GİRİŞ
Öyle bir asırda yaşamaktayız ki, hızlı nüfus artışının yanı sıra, bir taraftan da toplumlar hızla sanayileşmekte ve buna bağlı olarak hayat standartları alabildiğince yükselmektedir.
Bunun için, şüphesiz yeni enerji kaynaklarının bulunması ve geliştirilmesi icap etmektedir. Günümüzde, hızlı bir artış gösteren bu enerji ihtiyacının büyük bir kısmı, bir süre daha fosil yakıtlar ve hidrolik enerji ile karşılanabilecektir.
1965 yılında ki dünya nüfusu 3.3 milyar, enerji tüketimi 5.232 milyar ton eşdeğer taşkömürü ve fert başına enerji tüketimi ise 1594 ton eşdeğer taşkömürü iken, yapılan araştırmaya göre 2000 yılındaki nüfusun 6 milyara, enerji tüketiminin 17.300 milyar tona ve fert başına tüketimin ise 2.900 ton eşdeğer taşkömürüne erişeceği ileri sürülmektedir.
Hızla artmakta olan bu enerji, talebi bütün dünyada bir süre daha fosil yakıtlar ve hidrolik enerji ile karşılanmak durumundadır. Ancak yakın bir gelecekte, bilhassa fosil yakıtlarının yerini radyoaktif enerji kaynaklarının ‘uranyum ve boryum‘ alması, meydana getireceği çevre problemlerine rağmen kaçınılmaz bir mecburiyet olacaktır. Bütün ülkeler ‘yenilenebilir’ enerji kaynaklarının araştırılmasına girişmişlerdir ki; bunların başlıcaları: Jeotermal, güneş, rüzgar, dalga, med-cezir, biyogaz, manyeto hidrodinamik ve nihayet açık denizlerdeki ısı gradyanı gibi enerji kaynaklarıdır.
Ülkemiz, jeolojik ve coğrafik konumu nedeniyle çok zengin jeotermal enerji kaynaklarına sahiptir. Bu kaynakların, tarımsal, ekonomik, ulaşım ve yerleşim alanları üzerinde yer alması, bu enerjiden daha ekonomik bir biçimde yararlanılmasına olanak sağlayacaktır.
Ucuz enerji çağından pahalı enerji çağına girilirken ömrü son derece kısıtlı olan konvansiyonel enerji kaynaklarının, bir gün tükenebileceği düşünülmeye başlanmıştır. Bu kaynaklardan kömür, dünya rezervlerinin % 15’ini, petrol % 14’ünü, doğal gaz ise, % 11’ini oluşturmaktadır. Yeni rezervler bulunmaması durumunda, kömürün 240 yıl, doğal gazın 50 yıl, diğer hidrokarbonların 64 yıl süreyle dünya enerji gereksinimi karşılayacağı varsayılmaktadır. Bu nedenle, hızla artan nüfusun ve teknolojik yeniliklere bağlı olarak gelişen endüstrinin enerji gereksinimi karşısında konvansiyonel enerji kaynaklarının yerine geçebilecek, yeni ve yenilenebilir doğal kaynakların araştırılması, bulunması ve bunlardan yararlanılması konusunda büyük bir arayış içine girilmiştir.
Dünyadaki enerji kaynakları,fosil kaynaklar (Kömür, petrol, doğal gaz, turba, petrollü kayalar vb.) yenilenebilir kaynaklar (hidrolik, biyomas, jeotermal, güneş, rüzgar, gel git dalga, jeotermal gradyan) olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Bunlardan, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları üzerindeki araştırmalar büyük bir hızla devam etmektedir. Jeotermal enerji, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde çok önemli bir yer tutmaktadır.
Dünyada sürekli bir tırmanış gösteren, enerji ihtiyacının büyük bir kısmı, bir süre daha fosil yakıtlar ve hidrolik enerji ile karşılanabilecektir. Petrol, kömür gibi fosil enerji kaynaklarının tükenilirliği ve enerji darboğazı insanlığı yeni enerji kaynakları bulma ve geliştirme gayreti içine sokmuştur. Bu yeni enerji kaynaklarının en uzun ömürlüsü ve yenilenebilirliği en kolay olanı jeotermal enerjidir.
Sera ısıtılmasından, elektrik üretimine, fizik tedaviden, cadde şehir ısıtmasına kadar oldukça geniş bir sahada kullanılabilen jeotermal enerjinin elde edilmesinde yepyeni gelişmeler kaydedilmektedir.
JEOTERMAL ENERJİ
Jeotermal enerji, yerkabuğu içerisinde hazne kayalarda bulunan, basınç altında aşırı derecede ısınmış suların içerdiği bir enerjidir. Ekonomik önemdeki jeotermal enerji birikimi, sıcaklığı 40 – 380 derece arasında olup, 3000 metreye kadar olan derinliklerde geçirimsiz kayalar altında yer alan, geçirimli hazne kayalar içinde bulunmaktadır. Bu güne kadar yapılan araştırmalar, üç jeotermal sistemin varlığını ortaya koymuştur. Bunlar; sıcak su sistemi, kuru buhar sistemi ve sıcak kuru kaya sistemleridir.
SICAK SU SİSTEMİ: Yeryüzünde sıcak su esaslı sistemler, buhar esaslı sistemlerden yirmi kat daha fazla bulunmaktadır. Sıcak su sisteminde, derindeki hazne kaya içerisinde, basınç altında, yüksek sıcaklıkta, erimiş kimyasal madde bakımından çok zengin, farklı kimyasal özellikte sular bulunmaktadır. Bu tür sitemlerden sondajlarla yeryüzüne çıkarılan sıcak su + buhar karışımından elde edilen buhardan, elektrik enerjisi üretilmekte, buharı alınmış sıcak su ise, atılmaktadır.
KURU BUHAR SİSTEMİ: Buhar esaslı sitemler, sıcak su sistemlerinden farklı olarak, çok fazla ısınmış, nem miktarı az, sıcaklığı yüksek buhar üretirler. Bu tür buhar, bir enerji kaynağı olarak doğrudan jeotermal santrallere gönderilerek elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.
Bir bakıma, bu tür enerji kaynakları; yerkabuğu içerisinde oluşmuş birer doğal nükleer reaktör olarak kabul edilebilir.
SICAK KURU KAYA SİSTEMLERİ:Yerküremizde özellikle genç, aktif volkanik kuşaklarda, jeotermal gradyanın çok yüksek olduğu bölgelerde, sıcak su içermeyen yüksek sıcaklığa sahip kızgın, kuru kayalar bulunmaktadır. Bu tür sistemlere soğuk su basılarak sıcak su + buhar karışımı alınmakta ve bu, bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.
Yerin merkezindeki ısı enerjisi kötü bir iletken olan yer kabuğundan gayet yavaş bir kondüksiyonla yer yüzüne doğru akmaktadır. Bu yavaşlığa rağmen yerin her yıl ısısından 250 x 1015 Kcal kadarını, bu yolla kaybettiği tespit edilmiştir. Kaybedilen bu ısı enerjisinin 35,7 milyar ton taş kömüre eşdeğer olduğu, bu miktarın ise dünyanın yıllık enerji tüketiminin 5 – 7 katı olduğu hesaplanmıştır.
Diğer taraftan dünyadaki toplam jeotermal enerji potansiyelinin 5 x 1020 ton taş kömürünkine eşit olduğu tahmin edilmektedir. Başka bir grup araştırıcıya göre de yeryüzünden 10 Km derinliğe kadar olan kısımda depolanmış enerji miktarı 1027 joul’dur. ‘Dünyanın yıllık toplam enerji talebi 2 x10 22 joul civarında olduğuna göre bunun 5 milyon katı bir depolama söz konusudur.‘
Jeotermal enerji yeryüzüne, tabii olarak sıcak su kaynakları ve buhar, sondajlarla ise sıcak su, sıcak su + buhar veya buhar şeklinde ulaşmaktadır.
Yerin derinliklerinde varolan bu ısı kaynağı henüz soğumamış bir magma kütlesi veya genç bir volkanizma ile ilgilidir. Yeraltına sızan yağmur suları, burada gözenekli ve geçirgen hazne kayalarda toplanır. Hazne kayaları üzerinde, geçirgen olmayan ‘örtü kaya‘ bulunur. Böylece sular derinliklerde hapsedilir. Isı bu şekilde yer kabuğunun kırık ve çatlakları boyunca dolaşan sularla yeryüzüne ulaştığında; hidrotermal sistemler ortaya çıkar. Yer kabuğu içinde dolaşıma elverişli tabii kırıklar olmadığı halde, ısı birikimi varsa, meydana getirilecek suni kırıklar içinde dolaştırılacak (akışkanlar) ile de enerji elde edilebilmesi mümkündür. Bu sistemlere ‘kızgın kuru kaya‘ denmektedir.
Tarihte sadece sağlık gayesiyle kullanılan jeotermal enerji günümüzde doğrudan ısıtmada kullanıldığı gibi, ayrıca diğer enerji türlerine de dönüştürülmektedir.
Jeotermal enerjiden elektrik üretimi, başta ABD ve İtalya olmak üzere, Japonya, Yeni Zelanda, El Salvador, Meksika, İzlanda, Filipinler, Endonezya vb. ülkelerde yapılmaktadır. Mesela, Yeni Zelanda da Jeotermal enerjiden enerji den elde edilen elektrik,ülkenin yıllık elektrik üretiminin % 20‘sini El Salvador’da % 50’sini teşkil etmektedir. Hatta El Salvador, bu elektrik enerjisinin bir kısmını komşu ülkelere ihraç etmektedir.
JEOTERMAL ENERJİNİN ELEKTRİK ÜRETİMİNDE KULLANILMASI
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-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.
Elektrik üretimi için en elverişli jeotermal kaynaklar, yüksek sıcaklıklı ve yüksek entalpili kuru buhar sistemleridir. Bunların sıcaklıkları 250 – 380 derece arasında değişmektedir. Çok az nemliliğe sahip buhar, kızgın kuru buhar olarak tanımlanmaktadır.
1985 yılı sonunda yerküre üzerindeki jeotermal santralların toplam kapasitesi 4763 MW (megavat) dolayında bulunmaktaydı. Yapımı sürdürülen jeotermal santrallarla bu gücün,1990 yılında 9400 MW ‘a çıkacağı tahmin edilmektedir. 2000 yılında ise, 72890 MW elektrik enerjisi üretimi beklenmektedir. Bu veriler, jeotermal enerjinin ileride önemli bir güç kaynağı haline geleceğini ve konvansiyonel fosil enerji kaynaklarının yerini alacağını göstermektedir.
Bugünkü enerji gereksinimi karşısında jeotermal kaynakların enerji üretimine olan katkısı küçük görülebilir. Ancak, bu enerji türünün araştırılması ve yararlanma biçimi ile ilgili çalışmaların oldukça yeni olması da gözden uzak tutulmamalıdır. Tükenilirliği olmayan, yenilenebilen bu enerji kaynağı üzerinde, Yerküremizde ve ülkemizde çalışmalar sürdürülmekte, özellikle yararlanma biçimleri konusunda yeni araştırmalar yapılmaktadır. Jeotermal enerji kaynaklarının araştırılması konusunda başarılı çalışmalar yapılmakta, enerji kaynaklarının ancak, bu enerjiden pratik ve ekonomik biçimde yararlanma konusunda yavaş bir ilerleme gözlenmektedir.
JEOTERMAL ENERJİNİN ELEKTRİK ÜRETİMİ DIŞINDA KULLANILMASI
Isıtmada, soğutma sistemlerinde, Jeotermal akışkanlardan kimyasal maddelerin elde edilmesinde, Ziraat sektöründe, seraların ısıtılmasında, turizmde, çeşitli alanlarda jeotermal enerjiden oldukça önemli bir şekilde yararlanılmaktadır. Bu tür kullanımlar için düşük entalpili ve 25 – 180 derece arasındaki sıcak sular, yeterli olmaktadır. Bunlar az miktarda çözünür madde içermekte, ekonomik (Kolay elde edilebilir yüksek yatırıma gerek olmayan) derinliklerde yer almaktadır. Bu nedenle orta sıcaklıktaki jeotermal kaynaktan bu tür enerjinin elde edilmesi kolay ve ekonomiktir.
Düşük sıcaklıklı akışkanlar ısı kaynağı olarak kullanılabildiği gibi, yüksek sıcaklıklı jeotermal sistemlerde yer alan sıcak sular da bir ısı kaynağı olarak kullanılmaktadır.
ABD’de tüketilen enerjinin % 15, % 20 ‘si sıcaklığı 100 – 150 dereceler arasında değişen jeotermal akışkanlardan karşılanmaktadır. Jeotermal enerjinin kullanılması ile bu ülkede, önemli ölçüde petrol ve doğal gazdan tasarruf sağlanmaktadır.
Jeotermal enerjinin elektrik enerjisi dışında kullanım alanları çok yaygın olup, enerji dönüşümün deki etkinliği, elektrik enerjisi üretiminden 5 , 6 kez daha fazladır. Ayrıca ısı depolaması, yüksek sıcaklıklı jeotermal sistemlerin yüz katını aşmaktadır. Çünkü, elektrik dışı uygulamalar için gerekli olan orta ve düşük 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. Ülkemiz, jeotermal kaynaklar yönünden çok zengin ve büyük bir potansiyele sahiptir. Ülkemizde bu enerjinin ziraat sektöründe, sera ve kent ısıtmacılığında, elektrik üretiminde kullanılması durumunda, önemi daha iyi anlaşılacaktır.
DİĞER KULLANIM SAHALARI
Binaları ve şehirleri merkezi sistemle ısıtmada ve sıcak su olarak,
Seraların ısıtılması ile, turfanda sebzecilik, meyvacılık, çiçekçilikte,
Tropikal bitki, balık, yetiştirmede,
Hayvan çiftliklerinin ısıtılmasında,
Hava alanı pistlerinin ısıtılmasında,
Fizik tedavi merkezleri ve turistik tesislerde,
Yiyeceklerin kurutulmasında (Balık yosun vb.) ve sterilize edilmesinde, konservecilikte,
Kerestecilik ve ağaç kaplama sanayiinde,
Kağıt ve dokuma endüstrisinde ağartma işleminde,
Şeker, ilaç ve pastörize süt fabrikalarında,
Endüstride, mayalama ve damıtmada,
Soğutma tesislerinde
Borik asit, amonyum bikarbonat, amonyum sülfat vb. kimyevi maddelerin elde edilmesinde,
Jeotermal enerji insanlığa bahsedilmiş ve elde edilmesi de çok ucuza mal olan ne büyük bir ilahi nimettir.
Bu enerjiden elde edilen elektrik, nükleer enerji ve fosil yakıtlara göre % 80 daha ucuzdur. Elektrik dışı uygulamalarda (ısıtmacılıkta) ise, fosil yakıtlara göre maliyetler % 50 – 90 azalmaktadır. Entegre tesislerin kurulmasında işletme ve diğer masrafların eklenmesiyle bu enerjinin en ucuz enerji kaynağı olduğu kolayca görülmektedir. Bu da yaratıcının insanlara sunmuş olduğu ayrı bir lütuftur.
Büyük bir petrol ihracatçısı olan Endonezya’da elektrik üretimi için jeotermal enerji tesisleri kurulmaktadır. Fransa’da ise, 55 derecelik jeotermal akışkan elde etmek için 2000 m Sondaj açılmakta ve diğer enerji kaynaklarına nispeten % 30 tasarruf sağlanarak konut ve sera ısıtmacılığında kullanılmaktadır.
Türkiye de bir jeotermal enerji kuşağı üzerinde olduğundan bir çok jeotermal alana sahiptir. Bunlardan Batı Anadolu’ da Denizli’nin Sarayköy yakınında bulunan Kızıldere, Türkiye’nin önemli jeotermal alanlarından birisidir. Yüksek jeotermal enerji potansiyeline sahip olan bu saha Büyük Menderes grabeninin (çöküntüsünün) doğu kısmında yer almaktadır.
Kızıldere’de toplam 17 derin sondaj yapılmıştır. Sondaj derinlikleri 370 – 1241 metre arasında değişmekte olup, rezervuar sıcaklıkları 198 ile 212 derece arasındadır. Bu sahada, MTA Genel Müdürlüğü atölyelerinde yapılan 0,5 MW’lık bir deneme santralı başarılı sonuç vermiş ve çevresindeki üç köye 1974 – 1980 yılları arasında elektrik sağlamıştır. Bunun yanında 1.000.000 metrekarelik bir sahada seracılık geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. TEK tarafından yaptırılan ve 1984’de devreye giren 80 MW’ lık santralın yılda ürettiği 150.000.000 KWS elektriğin yurdumuz ekonomisine 8.000.000.000 TL katkı sağlaması beklenmektedir.
Bu sahalarımızdan bir diğeri de İzmir Balçova jeotermal sahasıdır. 1963 yılında ilk yapılan sondaj da elde edilen 124 derecelik akışkanın, kimyevi terkibi sebebiyle, kısa zamanda kuyular kendiliğinden tıkandığından bu kaynaktan o tarihte faydalanılamamıştır. 1982 yılında MTA Genel Müdürlüğü Türkiye de ilk defa, kuyu içi eşanjör sistemi uygulayarak müspet netice almıştır. Bu gaye ile 100 m Derinlikte kuyu açılarak 115 derece sıcaklık tespit edilmiştir. Bu sisteme göre kaynaktaki akışkan kullanılmamaktadır. Kuyu içerisine indirilen ‘U‘ şeklindeki borular içinden geçirilen su jeotermal akışkan tarafından 50 – 90 derece sıcaklığa kadar ısıtılmaktadır.
Bu sistemle Balçova’ da kurulmuş olan 250 odalı kaplıca tesisleri ve DEÜ Tıp Fakültesi binaları hiçbir yakıt kullanılmadan ısıtılmaktadır.
New Meksiko’da Las Alamos Milli Laboratuarında bilim adamları suyu, yer altındaki sıcak ve kuru kayaların arasına pompalamak suretiyle ısıtmanın yollarını aramaktadır.
Derinlerdeki sıcak ve kuru kayalardan faydalanmak için açılan iki tane sondaj kuyusu arasında kırıklı kayalardan müteşekkil sıcak bir bölge bulunmaktadır. Bir kuyudan yüksek basınçla pompalanan su, diğer kuyudan büyük bir tazyikle sıcak su olarak çıkmaktadır.
New Meksiko’da yapılan çalışmalarda yeraltına pompalanan 50 milyon litre suyun 40 milyon litresi 190 dereceye kadar ısıtılabilmiştir. 10 milyon litrelik su ise kayaların içinde kaybolmuştur.
Daha sonraki pompalamalarda kaya içindeki çatlaklar su ile dolunca su kaybında azalma görülmüştür. Fakat bu sistemin en büyük dezavantajı ‘kabuklaşma’ idi Boruların iç çeperlerinde, Kısa bir sürede bazı bileşiklerin çökelmesi sebebiyle kabuk meydana gelmekte, giderek daralan boru sonunda kapanmaktadır. Bunu bertaraf etmek için ‘ kuyu içi eşanjör ‘ sistemi geliştirildi. Bu da daha önce açılan kuyuya ‘ U ‘ şeklinde bir boru döşenerek, suyun dışarıdan pompalanması ve aynı suyun ısıtılmış olarak geri alınması esasına dayanıyordu.
Diğer yeni bir gelişmede Kalifornia’da İmperial vadisindeki Heber’de kurulan bir jeotermal enerji tesisinde kaydedilmiştir. Burada kullanma açısından düşük sıcaklıklardan faydalanılmaktadır. Deneme safhasındaki tesis 24 megawatt elektrik üretebilmektedir.
Tesisin çalışma sistemi şöyledir: Sıcak yer altı suyu 13 değişik kuyudan yukarı çekilip borularla tesise gönderiliyor. Bu sıcak maden suyu tesiste borular içinde akarken sıcaklık % 90 izobütan ve % 10 İzopentandan meydana gelen başka bir sıvıya aktarılıyor. Sıvı aldığı sıcaklıkla buharlaşarak elektrik üreten tribünü çeviriyor.
Şimdiye kadar jeotermal enerji üretiminde sıcak sulardan elde edilen buhar kullanılıyordu. Yani ikinci bir sıvıdan faydalanılmıyordu. Fakat dünya üzerindeki jeotermal enerji kaynaklarının pek çoğunda elde edilen su hemen buharlaşacak kadar sıcak değildi. ‘Binary Technology‘ denilen bu yeni teknikle düşük sıcaklıktaki kaynaklardan da artık faydalanabilmektedir.
DÜŞÜK VE ORTA SICAKLIK JEOTERMAL KAYNAKLARDAN ELEKTRİK ÜRETİMİ
Bugüne kadar jeotermal enerji kaynakları, yüksek sıcaklıklı (180 – 380 derece),
düşük ve orta sıcaklıklı (25 – 180 derece) olmak üzere araştırılmış; bunlardan yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynaklar, elektrik üretiminde; düşük sıcaklıklı kaynaklar ise, elektrik enerjisi eldesi dışında kalan alanlarda kullanılmıştır. Ancak özellikle ileri ülkelerde yapılan yeni araştırmalar, düşük ve orta sıcaklıklı kaynaklardan da elektrik enerjisi üretilebileceğini ortaya koymaktadır. Bu nedenle jeotermal enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretilmesi konusunda sınırlamalar ortadan kalkmış, elektrik enerjisi düşük ve orta sıcaklıklı 80 dereceye kadar inmiştir. Bu durum, düşük ve orta sıcaklıklı jeotermal kaynakların çok bol ve yoğun bulunduğu ülkemizde enerji gereksinimimizin belli bir kısmının bu yolla karşılanabileceğini göstermektedir.
Konvansiyonel buhar türbinlerinde olduğu gibi düşük ve orta sıcaklıkta jeotermal kaynaklardan elektrik enerjisi üretebilen yeni sistem, rankine güç devresi prensibine dayanmaktadır. Fakat, konvansiyonel buhar türbinlerinden farklı olarak, sistemde, su yerine kaynama noktası düşük karbonflorür veya hidrokarbon ailesinden organik hareketli bir sıvı kullanılmaktadır. Bu organik sıvının seçiminde, molekül ağırlığı, kimyasal kararlılığı, sistemde kullanılan malzeme ile olan uygunluğu, optimal hacim/basınç karakteristikleri için kaynama noktası gibi özellikler göz önüne alınmaktadır. Bu organik sıvı ile çalışan enerji dönüştürücüleri standart, taşınabilir, komple üretim santralleridir. Bu tür santrallerde, bütün güç üniteleri fabrikasyon olarak imal edildiğinden, güç santralinin kurulması için gerekli olan proje uygulaması uzun zaman almamaktadır. Jeotermal kaynağın sıcaklık ve debisine bağlı olarak, 300 Kw ile 1200 Kw arasında değişen, elektrik üretebilen uygun paket santraller imal edilmiştir.
Elektrik üretebilen bu paket santrallerin çalışma prensibi (Şekil 1) deki şemada gösterilmiştir. Bu güç santralleri, kendi içerisinde tam otomatik olup, ısı kaynağının parametrelerine bağlı olarak uygun bir güç üretmektedir. Sistemde kullanılan organik sıvı, düşük ve orta sıcaklıklı jeotermal akışkanlarla çalıştığı zaman buhardan çok fazla avantaja ve verime sahiptir. Bu çalışma sıvısı, güç çıkışını optimize edecek şekilde, jeotermal kuyudan elde edilen suyun sıcaklık ve debisine göre seçilmektedir. Üretim sırasında kullanılan çalışma sıvısı, buharlaşma aygıtı içerisinde yer alan eşanjörden geçen jeotermal akışkanın sıcaklığı ile ısınarak buharlaşmakta, elde edilen buhar ise, türbine gönderilerek jeneratörleri çalıştırmaktadır. Türbinden çıkan kullanılmış buhar, su ve hava soğutmalı yoğunlaştırma sistemlerinde yoğunlaştırıldıktan sonra pompa yardımı ile buharlaştırma aygıtına tekrar gönderilmektedir.
Bu santraller, buhar santrallerine göre çok daha pratik olup, ekonomik ve teknik avantajlara sahiptir. Her şeyden önemlisi, büyük alanlar kaplamakta, daha basit bir teknoloji gerektirmekte, bir yerden bir yere taşınabilmekte, her türlü jeotermal kaynaktan elektrik üretebilecek şekilde imal edilmektedir. Bu tür santraller için 80 – 180 derece arasında değişen sıcaklığa sahip jeotermal kaynaklar ile 1 – 10 bar arasında ki düşük basınçlı doğal buhar yeterli olmaktadır.
Gelişmiş ülkelerde elde edilen enerjinin düşüklüğüne bakılmaksızın, bu tür enerji kaynaklarını değerlendirmeye yönelik yatırımlar yapılmaktadır.
Jeotermal kaynakların karakteristik özelliklerine göre bazı örnekler vermek gerekirse, bunlar kısaca şöyle özetlenebilir; 160 derece giriş 85 derece çıkış sıcaklığına sahip 2210 ton /Saat debisi olan sıcak su kütlesinden 21 Mw ; 115 derece giriş 85 derece çıkış sıcaklığına sahip 2240 ton /saat debisi olan sıcak su kütlesinden 8.4 Mw ; giriş sıcaklığı 130 derece, çıkış sıcaklığı 100 derece, debisi 1415 ton/saat olan sıcak su kütlesinden 6 Mw; 120 derece giriş, 80 derece çıkış sıcaklığı olan 850 ton/saat debideki jeotermal kaynaktan da 3,6 Mw elektrik üretilebilmektedir.
ÜLKEMİZDEN BİR ÖRNEK: Ülkemizde, yukarıdaki karakteristik özelliklere sahip çok sayıda jeotermal alan araştırılmış, sıcak su + buhar karışımları yeryüzüne çıkartılmıştır. Ancak, elektrik enerjisi üretimi için yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynakların arayışı içine girilerek, düşük ve orta sıcaklıklı kaynaklardan ısıtmacılıkta yararlanabileceği düşüncesi genelde hakim olmuştur.
İtalya’dan sonra ülkemizde, GIEVA (İtalya) firmasına yaptırılan 17,5 Mw gücündeki ilk jeotermal santral Kızıldere jeotermal sahasında kurulmuş; 11 Şubat 1984’te işletmeye alınmıştır. Kızıldere Jeotermal santralı, jeotermal sistemde bulunan 207 derece hazne sıcaklığına sahip su + buhar karışımından elde edilen 174 ton/saat dolayındaki 147,2 derece sıcaklıktaki buhar ile çalışmaktadır. Bugün bu santrali besleyen dokuz üretim kuyusunun orijinal akışkan miktarı toplam 2593 ton/saat dolayında bulunmaktadır. Bunun % 10’u buhar olarak alındığında, geriye kalan 2334 ton/saat atık sıcak su, enerjisinden yararlanılmadan Menderes nehrine atılmaktadır. İşte bu atık sıcak su kütlesinden, metin içinde anlatılan pratik, ekonomik ve buharla çalışan santrallere göre çok daha büyük avantajlara sahip yeni güç sitemleri ile yaklaşık 16,8 Mw elektrik enerjisi üretimi mümkündür. Kızıldere’de halen mevcut jeotermal santral ile entegre çalışabilecek yeni bir güç ünitesinin kurulması elektrik enerjisi üretimini arttıracak, jeotermal kaynağın mevcut enerjisinden daha çok yararlanmak mümkün olacaktır. Halen, Kızıldere jeotermal sahasında, 1986 yılında kurulan 40000 ton/senelik kapasiteye sahip karbondioksit ve kuru buz üreten bir fabrika ile 60000 metrekare dolayında bir alan kaplayan jeotermal ısıtmalı seralar bulunmaktadır.
SONUÇLAR
Ülkemiz, konvansiyonel enerji kaynaklarının yerine geçebilecek ve geleceğin enerji sorununa çözüm getirecek yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının araştırılması, bulunması ve bunlardan yararlanılması konusunda planlı bir çalışma içine girmelidir.
Ülkemiz, jeolojik ve coğrafik konumu nedeniyle çok zengin jeotermal enerji kaynaklarına sahiptir. Bu kaynakların, enerji gereksinimi olan tarımsal , ekonomik , ulaşım ve yerleşim kuşakları üzerinde yer alması, bu enerjiden daha ekonomik bir biçimde yararlanılmasına olanak sağlayacaktır.
Jeotermal kaynaklardan elektrik üretmek için yüksek sıcaklıklı sistemler öncelikle araştırılırken, düşük ve orta sıcaklıklı sistemlerden de, elektrik üretilebileceği göz önüne alınmalı, bunu gerçekleştirmek için yeni teknolojiler vakit geçirilmeden uygulanmalıdır. Özellikle, büyük miktarlara varan atık sıcak sulardan elektrik üretimi için yeni santraller kurulmalıdır.
Geleceğin enerji sorununa çözüm getirecek, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları için ticari ve ekonomik gelişmeye olanak sağlayacak bir jeotermal yasanın vakit geçirilmeden çıkarılması ise, çok büyük önem taşımaktadır.
Jeotermal enerji uzun ömürlü olup, maliyeti diğer konvansiyonel enerji kaynaklarına göre çok daha ucuzdur. Bu enerjinin çok yönlü kullanılması durumunda, fosil enerji kaynaklarından büyük ölçüde tasarruf sağlanacaktır.
|  anasayfa   |  sayfa başı  |   geri  |