehir içinde dolaşan borular aracılığıyla binalara, işyerlerine ve evlere ulaştırılır.

 

Bir diğer hacim ısıtma sistemi ise aynı zamanda yaz aylarında soğutma olanağı da sağlayan toprak ve su kaynaklı ısı pompalarıdır. Toprak kaynaklı ısı pompaları, toprak sıcaklığının belli bir derinliğin altında yıl boyunca sabit kalması avantajını kullanır. Su kaynaklı ısı pompaları ise düşük kaynaklı jeotermal kuyu, yeraltı suyu ya da yüzey sularından yararlanarak bu kaynakların enerjisini kullanır.

 

Neden Jeotermal Enerji Kullanılmalı?

• Yenilenebilir, Sürdürülebilir, Tükenmeyen Enerji
• Yerli Enerji, Doğal Kaynak (Dışa Bağımlılık Yoktur)
• Döviz Tasarrufu Sağlamaktadır.
• Uzun Tesisat Ömrü
• Temiz, Çevre Dostu (Yanma Teknolojisi Kullanılmadığı İçin ve Sıfıra Yakın Emisyon)
• Hazır Enerji, Elektrik Üretiminde Baz Yük Santralleridir.
• Fosil Ve Diğer Alternatif Enerji Kaynaklarına Göre Çok Daha Ucuz
• Arama Kuyuları Üretim ve Bazen Reenjeksiyon Kuyularına Dönüştürülebilir
• Güvenilir (Yangın, Patlama, Zehirleme Riski Yok)
• Elektrik Üretiminde Yük (Üretim) Faktörü %95’in Üzerinde
• Minimum Alan İhtiyacı (Hidro, Güneş vb.’ine göre)
• Kolay Ve Hızlı Devreye Alma, İşletme Ve Bakım (6 Ay–1 Yıl)
• Meteorolojik Koşullardan Bağımsız (Rüzgar, Yağmur, Güneş vb.’den Bağımsız)
• Çok Amaçlı Isıtma Uygulamaları İçin İdeal (Konutta, Tarımda, Endüstride, Sera Isıtmasında…)
• Jeotermal Lokal Bir Enerji Olduğu, İthali Ve İhracı Ve Uluslararası Bir Fiyatı Olmadığı İçin Savaşlara Ve Uluslararası Problemlere Neden Olmaz.
• Jeotermal Isıtma Evlere Fuel-Oil, Mazot, Kömür, Odun Atıklarının Taşınmasını Ortadan Kaldıracağı İçin Şehir İçerisindeki Trafiğin Yükünü Azaltır

 

 

Kaynaklar
– Lindal, B., 1973, “Industrial and Other Applications of Geothermal Energy”, Geothermal Energy, Armstead, H.C.H. (Ed.), UNESCO, Paris, 135-148
– Serpen, U., Aksoy, N., Öngür, T., Korkmaz, E.D., 2009, “Geothermal Energy in Turkey: 2008 Update”, Geothermics (Baskıda).