JEOTERMAL ENERJİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ
Jeotermal enerji santralleri elektrik üretmek için buhar kullanır. Kullanılan bu buhar, yer altında yüzeyin birkaç km veya daha fazla altında bulunan sıcak su rezervuarlarından elde edilir. Buhar, elektrik üreten bir jeneratörü çalıştıran bir türbini döndürür.
JEOTERMAL ENERJİ NEDİR?
Jeotermal enerji, yer kabuğunun altında bulunan ısının kullanılarak elektrik üretiminde, ısınma ve soğutma da kullanılan çevreci ve temiz bir enerji kaynağıdır. Bu enerji kaynağı her zaman elektrik üretimi için yeterli sıcaklığa sahip değildir. Bu sıcaklıktaki jeotermal kaynaklar dünya yüzeyine taşınan veya sığ derinliklerden erişilebilen tektonik olarak aktif bölgelere yakın yerlerde bulunur.
JEOTERMAL ENERJİ NE İŞE YARAR?
Jeotermal enerji, yer kabuğunun altında bulunan ısının çeşitli amaçlarla kullanıldığı yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.
Tarihi Kullanımlar:
- Yüzyıllardır kaplıca, banyo ve sera gibi yapıların ısıtılması için kullanılmıştır.
- Tüm bu kullanıma ek olarak günümüzde büyük yapıların veya tesislerin ısıtılması için orta derecede derin kapalı devre sistemler de kurulmuştur.
Ticari Kullanım:
- İlk ticari amaçla jeotermal tesis, 100 yılı aşkın bir süre önce İtalya’nın Lardarello kentinde kurulmuştur.
- Günümüzde jeotermal enerji, yaygın olarak elektrik üretiminde kullanılmaktadır.
- Dünyanın en büyük jeotermal projesi, 750 MW kapasiteyle San Francisco, ABD’nin kuzeyinde yer almaktadır.
- Batı ABD, Karayipler, Orta Amerika, Avustralya, Japonya, Endonezya, Yeni Zelanda, Filipinler, Türkiye ve Avrupa gibi bölgelerde birçok jeotermal projeler özellikle elektrik üretimi için yaygın şekilde kullanılmaktadır.
- Ortalama olarak 26 ülkede jeotermal elektrik üretimi ve 70 ülkede jeotermal ısıtma kullanılmaktadır.
Hidrojen Üretimi:
- Jeotermal enerji, diğer yenilenebilir kaynakları gibi çevre dostu “yeşil hidrojen” üretmek için kullanılabilir.
- Hidrojen enerji üretimi, depolama, taşınma ve kullanımda önemlidir; ancak günümüzde maalesef hala çoğunlukla CO₂ emisyonu oluşturan fosil yakıtlardan üretilmektedir.
- Jeotermal enerji, CO₂ emisyonu olmadan hidrojen üretimini sağlayarak çevreye ve doğaya katkı sağlar.
Jeotermal enerji hem elektrik üretiminde hem de hidrojen gibi geleceğin yakıtlarının üretiminde büyük bir öneme ve potansiyele sahiptir. Bu potansiyel, farklı ülkelerde hızla avantaja çevrilmektedir.
JEOTERMAL ENERJİ NERELERDE KULLANILIR?
Jeotermal Enerjinin kullanım alanlarını üç ana başlıkta ele almak mümkündür.
Jeotermal Enerjinin Doğrudan Kullanım Alanları:
- Kaplıcalar, Yüzme Havuzları ve Spa Merkezlerinde:
- Jeotermal enerji, kaplıcalarda ve yüzme havuzları gibi merkezlerde doğrudan ısıtma için kullanılır. Bu alanlarda yerden ısıtılmış su, herhangi bir özel ekipmana ihtiyaç duymadan kullanılır. Bu durum termal turizmine büyük katkı sağlar.
- Yemek Pişirme ve Isınma:
- Günümüzde yaygın olarak tercih edilmese de Jeotermal enerji, tarih boyunca yemek pişirme, banyo ve ısınma amaçlarıyla kullanılmıştır. Bu duruma örnek, yerli Amerikalıların 10.000 yıl önce jeotermal enerjiyi yemek pişirmek için kullanmaları verilebilir.
- Endüstriyel Kullanımlar:
- Jeotermal enerji, meyve, sebze ve kereste kurutma, süt pastörizasyonu ve büyük ölçekli kar eritme gibi endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Özellikle kış ikliminin yoğun olduğu bölgelerde havaalanlarının ve yolların buzlarını eritmek için jeotermal enerji kullanılır. Karla mücadele tuz ve kimyasal maddelerin kullanımına göre daha çevrecidir.
- Jeotermal Isı Pompaları (GHP):
- Jeotermal ısı pompaları (GHP), binaların ısıtılmasında ve soğutulmasında yeşil bir alternatif olarak doğrudan kullanılabilir. Bu sistemler, toprağın sabit sıcaklığından faydalanarak enerji verimliliği sağlar ve geleneksel yöntemlere göre yaklaşık %25-50 oranında daha az elektrik kullanımı sağlar.
Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretiminde Kullanımı:
- Jeotermal enerji, buharın elektrik jeneratörlerini çalıştırmasıyla elektrik üretmek için yoğun olarak kullanılır. Kuru buhar, flaş buhar ve ikili çevrim santralleri gibi farklı çeşitler, jeotermal enerjinin elektrik üretiminde kullanılmasını sağlar. Özellikle jeotermal kaynaklara sahip bölgelerde, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltır.
- İlk jeotermal elektrik üretimi, 1904’te İtalya’nın Larderello kentinde deney amaçlı bir tesisle başlamıştır. Bu tesis 1913′ yılında ticari amaçlı elektrik üretimine başlamıştır.
Jeotermal Enerjinin Karbon Dengeleme Kullanımı:
- Karbon dengeleme, başka bir yerde emisyon azaltımı sağlayarak karbondioksit (CO₂) veya diğer sera gazlarının emisyonunu dengeleme faaliyetlerdir. Bu, karbon nötrlüğüne ulaşmayı hedefler. Hedefe ulaşmak için diğer yenilenebilir enerji kaynakları gibi jeotermal enerji de karbon dengelemede kullanılmaktadır.
JEOTERMAL ENERJİ SANTRALİ NEDİR?
Jeotermal enerji santralleri, yer altındaki doğal ısı kaynaklarını kullanarak elektrik üreten tesislerdir. Bu işlem, jeotermal rezervuarlardan (yer altındaki sıcak su ve buharın bulunduğu bölgeler) sıvı veya buharın yüzeye çıkarılması ve bu enerjinin elektrik üretiminde kullanılmasını prensibini içerir.
JEOTERMAL ENERJİ SANTRALİ ÇEŞİTLERİ
| Jeotermal Santral Çeşitleri | Tanımı | Çalışma Prensibi | |
| Kuru Buhar Tesisleri | Buharı direkt yerin altında an çeken tesislerdir. | Buhar, doğrudan yerin derinliklerinden çekilir ve türbinleri çevirir. | |
| Flaş Buhar Tesisleri | Yüksek basınç altında su sıcaklığı 180°C ve üzerindeyse flaş buhar tesisleri kullanılır. Basınç azaldıkça su kaynar ve türbine güç sağlamak için buhar üretir. Üretilen buhar, türbine verilir ve bu sayede elektrik enerjisi üretilir. | Sıcak su yüzeye çıkarılır ve basınç azalışı sebebiyle buharlaşarak türbinleri dönmesini sağlar. | |
| İkili Buhar (Binary) Tesisleri | Orta ve düşük sıcaklıklı kaynaklarda (100-180°C arası) kullanılır. İkili jeotermal enerji santralleri, elektrik üretmek için ısıyı düşük kaynama noktalı başka bir çalışma akışkanına aktararak jeotermal akışkandaki ısıyı buharlaştırarak sıcak buhar türbini çalıştırarak elektrik üretir. Bunlar kapalı çevrimlerdir | Sıcak su, başka bir sıvıyı buharlaştırır ve bu buhar türbini döndürerek elektrik üretir. | |
JEOTERMAL ENERJİNİN AVANTAJLARI
- Jeotermal enerji yenilenebilir ve çevre dostudur.
- Büyük bir potansiyele sahiptir.
- Sürdürülebilir ve kararlıdır. Güneş ve rüzgâr gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarının aksine, günün her saati ve her mevsimde üretim yapılabilme kapasitesine sahiptir.
- Isıtma ve soğutmada doğrudan kullanılabilme özelliğine sahiptir.
- Güvenilirdir.
- Yakıt gerektirmez.
- Elektrik üretiminde kullanılan fosil yakıtlara oranla düşük sera gazı emisyonuna sahiptir.
JEOTERMAL ENERJİNİN DEZAVANTAJLARI
- Jeotermal enerji genel olarak temiz ve çevrecidir. Ancak Jeotermal enerjinin topraktan çıkarılması, hidrojen sülfit, karbondioksit, metan ve amonyak gibi sera gazlarının salınmasına neden olmaktadır bu bir dezavantajdır. Ancak salınan sera gazı miktarı fosil yakıtlara göre önemli ölçüde daha düşüktür.
- Jeotermal kaynakların tükenme İhtimali yok olarak bilinmektedir. Ancak belirli konumların zaman zaman soğuması ve sönümlenmesi gelecekte bu lokasyonlarda daha fazla jeotermal enerjinin elde edilemeyeceği ön görülmektedir.
- Sürdürülebilir ve kesintisiz bir şekilde jeotermal enerjiyi kullanmanın tek yolu magmadan doğrudan elde etmektir. Ancak bunu sağlayacak teknoloji hâlâ gelişme sürecindedir.
- Jeotermal sistemlerin başlangıç maliyeti oldukça yüksektir. Bu da bireysel kullanımı sınırlandırmaktadır. Fakat yatırımın geri dönüş süresi oldukça ümit verici olduğu için tercih sebebinin artmasını mümkün kılmaktadır. ( 2 ila 10 yıl içinde geri kazanılabilmesi mümkündür.)
- Jeotermal sistemlerde kurulum yapılabilmesi için evin yanında bir arsa bulunması gerekmektedir. Dikey toprak kaynaklı bir ısı pompası kullanılmadığı sürece, büyük şehirlerdeki ev sahipleri için jeotermal sistemlerin uygulanması ihtimalini düşürmektedir.
JEOTERMAL ENERJİDEN NASIL ELEKTRİK ÜRETİLİR?
Jeotermal enerji santrallerinden elektrik üretiminin genel olarak adımları şu şekildedir.
- Jeotermal kaynağının yani sıcak su veya buhar rezervuarının tespit edilip ardından sondaj yapılması.
- Yer altındaki sıvı ve buharın borular aracılığı ile yüzeye çıkarılması.
- Sıcak sudan çıkan buhar ayrıştırılarak türbin kanadına çarpılır ve türbin dönmeye başlar.
- Türbine bağlanan bir jeneratör de dönmeye başlar ve elektrik üretir.
- Kullanılan buhar, yoğunlaştırıcılar ile tekrar suya dönüştürülür ve yeniden yer altına iletilir. Bu işlem sürdürülebilir ve kararlı bir döngü oluşmasını sağlar.
JEOTERMAL SANTRAL NERELERE KURULUR?
Jeotermal Santralin nerelere kurulacağından bahsetmeden önce kurulum kriterine değinmek gerekmektedir. Bir jeotermal santral kurulumu için başlıca kriterle şu şekildedir:
Kaynak Potansiyeli (Mevcudiyeti)
Jeotermal enerji kaynaklarının kurulumundaki en yaygın neden elektrik üretimidir. Verimli bir tesisten ve elektrik üretiminden bahsetmek için bahsetmek için jeotermal kaynağın su sıcaklığının minimum 150°C ve üzeri olması gerekmektedir. Sadece bununla da kalmayıp detaylı fizibilite çalışması yapılarak suyun basıncı ve debisi de ölçülmelidir.
Kaynağın Sürekliliği ve Kesintisiz Olması:
Kaynağın uzun süreler boyunca sürdürülebilir olması önemlidir. Jeotermal rezervuarın kendini yenileme kapasitesi değerlendirilmelidir. Kaynağın sıcaklığı ve kapasitesi, mevcut kaynakların derinliği ve su kaynaklarının mineralizasyon derecesi bu noktada oldukça önemlidir.
Yeraltı Jeolojisi ve Hidroloji:
Santral kurulacak bölgenin jeolojik yapısı ve yeraltı su akışkanlık özellikleri incelenmelidir. Kaynak bulma derinliği, sondajın yüksek maliyetlere çıkmasına neden olmaktadır. Sondajın fiyatını sadece derinlik değil sondaj tipi, meşcere hacim alanı gibi birçok parametre belirlemektedir. Sondaj tipini ise geçirgen kayalar ve kırık hatlar gibi jeolojik durumlar etkiler. Tüm bu jeolojik yapı ve sonrasında ki teknolojik süreçler suyun yer yüzüne kolay çıkışını ve sondaj kuyu açma maliyetlerini belirler.
Çevresel Etkiler:
Santralin çevreye olan etkileri dikkate alınmalı ve gerçekçi bir Çevresel Etki Değerlendirme raporu ile ortaya konmalıdır. Aksi halde yerel halkın projeye kabulü mümkün olmamaktadır.
Ulaşım, Altyapı ve Mali Analiz
Santral sahasının ulaşım açısından ulaşılabilir olması, yol, su ve elektrik şebekesine yakın olması gibi unsurlar önemlidir. Tüm bunlar teknik ve mali raporlarla hesaplanmalıdır. Aksi halde ön görülemeyen maliyetler ve aksaklıklar santralin geri dönüş süresini ciddi oranda etkilemektedir.
Kanuni hükümlülükler ve Düzenlemeler:
Jeotermal kaynakların kullanımı için gerekli ruhsatlar, izinler ve diğer yasal prosedürler yerine getirilmelidir. Aksi halde yapılan usulsüz tesisler jeotermal enerjinin çevreci politikasına aykırı konuma düşmesine sebep olmaktadır.
Yukarıda bahsedilen kriterler değerlendirildiğinde genel hatları ile jeotermal enerji rezervuar potansiyelinin yoğun olduğu bölgelerin;
- Volkanik ve tektonik aktivitelerin yoğun olduğu alanlarda ABD (özellikle Kaliforniya ve Nevada eyaletlerinde)
- Fay hatlarının geçtiği alanlarda (Ülkemizde İzmir, Manisa Aydın illerinde) üretimin uygun olduğu görülmüştür.
Bunun sebepleri ise bu bölgelerde yer kabuğunun daha ince ve kırılgan olmasıdır. Bu kırılganlık ve hassasiyet yer altındaki ısının yüzeye çıkmasını kolaylaştırır.