Header Reklam

Jeotermal Enerjinin Merkezi Isıtmadaki Yeri ve Ülke Ekonomisi Açısından Önemi

05 Şubat 1994 Dergi: Şubat-1994

 

I.GİRİŞ

Jeotermal enerji, yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmişbasınç altındaki sıcak su, buhar veya sıcak kuru kayaçların içersindeki ısı enerjisidir. Bir başka deyişle jeotermal enerji, yerkürenin ısısıdır.

Yerkürenin merkezi çok sıcak olduğundan, ısı yüzeye doğru akmakta ve dolayısıyla yüzeyden derine doğru inildikçe sıcaklık artmaktadır. Yeraltındaki değişik termal rejimler sonucu, jeotermal kaynak tipleri oluşmuştur. Ayrıca bazı alanlarda bulunan sıcak kuru kayalar da herhangi bir akışkan içermemesine rağmen jeotermal enerji kaynağı olarak nitelendirilmektedir. Jeotermal akışkanı meydana getiren sular, genellikle meteorik kökenli olduklarından yeraltındaki rezervuarlar sürekli beslenmekte ve kaynak yenilenebilmektedir. Bu nedenle pratikte beslenmenin üzerinde kullanma olmadıkça jeotermal kaynakların azalması sözkonusu değildir. Türkiye, jeotermal enerji (ısıtma amaçlı) potansiyeli olarak dünyada ilk 7 ülke arasına girmektedir. Türkiye'de 40°C'nin üzerinde jeotermal akışkan içeren 140 adet jeotermal saha bulunmaktadır. Bunlardan beş tanesi elektrik üretimine uygun, diğerleri ise merkezi ısıtmaya uygundur. Türkiye genelinde sayıları 600 ile 1200 arasında değişen jeotermal kaynak bulunmaktadır.

 

II.KULLANILDIĞI ALANLAR

 

Jeotermal enerjinin akışkan sıcaklığına göre başlıca değerlendirme alanları sırası ile ;

1-Elektrik enerjisi üretimi

2-Doğrudan ısı enerjisinden endüstriyel amaçlı ısıtma ve kurutma işlemlerinde yararlanılması (örnek: şeker, kağıt, tekstil, deri, ilaç, süt konservecilik, bira, orman ürünleri kollarında)

3-Merkezi Sitemle ısıtma ve soğutmada (air conditioning) kullanımı (örnek: seraların, binaların, semt ve kent merkezlerin merkezi ısıtılması veya soğutulması)

4-Kimyasal madde üretimi (örnek: kimyasal tuzlar, tatlı su, CO2 buzu, ağır su, asit vb. elde edilmesinde)

5-Turistik ve balneolojik amaçlı kullanımı (Örnek: Kaplıca, yüzme havuzları, turistik tesisler vb.).

Jeotermal sahaların rezervuar sıcaklıklarına göre elverişli olduğu kullanım türü de;

-Yüksek entalpili sahalarda 180 C'den daha yüksek rezervuar sıcaklığı bulunur. Bu sahalar; elektrik üretimi ve diğer entegre kullanımlar için uygundur.

-Orta entalpili sahalar; 180-70°C arasında rezervuar sıcaklığı bulunur. İsıtma ve endüstri uygulamaları için uygundur.

-Düşük entalpili sahalar ; 70°C'den düşük rezervuar sıcaklığı bulunur. Isıtma ve balneolojik uygulamalarda kullanılabilir.

 

III. JEOTERMAL ENERJİNİN TEMEL AVANTAJLARI

 

a) Jeotermal enerjinin öncelikle, birden çok amaca, gerekirse aynı anda hizmet etmesi (entegrasyonu), çevre ve ekonomi unsurları başta olmak üzere en başta gelen avantajlarıdır.

b) Yenilenebilir oluşu; Jeotermal rezervuarın kapasitesini devam ettirme ve yer altında suyla ekstrakte edilen minareller dolayısıyla meydana gelen kavitasyonları engelleme gibi avantajları da olan reenjeksiyon (jeotermal akışkanın yer altına geri basılması) yöntemi ile kaynağın beslenme sürekliliği sağlanabilmektedir,

c) Diğer enerji kaynaklarına oranla ekonomiktir. Örneğin; Ankara'da 1991 yılında doğal gazla ısınma için ayda 1.500.000 TL. miktarında para ödenirken, Gönen'de jeotermal enerji ile merkezi sistemde ısıtılan er ayda 130.000 TL. ödemişlerdir, avrada 1/11.5 gibi bir oran söz konusudur. Zira "doğal" olan bu enerji kendi kaynağımız olduğundan borsası yoktur, dövize endeksli değildir, dış politik ilişkilerimizden etkilenmez. Büyük yatırımlar getirmeyip, yapılan yatırımı kısa sürede amorte etmesi de ekonomik yararlılığının bir diğer yönüdür.

d) Gerekli teknoloji düzeyinin çok yüksek olmayışı, jeotermal enerjiye yapılacak yatırımın bir diğer cazibesidir.

e) ABD Enerji Bakınlığı'nın temiz enerji ödülü verdiği jeotermal enerji; havaya karbondioksit, azot oksit, kükürt oksitlerin atılmasını engellediği için asit yağmurlarına engel olmakta ve sera etkisini ortadan kaldırmaktadır. Yani çevre dostudur.

 

IV. JEOTERMAL ENERJİNİN ISINMADA KULLANIMI

 

İlk merkezi ısıtma 1905'li yıllarda ABD'de New York'un Manhattan bölgesinin ısıtılması ile başlamıştır. Günümüzde gelişmiş ülkelerde bir şehrin altyapısını oluşturan temel unsurlardan biri olan sıcak veya kaynar su ile işlev gören merkezi ısıtma sistemleridir. ABD. Almanya, İsveç, Norveç, Finlandiya. Danimarka, Hollanda, Avusturya, Polonya, Macaristan, Çekoslavakya ve Rusya'da merkezi ısıtma uygulanmaktadır. Bugünkü ekonomik ve teknik şartlar doğrultusunda 200 km. kadar taşınıp kullanılması teknik ve ekonomik açıdan mümkün olan jeotermik enerji açısından ülkemiz, dünyanın en avantajlı ülkeleri arasındadır. Türkiye'deki jeotermik sahaların neredeyse tamamı ısıtma için uygundur. Türkiye'deki ilk jeotermik ısıtma uygulaması 1964 yılında Gönen Park Oteli'nde yapılmıştır.  1981 yılında İzmir-Balçova Jeotermal alanında kuyu içi eşanjörünün ilk uygulaması neticesi bölgedeki termal tesis vb. yerler ısıtılmaya başlanmıştır. 1987'den beri Balıkesir-Gönen'de 1400 konut eşdeğerli ısıtma, 650 yataklı otelin ısıtılması. 54 adet tabakhanenin proses sıcak su ihtiyacı ve 2000 m2'lik seranın ısıtılması sağlanmaktadır. Gönen'de konutlar, 1993 yılı ortalaması itibariyle tüm yıl sıcak su için ve kışın ısınma için ayda sadece 250.000 TL. ödemektedir. Çevre Bakanlığı'nın 10 milyar kredi ile desteklediği Simav Jeotermal Merkezi Isıtma Sistemi, 1992 Aralık ayı başında başarı ile devreye alınmıştır. Jeotermal akışkan 4 km. taşınarak şehir temiz sıcak su şebekesine ısı sağlayıp, merkezi ısıtma yapıldıktan sonra tekrar 4 km. geri taşınarak reenjeksiyon yapılmaktadır. Jeotermal akışkanın 4 km.'lik mesafede sıcaklık kaybı sadece 1 °C olmaktadır. Bugünkü teknolojiyle 35°C'nin üzerindeki (ısı pompası hariç) jeotermal akışkanlar ile ısıtma yapılabilmektedir. Buna örnek olarak Havza kaplıcalarını. Haymana'da iki camiinin jeotermal akışkanla (43°C) ısıtılması. Afyon Oruçoğlu termal resort tesislerini (48 °C) ve Rize-Ayder kür merkezi ve kaplıca tesisini (54°C) verebiliriz.

 

A-    JEOTERMAL ISITMA SİSTEMLERİ VE DİZAYN KRİTERLERİ

 

Jeotermal merkezi ısıtma sistemleri, klasik yani fuel-oil. kömür, doğalgaz kullanan ısıtma sistemlerinden pren-sipte farklıdır. Jeotermal sahaların özellikleri(artezyenik. artezyenik olmayan, basınç, sıcaklık, debi. kimyasal kompozisyon ve diğer) her yerde farklı farklı olduğundan klasik ısıtma sistemlerinde olduğu gibi standart bir uygulama yoktur. Her saha için farklı dizaynlar yapılmakta ve uygulanmaktadır. Jeotermal ısıtma sistemlerinde AT = 20 değil. 30-40'dır. Bundan dolayı, sirküle eden debi azalmakta, dolayısıyla boru çapı ve pompalar küçülmektedir. Ayrıca pompalar frekans konverteri ile kontrol edilmekte, şebekede sabit sıcaklık, değişken debi sistemi uygulanmaktadır.

 

Jeotermal Isıtma Sistemleri aşağıdaki dört bölümden oluşur :

1-Kuyubaşı (jeotermal su üretimi)

2-Jeotermal su nakil hatları

3-Jeotermal merkez ve dağıtım şebekesi

4-Jeotermal suyun reenjeksiyonu

 

Kuyubaşı Sistemleri ; dozajlama, üretim, pompalama (kuyu içi ve kuyubaşı) ve gaz seperasyonu bölümlerini kapsamaktadır. Jeotermal suyun kimyasal kompozisyona göre gerektiğinde kuyu içi. kuyubaşı ekipmanı, boru hattında meydana gelecek kabuklaşma ve korozyonu engellemek için kuyu içine kimyasal madde dozajı yapılmaktadır. Kuyunun artezyenik olup. olmaması ve kuyu başı basıncına bağlı olarak kuyu içi pompası veya kuyubaşı pompalama sistemi ve malzeme seçimi yapılmaktadır. Şartlara bağlı olarak gerektiğinde kuyubaşında gaz seperasyonu yapılmaktadır.

Jeotermal ısıtmanın yapılacağı yerin, yani uygulama yerinin jeotermal sahanın dışında olması durumunda, jeotermal suyun nakli direkt olarak toprağa gömülen izolasyonlu özel paket borular aracılğı ile yapılmaktadır. Bu borular ile 0.1-0.5 °C/km. sıcaklık kaybı gradyanı başarı ile elde edilmektedir. Bu boru sistemlerinin sıcaklık kaybı gradyanı özelliğinin yanısıra, düşük basınç kaybı, daha iyi boru iç yüzey kalitesi, korozyona karşı mükemmel rezistans, daha az ısıl uzama ve klasik ısı galerili sisteme göre daha düşük maliyet gibi avanatjları vardır. Teknik ve ekonomik şartlar uygun olduğu durumda, jeotermal su 150-200 km. mesafeye taşınabilmektedir.

 

Jeotermal merkeze gelen jeotermal suyun enerjisi özel olarak dizayn edilmiş 1-1.5 °C yaklaşım sıcaklığına sahip çok yüksek verimli eşanjörlerle kapalı çevrimde sirküle eden temiz suya aktarılmaktadır. Şartlara bağlı olarak kuyu içi eşanjörü uygulamaları da yapılmaktadır. Enerjisi aktarılan jeotermal su mevcut termal tesislere verilmekte veya reenjeksiyon boru hattı ile yeniden yer altına gönderilmektedir. Böylece rezervuar ömrü artmakta ve bor ve/veya tuzluluktan meydana gelebilecek muhtemel çevre kirliliğine engel olunmaktadır.

 

B- ÖRNEK UYGULAMA : SİMAV

 

Simav jeotermal alanı Türkiye'nin önemli 15 jeotermal alanından biridir. Simav jeotermal alanında açılmış bulunan üç adet kuyu vardır. Bu kuyulardan alınan jeotermal su debisi toplamı 700 ton/saat ve ortalama sıcaklık 140°C*dir.

Sahada mevcut üretken üç adet kuyuyu değerlendirmemiz durumunda üretebilecek ısı kapasitesi 100 MW (ısı)dır. Buna karşın Simav'da 1. etap 3500 konut için kurulan sistemin kurulu gücü 33MW(ısı), 2. etap 6500 konut kapasiteli Simav sistemi toplam kapasitesi 74 MW(ısı)dır. (50.000 m2 sera ısıtması dahildir). Buna karşın Fransa'daki bir ünite kapasitesi 10 MW(ısı)dır. Simav jeotermal merkezi ısıtma Sistemi 1992 Ekim ayında devreye girmiştir. Tesisin devreye girmesinden itibaren 4 yılda kendisini geri ödeyeceği öngörülmüştür. Sistemin yatırımcı ve işletmecisi Simav Belediyesi'dir. Bu merkezi ısıtma sisteminin fizibilite, proje, mühendislik, montaj yönetimi yerli bir şirket tarafından yerine getirilmiştir. Bir kısım malzeme yurt dışından ithal edilmiştir. Ancak sistemin kurulmasında herhangi bir lisans, know-how, royalty söz konusu değildir. Değerlendirilen kendi özkaynağımız, dışa bağımlılığı olmayan ucuz, temiz enerjimizdir. Bundan 10 yıl önce problem olarak görülen KABUKLAŞMA ve KOROZYON gelişen yeni teknolojilerle % 100 çözümlenmiştir. Kuyunun 150 m. derinliğine gönderilen 1 m3 jeotermal suya 5 gr. olarak verilen kimyasal madde, tesisatta kabuklaşmaya kuyu içerisinde müdahale edebilmektedir. Korozyon için de özel paslanmaz çelikler ve Epoxy, ithal özel paket borular ve paslanmaz çelik eşanjörler kullanılmıştır. Bu yatırım Eynal-Simav jeotermal alanının ancak %15'ini kullanmıştır. Tüm sistemi 720 m. derinlikteki 70 lt/sn 147°C sıcaklıklı kuyu beslemektedir.

 

SİMAV JEOTERMAL MERKEZİ ISITMA SİSTEMİ

 

Fizibilite+Proje+Mühendislik hizmetleri            Eylül 1989-Ocak 1991

Montaj - İşletmeye alma                                 Mayıs 1991 -Aralık 1992

1. Etap Kapasite                                             3500 Konut

2. Etap Kapasite                                             6500 Konut

Jeotermal Kuyu (6500 konut için)                    143°C, 70 lt/sn

Jeotermal Su taşıma, Sıcaklık kaybı                 4000 m, toplam 1°C

Jeotermal su gidiş / dönüş sıcaklığı                  100/45 °C

Reenjeksiyon, kuyuya geri verme                    4 km geri taşınarak kuyuya, 0.2 bar ile 40 °C

Evleri Radyatörle Isıtma Sistemi                      80°C/45°C (temiz su)

Evlerde Kullanım Sıcak Suyu                           Binalardaki Boylerler ile

Toplam Yatırım                                              21 Milyar TL.

Konut Başına dönüşüm gideri                          750.000 TL (ortalama)

 

SONUÇ

 

Doğal gazın onda birine mal olan, kendisini 3-4 yılda geri ödeyen, % 60'lara kadar dolar bazında iç karlılık veren bu çok karlı yatırımların Belediyeler ve bunların halka açık şirketleri tarafından yapılması onlara çok önemli boyutta kaynak yaratacaktır ve bu zengin kaynağımızın elde tutulur rezerv olarak fuel-oil eşdeğeri saatte 500 milyon TL'dir. Bunu da yılda % 50 değerlendirme faktörü ile değerlendirdiğimizde yılda 3 trilyon TL'lık bir değer ortaya çıkmaktadır. Tüm ısı potansiyelimizi yalnız ısıtmada değerlendirdiğimizde ise yılda 25 trilyon ekonomik değer elde edilecektir.

Şu anda kaynaklarımızın -maalesef-binde biri-ikisini değerlendirmekteyiz. Türkiye'de jeotermal araştırmalar için daha fazla sondaj yapılmalıdır. Memleketimizde yaklaşık 100 adet jeotermal sondaj kuyusu mevcut iken Romanya'da bu rakam 1100'dür. Ayrıca jeotermal akışkanın taşınamaz olduğu sanısıyla jeotermal sahanın tesislerle doldurulması sonucunda sondaj için alan kalmayarak, jeotermal alanın işlerliğini kay ği görülmüştür. Bu handikapı bertaraf etmek için, tesislerin jeotermal alanın aktif olmadığı bölgelere kaydırılmasına dikkat edilmelidir. Türkiye'de işletmeye alınmış merkezi ısıtma sistemleri ve Termal Tesislerin toplam kapasitesi 140 MWt, inşaat halinde olan sistemler 80.35 MWt, fizibilite çalışmaları tamamlanmış olan projeler 305.80 MWt ve mevcut kaynak ve kuyuların kapasitesi ise 1300.04 MWt'dir. Sonuç olarak bu değerler, Türkiye'nin görülebilir mevcut kapasitesini 1800 MWt yapmaktadır.

KAYNAK : Orme Jeotermal A.Ş.'nin 1992-1993 yıllarında hazırladığı on adet tebliğden derlenmiştir.


Etiketler