Jeotermal Enerji Nedir?

Yerkürenin ısısından, bu ısıyı farklı formlara dönüştürerek yararlanabilmekteyiz. Sıcak su kaynakları sondaj yöntemi ile yüksek basınçla yüzeye pompalanarak doğrudan jeotermal turizm tesislerinde kullanılabildiği gibi elektrik üretmek veya ısı pompaları sayesinde binaları ısıtmak amaçlı da kullanılabilir. Yani jeotermal enerji iki farklı yolla elde edilebilir:

• Jeotermal enerji santralleri: Elektrik üretiminde kullanılacak olan buhar jeotermal kaynakların ısısı ile elde edilir.
• Jeotermal ısı pompaları: Yüzeye yakın kaynaklar binaların ısıtılması amacı ile su veya soğutucu akışkanlara jeotermal kaynağın ısısı transfer edilir.

Jeotermal enerji santralleri, elektrik enerjisi üretmek için kullanılırlar. Temel olarak kömür ya da doğalgazdan elektrik üretimi yapan santrallerden farkı yoktur. Jeotermal enerji santrallerini bunlardan ayıran fark enerji kaynağıdır.

Jeotermal kaynağın ısısı ile buhar türbinlerinin çevriminde kullanılan su veya akışkanın ısıl enerjisi yükseltilerek buhar elde edilir. Buhar ile türbin hareketi sağlanarak elektrik enerjisi üretilir. Jeotermal kaynaktan çekilen su çoğu santralde kaynağa geri beslenir.

Kurulacak olan jeotermal enerji santralinin tipine karar verilebilmesi için, kaynağın sıcaklığı ve ne kadar enerjiye sahip olduğu bilinmelidir. 1300C ve üzeri kaynaklar elektrik enerjisi üretiminde verimli bir şekilde kullanılabilir. Ancak kaynak sıcaklığı ne kadar yüksek ise, yeraltından aynı miktar elektrik enerjisini üretebilmek için çekilmesi gereken su/ buhar miktarı daha az olacaktır. Bu sebeple kaynak sıcaklığı yüksek olan jeotermal enerji santrallerinde verim daha yüksektir.

Kaynak sıcaklığına göre üç ana jeotermal enerji santrali tipi vardır;

• Kuru Buhar Tesisleri: Jeotermal kaynaklardan elektrik üretiminde kullanılan en eski yöntemdir. Çok yüksek sıcaklıktaki jeotermal kaynaklar elektrik üretiminde kullanılır. Bu santrallerde jeotermal kaynaktan doğal olarak elde edilen kuru buhar kullanılır. Kaynaktan çıkan buhar doğrudan türbin içinden geçer ve enerjisini türbine aktardıktan sonra yoğunlaşarak sıvı forma döner. Yoğunlaşan su tekrar jeotermal kaynağa gönderilir.
• Flaş Çevrimli Buhar Tesisleri: Bu tip tesisler, doğal olarak buhar elde edilebilen kaynakların azlığı nedeni ile en çok kullanılan tesis tipidir. Bu tip tesisler için kaynak suyunun sıcaklığı 1800C üzerinde olmalı ve kendi basıncı ile yer altından yüzeye çıkıyor olmalıdır. Bu sıcaklık, kuru buhar tesislerinin çalıştığından daha düşük bir sıcaklıktır. Suyun basıncı azaldıkça bir kısmı buhar formuna döner ve bu kısım türbinlerden geçerek elektrik enerjisi üretiminde kullanılır. Buhara dönüşmeyen kısmı ise kuyuya geri gönderilir veya ısıtma amacı ile kullanılabilir.
• İkili Çevrim Tesisleri: Bu tesis tipi sayesinde daha düşük sıcaklıklardaki jeotermal kaynakların enerjisi kullanılabilir. Jeotermal kaynaklardan maksimum seviyede yararlanılması sağlanır. Bu sistemlerde jeotermal kaynağın sahip olduğu ısıl enerji, kaynama noktası düşük olan pentan, bütan gibi tesis çevriminde kullanılan akışkanın sıcaklığını yükseltmeye ve bu akışkanın buhar formuna dönüştürülmesini sağlar. Buhar formuna dönüşen akışkan da türbinlerden geçirilerek elektrik enerjisi üretilir. Jeotermal kaynaktan çekilen su ise kaynağa geri pompalanır veya ısıtma amacı ile kullanılır.

İlk kısımda, atmosferik koşulların devam ettiği sürece jeotermal kaynakların yenilenebilir olduğundan bahsetmiştik. Ancak jeotermal enerji kaynaklarının sürdürülebilirliğinin sağlanması için yer altından çıkarılan su/buharın ısıl enerjisinden yararlandıktan sonra sıcaklığı düşmüş olan akışkanların kaynağa geri beslenmesi gereklidir. Reenjeksiyon kuyularının, jeotermal tesis tasarımı sırasında en başta değerlendirilmesi gereklidir. Reenjeksiyon kuyuları planlanırken, sıcaklığı halen yüksek olan kaynak sularının yer altına geri beslenirken tarımsal alanlarda üretimi olumsuz etkileyebileceği ayrıca yer altındaki kayaç yapısı yeterince bilinmiyorsa geri beslenen akışkanların kayaçlardaki çatlaklardan doğrudan tesise enerji sağlayan, sıcaklığı yüksek akışkanlara karışarak tesisteki verimi düşürebileceği dikkate alınmalıdır.

4km derinliğe göre yapılan hesaplamalara göre Türkiye’nin teorik jeotermal ısı potansiyeli 60.000 MWt’ye ve elektrik enerjisi üretim potansiyeli de 4500 MW’a tekabül etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına verilen YEKDEM teşvikleri kapsamında jeotermal enerjiden üretilen elektrik enerjisine, kWh başına 10,5 cent teşvik verilmesi özellikle son yıllarda jeotermal enerjiden üretim yapan elektrik santrallerinde yatırımları artırmıştır.

Ülkemizin pek çok bölgesinde farklı sıcaklıklarda yaklaşık 1000 adet jeotermal alan bulunmaktadır. Bu 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 bölgelerdedir. Bu alanların %90’ı, ısıtma, termal turizm gibi doğrudan kullanıma uygundur. %10’luk kısmı ise elektrik üretimine uygun kaynaklardır.

2020 Nisan ayı sonu itibari ile Türkiye’de toplam kurulu gücü 1.514,7 MW olan 54 adet jeotermal enerji santrali bulunmaktadır. Jeotermal enerji santrallerinin Türkiye’nin toplam kurulu gücündeki payı ise %1,65 civarındadır.