Jeotermal Enerji ÖZET

Transkript

1 Jeotermal Enerji ÖZET Artan enerji ihtiyacı, fosil enerji kaynaklarının gün geçtikçe azalması ve bunların kullanımından kaynaklanan çevre sorunları nedeniyle jeotermal kaynakların aranması ve geliştirilmesine yönelik araştırmalar oldukça önem kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak jeotermal enerji, ülke içi enerji potansiyelinin kapasite genişlemesi açısından fırsatlar sunmaktadır. Ulusal enerji politikamız gereği enerji tedarik portföyünün genişlemesi için son yıllarda jeotermal enerji kaynakları da değerlendirilmeye başlanmış ve söz konusu kaynakların özelleştirilmesiyle bu kaynaklardan daha fazla faydalanma yoluna gidilmiştir. Mayıs 2009 itibariyle, Türkiye deki keşfedilmiş mevcut bütün jeotermal oluşumlar değerlendirilerek Türkiye nin tahmini görünür kapasitesi referans sıcaklığının 15 C olması durumu için yaklaşık 4800 MW olarak hesaplanmıştır[1]. Bu durum jeotermal enerjinin Türkiye için alternatif enerji kaynağı olabilecek konumunu kuvvetlendirmektedir. Yenilenebilir enerji türlerinden biri olan jeotermal enerjinin inceleneceği bu çalışmada, jeotermal enerjinin tanımı yapılarak, Türkiye de ve Dünya daki örnekleri, faydalanma türleri ve TR81 bölgesindeki uygulanabilirliği hakkında araştırmalar yapılmıştır. 1

2 1.GİRİŞ Jeotermal Enerji, jeotermal kaynaklardan ve bunların oluşturduğu enerjiden doğrudan veya dolaylı yollardan faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmez, ucuz, güvenilir, çevre dostu, yerli ve yeşil bir enerji türüdür. Türkiye gibi jeotermal enerji açısından zengin ülkeler için bir kaynak teşkil etmesi; temiz ve çevre dostu olması; yanma teknolojisi kullanılmadığı için sıfıra yakın emisyona sebebiyet vermesi; konutlarda, tarımda, endüstride, sera ısıtmasında ve benzeri alanlarda çok amaçlı ısıtma uygulamaları için ideal şartlar sunması; rüzgâr, yağmur, güneş gibi meteoroloji şartlarından bağımsız olması; kullanıma hazır niteliği; fosil enerji veya diğer enerji kaynaklarına göre çok daha ucuz olması; arama kuyularının doğrudan üretim tesislerine ve bazen de re-enjeksiyon alanlarına dönüştürülebilmesi; yangın, patlama, zehirleme gibi risk faktörleri taşımadığından güvenilir olması; % 95'in üzerinde verimlilik sağlaması; diğer enerji türleri üretiminin (hidroelektrik, güneş, rüzgâr, fosil enerji) aksine tesis alanı ihtiyacının asgari düzeylerde kalması; yerel niteliği nedeniyle ithalinin ve ihracının uluslararası konjonktür, krizler, savaşlar gibi faktörlerden etkilenmemesi; konutlara fuel-oil, mazot, kömür, odun taşınması gibi sorunlar içermediği için yerleşim alanlarında kullanımının rahatlığı gibi nedenlerle büyük avantajlar sağlamaktadır. 1.1.Jeotermal Kaynakların Oluşumu Dünyamızda ısı akışı, yerküre merkezinin çok sıcak olmasından dolayı (yaklaşık 4000 C) yüzeye doğrudur. Bu nedenle sıcaklık yüzeyden merkeze doğru inildikçe artış gösterir (Şekil 1 ). Bu ısı akışı yerkürenin farklı kısımlarında jeotermal alanlar oluşturarak kendisini göstermektedir [2]. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 2

3 Şekil 1: Yerküre sıcaklık dağılımları Jeotermal alanlar, birbirini takip eden karmaşık olaylar zincirinin sonucunda meydana gelmektedirler. Çeşitli meteorolojik olaylarla yeryüzüne düşen sular alt katmanlara doğru ilerler. Süzülen sular yollarının sonlandığı (geçirgen olmayan kayaca ulaştıkları zaman) bölgelerde birikirler ve bir rezervuar oluştururlar. Yer merkezindeki magmanın ısıttığı kayaçlar da bu suların ısınmasına ve basınçla tekrar yeryüzüne ulaşmasına sebep olurlar (Şekil 2). Oluşan bu kaynaklar çoğunlukla doğal yollarla yeryüzüne ulaşırken, bazı durumlarda da sondajla çıkarılmaktadır [2]. Bu bölgelerde oluşan termal sular yeryüzüne ulaşırken kat ettikleri yol boyunca (yolları üzerindeki kayaları yıkayarak) çevrede bulunan doğal mineral, oligo - elementler ve mikro organizmalarla zenginleşirler. Bu nedenle fiziksel ve kimyasal özellikleri yüzey sularından çok farklıdır. Farklı alanlarda yeryüzüne ulaşan termal suların bu özellikleri de kendi aralarında değişmektedir. Şekil 2: Jeotermal Alanların Oluşumu TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 3

4 1.2.Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretiminde Kullanılması Çeşitli araştırma tekniklerinin uygulanması sonucunda, jeotermal enerjinin oluştuğu uygun jeolojik koşullarda yapılan sondajlarla aşırı derecede ısınmış sular, yaş ve kuru buhar olarak yeryüzüne çıkarılmaktadır. Bu jeotermal akışkan, üzerindeki basıncın azalması ile su ve buhar fazlarına ayrılmaktadır. Ayrılan buhar, jeotermal santrallere gönderilerek, elektrik enerjisine dönüştürülmekte, atık su ise, diğer ısıtma sistemlerinde kullanılmakta veya yeraltına basılmaktadır. Yaş buhar, buhar yüzdesinin ve entalpisinin yüksek olması durumunda elektrik üretimi için daha verimli olmaktadır. Yerkabuğunun derinliklerinden elde edilen kızgın kuru buhar ise, doğrudan jeotermal santrallere gönderilerek elektrik enerjisine dönüştürülmektedir yılı sonunda Yerküre üzerindeki jeotermal santrallerin toplam kapasitesi 4763MW (Megavat) dolayında bulunmaktaydı. Yapımı sürdürülen jeotermal santrallerle birlikte 2010 yılında MW elektrik enerjisi kurulu gücü elde edilmiştir [3]. Bu veriler, jeotermal enerjinin ileride önemli bir güç kaynağı haline geleceğini ve konvansiyonel fosil enerji kaynaklarının yerini alacağını göstermektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 4

5 2.Dünyada Jeotermal Dünyada; 1995'den 2000 yılına kadar, jeotermal elektrik üretiminde % 17, jeotermal elektrik dışı uygulamalarda ise % 87 artış olmuştur. Filipinler'de toplam elektrik üretiminin % 27'si, Kaliforniya Eyaleti'nde % 7'si, İzlanda'da toplam ısı enerjisi ihtiyacının % 86'sı jeotermalden karşılanmaktadır. Dünyada jeotermal elektrik üretiminde ilk 5 ülke sıralaması: ABD, Filipinler, İtalya, Meksika ve Endonezya dır. Dünyada jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarındaki ilk 5 ülke sıralaması: Çin, Japonya, ABD, İzlanda ve Türkiye şeklindedir yılı itibariyle, dünyadaki jeotermal elektrik üretimi MW elektrik kurulu güç olup, 67,246 GWh/yıl üretimdir. Jeotermalin doğrudan kullanımı ise MW termal olup, GWh/Yıl değerinde yıllık enerji kullanımına sahiptir[3]. Dünyada 10 bin dönüm, Türkiye'de is 500 dönüm jeotermal sera vardır. 3.Türkiye de Jeotermal Enerji Kullanımı Ülkemiz MW'lik jeotermal potansiyel ile dünyada ilk 10 ülke arasındadır. Türkiye jeotermal kullanımında dünyada 5., Avrupa'da 1. dir. Genç tektonizma ve volkanizma etkilerinin yoğun bir şekilde gözlendiği ülkemizde yaklaşık 1000 civarında doğal çıkış halinde sıcak su ve doğal mineralli su kaynağı bulunmaktadır. Bunlardan 170 adedinin sıcaklığı 40 C nin üzerindedir. Bu kaynakların % 79 u Batı Anadolu da (Denizli, Aydın, İzmir, Çanakkale, Afyonkarahisar, Kütahya vb.), % 8,5 i Orta Anadolu da, % 7,5 i Marmara Bölgesinde, % 4,5 i Doğu Anadolu da ve % 0,5 i diğer bölgelerde yer almaktadır. Jeotermal kaynaklarımızın % 94 ü düşük ve orta sıcaklıklı olup, doğrudan uygulamalar (ısıtma, termal turizm, mineral eldesi v.s.) için uygun olup, % 6 sı ise dolaylı uygulamalar (elektrik enerjisi üretimi) için uygundur. Ülkemizin jeotermal ısı potansiyeli yaklaşık MW termal olarak kabul edilmektedir [4] yılı itibariyle Türkiye deki bütün keşfedilmiş jeotermal oluşumlar değerlendirilerek Türkiye nin tahmini görünür kapasitesi yaklaşık 4.800MW (potansiyelin %15,2 si) olarak belirlenmiştir [1]. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 5

6 Şekil 3: Türkiye de Jeotermal Kaynaklar Haritası [5]. 6

7 2010 yılı itibariyle Türkiye nin kurulu jeotermal enerji üretim kapasitesi 120MWe ve doğrudan kullanım kapasitesi ise 850MW tır [6]. Bu değerin 395MW ı konut ısıtmacılığı, 207MW ı seraların ısıtılmasında ve 250MW ı ise balneolojik uygulamalarda kullanılmıştır. Türkiye de jeotermal enerjinin kullanımına yönelik en önemli uygulamalar çizelge 1 de özetlenmiştir. Çizelge 1: Türkiye de jeotermal uygulamalar Jeotermal Saha Sıcaklık ( C) 2013 Tahmini Değerleri (MWe) Denizli-Kızıldere Aydın-Germencik Manisa-Alaşehir-Kavaklıdere Manisa-Salihli-Göbekli Çanakkale-Tuzla Aydın-Salavatlı Kütahya-Simav İzmir-Seferihisar Manisa-Salihli-Caferbey Aydın-Sultanhisar Aydın-Yılmazköy İzmir-Balçova İzmir-Dikili TOPLAM 550 7

8 4.Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretimi Dışında Kullanılması Isıtmada, soğutma sistemlerinde, jeotermal akışkanlardan kimyasal maddelerin elde edilmesinde, ziraat sektöründe, balinoterapide, seraların ısıtılmasında ve turizmde jeotermal enerjiden oldukça önemli ölçüde yararlanılmaktadır. Bu tür kullanımlar için düşük entalpili ve 25 C-180 C arasındaki sıcak sular, yeterli olmaktadır. Bunlar az miktarda çözünür madde içermekte, ekonomik (kolaylıkla elde edilebilir, yüksek yatırıma gerek olmayan) derinliklerde yer almaktadır. Bu nedenle orta sıcaklıktaki jeotermal kaynaktan bu tür enerjinin elde edilmesi kolay ve ekonomiktir. ABD de tüketilen enerjinin % 15-% 20, sıcaklığı 100 C- 150 C arasında değişen jeotermal akışkanlardan karşılanmaktadır. Jeotermal enerjinin kullanılmasıyla bu ülkede, önemli ölçüde petrol ve doğal gazdan tasarruf sağlanmaktadır. Jeotermal enerjinin elektrik enerjisi dışında kullanım alanları çok yaygın olup, enerji dönüşümündeki etkinliği, elektrik enerjisi üretiminden daha fazladır. Ayrıca ısı depolaması, yüksek sıcaklıklı jeotermal sistemlerin yüz katını aşmaktadır. Çünkü elektrik dışı uygulamalar için gerekli olan düşük ve orta sıcaklıklı jeotermal kaynaklar, sayı ve potansiyel bakımından yerküre üzerinde elektrik üretimi için kullanılan yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynaklardan daha fazla bulunmaktadır. Bu nedenle, jeotermal enerjinin elektrik enerjisi eldesi dışında kalan alanlardaki kullanımı, gelecekte bu enerjiden elde edilen elektrik enerjisi üretimini aşacaktır. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 8

9 5.TR81 Bölgesi nde Jeotermal Enerji Jeotermal enerji yönünden Karabük, pek elverişli gözükmese de Eskipazar-Akkaya da kaplıca amaçlı kullanılmaya uygun C sıcaklıkta ve 4,8 lt/sn debili kaynak vardır. Sondajlarda 37 C sıcaklık, 40 lt/sn debi ve 0,33 MWt termal güce sahip akışkan görünür hale getirilmiştir. Belediye ve mahalli idareler eliyle bu kaynağın tesisleştirilmesi projeleri hazırlanmakta olup, onun dışında enerji üretiminde faal bir rol üstlenen bir birim yoktur. Zonguldak ta da Kokaksu da 27 C ve 6,5 lt/sn debili ve Kozlu da 29,5 C ve 23 lt/sn debili görünür jeotermal kaynaklar söz konusudur. Bölge de küçük ölçekli jeotermal projeler için araştırmalar yapılmaktadır. Bartın da ise mevcut durumda yapılan araştırmalarda gözle görünür bir jeotermal kaynağa rastlanmamıştır [7]. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 9

10 SONUÇ Enerji talebinin artmasıyla karbon bazlı fosil yakıtların daha fazla kullanılarak enerji ihtiyacının karşılanması Dünya da küresel iklim değişikliklerine sebebiyet vermiştir. İklim değişikliklerinin insan hayatı üzerindeki olumsuz etkisiyle ülkelerin enerji politikalarında değişiklik yapmaları, enerji üretim metotlarına ayrı bir boyut kazanmıştır. Bunun sonucunda yenilenebilir enerjinin önemi artmış olup, teknolojik araştırmalar mevcut kaynaklarla nasıl daha verimli enerji elde edilebileceğinin sorusuna çözüm bulmaya çalışmaktadır. Bu konuda değerlendirilebilecek yenilenebilir enerji kaynaklarından bir tanesi de jeotermal enerjidir. Türkiye jeotermal enerji kaynakları yönünden oldukça zengin bir ülkedir. Bu kaynaklar çok iyi ele alınarak Türkiye nin enerji üretimine daha aktif katkı sağlanması gerekmektedir. Türkiye de jeotermal enerjinin görünür rezerv alanları özellikle batı kesimlerde daha fazla olduğu görülmektedir. Bununla beraber, TR81 bölgesi içerisinde yer alan Karabük, Zonguldak ve Bartın da elektrik enerjisi üretilebilecek kadar verimli jeotermal kaynaklar olmasa da küçük ölçekli planların hayata geçirilebileceği öngörülmektedir. Özellikle ısınma enerjisinin turizm sektöründe başarıyla kullanılabildiği ülkemizde, bölgenin de yeterli yatırımla bu fırsattan yararlanabileceği öngörülmektedir. TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 10

11 KAYNAKLAR 1. Başel, E.D.K., Serpen,U. Ve Satman, A., Jeotermal Rezerv Mühendisliği 34. Çalıştayı, 2009, Amerika. 2. Çağlar, İ., Taymaz, T., Yolsal, S., Avşar, Ü., Aktif Tektoniğin İkramı Sıfır Zararlı Jeotermal Enerji, Lund, J.W., World-Wide Direct Uses of Geotermal Enerrgy, 2010, Japonya. 4. Dağıstan, H., Yenilenebilir Enerji ve Jeotermal Kaynaklarımız, 2008, Afyonkarahisar Türkiye Jeotermal Enerji Potansiyeli, MTA., Serpen, Ü., Aksoy, N., ve Öngür., N., Jeotermal Enerjinin Türkiye deki Mevcut Durumu, Türkiye nin Jeotermal Enerji Envanteri, MTA., TR81 Bölgesi (Zonguldak, Bartın, Karabük) Jeotermal Enerji Raporu 11