Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısı ve basıncın oluşturduğu sıcaklıkların; bölgesel atmosferik ortalama sıcaklığın üzerinde olan ve çevresindeki yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla çözülmüş mineraller, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak su, buhar ve gazlar ile yüzeye taşınan ısı enerjisidir.
Jeotermal enerjinin kullanım alanları;
Elektrik üretimi; jeotermal sahalarda açılan kuyulardan üretilen akışkan seperatörlerde buhar ve su olarak ayrıştırıldıktan sonra türbin ve jeneratör ile elektrik enerjisi üretilir. Isı üretimi; düşük sıcaklık, basınç ve debideki jeotermal kaynakların sera, organik tarım, ürün kurutma, bölgesel ısı ihtiyaçlarının karşılanması amacıyla değerlendirilmesidir. Termal turizm ve sağlık amaçlı kullanımı; insan sağlığına yararlı mineraller içerebilen düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynaklı suların sağlık amaçlı kullanımıdır.
Jeotermal enerji, önemli bir yenilenebilir kaynaktır. İzlanda, El Salvador, Yeni Zelanda, İtalya, Kenya ve Filipinler gibi ülkelerde elektrik talebinin önemli bir kısmını, İzlanda’daki ısıtma talebinin de % 90’ından fazlasını kapsar.
Dünyada jeotermal enerji kurulu gücü 2018 yılı sonu verilerine göre 14,9 GWh düzeyinde. Jeotermal enerjiden elektrik üretiminde ilk beş ülke; ABD, Filipinler, Endonezya, Türkiye ve Yeni Zelanda’dır. Elektrik dışı kullanım ise 70.000 MWt’ı aştı. Dünyada doğrudan kullanım uygulamalarındaki ilk 5 ülke ise ABD, Çin, İsveç, Belarus ve Norveç’tir. Dünyanın ilk ve en eski jeotermal santrali İtalya’nın Toskana bölgesinde yer alır. Bu bölgedeki 34 jeotermal enerji santrali, 761 MW net kurulu kapasiteye sahip ve yılda yaklaşık 6 TWh (terawatt) elektrik üretir. Ayrıca bölge elektriğinin yüzde 40’a yakını jeotermal enerjiden karşılanıyor.
Türkiye Jeotermal Enerji Potansiyeli
Bilindiği gibi jeotermal enerji, yenilenebilir, temiz, ucuz ve çevre dostu olan yerli bir yeraltı kaynağıdır. Ülkemiz jeolojik ve coğrafik konumu itibarı ile aktif bir tektonik kuşak üzerinde yer aldığı için jeotermal açıdan dünya ülkeleri arasında zengin bir konumdadır. Ülkemizin her tarafında yayılmış yaklaşık 1.000 adet doğal çıkış şeklinde değişik sıcaklıklarda jeotermal kaynaklar mevcuttur.
Türkiye jeotermal potansiyeli bakımından Avrupa’nın 1. ülkesi ve kurulu güç bakımından ise Dünyanın 4. ülkesi konumundadır. Jeotermal enerjiden elektrik üretiminde ilk beş ülke; ABD, Endonezya, Filipinler, Türkiye ve Yeni Zelanda şeklindedir. Ülkemizde yer alan jeotermal kaynakların dağılımını gösteren harita aşağıda yer almaktadır.
Ülkemizin jeotermal potansiyeli oldukça yüksek olup potansiyel oluşturan alanların %78'i Batı Anadolu'da, %9’u İç Anadolu'da, %7’si Marmara Bölgesi’nde, %5'i Doğu Anadolu'da ve %1'i diğer bölgelerde yer almaktadır. Jeotermal kaynaklarımızın %90'ı düşük ve orta sıcaklıkta olup doğrudan uygulamalar (ısıtma, termal turizm, çeşitli endüstriyel uygulamalar vb.) için, %10’ u ise dolaylı uygulamalar (elektrik enerjisi üretimi) için uygundur. Jeotermal enerji uygulamalarında ilk elektrik üretimi 1975 yılında 0,5 MWe güce sahip Kızıldere Santrali ile başlatılmıştır.
Jeotermal kaynakların %90'ı düşük ve orta sıcaklıklı olup, doğrudan uygulamalar (ısıtma, termal turizm, mineral eldesi vb.) için uygun olup, %10’u ise dolaylı uygulamalar (elektrik enerjisi üretimi) için uygundur.
2005 yılından itibaren Bakanlığımız desteğiyle, mevcut kaynakların geliştirilmesi ve yeni kaynak alanlarının aranmasına ağırlık verilmiştir. 2004 sonu itibari ile 3.100 MWt olan kullanılabilir jeotermal ısı kapasitesi; 2008 yılında, Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular Kanunu’nun yürürlüğe girmesi sonrasında, özel sektörün jeotermal arama, geliştirme ve yatırım çalışmalarına katılımı ile hızla artmıştır. Türkiye’nin muhtemel jeotermal ısı potansiyeli 35500 MWt’e elektik üretimi potansiyeli ise 4500 MWe olarak tahmin edilmektedir.
Elektrik Üretimi
Bölgesel ısıtmanın yanı sıra elektrik üretiminde de yaygın olarak kullanılan jeotermal enerji kurulu gücü Haziran 2022 sonu itibariyle 1686 MW, toplam kurulu güç içerisindeki oranı %1,66 olup yıllara göre kurulu güç değişimi ve toplam kurulu güç içerisindeki oranı aşağıdaki grafiklerde yer almaktadır. Jeotermal Enerji Santrali Nedir? Çeşitleri Nelerdir? Jeotermal enerji santralleri, jeotermal kaynaklardan yararlanarak elektrik üretiminin yapıldığı yerlerdir.
Bu santraller; kuru buhar, çift çevrim (binary) ve buhar püskürtmeli (flaş) olmak üzere kendi içinde ayrılır.
Bu ayrım, jeotermal kaynağın sıcaklığına bağlı olarak yapılır. Kuru buhar santralleri için gereken minimum sıcaklık 150°C’dir. 180 °C ve üzerindeki sıcaklıklarda tek veya çift faz akışkanlı flaş tipi santraller kullanılır. Burada, sıvıdan ayrıştırılan buhar direkt olarak türbine verilerek elektrik enerjisi elde edilir. Akışkan sıcaklığının 100-180 °C arasındaki orta ve düşük güçlü (entalpili) kaynaklarda çift akışkan çevrimli olarak da bilinen binary santraller kullanılır. Akışkan, ısı seperatörlerinde izo-pentan, pentan ve izbütan gibi düşük sıvılaşma sıcaklığına sahip olan başka bir akışkan yüklenir.
Yüksek basınçlı türbinde genişleyen bu akışkan, türbinin çevrilmesini sağlar. Türbinin çıkışında ise yeniden çevrime girmek üzere kondenserde sıvılaştırılır. Böylece enerji üretimi sürekli hale gelir. Türkiye’de bulunan santrallerin büyük bir çoğunluğu binary santraldir. Çift akışkan çevrimli türbinler, iki farklı döngüden meydana gelir. İlki, sıcaklığı ileten ve üretim kuyusu yardımı ile sağlanan akışkandır. Pentan adı verilen ikinci döngü ise ısıyı enerjiye çevirir. Bu döngünün sağlanması için santraller iki parçadan oluşur.
Elektrik üretim bölümünde organik rankine çevrimi ile yani santrallerde buharla çalışmakta olan ısı makinelerinden elde edilen enerji kullanılarak elektrik elde edilir. Yardımcı servisler bölümünde ise üretim kuyuları, reenjeksiyon sistemi, pompalar ve hatlar yer alır. Kuru Buhar Çevrimi Jeotermal enerji santralleri arasında en uygun maliyetli ve en basit çalışma prensipli olan kuru buhar çevrimli santraller, doğrudan kızgın buhar üreten kaynaklarda kullanılır. Kondenser yani akışkan sıvıyı yoğuşturan makine kullanılmayan bu yöntemde kaynaktan çıkan buhar, türbinden geçirildikten sonra atmosfere bırakılır.
Ancak buharın atmosfere bırakılması çevre kirliliğine neden olduğu için kondanserli buhar çevrimi daha çok tercih edilmektedir. Kondanserli çevrimde türbin çıkışında buhar atmosfere salınmaz, türbinin ucunda bulunan kondansere alınır. Buhar, tekrar yer altına sevk edilir. Kondanser, türbin çıkışında daha fazla basınç oluştuğu için yüksek verim elde edilir.
Buhar-Su Çevrimi (Flaş Buhar) Yer altından gelen jeotermal akışkan, her zaman yalnızca buhardan oluşmaz. Su ve buhardan oluşan akışkanda buhar oranı yeterliyse, su buhardan ayrıştırılır. Buhar türbine alınırken su ise yer altına gönderilir. Ancak bazı durumlarda buhar oranı yeterli değildir ya da akışkan tamamen sudan oluşur. Bu durumda su püskürtülerek buhar elde edilmeye çalışılır. Bu işlemin ardından çift fazlı akışkan elde edilerek ayrıştırıcıya alınır. Ayrıştırıcıdan gelen buhar ise bir türbinden geçirilir.
Akışkanın sıcaklığının çok yüksek olduğu durumlarda bu işlem tekrarlanabilir. Püskürtme sayısına uygun olarak jeotermal çevrim tek ya da çift püskürtmeli olarak ayarlanabilir. Ancak maliyeti yüksek olduğu için ikiden fazla püskürtme genellikle yapılmaz.
Çift Çevrim (Binary) Düşük ve orta sıcaklıktaki kaynaklarda ya da atık ısıda kullanılan çift çevrim ya da binary işleminde, sudan düşük buharlaşma sıcaklığına sahip akışkanın buharlaştırılması sağlanır. Buharlaşan bu akışkan ile türbin döndürülür.
Jeotermal Kaynakların Sınıflandırılması Jeotermal kaynakların sınıflandırılmasında, jeotermal sıvıların içerdiği entalpi değerine, yani sıcaklık değerine dikkat edilir. Termal enerji içeriğini belirten entalpi, kaynağın değeri hakkında bir fikir verir. Buna göre jeotermal kaynaklar düşük, orta, yüksek entalpili olarak kategorize edilir. Jeotermal kaynaklar akışkan sıcaklıklarına göre şu şekilde sınıflandırılır: Düşük entalpili – 20 °C – 70 °C arası Orta entalpili – 70 °C – 180 °C arası Yüksek entalpili – 180 °C’den büyük Düşük entalpili kaynaklardan genellikle balık çiftliği tesisleri ya da yüzme havuzları yararlanır. Sera ve konutların ısıtılmasında, endüstriyel kurutma işlemlerinde orta entalpili kaynaklar işlevsel hale gelir.
Yüksek entalpili kaynaklardan ise elektrik enerjisi üretiminde yararlanılır. Ancak bu kaynakların kullanımı hem akışkan sıcaklığına hem de bölgenin coğrafi koşullarına bağlıdır. Enerjinin verimli olması için akışkanın kaynağın yakınında kullanılması gerekir. Başka bir sınıflandırma ise jeotermal kaynakların su ya da buhar yoğunluklu olmasına göre yapılır. Bazı akışkanların buhar oranı yüksekken bazılarında su oranı yüksektir. Bazılarında ise buhar hiç yoktur. Bu oranlara göre santrallerde kaynakların işlenme yöntemleri belirlenir.
Bu şehirler ve toplam ısı kapasiteleri şu şekilde sıralanabilir:
İzmir – Balçova ve Narlıdere: 243 MWt
Afyonkarahisar: 127,5 MWt
Afyonkarahisar – Sandıklı: 119 MWt
Kütahya – Simav: 110 MWt
Ağrı –Diyadin: 62 MWt
Manisa – Salihli: 57 MWt
Balıkesir – Edremit: 39 MWt
Nevşehir – Kozaklı: 34 MWt
Ankara – Kızılcahamam: 28 MWt
Balıkesir – Sındırgı: 24 MWt
Kırşehir: 20 MWt
Yozgat – Sorgun: 19 MWt
Denizli – Sarayköy: 19 MWt
Balıkesir – Gönen: 19 MWt
Balıkesir – Bigadiç: 7 MWt
İzmir – Bergama: 3 MWt
Bu bölgelerde sağlanabilecek maksimum su sıcaklığı ise entalpiye bağlı olarak değişiklik gösterir.
Dünya'da Jeotermal Enerji Kullanım Oranları Dünyada jeotermal enerji ile elektrik üretimi 1970-1985 yılları arasında ivme kazanır. 2021 sonu itibarıyla dünya genelinde jeotermal elektrik enerjisini en çok kullanan ülkeler Amerika Birleşik Devletleri, Endonezya ve Filipinler’dir. 2022 yılına girerken Türkiye de yeni projeleri sayesinde bu ülkelere eklenir. Jeotermal enerji kullanımında ilk 10 ülke ve kullanılan enerji kapasiteleri aşağıdaki gibidir:
Amerika Birleşik Devletleri: 3,714 MWt
Endonezya: 2,133 MWt
Filipinler: 1,918 MWt
Türkiye: 1,679 MWt
Yeni Zelanda: 1,005 MWt
Meksika: 963 MWt
İtalya: 944 MWt
Kenya: 861 MWt
İrlanda: 755 MWt
Japonya: 603 MWt
JES DOĞRU BİLİNEN YANLIŞLAR
YANLIŞ-1: “JEOTERMAL ENERJİ ÜRETİLEN BÖLGELERDE YAŞAM ALANLARI YOK OLUYOR.”
Jeotermal enerji tamamen doğal bir kaynaktır. Yeraltı sularının ısınması ile elde edilen jeotermal enerji dünyada en eski uygarlıklardan bu yana kullanılıyor. İtalya’da Roma döneminde termal havuz ve hamam olarak da kullanılan jeotermal, günümüzde hala pek çok faydası ile dünyamızı ve yaşam alanlarını koruyor.
YANLIŞ-2: “JEOTERMAL ENERJİ DEPREMİ TETİKLİYOR.”
Jeotermal enerji ile deprem ilişkisi üzerine yapılan hem ülkemizde hem de dünyada pek çok araştırma bulunuyor. Araştırmalar gösteriyor ki, ülkemiz deprem kuşağı üzerinde yer alıyor ve fay hatlarındaki hareket yaklaşık 13 milyon yıldan beri devam ediyor. Jeotermal üretiminin ise fay hatlarındaki harekete hiçbir etkisi yok.
YANLIŞ-3: “JEOTERMAL ENERJİ YENİLENEBİLİR BİR KAYNAK DEĞİLDİR, SÜREKLİ ENERJİ SAĞLAYAMAZ.”
Jeotermal enerji, yeryüzünün yakın katmanlarındaki magmadan, su, buhar ve sıcak kayalardan temin edilen ve dünya var olduğu sürece kullanılabilecek bir enerji türüdür. Sürdürülebilir, güvenilir, çevre dostu ve yerli bir enerji kaynağıdır. Jeotermal enerji kaynakları, hava şartlarından bağımsız olarak 7×24 elektrik üretir.
YANLIŞ-4: “JEOTERMAL ENERJİDEN ELEKTRİK ÜRETMEK ÇEVRE KİRLİLİĞİNE YOL AÇAR.”
Jeotermal kaynaktan elektrik üretimi sırasında yasal gerekliliklere uyulduğu takdirde çevre kirliliğine yol açmaz.
YANLIŞ-5: “JEOTERMAL SANTRALLER TARIM FAALİYETLERİNE VE AĞAÇLARA ZARAR VERİYOR.”
Jeotermal enerji ise yönetmeliklere uygun üretildiğinde bölgede bulunan doğal yaşama zarar vermiyor. Jeotermal enerji söylenenin aksine, tarım faaliyetlerinin artmasını da sağlıyor. Seracılık faaliyetlerinde kullanılan jeotermal enerji, dört mevsim ürün elde edilmesini kolaylaştırıyor.
