Jeotermal Enerji Nedir?
Jeotermal kaynak, yer ısısıdır. Yerkabuğunun derinliklerinde biriken ısının oluşturduğu, içeriğinde kimyasallar bulunan gazlar ise buhar ve sıcak sudur. Jeotermal kaynaklardan dolaylı olarak ya da doğrudan her türlü faydalanmaya ise Jeotermal enerji denilmektedir. Ayrıca yeraltı sularının diğer alanlardan daha fazla ısınarak yeryüzüne ulaştığı noktalara da jeotermal alan denilmektedir.
Jeotermal enerji yenilenebilir, sürdürülebilir, yeni, yeşil, yerli, güvenilir, tükenmeyen, ucuz ve çevre dostu bir enerji türüdür. Ayrıca jeotermal enerji, endüstrideki çeşitli alanlarda sıcaklığa bağlı olarak, elektrik üretimi başta olmak üzere tedavi ve ısıtma amaçlı kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklığa sahip bir jeotermal akışkandan entegre şekilde birçok alanda faydalanılabilmektedir. Yenilenebilir enerji hakkında genel bilgi almak için ilgili yazımızı okuyabilirsiniz.
Jeotermal Enerji Çeşitleri
- Genç Volkanik Sokulumlarla Bağlantılı Olan Hidrotermal Konveksiyon Sistemler
- Çatlak (Fay) Kontrollü Sistemler
- İletkenliği Düşük Olan Katmanların Altında Saklanan Radyojenik Isı Kaynakları
- Yer Basınçlı (Geopressured) Jeotermal Rezevuarlar
- Derin Bölgesel Akiferler
Türkiye’de Jeotermal Enerji
Dünya ülkeleri arasında zengin konumda yer alan ülkemiz,coğrafik ve jeolojik konum açısından aktif bir tektonik kuşak üzerinde yer almaktadır. Ülkemizin dört bir yanına yayılmış, değişik sıcaklıklarda ortalama 1000 adet doğal çıkışlı jeotermal kaynak bulunmaktadır. Jeotermal potansiyeli açısından Türkiye, Avrupa’da 1., kurulu güç açısından ise Dünyada 4. ülke konumundadır. Jeotermal enerjiden elektrik üreten dünyanın beş ülkesi; ABD, Endonezya, Filipinler, Türkiye ve Yeni Zelanda'dır.
Ülkemizin Jeotermal potansiyeli oldukça yüksektir ve bölge bazında potansiyel oluşturan alanların oranı şu şekildedir:
- Batı Anadolu’da %78,
- İç Anadolu'da %9,
- Marmara Bölgesi’nde %7,
- Doğu Anadolu'da %5,
- Diğer Bölgeler %1.
Jeotermal kaynaklarımızın %90'ı orta ve düşük sıcaklıklarda olup çeşitli endüstriyel uygulamalar ile termal turizm, ısıtma gibi doğrudan uygulamalar için kullanılır. Kaynakların %10’u ise elektrik enerjisi üretimi gibi dolaylı uygulamalar için uygundur. Jeotermal enerji uygulamaları ile elektrik üretimi, ilk defa 0,5MW güce sahip olan Kızıldere Santralinde 1975 yılında başlatılmıştır.
Türkiye’deki jeotermal kaynakların dağılımını gösterenharita aşağıdaki gibidir:
Ülkemizde bölgesel ısıtma uygulamalarında potansiyeli yüksek iller de şunlardır: Afyonkarahisar, Ağrı, Ankara, Balıkesir, Denizli, İzmir, Kırşehir, Kütahya, Manisa, Nevşehir, Yozgat.
Türkiye’deki Jeotermal Santraller
Türkiye'de çalışmakta olan 32 adet jeotermal enerji santrali vardır. Bu santrallerin kurulu olduğu iller aşağıdaki gibidir:
- Aydın'da 20 Adet
- Denizli'de 5 Adet
- Manisa'da 5 Adet
- Çanakkale'de 2 adet
Ayrıca kurulum çalışmaları devam eden Denizli’de 1, Manisa’da 2 ve Aydın’da 4 adet Jeotermal elektrik santrali bulunmaktadır. Kurulu gücü 820,86 MW olan bu santraller, Türkiye'nin toplam kurulu gücünün %1,58'ini oluşturmaktadır.
Türkiye'de Jeotermal enerji üretilebilecek alanlar ve ortalama sıcaklık değerleri ise aşağıdaki gibidir:
- Germencik, Aydın 232 °C
- Kızıldere, Buharkent, Aydın 242 °C
- Kurudere, Alaşehir, Manisa 184 °C
- Göbekli, Alaşehir, Manisa 182 °C
- Tuzla, Çanakkale 174 °C
- Salavatlı, Aydın 171 °C
- Simav, Kütahya 162 °C
- Seferihisar, İzmir 153 °C
- Caferbey, Salihli, Manisa 150 °C
- Yılmazköy, Aydın 142 °C
- Balçova, İzmir 136 °C
- Dikili, İzmir 130 °C
Dünya’da Jeotermal Enerji Kullanımı
- Filipinler, toplam elektrik üretiminin %27’sini, El Salvador %60’ını ve Kaliforniya Eyaleti de %7’sini jeotermal enerjiden sağlamaktadır.
- Papua Yeni Gine’de 56 MWe kapasiteli şekilde Jeotermal elektrik üretimi yapılmaktadır.
- Altın Madenciliği İşletmesi, jeotermalden enerji ihtiyacının %75’ini; İzlanda ise toplam şehir ısıtma enerjisi ihtiyacının %92’sini jeotermalden karşılamaktadır.
Dünya’da ve Türkiye’de Kurulu Sistemli Jeotermal Enerji Gücü Verileri
Kurulu gücü 820,86 MW olan jeotermal enerji santralleri, Türkiye'nin toplam kurulu enerji gücünün %1,58'ini oluşturmaktadır. Dünyada jeotermal enerjinin 2000 yılı itibariyle termalizm, soğutma, ısıtma gibi doğrudan kullanım kapasitesi 17174 MWt’e ulaşmıştır. Türkiye ise 820 MWt doğrudan kullanım kapasitesi sayesinde dünyanın 5. ülkesi konumundadır. 2020 yılına göre 246 MW artışla ülkemizdeki toplam kurulu jeotermal enerji üretim kapasitesi, 2021 yıl sonunda 15.854 MW olarak ölçülmüştür.
Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları
Sıcaklığa göre Jeotermal Enerjinin kullanım alanlarıaşağıdaki gibidir:
- 20 (ºC) Balık Çiftlikleri
- 30 (ºC) Yüzme havuzları,fermantasyonlar, damıtma
- 40 (ºC) Toprak ısıtma
- 50 (ºC) Mantar yetiştirme, balneolojik hamamlar
- 60 (ºC) Sera,ahır ve kümes ısıtmacılığı
- 70 (ºC) Soğutma(Alt Sıcaklık Limiti)
- 80 (ºC) Yer ve sera ısıtmacılığı
- 90 (ºC) Balık kurutma (stok balık)
- 100 (ºC) Organik maddeleri kurutma (Deniz yosunu, çimen, sebze), yün yıkama ve kurutma
- 110 (ºC) Çimento kurutmacılığı
- 120 (ºC) Distilasyonla temiz su elde edilmesi
- 130 (ºC) Şeker endüstrisi, tuz endüstrisi
- 140 (ºC) Konservecilik, çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulması
- 150 (ºC) Bayer’s metodu ile alüminyum eldesi
- 160 (ºC) Kereste kurutmacılığı, balık kurutmacılığı
- 170 (ºC) Diatomitlerin kurutulması, ağır su ve hidrojen sülfit eldesi
- 180 (ºC) Yüksek konsantrasyonlu solüsyonların buharlaştırılması, elektrik üretimi ve amonyum absorbsiyonu ile soğutmadır.
Jeotermal Kaynaklardan Enerji Üretimi
Jeotermal enerji çoğunlukla yer içinden yer yüzüne kadar ulaşan kırık ve çatlakların oluşturduğu zayıf bölümleri kullanarak yüzeylenen sulardan veya özel şekilde açılan sondaj kuyularından elde edilmektedir. İki farklı yolla jeotermal enerji üretilebilir:
- Jeotermal enerji santralleri: Jeotermal kaynakların ısısı ile elde edilen buhar, elektrik üretiminde kullanılır.
- Jeotermal ısı pompaları: Binaların ısıtılması için yüzeye yakın kaynaklar, soğutucu akışkanlar ya da suya jeotermal kaynağın ısısı transfer edilir.
Ülkelere göre farklı sınıflandırmalar olsa da jeotermal enerji kaynakları:
- düşük (20-70°C),
- orta (70-150 °C),
- yüksek (150 °C'den yüksek)entalpili (sıcaklıklı) olarak üçe ayrılmaktadır.
Günümüzde jeotermal enerjiden aşağıdaki alanlarda faydalanılmaktadır:
- Elektrik enerjisi üretiminde,
- Mineral ve Hidrojen, Lityum, Karbondioksit, ağır su, gübre gibi kimyasal madde üretiminde,
- Tüketim amaçlı ineralli sularda,
- Proses ısısı temininde, endüstriyel amaçlarda ve kurutmada,
- Sera ısıtması, merkezi ısıtma ve soğutmada,
- (30 °C) gibi düşük sıcaklıklarda kültür balıkçılığında,
- Termal turizm yani kaplıcalarda.
Jeotermal Enerji Santrali
2020 yılında can kayıpları ve ekonomik zorluklara neden olan COVID-19’a karşılık yenilenebilir enerjide büyüme rekoru yaşanmıştır. Rüzgar ve güneş enerjisinde maliyet düşüşleri devam etmektedir.
Jeotermal Enerji yatırımlarında sondaj çalışmaları en yüksek masrafa sahiptir. 2020 itibariyle bu alana olan yatırımlar 7 milyar dolar civarında seyretmektedir. Örneğin, Kütahya ili Jeotermal Enerji Santralinin 2021 fizibilite raporunda 5.599.582 $ sabit yatırım tutarı olduğu görülmektedir.
Yenilenebilir Enerji Yatırımlarınız İçin Teşvik, Hibe ve Destekler Sayfamızı İnceleyin
Dünyanın birçok bölgesinde ortaya çıkan iç ısı, belirli çalışmalar sayesinde enerjiye dönüştürülerek Türkiye'dekiler de dahil olmak üzere santrallerde kullanılmaktadır. Jeotermal tesisler, geleceğin en önemli kaynakları arasında yer almaktadır. Bir jeotermal kuyudan sıkıştırılmış ya da doymuş halde sıvı su, sıvı-buhar karışımı olarak gözlenen ıslak buhar veya (doymuş ya da kızgın buhar halinde) kuru buhar çıkarılabilir. Bu Jeotermal Enerji Sistemlerinden sıvı ağırlıklı olanlar, buhar ağırlıklı olanlara göre çok daha yaygındır.
Jeotermal Sistemler 3 ana unsurdan oluşurlar. Bunlar:
- Isı kaynağı,
- Rezervuar,
- Isıyı taşıyan akışkandır.
Jeotermal Sistemin Elemanları
- Isı Taşıyan Akışkan
- Rezervuar Kaya ve/veya Zon
- Örtü Kaya
- Beslenme Alanı
Jeotermal Santralin Çalışma Prensibi
- Sıcak su yüksek basınçla toprağın altından çıkarılır.
- Su yüzeye ulaştığında basıncı düşürülerek buhara dönüştürülür.
- Buharın türbine yönlendirilmesiyle türbin dönmeye başlar.
- Bu esnada jeneratör türbine bağlıdır ve mıknatıslanarak elektrik üretir.
- Yükseltici trafolar sayesinde elektrik yükseltilerek, iletim hatlarıyla yerleşim birimlerine taşınır.
- Soğutma kulesine yönlendirilen sıcak buhar, yoğuşturularak yeniden suya dönüştürülür.
- Soğuk su toprağa tekrar gönderilir ve bu şekilde çevrim devam eder.
Jeotermal Santral Nerelere Kurulur?
Jeotermal sahalarda santral yeri seçilirken mimarlarla beraber elektrik, jeoloji, inşaat ve makine mühendislerinin bilgi sentezlerine ihtiyaç duyulur. İşletme modellemesi seçilen jeotermal sahanın üretim ve re-enjeksiyon (geri-basım) kuyusu yerleri belirlenerek, delme işlemi yapılır. Kuyu testleri başarılı sonuçlandığında santral tipi ve enerji miktarı kesinleşir. Bu aşamadayken santral yerine göre değişecek olan yardımcı servis güçleri hesaplanabilir. Yer seçiminde etkili olan parametreler aşağıdaki gibidir:
- Üretim kuyularına yakınlık,
- Üretim kuyuları/santral yeri kot farkı ve akışkan basınçları,
- Geri-basım kuyusuna yakınlık,
- Geri-basım kuyuları/Santral yeri kot farkı ve pompa emiş basınçları,
- Ulusal elektrik sistemine yakınlık,
- Arazinin yapısı, ulaşım durumu ve bedeli.
Yer seçimini etkileyen bu parametrelerin fizibilite etüdünde ise yardımcı servis güçlerinin santral yeri seçiminde minimize edilmesi, geri-basım hatları ve jeotermal akışkanın ulusal elektrik sistemine yakınlığı ile ilk yatırım bedeli, istimlak bedelinin optimizasyonu ve arazinin konumu da göz önünde bulundurulmalıdır
Jeotermal Re-enjeksiyon Kuyusu
Deniz, kar, magmatik sular ve yağmurlar, yeraltındaki çatlaklı ve gözenekli kayaç kütlelerini besleyerek jeotermal rezervuarlar oluşturmaktadırlar. Bu rezervuarlar,re-enjeksiyon ve yeraltı koşulları devam ettiği sürece sürdürülebilir ve yenilenebilir özelliklerini koruyarak kısa süreli atmosferik koşullardan etkilenmez. Sondajlı üretimlerin jeotermal rezervuarlardan yapılması tamamlandığında, jeotermal akışkanın çevreye atılmaması ve rezervuarı geri beslemesi açısından işlevini tamamlamayan akışkanların yeraltına tekrar gönderilmesi zorunludur. Re-enjeksiyon denilen bu sistem, birçok ülkede yasalarla zorunlu hale getirilmiştir.
Jeotermalin Avantajları
- Güvenilirdir.
- Verimlidir.
- Gürültü yaymaz.
- Çevre dostudur.
- Yenilenebilir bir enerjidir.
- İstikrarlı ve sürdürülebilirdir.
- Geliştirmeye açıktır.
- Bakım gereksinimi azdır.
- Isıtma ve soğutmada kullanılır.
- Farklı alanlarda kullanılabilir.
- Büyük potansiyele sahiptir.
Jeotermal Enerji ve Çevre
Biyokütle, dalga, rüzgar ve Güneş enerjisi gibi jeotermal enerji de kendiliğinden doğada var olan kaynaklardan elde edilen yenilenebilir enerjilerdendir. Dolayısıyla diğer enerji türleri ile kıyaslandığında temiz bir enerji kaynağı olarak bilinir. Bunun nedeni ise jeotermal santrallerde çok az miktarda sülfür oksit gazı ve az miktarda karbondioksitin atmosfere salınmasıdır. Tesislerde çoğunlukla sadece buhar emisyonu yapan buhar santralleri bulunur. Kapalı sistem (binary cycle) santralleri, atmosfere herhangi bir gaz salmaz.
Bununla beraber, başka bir forma dönüştürülen ya da insanlar tarafından üretilen enerjinin çevresel etkilerinin olması kaçınılmazdır. Elektrik üretimi ya da farklı nedenlerle kullanılan derin jeotermal suların da geniş bir oranda çevre etkisi vardır. Bu etkiler, Tasman denilen yüzeyde oluşan çökmelerden Pamukkale travertenleri gibi doğal güzellikler üzerindeki tahribatlara kadar değişebilmektedir.
Tüm bunların yanı sıra, jeotermal sıvının içeriğindeki hidrojen sülfür, tuz, karbondioksit, lityum, antimuan, amonyak, kurşun, arsenik, cıva, ve bor minerallerinin çevreye olumsuz etkileri bulunmaktadır. Çevreye verilen zararın minimuma indirilmesi için santralde kullanılan akışkanın yeniden rezervuara enjekte edilmesi yeterlidir.
Jeotermal Enerjinin Dezavantajları
- Sürdürülebilirlik sorunları olabilir.
- Yüksek güçte kurulum maliyetlidir.
- Çevresel yan etkileri olabilir.
- Her yere kurulması mümkün değildir.
- Dağıtım maliyetleri doğurabilir.
- Depremler oluşturabilir.
Jeotermal Enerji Dışındaki Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Yenilenebilir enerji türleri, bu enerji türlerinin avantajları ve dezavantajları için yenilenebilir enerji kaynakları sayfamızı ziyaret edin. Ayrıca jeotermal enerji dışındaki yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili bilgilere aşağıdaki sayfalardan ulaşabilirsiniz:
