JEOTERMAL ENERJİ NEDİR ?
YENİ, YENİLENEBİLİR VE SÜRDÜRÜLEBİLİR BİR ENERJİ KAYNAĞI…. JEOTERMAL
Jeotermal enerji yerkürenin iç ısısıdır. Bu ısı merkezdeki sıcak bölgeden yeryüzüne doğru yayılır.
Jeotermal kaynakların üç önemli bileşeni vardır:
1. Isı kaynağı,
2. Isıyı yeraltından yüzeye taşıyan akışkan,
3. Suyun dolaşımını sağlamaya yeterli kayaç geçirgenliği.
Jeotermal alanlarda sıcak kayaç ve yüksek yeraltı suyu sıcaklığı normal alanlara göre daha sığ yerlerde bulunur. Bunun başlıca nedenleri arasında:
• Magmanın kabuğa doğru yükselmesi ve dolayısıyla ısıyı taşıması,
• Kabuğun inceldiği yerlerde yüksek sıcaklık farkı sonucunda oluşan ısı akışı,
• Yeraltı suyunun birkaç kilometre derine inip ısındıktan sonra yüzeye doğru yükselmesi.
Ideal Jeotermal Sistemin Sematik Gösterimi
Jeotermal saha, sistem ve rezervuarı birbirlerinden ayırmak üzere aşağıdaki tanımlar yapılabilir.
Jeotermal Saha:
Yeryüzünde bir jeotermal etkinliği gösteren coğrafik bir tanımdır. Eğer yeryüzünde herhangi bir doğal jeotermal çıkış yoksa, yeraltındaki jeotermal rezervuarın üstündeki alanı tanımlamakta kullanılır.
Jeotermal Sistem:
Yeraltındaki hidrolik sistemi bütün parçaları ile birlikte (beslenme alanı, yeryüzüne çıkış noktaları ve yeraltındaki kısımları gibi) tanımlamakta kullanılır.
Jeotermal Rezervuar:
İşletilmekte olan jeotermal sistemin sıcak ve geçirgen kısmını tanımlar.
Jeotermal sistemler ve rezervuarlar; rezervuar sıcaklığı, akışkan entalpisi, fiziksel durumu, doğası ve jeolojik yerleşimi gibi özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Örneğin jeotermal rezervuarda 1 km derinlikteki sıcaklığa bağlı olarak sistemleri iki gruba ayırmak olasıdır.
a.) Rezervuar sıcaklığının 150°C' dan düşük olduğu, düşük sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler genelde yeryüzüne ulaşmış doğal sıcak su veya kaynar çıkışlar gösterirler.
b.) Rezervuar sıcaklığının 200°C' dan yüksek olduğu yüksek sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler ise doğal buhar çıkışları (fumeroller), kaynayan çamur göletleri ile kendini gösterir..
JEOTERMAL ENERJİNİN DOĞASI VE DAĞILIMI
Jeotermal enerjinin doğası ve dağılımı ile ilgili üç temel terim vardır; jeotermal gradyan, ısı akışı ve jeotermal anomali.
Jeotermal gradyan dünya yüzeyinden derinlere doğru inildikçe sıcaklığın artmasından kaynaklanır. Normal olarak yerin altına doğru inildiğinde her 33 metre'de sıcaklık 1oC yükselir. Fakat jeotermal sahalarda, jeolojik yapının ve kayaç tiplerinin farklı olmalarından dolayı sıcaklık artışı çok daha fazla, örneğin 33 metre'de 5oC olabilir.
Isı enerjisi dünya yüzeyine, kayalardan iletim yoluyla geçerek, mağmanın hareketi ile veya jeotermal suyun hareketi ile ulaşır. Isı enerjisinin iletim yoluyla düşey olarak hareket etmesine ısı akısı denir.
Bazı jeotermal alanlarda, bazı derinliklerde sıcaklıklar, komşu alandaki sıcaklıklardan farklılıklar gösterirler. Bu düzensizliğe jeotermal anomali denir. Jeotermal anomali küçük bir alan ile sınırlı olabilir ve sadece küçük bir sıcak su kaynağı anomaliyi gösterebilir. Öte yandan anomali binlerce kilometrakarelik bir alanda da oluşabilir. Jeotermal kuyuların sondajı, geliştirilmesi ve işletmesi çok pahalı işlemler oldukları için jeotermal aramalarda pozitif jeotermal anomalilerin (yüzeye yakın ve yüksek sıcaklıklı) yerleri tespit edilmeye çalışılır.
Jeotermal Enerji Üretimi
Jeotermal enerji çoğunlukla yerkabuğundaki kayaçlarda, ikincil olarak da kayaçlardaki çatlakları, gözenekleri dolduran su, su buharı veya diğer akışkanlarda bulunur. Bu yayılmış enerjiyi kullanılabilir hale getirmek için önce büyük hacimlerdeki kayaç kütlelerinden toplanması ve sonra da bir boşaltım noktasına taşınması gereklidir. Yerkabuğunun en üst bir kaç kilometrelik bölümünde neredeyse bütün kayaçlarda bulunan su, enerjiyi toplamak ve almak için bir mekanizma oluşturulmasını sağlar.
Jeotermal suyu ve sahip olduğu ısıl enerjiyi ekonomik olarak elde edebilmek için suyun içinden geçtiği kayaçların çok miktarda su içermeleri ve geçirgenliklerinin fazla olması gerekir. Kayaçın su depolayabilme kapasitesi depolama katsayısı olarak adlandırılır. Suyun geçirgenlik özelliği ise hidrolik iletkenlik veya geçirgenlik olarak adlandırılır. Çatlaklı kuvars, kireçtaşı, kırılmış volkanik kayalar, serbest kum ve çakıl yüksek depolama katsayısına ve yüksek hidrolik iletkenliğe sahiptir ve genellikle büyük miktarlarda su üretimine olanak sağlarlar.
Yüksek hidrolik iletkenliğe sahip ve kalınlığı fazla olan kayaçlara, geçirgenliği yüksek kayaçlar denir. Geçirgenliği yüksek kayaçlar ana akiferleri (geçirgen kayalar veya gözenekli ortamlar)ve en üretken jeotermal rezervuarları oluştururlar. Uzun süreli enerji üretimi için bu akiferler geniş alanlara yayılmalı ve su beslenme sahasına hidrolik olarak bağlanmalıdır.
Geçirgenliği az olan sahalarda çeşitli çatlatma yöntemleri enerji üretimini teorik olarak arttırır fakat bu tür uygulamalar jeotermal alanlarda çok ender uygulanmaktadır.
Gözenekliliği ve geçirgenliği az olan kayaçlardan enerji üretimi, sınırlı sirkülasyon çevrimleri ile sağlanabilir. Bu durumda iki kuyu birbirine kırık ve çatlaklar sistemi ile hidrolik olarak bağlıdır. Soğuk su bir kuyudan aşağıya doğru pompalanır, pompalanan su kayaçlardaki çatlaklardan geçerek iletim yoluyla ısınır ve ikinci kuyudan yukarı doğru pompalanır. Kayaçlardaki çatlakların geçirgenliği az olan kayaçlar tarafından çevrelenmesi, çevrimdeki su kaybının az miktarda kalması için önemlidir. Bu teknolojiye sıcak kuru kayaç 'HDR' teknolojisi denmektedir ve hala deneysel aşamada bulunmaktadır. Bu teknolojinin uygulanabilirliği ve ekonomisi henüz tam olarak kanıtlanmamıştır. Sıcak kuru kayaçlar, hidrolojik ortam çeşitleri arasında en uçta bulunur, çeşitlenme bu uçtan yüksek geçirgenliği olan klasik rezervuarlara ve akiferlere doğru genişler. Dünyanın kabuğundaki kayaçların çoğu sınırlı bir sirkülasyon çevrimi için çok fazla geçirgendir fakat bu geçirgenlik ekonomik olarak jeotermal akışkan üretmeye yetecek kadar fazla değildir.
NİÇİN JEOTERMAL .....?
— YENİLENEBİLİR, SÜRDÜRÜLEBİLİR, TÜKENMEYEN ENERJİ
— ÖZVARLIĞIMIZ, DOĞAL KAYNAK
— TEMİZ, ÇEVRE DOSTU (Yanma teknolojisi kullanılmadığı için ve sıfıra yakın emisyon)
— ÇOK AMAÇLI ISITMA UYGULAMALARI İÇİN İDEAL (konutta, tarımda, endüstride, sera ısıtmasında vd.)
— METEOROLOJİK KOŞULLARDAN BAĞIMSIZ (Rüzgar, Yağmur, Güneş v.b.’den bağımsız)
— HAZIR ENERJİ
— FOSİL VE DİĞER ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARINA GÖRE ÇOK DAHA UCUZ
— ARAMA KUYULARI ÜRETİM VE BAZEN REENJEKSİYON KUYULARINA DÖNÜŞTÜRÜLEBİLİR
— GÜVENİLİR (Yangın, patlama, zehirleme riski yok)
— VERİMLİLİK %95’İN ÜZERİNDE
— MİNİMUM ALAN İHTİYACI (Hidro, Güneş vb’nin tersine)
— KOLAY VE HIZLI DEVREYE ALMA, İŞLETME VE BAKIM (6 ay – 1 yıl), uzun tesisat ömrü
— JEOTERMAL LOKAL BİR ENERJİ OLDUĞU, İTHALİ VE İHRACI VE ULUSLARARASI BİR FİYATI OLMADIĞI İÇİN SAVAŞLARA VE ULUSLARARASI PROBLEMLERE NEDEN OLMAZ.
— JEOTERMAL ISITMA EVLERE FUEL-OİL, MAZOT, KÖMÜR, ODUN ATIKLARININ TAŞINMASINI ORTADAN KALDIRACAĞI İÇİN ŞEHİR İÇERİSİNDEKİ TRAFİĞİN YÜKÜNÜ AZALTIR.
JEOTERMAL KAYNAKLAR İLE :
1. ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ,
2. MERKEZİ ISITMA, SOĞUTMA (AIR-CONDITIONING), SERA ISITMASI V.B.
3. ENDÜSTRİYEL AMAÇLI KULLANIM, PROSES ISISI TEMİNİ, KURUTMA V.B.
4. KİMYASAL MADDE VE MİNERAL ÜRETİMİ, KARBONDİOKSİT, GÜBRE, LİTYUM, AĞIR SU, HİDROJEN V.B.
5. KAPLICA AMAÇLI KULLANIM (TERMAL TURİZM)
6. DÜŞÜK SICAKLIKLARDA (30 °C) KÜLTÜR BALIKÇILIĞI
7. MİNERALLİ SU OLARAK İÇİLEREK KULLANIMI VB. GERÇEKLEŞTİRİLMEKTEDİR.
JEOTERMAL AKIŞKANIN SICAKLIĞINA GÖRE KULLANMA YERLERİ
°C
180 - Yüksek Konsantrasyonlu solüsyonun buharlaşması,
Amonyum absorpsiyonu ile soğutma
170 - Hidrojen sülfit yolu ile ağırsu eldesi, diyatomitlerin kurutulması
160 - Kereste kurutulması, balık vb. yiyeceklerin kurutulması
150 - Bayer’s yolu ile alüminyum eldesi
140 - Çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulması (Konservecilikte)
130 - Şeker endüstrisi, tuz eldesi
120 - Temiz su eldesi, tuzluluk oranının arttırılması
110 - Çimento kurutulması
100 - Organik madde kurutma (Yosun, et, sebze vb.), yün yıkama
90 - Balık kurutma
80 - Ev ve sera ısıtma
70 - Soğutma
60 - Kümes ve ahır ısıtma
50 - Mantar yetiştirme, Balneolojik banyolar (Kaplıca Tedavisi)
40 - Toprak ısıtma, kent ısıtması (Alt sınır) sağlık tesisleri
30 - Yüzme havuzları, fermantasyon, damıtma, sağlık tesisleri
20 - Balık çiftlikleri
