Hava Kirliliği

Atmosfer, aerosollar ve CO2, metan, su gazları ve N2O gibi atmosferik sera gazları ile ısı toplar. Endüstri devriminden sonra atmosferdeki CO2 miktarı hızlı bir şekilde artmıştır. Bu artış temel olarak kömür ve petrol tüketimine dayanır. CH4 gazının sera etkisi CO2’in etkisinden 30 kat fazladır. CH4 yayılımının bir kısmı işletmeden ve fosil petrollerin kullanımıyla olmaktadır. Torosferde toplanan ısının etkisi iklimsel değişikler yaratabilir. Su miktarı ve global okyanus seviyeleri gibi konvektiv sistemler değişebilir ve sonuçta iklimsel felaket, sera gazları etkisinin artışı ve bunların işlevi sonucu oluşacak etkilerle kamçılanabilir. Jeotermal enerjinin kullanımında ise, daha az sera etkisi ve daha az torosferik kirlenme sözkonusu olacaktır (Giesse ve diğer., 1999).

Jeotermal akışkanlar; karbondioksit (CO2), hidrojen sülfür (H2S), SO2 (ve H2SO4 aeresolları), amonyak (NH3), azot (N2), hidrojen (H2), cıva (Hg), bor buharı (B), radon (Rn) ve metan (CH4) belki HF ve HCl gibi zararlı gazlar ve miktarı sıcaklıkla artan çözünmüş katı partiküller içerir (Giesse ve diğer., 1999; Günerhan, 2001). Yoğuşmuş

gazlar, jeotermal akışkanın ağırlıkça %0,3'ü ile %5'i arasındadır (Serpen, 1999). Bu gazlar içerisinde çevresel açıdan en önemlileri hidrojen sülfür, karbondioksit, amonyak, cıva ve bor iken; metan ve radon gibi hidrokarbonların çevreye zararlı etkileri nispeten daha azdır. Jeotermal sahalarda oluşan buhardaki kirleticilerin konsantrasyonları rezervuar jeokimyası ve güç üretimi şartlarına bağlı olarak değişmektedir. Gerekli ise, başlangıçtaki buhar ayırımı sırasında rezervuardaki kirleticiler buharlaşabilirliklerine bağlı olarak kısmen ya da tamamen buhar faza transfer edilebilirler. Borik asit ve amonyak, buharlaşabilirliklerinin düşük olmasına karşın ayırımın gerekmediği buharın baskın olduğu sistemlerde buharda önemli konsantrasyonlarda bulunabilirler. Buna karşın hidrojen sülfür ve cıva daha buharlaşabilir ve karbondioksit çok buharlaşabilir olması nedeniyle çoğu ayırımda buhar faza transfer olurlar. Atık gazın atmosferde dağılma oranı; meteoroloji ve topografya, deşarjın yapısı (direkt atık ya da soğutma kulesi atığı olması) ve gaz kirleticilerin kimyasal stabilitesi gibi her jeotermal saha için farklı olabilecek çeşitli faktörlere bağlıdır. Bu faktörlerin potansiyel çevresel etkileri, çeşitli konsantrasyonlarda atmosfere verilme şartları ve atmosferde dağılımı hava kalitesi modellemeleri kullanılarak tahmin edilebilmektedir (Badruk, 2001).

Jeotermal sahalarda karbondioksit gazı sera etkisi nedeniyle global etkiye sahip iken; jeotermal alanların en önemli hava kirletici unsuru olan hidrojen sülfür, ekipman korozyonu ve asit yağmurlarına neden olması ve uzun süreli maruz kalmalarda hastalık yapıcı olması, nefes darlığına neden olması ve hatta öldürücü etkisi nedeniyle lokal bir etkiye sahiptir. Hidrojen sülfür gazı, özellikle yakın yerleşim bölgelerinde, vahşi yaşam ortamlarında ve üretim sahalarında gerçekleştirilecek izleme çalışmaları ile sürekli ölçümü ve izlenmesi gereken bir parametredir. Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği'ne göre hidrojen sülfür için kısa vadeli sınır değer 40 g/m3, maksimum saatlik referans sınır değer ise 100 g/m3 olarak verilmektedir (Günerhan, 2001; Güneş ve Türkman, 2001).

Jeotermal sahalarda çevresel açıdan önemli bir diğer gaz olan radon seviyesinin gözlemlenmesi gerekmesine rağmen, jeotermal gaz emisyonları ile hissedilebilir

122

seviyelere çıktığı konusunda kanıt yoktur. Bor, amonyak ve cıva gazları, toprak ve bitki örtüsünü kirletirler. Bu kirleticiler ayrıca yüzey suları ve su canlıları üzerinde de etkilidir (Günerhan, 2001).

Jeotermal alanlarda izlenmesi gereken bir diğer parametre de tozluluktur. Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği'ne göre; 0,1, 1 ve 3 kg/h veya üzerindeki özel emisyon debileri için özel toz emisyonlarındaki sınır değerler sırasıyla; 20, 50 ve 75 mg/m3 olarak verilmektedir (Güneş ve Türkman, 2001).

Kızıldere jeotermal alanında, sera etkisi olan CO2 gazı yayılımı günde yaklaşık 500 t ve CO2/enerji oranı miktarı da 2,1 kg CO2/kWhc’dir. Direkt uygulamaların eklenmesiyle bu oran 0,2’nin altına düşürülebilmesi mümkündür. Kömürlü elektrik santrallerinde bu oran 0,5, petrollü elektik santrallerinde 0,3 ve doğal gazla ısınmada 0,24’e kadar düşmektedir. Reenjeksiyon uygulamasız jeotermal üretim çevreye NH3 ve H2S yayar. Atmosferik oksidasyon, H2S metabolizmasını sülfürik asit aeresolune çevirmeye zorlar (Giesse ve diğer., 1999).

SO2 + 0,5O2 → SO3 (7.1) SO3 + (x+1) H2O → H2SO4.xH2O (7.2)

Rutubetli bölgelerde volkanik asit yağmurlarının etkileri gözlenebilir (örneğin, Acores’de São Miguel ormanlarında). Yarı kurak iklimlerde kuru yataklanmalar meydana gelmiştir (örneğin, Pamukkale çökellerindeki sülfidasyon). S-türleri bileşenleri yaşamı tehdit eder ve ekolojiyi yerel ve bölgesel olarak etkileyebilir. İtalya- Lardarello’da gaz emisyon-enerji oranı 3,5 g S/kWhc, İzlanda-Krafla’da 6 değerlerindedir. Doğal gaz kullanımında bu değer 0,005, petrol ve kömür uygulamalarında ise11’e yakındır (Giesse ve diğer., 1999).

İtalya'da iki ayrı jeotermal sahada gerçekleştirilen bir çalışmada, hava kalitesinin belirlenmesinde liken kullanılmıştır. Biyomonitör olarak liken kullanımı 1915'lere kadar dayanmaktadır. Çalışmada, güç santrallerinin çevresinde liken haritalaması yapılmış ve

liken çeşitliliğine bağlı olarak santrallerin 500 m'lik mesafelerinin dışında kötü hava koşullarının olmadığı tespit edilmiştir. Likenlere başlıca zararı H2S vermektedir. Likende tespit edilen iz elementler ise arsenik, bor ve sülfürdür (Loppi, 2000).

Japonya'da bir jeotermal güç istasyonundaki koku problemine ilişkin olarak gerçekleştirilen bir çalışmada, H2S konsantrasyonunun 6-60 ppb arasında değiştiği belirlenmiştir. Bu istasyonda, yoğuşmamış gazlar ve H2S konsantrasyonu üretilen buhar içerisinde 30–0,7 t/h aralığındadır ki bu değer diğer benzeri jeotermal güç istasyonlarındakinin 10 katı kadar daha yüksek bir değerdir (Takakashi ve Kuragaki, 2000).

Trevor’a (2001) göre, jeotermal enerjiden elektrik üretimi fosil yakıtlara oranla daha az sera gazlarını atmosfere bırakmaktadır. Atomik Enerji Ajansı (IAEA) değerlendirmesinde, bir kWh fosil yakıt ile 1 kWh jeotermal gücü yer değiştirildiğinde global ısınma etkisinin yaklaşık olarak %95 azalacağını tahmin etmektedir. Bu tahmin, tüm enerji zincirinden kaynaklanan güç üretimi için gerekli prosesleri içermektedir. Bu değer abartılı gibi görülebilirse de, fosil yakıtların çıkarılması, rafinerisi ve taşınımı önemli sera gazı emisyonları vermektedir. Pek çok jeotermal enerji üniteleri küçük miktarlarda da olsa akışkan içinden karbondioksit gazı (CO2) vermektedir. 1989’da bir ve 1992’de yapılan iki ayrı çalışmada her kWh net elektrik enerjisi için sırası ile 57 ve 40-42 gram CO2 gazının atmosfere bırakıldığı saptanmıştır. Fosil yakıtlarda ise bu durum 460-1290 gram CO2/kWh’dir

Dünya genelinde jeotermal enerjinin elektrik ve direkt kullanımından tasarruf edilebilecek CO2, SOx, ve NOx miktarları Tablo 3’de verilmektedir.

Tablo 7.3 Jeotermal enerji kullanılmasından tasarruf edilebilecek CO2, SOx, ve NOx miktarları, Trevor

(2001),

CO2 (106 ton) SOx (106 ton) NOx (106 ton) Doğal

Gaz Petrol Kömür Doğal Gaz Petrol Kömür Doğal Gaz Petrol Kömür 19,4 82,2 95,9 0 0,51 0,54 4,5 15,5 15,5

124

Sülfür gazları emisyonları jeotermal kaynaklı kullanımda ortalama 0,03 g/kWh olmasına rağmen, kömür ve petrol kaynaklı kullanımdan sırası ile ortalama 9,23 ve 4,95 g/kWh’dir (Trevor, 2001). Barbier (2002)’e göre, hidrojen sülfür (H2S) jeotermal sistemlerde önemli bir atmosferik kirleticidir. Emisyon değerleri genel olarak 0,5-6,8 g/kWh aralığındadır. H2S önce sülfür dioksite ve sonra sülfürik aside oksitlenerek asit yağmurlarına neden olabilir. Bununla birlikte, H2S emisyonu ile asit yağmurları arasında doğrudan bir bağlantı bulunamamıştır. Asit yağmurları toprak ve bitki türlerinin kirlenmesine neden olabilmektedir. Bu kirleticiler aynı zamanda yüzeysel su ve sucul yaşamı etkilemektedir. Jeotermal tesislerden çıkan sülfür emisyonları, kömür yakan tesislerin yarısı kadardır.