Şırnak YEK araştırması sonucu elde edilen güneş ışınım değerleri Şırnak il merkez ve ilçeleri için, aylık dağılımı Grafik 1.4’te verilmiştir
% Düşük gelir
V. BÖLÜM JEOTERMAL ENERJİ
5.2. Dünyada Jeotermal Enerji Kullanımı
Bugün dünyada jeotermal enerji, güneş enerjisi, biokütle enerjisi, rüzgar enerjisi, hidrojen enerjisi ve sanayi tesislerindeki atık enerji gibi ucuz ve ek bir kirlilik yaratmayan enerji kaynaklarının kullanılması yönünde araştırmalar hızlanmıştır. Bu nedenle tüm dünyada jeotermal enerji birden bire büyük önem kazanmıştır.
Bugün bilindiği üzere birçok ülkede jeotermal enerjiden direkt ve dolaylı yollardan faydalanılmaktadır (Tugcu, 2002).
Jeotermal akışkandan elektrik üretimi dünyada ilk olarak 1904 yılında İtalya’da gerçekleştirilmiştir. Bugün İtalya, Amerika, Japonya, Filipinler ve Yeni Zelanda başta olmak üzere toplam 18 ülkede jeotermal enerjiden elektrik üretimi yapılmaktadır. Halen dünyadaki jeotermal enerjiye dayalı elektrik üretim kapasitesi 6275,3 MW düzeyindedir. 2000 yılında jeotermal kaynaklar 80’den fazla ülkede tanımlanmıştır ve 58 ülkede jeotermal enerjiden faydalanıldığı kayıtlara geçmiştir. Dünyada jeotermal enerjiyi doğrudan en çok kullanan ülkeler Tablo 5.1.’de verilmiştir.
Tablo 5.1. Dünyada Jeotermal Enerjiyi Direkt Olarak En Çok Kullanan Ülkeler Ülke Kurulu (MWt) Üretim(GWh/yıl)
Kaynak: Demirbaş, (2009), Green Energy And Technology.
5.2.1. Jeotermal Enerjinin Kullanım Alanları
Bilindiği gibi ortalama olarak yer ısısının yüzeyden itibaren her 33 m’de l °C yükseldiği kabul edilir.
Fakat yapılan çalışmalarda bu ısının dünyanın bazı bölgelerinde çok yükseldiği anlaşılmıştır. Bu gibi or-talama ısının çok üstünde olan bölgelerin jeotermal enerji bakımından çok önemli olduğu görülür. Bu bölgeler yeryüzünde gelişigüzel dağılmış olmayıp belirli kuşaklarla gösterilir. Ayrıca yeryüzünde bugüne ka-dar tespit edilen deprem kuşaklarının da, bu ısı akımının yüksek olduğu aktif yarık zonlarla yakın ilişkide olduğu sonucuna varılmıştır. Yani depremler, çoğunlukla aktif fayların bulunduğu belirli kuşaklarda oluş-maktadır. Bu kuşaklar aynı zamanda bugün ve tarihi zamanlarda aktif olan volkanların bulunduğu kuşaklardır.
Jeotermal akışkanların çeşitli sıcaklık kademelerine göre farklı alanlarda değerlendirilmesi jeotermal ya-tırımları daha da ekonomik hale getirmektedir. Jeotermal enerjinin başlıca kullanım alanları; elektrik üretimi, konut ve sera ısıtmacılığıdır. Jeotermal enerji, ayrıca tropikal bitki ve balık yetiştirilmesinde, hayvan çiftlikleri
67 V. BÖLÜM JEOTERMAL ENERJİ
ile cadde ve hava alanı pistlerinin ısıtılmasında, yüzme havuzu, termal tedavi merkezleri ve diğer turistik tesis-lerde de kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra yiyeceklerin kurutulması ve sterilizasyonunda; konservecilik, ke-restecilik ve ağaç kaplama sanayinde; kağıt ve dokuma endüstrisinde; ağartma maddesi olarak derilerin ku-rutulması ve işlenmesinde, şeker, ilaç ve pastörize süt fabrikalarında; soğutma tesislerinde ve çeşitli kimya-sal maddelerin elde edilmesinde kullanılmaktadır. Jeotermal enerjiden maksimum düzeyde yararlanmak ve akışkanın enerjisini en verimli şekilde kullanmak için, dış hava sıcaklığının, uygulama yerinin ve ortam sıcaklı-ğının bilinme gerekir (Tugcu, 2002; DPT, 1996). Tablo 5.2. de jeotermal akışkanların sıcaklıklarına göre kulla-nım alanları verilmiştir.
Tablo 5.2. Jeotermal Akışkanlarının Sıcaklıklarına Göre Kullanım Alanları
°C KULLANIM ALANI Elektrik
Üretimi
Isıtma
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 kurutulması (konservecilikte) +
130 Şeker endüstrisi, tuz eldesi +
120 Temiz su eldesi, tuzluluk oranının artırılması +
110 Çimento kurutulması +
100 Organik madde kurutma(Yosun, sebze,et 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 Isıtma, kent ısıtması( alt sınır ) +
30 Yüzme havuzları, fermantasyon,damıtma,sağlık tesisleri +
20 Balık çiftlikleri +
Kaynak: DPT (2001), Sekizinci 5 Yıllık Kalkınma Planı.
5.2.1.1. Elektrik Üretiminde Kullanımı
Jeotermal kaynak kullanılarak elektrik üretimi sırasında çevreye CO2 salınmadığından küresel iklim değişikliğiyle mücadelede kullanılması gereken önemli bir araçtır. Ayrıca kaynağın yerli olması elektrik üretiminde kaynak kullanımı açısından dışa bağımlılığı azaltmakta ve enerji arz güvenliğini sağlamada önem-li bir rol oynamaktadır. Jeotermal enerjiye sahip tüm ülkelerde elektrik enerjisi üretimi yapılmaktadır.
Çeşitli araştırma tekniklerinin uygulanması sonucunda, jeotermal enerjinin oluştuğu uygun jeolojik ko-şullarda yapılan sondajlarla aşırı derecede ısınmış sular, yaş ve kuru buhar olarak yeryüzüne çıkarılmaktadır.
Bu jeotermal akışkan, üzerindeki basıncın azalması ile su-buhar fazlarına ayrılmaktadır. Ayrılan buhar, jeoter-mal santrallere gönderilerek, elektrik enerjisine dönüştürülmekte, atık su ise, diğer ısıtma sistemlerinde
kul-68
ŞIRNAK İLİ YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI PROJESİ ARAŞTIRMA SONUÇ RAPORU
2012
lanılmakta veya yeraltına basılmaktadır. Yaş buhar, buhar yüzdesinin ve entalpisinin yüksek olması durumun-da elektrik üretimi için durumun-daha verimli olmaktadır.
Tablo 5.3. Jeotermal Enerji Elektrik Üretiminde Kullanan Ülkeler Ve Kurulu Güçleri
Ülkeler Kapasite (MWe) Kaynak: DPT (1996), Yedinci 5 Yıllık Kalkınma Planı.
Bugüne kadar jeotermal kaynakları, düşük, orta ve yüksek sıcaklıklı olarak derecelendirilmiş ve yüksek sıcaklık elektrik üretimi için kullanılmıştır. Ancak özellikle gelişmiş ülkelerde yapılan yeni araştırmalar, düşük ve orta sıcaklıklı kaynaklardan da elektrik enerjisi üretilebileceğini ortaya koymaktadır.
Tablo 5.4. Gelişmekte Olan Ülkelerde, Toplam ve Jeotermal Enerji Kaynaklı Elektrik Üretim Kapasiteleri
Ülkeler Toplam (MWe) Jeotermal(MWe) %Pay
Kaynak: DPT (1996), Yedinci 5 Yıllık Kalkınma Planı.
5.2.1.2. Isıtmada Kullanımı
Jeotermal enerjiyi konut ısıtmasında çoğunlukla Fransa, Amerika, Çin, İzlanda, İtalya ve Türkiye kullanmaktadır. Düşük entalpili olarak değerlendirdiğimiz 70 °C’ den düşük sıcaklıklarda da ısıtma yapılmaktadır.
Isıtmanın en düşük değeri 40 °C olarak sınırlandırılmıştır. Ancak gün geçtikçe bu sıcaklığa sahip termal
69 kaynakların kullanım alanları artmaktadır. Özellikle mobilya, deri sanayinde ve toprak ısıtmada bu sıcaklığa sahip termal kaynaklar tercih edilmektedir.
Jeotermal enerjiden İzlanda, Fransa, Japonya, Yeni Zelanda, Türkiye, Macaristan, Kanada, Çin, Meksika, Arjantin, Kuzey Avrupa Ülkeleri, binaların ve kentlerin merkezi sistemle ısıtılmasında ve sıcak s u kullanımında kullanırken, Sibirya ise toprak, cadde, havaalanı pistlerinin vb. alanların ısıtılmasında kullanmaktadır.Dünyanın çeşitli ülkelerinde seraların jeotermal enerji ile ısıtılması suretiyle turfanda sebzecilik, meyvecilik ve çiçekçilik yapılmaktadır (Demirel, 1998). Macaristan, İtalya, Türkiye, ABD, Japonya, Meksika, Doğu Avrupa Ülkeleri, Yeni Zelanda ve İzlanda’da 30oC’den fazla sıcaklıktaki akışkan kullanılarak seralar ısıtılmaktadır.
Jeotermal enerjinin açık alanlarda toprak ısıtması ile ilgili uygulaması olmamakla birlikte Belçika, Fransa ve İtalya’da nükleer santrallerin düşük sıcaklıktaki atık suların bu amaçla kullanımı bu sahayı da jeotermal enerji açısından cazip hale getirmektedir.
5.2.1.3. Endüstriyel Kullanımı
Jeotermal enerjinin endüstriyel alanda birçok kullanım şekli bulunmaktadır. Kerestecilikte ve ağaç kaplama sanayisinde (Yeni Zelanda, Meksika, B.D.T), kâğıt ve kağıt hamuru işlemede (Yeni Zelanda, İzlan-da, Japonya, Çin, B.D.T), dokuma ve boyamacılıkta (Yeni Zelanİzlan-da, İzlanİzlan-da, Çin ve B.D.T), derilerin kuru-tulması ve işlenmesinde (Japonya vb.), bira ve benzeri endüstrilerde mayalama ve damıtmada (Japonya), soğutma tesislerinde (İtalya, Meksika), beton blok kurutulmasında (Meksika), soğutularak içme suyu ola-rak kullanmada (Macaristan, B.D.T, Tunus, Cezayir), yıkama amaçlı olaola-rak çamaşırhanelerde (Japonya) kullanılmaktadır (Demirel, 1998).
5.2.1.4. Tarımsal Ürün Kurutmada Kullanımı
Aşağıda verilen tabloda bazı tarımsal ve endüstriyel işlemlerde gereksinim duyulan sıcaklık de-ğerleri verilmiştir. Ancak hem işleme teknolojisindeki gelişmeler, hem de yeni ısıtma şekilleri bu sı-caklık değerlerini önemli ölçüde azaltmıştır.
Tablo 5.5. Çeşitli Tarımsal ve Endüstriyel İşlemlerde Gereksinim Duyulan Sıcaklık Değerleri
Tarımsal Ve Endüstriyel İşlemler Sıcaklık (°c)
Tahılların Kurutulması 40-80
70
ŞIRNAK İLİ YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI PROJESİ ARAŞTIRMA SONUÇ RAPORU
2012
Dünya üzerinde yalnızca on ülke tarımsal ürünlerin kurutulmasında jeotermal enerjiyi kullanmaktadır (Lund and Freeston, 2000; Mertoğlu ve diğ.,2003). Yiyeceklerin kurutulmasında (balık, yosun vb.) ve arınık edilmesinde, konservecilikte (Japonya, ABD, İzlanda, Filipinler, Yeni Zelanda, Tayland), tropikal bitki (Japon-ya) ve balık (Japonya’da timsah yetiştiriciliği dahil, Filipinler, Çin, İzlanda) yetiştirilmesinde kullanılmaktadır.
Mantar yetiştiriciliğinde uygun klima koşulları özellikle, sıcaklık, nem ve havalandırmanın tam olarak sağ-lanmasına bağlıdır. Bu nedenle üretim odalarının klima düzenlenmesinde ya da pastörizasyon odalarında jeo-termal enerjiden yararlanılmaktadır.
5.2.1.5. Soğuk ve Kar Çözmede Kullanımı
Yol yüzeylerinde soğuk ve kar çözme projesi uygulamaları çok sınırlı bir şekilde Arjantin, İzlanda, Japonya, İsviçre ve Amerika’da görülmektedir. (Lund and Freeston, 2000; Mertoğlu ve diğ.,2003).
5.2.1.6. Termal Turizmde Kullanımı
Kaplıca tedavisi ya da tıp diliyle “’Balneoterapi”, tennalizm ve klimatizmi bütünleştiren, maden suyu ile kaynağın bulunduğu yöreye özgü iklim koşullarının ve bunları tamamlayan biyolojik ortamın kür şeklinde uy-gulanmasıyla, önemli tedavi etkinlikleri, jeotermal akışkanlarının kullanım alanlarının en yaygını olarak ülke-mizde görülmektedir (Arasıl, 1991).
5.2.1.7. Sulamada Kullanımı
Tuzluluk değeri yüksek olmayan jeotermal sular herhangi bir sulama kaynağının bulunmadığı kıraç alan-larda kullanılabilir. Ancak düşük tuzluluk değerine sahip olan jeotermal sulara (özellikle yüksek sıcaklıkta ise) çok seyrek rastlanmaktadır. Ayrıca sıcaklığı 60°C’den daha yüksek olan jeotermal suların kullanılmadan önce soğutulması gerekir. Jeotermal suların sulamada kullanımı ile ilgili örnekler İsrail ve Tunus’tadır. Özel-likle suyun çok pahalı ve kıt olduğu İsrail’de çalışmalar yoğun olarak sürdürülmektedir.
5.2.1.8. Jeotermal Akışkanlardan Mineral Üretiminde Kullanımı
Jeotermal akışkandan ticari değeri olan minerallerin üretilmesi mümkündür (CO2, NaCl, KCl, LiCl, PbSO4 vb). Ülkemizde 1986 yılından beri Kızıldere jeotermal elektrik santralinin atığı olan karbondioksit (CO2) değer-lendirilerek, entegre olarak sıvı karbondioksit ve kuru buz üretimi (ABD, Türkiye) yapılmaktadır. Yılda 120.000 ton civarında üretim yapan fabrika, Türkiye’nin sıvı karbondioksit ihtiyacının %50’sini karşılamaktadır. Jeoter-mal akışkan, borikasit, amonyum bikarbonat, ağır su (döteryum oksit- D2O), amonyum sülfat, potasyum klo-rür vb. kimyasal maddelerin elde edilmesinde (İtalya, ABD, Japonya, Filipinler, Meksika) kullanılır (DPT, 2001;
Arslan, 2006).
Tablo 5.6. Dünyada Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretimi Dışında Kullanım Kapasiteleri
Ülkeler Kapasite
71
Kaynak: DPT (2001), Sekizinci 5 Yıllık Kalkınma Planı.