Avrupa jeotermal enerji peşinde, biz henüz uykudayız!

Ülkemiz, jeotermal enerji potansiyeli açısından dünyanın yedinci en zengin ülkesi ve jeotermal potansiyeli ile toplam elektrik enerjisi ihtiyacının %5’ini, ısıtmada ise ısı enerjisi ihtiyacının %30’unu karşılayabilecek yeteneğe sahip. Fakat bunların ortalaması alındığında Türkiye, enerji (elektrik ve ısı enerjisi) ihtiyacının ancak %14’ünü karşılamaya hazır.

Ülkemizdeki toplam jeotermal potansiyelinin (2000Mwe, 31500MWt) elektrik üretimi, şehir ısıtma, soğutma, sera ısıtma, termal tesis ısıtma, vb uygulamalarda tam değerlendirilmesi ile yıllık net yurtiçi katma değerinin 20 milyar dolar

civarında olduğu söyleniyor Jeotermal Dergisi’nde.

Türkiye 1995 yılında, jeotermal ısı ve kaplıca uygulamalarında dünyada 11.sırada iken, 2000 yılında beşinci sıraya yükselerek bu yerini 2005 yılına dek korumuştur. Mayıs 2005 itibariyle, ülkemizdeki jeotermal kaynak potansiyelimizin sadece %4’ü değerlendirebilmektedir.

Oysa şu sıralar Avrupa’da durmadan yeni jeotermik santraller kurulmakta ve bunların her biri birkaç yüz kilovat ve birkaç megavatlık enerji üretimi arasında değişen randımanlarda işleyecek. Spiegel dergisine bakacak olursak, Almanya’da jeotermal enerji üretimine yönelik girişimlerde büyük bir patlama yaşanmakta. Bilim adamları ve mühendisler ülkede büyük bir jeotermal enerji potansiyeli keşfetmişler ve birçok yerde sondaj çalışmaları devam ediyor.

Yöntemler farklı

Yerin birkaç yüz metre altında bile muazzam sıcaklıklar mevcut. Ancak bu bedava enerjinin ticari amaçlı kullanılabilmesi için gerekli sıcaklık 100 santigrat derecedir. Jeotermal sondajlarla bu yüzden yaklaşık olarak 3500m derine inilmekte.

Jeotermal ısının teknik kullanılabilirliği yeraltındaki jeolojik ve hidrolik koşullara bağlıdır. Burada en önemli rolü oynayan suları depolayan tabakalar yani akiferlerdir. Çünkü kayacın aşağı yukarı beş metre içinde neredeyse her zaman yarıklar ve diyaklazlar (çatlaklar) bulunur. Bu doğal hat sisteminde, yerkürenin içinden ısı alıp depolayan ve bunu ileten su dolaşır. Akiferler su sıcaklıklarına göre (100 dereceyi aşkın) kızgın, (40-100 derece arası) sıcak ve (25-40 derece) düşük ısılı olarak üç gruba ayrılır.

Jeotermi bu sıcaklıktan yararlanabilmek için farklı yöntemler kullanmakta. Termal kolektörler ve yer altı su pompaları en fazla 100m derinlikte bulunan ısıyı yukarı taşırlar. Hidrotermal yöntemde doğal termal suların varlığından faydalanılıyor, Hot-Dry-Rock (Sıcak kuru kaya araması) yöntemindeyse ısı, kristalimsi ve genelde kuru kayanın içindeki deliklerden yukarı taşınmakta.

Su, taşıyıcı

Tüm yöntemlerde ısıyı taşıyan nakil aracı sudur. Bu su, ya doğrudan doğruya akiferlerden alınır veyahut da sıcak kayaç tabakalarına iletilip ısıtıldıktan sonra yukarı pompalanır.

Yeraltındaki ısının yüzde üçü 5000 santigrat derecelik çekirdekten gelir. Çünkü ısının %6’sından fazlası, uranyum, toryum ve potasyum gibi doğal radyoaktif elementlerin parçalanmasıyla doğrudan doğruya yer mantosunda oluşmakta. Güneş ışınlarının etkisi de yüzeyden derinliğe doğru hızla düşmekte. Mevsimlere göre sıcaklık farklı 15m derinlikten itibaren neredeyse hiç hissedilmez bile.

Birkaç bin metre derinliği araştıran bilim adamları eldeki verilere göre yaklaşık olarak üç kilometre derinliğe kadarki ısı dağılımını en azından olasılıklara göre bir harita üzerinde gösterebiliyorlar.

Yeraltındaki ısının yukarı çıkarılması için 3000m derinlikteki kızgın suyun içine sondaj açılmakta.Ve elektrik üretimi için gerekli olan suyun sıcaklığı 120 derece olması gerekiyor.

Riski tahmin etmek

Tüm bunlar basitmiş gibi geliyor. Ve İzlanda’da on yıllardan bu yana deneniyorsa da, zorlukların tümü aşılamadı. Jeologlar hangi derinliğin ne kadar sıcak olduğunu neredeyse kesin olarak biliyorlar ama o bölgede ne kadar suyun dolaştığı genelde tahmin edilememekte. Bu yüzden de her sondajda jeotermal ısıya ulaşamama riski söz konusudur. Bu riski en aza düşürmek için mühendisler bazı ön araştırmalar yapıyorlar.

Mesela Almanya’nın Neurid bölgesinde olduğu gibi. Burada elli metre aralıklara ağır titreşimli plakalar yerleştirildikten sonra geri yankıyan sesler jeofonla dinlenerek kaydedilmiş. Bu verileri değerlendiren uzmanlar suyun nerede akması gerektiğini hesaplıyorlar. Ayrıca Neurid’deki jeotermi, biyogazla kombine edilecek.

Bunun nedeni şu: Neuried’deki 110 derecelik su sıcaklığı, elektrik üretimi için yeterli değil, mühendisler bu yüzden ilginç bir taktik düşünmüşler. Derinlikteki su, ısısını önce su/amonyak karışımına iletecek ve bu karışım ise biyogaz tesisinin egzozuyla 130 dereceye kadar ısıtılacak. Mühendisler santralin, beş megavatlık randımanla, 20.000 evin elektrik enerjisini karşılamasını bekliyorlar.

En iddialı proje

Oberrheingraben bölgesinde öte yandan dünyanın en iddialı araştırma projesi gerçekleşiyor. Almanlar ve Fransızlar 1987’den bu yana sıcak kuru kaya arama yöntemini geliştirmek için uğraşıyorlar. Şu sıralar 3000m derinliğe ulaşan üç sondaj sayesinde önümüzdeki yıl 1,5megavat, daha sonraki yıl ise 6megavat randıman elde edilecek.

Sıcak kuru kaya arama yönteminin özelliği şu: Mühendisler sıcak yeraltı suyunu kendileri yaratıyor. Bunun için kayanın içine yarıklar açıldıktan sonra içlerine soğuk su basılıyor. Burada 200 dereceye kadar ısınan su daha sonra yukarıdaki türbin odasına pompalanmakta.

Los Alamos Ulusal Laboratuarı’ndan çıkan bu fikrin otuz yıllık geçmişi var ama bugüne kadar uzun süreli işlememişti.

Sonunda Bad Urach bölgesinde atılım sayılabilecek bir gelişme yaşandı. Burada daha 1997 yılında üç kilometrekare büyüklüğünde bir yarık sistemi açılınca iki sondaj deliği arasında su sirkülasyonu sağlanabilmiş.

Bizim rezervlerimiz çok

Suyun sıcaklığı 140 derece olduğu için şimdi uzmanlar 5000m derinlikten 200 derecelik su çıkarmak için çalışıyorlar. Ve mühendisler ‘Hydraulic Fracturing’ (Hidrolik kırma) ile granitte yarıklar açmışlar bile. ‘Suyu bastıktan sonra jeofanla çatlama seslerini dinliyoruz ve bu şekilde çatlakların/ yarıkların nerede oluştuğunu öğreniyoruz diyor uzmanlar.

Anlaşıldığı üzere jeotermal enerji elde ediminde bazı zorluklar var. Ancak bazı açılardan diğer yenilenebilir enerji kaynaklarından daha avantajlı. Güneş ve rüzgarın etkisi hava koşullarına ve mevsimlere göre değişmesine rağmen, yeraltındaki enerji her türlü hava koşulunda ve her mevsimde gece gündüz akmaya devam ediyor.

Rezervler neredeyse sınırsız, dahası jeotermal enerji üretimi, küresel hammadde piyasası ve siyasetten de bağımsız işlemekte. Kaldı ki ülkemizde de İzmir’den Afyon’a, Kütahya’dan Erzurum’a kadar yer alan yerleşim birimlerinde toplam 1.250.000 konuta eş değer jeotermal ısıtma potansiyeli bulunmakta.

Yeraltındaki ısıyı yukarı taşıyan iki yöntem

1- Hidrotermal jeotermi

Akiferdeki kızgın su, jeotermi santralına pompalanıyor. Su ısıyı bıraktıktan sonra geri dönüyor. Santralde biriken ısı elektrik üretiminde kullanılır veya uzaktaki bir ısıtma ağını besler.

2- Hot-Dry-Rock arama yöntemi

Yüksek basınç altında kızgın kayaca basılan suyun açtığı yarıklara pompalanan su, tıpkı kızgın demirin üzerine düşen su damlası gibi buharlaşır. Buhar diğer bir hattan yukarı çıkar ve santralde bir jeneratörle elektrik üreten bir türbini çalıştırır.

www.g-o.de, www.jeotermaldergi.org.tr, http://deutsch.gmk.info, Spiegel 38/2005