100% ekonomik ve ekolojik: Jeotermal Enerji Kaynakları ve  Dalga Enerjisi

Jeotermal enerji, yer kürenin derinliklerinde bulunan ısının, 5 – 35 km kalınlıkdaki “Kabuk” bölgesine, içinde kimyasalları da içeren sıcak su, buhar ve gazlar iletilerek kullanılır hale getirilmesiyle anlam kazanır.  Kaynağın bulunduğu derinliğe göre ısı, 20° ile 200°’den fazla değerler arasında değişebilir. Elde edilen enerji, ısının derecesine göre kaynak; sağlık ve turizm alanında, endüstride, tarımda, özelliklede ısıtma ve kurutma amaçlı olarak, kimyasallar üretiminde, ev ve sera ısıtmasında, mevsimsel ısı depolanması gibi direk kullanımdan, elektrik üretimi gibi dolaylı kullanıma kadar bir dizi farklı alanda kullanılmaktadır. Jeotermal enerji kullanımı ekoloji açısından en sorunsuz, en az karbon salınımı olan yenilenebilir enerji kaynağı olarak bilinir.

Türkiye’de jeotermal enerji kaynaklarının kullanıma açılması 1960’lı yıllara dayanır ve yenilenebilir kaynaklar açısından en eski olanıdır. (Dünya’da bu anlamda ilk kullanım, 20. yüzyıl başlarında İtalya’da olmuştur.)  Bizce bunun nedeni, jeotermal kaynakların özellikle Türkiye’nin batısında, yerden fışkırırcasına, “al beni kullan” dercesine bol olması, kendini dayatması. Aşağıdaki satırları, jeotermal sektörün ülkemizde ekonomik önemini anlatması açısından Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü portalından aldık:[1]

Ülkemiz 31.500 Mwt'*lik jeotermal potansiyel ile Dünyada ilk 10 Ülke arasındadır. Türkiye jeotermal kullanımında Dünya'da 5.,  Avrupa'da 1. dir. Zengin jeotermal potansiyelimizin tamamının harekete geçirilmesi halinde, entegre kullanımlarla birlikte;

• 1000 Mwe*(yılda 8 milyar Kwh elektrik (3.000.000 konutun ihtiyacına denktir) (Net 800 milyon $ gelir)
• 500.000 konut eşdeğeri ısıtma (Yılda 1 milyar m³ doğalgaz ithali önlenmiş olacaktır. Yılda 400 milyon $ döviz tasarruf),
• 30.000 dönüm sera ısıtması;
       30.000 kişiye istihdam,
       600 milyon ABD Doları net gelir sağlanacaktır.
• 400 adet termal tesis;
       1.000.000 yatak kapasitesi,
       250.000 kişiye istihdam,
       5 Milyar ABD Doları net gelir .

Yılda toplam 6,8 MİLYAR $ net gelir sağlanacaktır.

Jeotermal Kaynaklarda;

• Muhtemel Toplam Potansiyelimiz:

       Elektrik : 2.000 Mwe
       Termal : 31.500 MWt

• Görünür (açığa çıkarılan) Potansiyelimiz:

       Elektrik : 93 MWe
       Termal : 4.000 MWt

Burada Türkiye’nin jeotermal bölgesel ısıtım alanında bilgi, deneyim ve uygulama açısından, dünyada önder ülkeler arasında olduğunu da belirtmeden geçmeyelim.[2] Yukardaki rakamlarajeotermal kaynaklardan elektrik elde etme konusunda, Türkiye’de halen işletmede olan 6 adet jeotermal santraller ile yılda 670 GWh elektrik üretildiğini ve ayrıca toplam 378 MWekurulu gücünde 13 jeotermal santralin de fizibilite yada proje aşamasında olduğunu ekleyelim.[3]  Jeotermal santrallerde üretilen elektrik fiyatı ise kWh başına 3,0-4,0 $-sent ile rakipleri arasında en ucuzu.[4]

Enerji Bakanlığı ise şu an Türkiye’de jeotermal elektrik santrallerde kurulu gücün 167 MW olduğunu, 2023 yılı itibarı ile Türkiye’nin sahip olduğu belirtilen 600 MW’lik kurulu güç potansiyelini harekete geçirilip bununla yılda 4.400 GWhelektrik üretilebileceğini belirtiyor.[5]  Bakanlık, Türkiye’de kullanılan jeotermal enerji miktarını 2011 yılı itibarı ile 2.084 MWt olarak veriyor, ki bu 81.000 konutun ısıtılması ile eşdeğer olarak görülüyor.  Öte yandan Dünya Enerji Konseyinin tespitlerine göre şu an Türkiye’de varolan jeotermal öz kaynaklardan elektrik elde etme potansiyeli yıllık 4.000 GWholarak veriliyor, ki bu bugün için çok ciddi bir rakam.[6]  Ama tüm bu rakamlar, birazdan göreceğimiz gibi göreceli..

İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) tarafından 25 yerde yapılan alan çalışmasında, 2012 yılı itibarı ile buralarda 1 ile 2 GWe elektrik, 6 ile 11 GWt  ısıl potansiyeli tespit  edildikten sonra, bunların sadece tanımlanmış hidrotermal sahalar için olduğu, yeraltı ısı pompaları ve geliştirilmiş jeotermal sistemler teknolojisi olan EGS (enhanced geothermal systems)’ninkullanılması ve henüz daha keşfedilmemiş sahaların katkıları ile potansiyel ve kapasitelerin çok daha yükseklere varacağı tespit ediliyor.[7]

Geleneksel yoldan üretilen jeotermal enerji, doğal cepler içinde sıcak su ve buharı kullanarak türbinlere hareket verme ve elektrik üretmeye dayanırken, EGS teknolojisi özetle kaya eriyiklerini parçalara ayırarak, suyla etkileşime sokma suretiyle enerji elde ediyor. Buna göre kızgın kayalara yapılan sondajla ulaşıldıktan sonra yüksek basınç ile yarılma sağlanıyor ve daha sonra ikinci bir sondaj ile buraya bir su sirkülasyonu sağlanıyor. Böylelikle kazanılan ısınım, yeryüzüne alınıp ısı dönüştürücü vasıtası ile elektrik enerjisine çevriliyor ya da ısı olarak kullanılıyor. Gelişme aşamasında olan bu teknoloji ile bu biçimdeki jeotermal kaynakları tamamlayıcı değil, birincil elektrik kaynağı ve sürekli ısı kaynağı olarak kullanma olanağı ortaya çıkıyor. Bununla Enerji Bakanlığının jeotermal sektör için tespit ettiği %84’lük kapasite[8]  faktörünü, NGS (Nükleer güç Santralleri)nde olduğu gibi  hemen hemen %100’e ve yılda 8.000 saate çekmek gerekiyor. Bu ise, gelen haberlere göre Türkiye’nin önüne yeni potansiyelleri açıyor. Şöyle ki:

İzmir, Aydın ve Manisa’da yapılan ön çalışmalar, yer altındaki kızgın kuru kayalarda geliştirilmiş jeotermal sistemlerin kullanılması halinde, Türkiye genelinde minimum 20 GW`lık elektrik üretiminin mümkün olduğunu ortaya çıkardı. Bu konuda gerçek potansiyelin ne olduğu bilinmemekle birlikte, bunun 40-50 GW’a çıkabileceği tahmin ediliyor.[9] Bu durumda yukarda Enerji Bakanlığının verdiği 2023 yılına ilişkin jeotermal kaynak potansiyellerine ve kapasitelerine ilişkin verileri oldukça yukarılara çekmek gerekiyor.

Genelde göreceli düşük olan jeotermal yatırım ve işletme maaliyetleri, bu yeni teknikte eskilerine göre %20-30 daha pahalı olacağı tahmin edilse bile, bunun kabul edilebilir bir boyutta olduğu ifade ediliyor.  Türkiye bu konuda da Avrupa’ya göre avantajlı. Ülkemizde 200-300° C sıcaklığa erişmek için 2-2,5 km sondaj yapmak gerekirken bu mesafe Almanya’da 4-5 km.yi buluyor.[10]  Buradaki bir EGS teknolojisine dayanan jeotermal santraldeki yatırım maaliyetleri ise -Orta Avrupa’da %15’lik bir “intern faiz” (IRR: Internal Rate of Return)*veri alındığında, 200° C’de saniyede 100 litre su (100 l/s) çıkarılmasına dayalı bir kapasite ile ve buradan elde edilen enerjinin kWh’sı 24,- €-cent’e alıcı bulması durumunda- yaklaşık 47 milyon € olarak tahmin ediliyor.[11]  Aynı enerjiyi yarı mesafede bir sondajla Türkiye’de daha az maliyet ve işletme giderleri ile elde etmenin mümkün olduğu çok aşikar. Ayrıca bu maaliyetlerin sektörün gelişip yaygınlaşması ile birlikte giderek düştüğü de diğer yenilenebilir enerji alanlarından bildiğimiz gerçekler.

Özetle yapılan hesaplara ve değerlendirmelere göre;

Türkiye’nin jeotermal ısı potansiyeli 31.500 MWtolduğunu kabul edersek, bu değerin 5 Milyon konutun jeotermal ile ısıtılmasına veya 150.000 dönüm sera ısıtmasına, yada 18 Milyar USD/Yıl Fuel-Oil Eşdeğeri (30 Milyon ton/yıl) veya (30 Milyar m³/yıl dogalgaz)’a eşdeğer olduğunu söyleyebiliriz.[12]Başta da belirttiğimiz gibi, Türkiye’nin jeotermal elektrik potansiyeli 2000 MWeolarak hesaplanıyor. Avrupa Birliği’nin uyguladığı 15 Euro Cent/kWh elektrik satın alma tarifesinin Türkiye’de yaşama geçirilmesi durumunda, yani jeotermal elektrik üretimi teşvikle desteklendiği takdirde, yapılan hesaplamalara göre jeotermal elektrik kurulu gücü 2.000 MWe’yi geçebilecektir. Çünkü böylece 100°C ve üstündeki jeotermal sahalardan elektrik üretimi ekonomik olarak uygun olacak ve bu durumda da üretilebilecek jeotermal elektriğin değeri yılda 16.000 GWh’i bulabilecektir.[13] Bu ise Akkuyu NGS’nin yıllık elektrik üretiminin yarısına denk gelmektedir. Hesap bu!!

Sonuç olarak;2000-2012 yılları arası jeotermal doğrudan kullanım kapasitesi 1,6 kat, jeotermal elektrik üretimi 8,3 kat,  jeotermal  ısı  üretimi ise 3,6 kat artmış.[14]  Bunlar olumlu gelişmeler, ama yetmez!  Yukarıda örneklendiğimiz gibi, Türkiye’nin zaten var olan yüksek  jeotermal potansiyeli son kızgın kaya bulgularıyla daha da yükselmiş. Bu potansiyelin, mevcutların geliştirilmesi ve yeni jeotermal alanların keşfedilmesi ile belirgin bir şekilde daha da genişliyeceği aşikar.

Burada;Türkiye’deki jeotermal kaynakların ucuz, temiz ve ekonomik olmaları nedeniyle bulundukları bölgedeki ana enerji kaynağı olarak kullanılması;  jeotermal enerji uygulamaların olduğu bölgelere (köstek olması nedeniyle) doğal gazın getirilmemesi;  petrol aramalarında olduğu gibi jeotermal arama ve işletmelerde kullanılan ekipmanların da gümrük vergisinden muaf tutulması öneriliyor.[15]  Cari açığı kapatma konusundaki bu etkin, %100 çevreci, yok denecek kadar az karbon salınımı ve “%100 yerli” olan bu kesintisiz  baz (birincil)  enerji olanağı heba edilmemelidir!.

Dalga (deyip) geçmeyin!. Bu da bir yenilenebilir enerji kaynağıdır.

Dalga enerjisi, deniz sıcaklık granyent enerjisi, deniz akıntıları enerjisi (boğazlarda) ve med-cezir enerjisi olarak tanımlanır. Özellikle deniz üstünde meydana gelen ve enerji ihtiva eden dalgaların temelinde rüzgar enerjisi yatmakta olup onlardan elde edilecek enerji miktarı dalgaların boyutları ile doğru orantılıdır.

Örneklemek gerekirse; Kuzey Irlanda’da, Starngford önlerinde, yaklaşık 30 km boyunda ve 150 km² büyüklüğündeki bir körfezde 2008 yılından beri çalışan (elektrik üreten), dünyanın ilk kâr amaçlı gelgit güç santrali “SeaGen” (kurulu güç 1,2 MW) yaklaşık 1.500 aileyi ürettiği elektrik ile besliyor. Su içinde duran bir kule ve buna bağlı, med-cezir vasıtasiyle dönen iki büyük rotordan oluşan tesis, 14. Ekim 2012’de 22,53 MWh ile şimdiye kadarki en yüksek randımanına ulaşmış.[16] Türkiye’de denizdeki med-cezir hareketleri kuzey ülkelerindeki gibi kuvvetli olmadığı için bu yöntem elektrik üretiminde dikkate değer değil. Burada ülkemiz için enteresan olan daha ziyade deniz üstü dalgalar ve deniz akıntılarıdır.

Türkiye kıyılarının beşte birinden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisinin teknik potansiyeli , yani yapısal ekolojik sınırlamalar ve teknik imkanlar neticesinde kullanılabilmesi mümkün olan potansiyel18,5 TWh/yıl civarındadır. Karşılaştıracak olursak; hidroelektrik santrallerinde her 3 saniyede bir 10 ton suyu 30 metreden aşağıya düşürerek elde edilecek enerjiyi, 1 metre dalga yüksekliğine sahip deniz yüzeyinde 1 dönümden daha az alanda üretmek olanaklı.[17]

Yukardaki tabloda, yenilenebilir enerji kaynaklarının içerisinde önemli bir potansiyele sahip, ekonomik ve göreceli olarak yeni olan deniz dalga enerjisi potansiyeli değerlendirilmeyi beklemektedir. Bu noktada özellikle Ege denizi ve Akdeniz, üzerlerindeki rüzgar potansiyellerinin 4 – 17 kW/m’lik yıllık ortalama dalga gücündeki yoğunlaşma ile dalgalardan enerji üretilmesi konusunda en uygun yer olarak ortaya çıkmaktadır.[18]

Türkiye için daha ilginç olanı, deniz akıntılarından elde edilebilecek olan enerjidir ki, burada söz konusu olan İstanbul ve Çanakkale Boğazları’dır. İstanbul Boğazı’na ilişkin olarak, üç değişik akıntıdan söz etmek mümkün. Bunlardan birincisi Karadeniz’den Marmara Denizi’ne doğru olan düzey farklığından ileri gelen ve yıllık 660 milyar metreküpü bulan akıntıdır. Yerine göre hızı saate 5 km’yi bulan bu yüzeysel akıntılar, olası kuzey rüzgarlarının etkisi ile normalde 3-4 knot*⁾ hızından bir nehir hızı olan 7 knota kadar çıkabilir. İkinci tür akıntılarsa kuvvetli güney rüzgarları (lodos) vasıtası ile Marmara’dan boğazın kuzeyine doğru oluşan ters akıntılardır ki, bunların da gücü zaman zaman 6-7 knota kadar çıkabilmektedir. Enerji üretiminde dikkate alınması gereken bu potansiyellerin yanı sıra esas olarak dikkatlerin yoğunlaştığı nokta, Karadeniz ve Marmara’nın farklı tuzluluk oranlarından ileri gelen ve boğazda oluşan dip akıntılarıdır. Bu akıntı türü boğazın 15-20 metre derinliğinden başlayıp yerine göre 45 metre derinliklere kadar inebilmektedir.[19]

Bu konuda Bilgi Üniversitesi kurucusu ve eğitim uzmanı Latif Mutlu, Marmara ve Çanakkale Boğazları’ndaki 200 milyon metreküplük akıntının elektriğe dönüştürülebileceğini tespit ediyor.[20] Aynı konuda araştırma yapan Siemens Türkiye grubu ise daha somut bilgiler veriyor: İstanbul Boğazı’ndaki nehiri, yaklaşık 4 milyar €’luk yatırımla oluşacak bir “denizaltı santrali” ile 5.000 MW’lik bir elektrik gücüne dönüştürebileceklerini ifade ediyor. Bu gücün ne anlama geldiğini anlayabilmek için Siemens Türkiye Genel Müdürü, Türkiye’de kurulu gücün daha birkaç yıl öncesine kadar 40 bin MW civarında olduğunu, bunun İstanbul Boğazı’nda Türkiye’nin kurulu gücünün %12,5’ini tek başına üretebilecek bir potansiyeli barındırdığını belirtiyor. Bu güç ve potasiyelle 4.800 MW gücünde Akkuyu Nükleer Güç Santrali’nin rahatlıkla ikame edilebileceğini , buna gerek olmadığını tespit ediyor. Enerji Bakanı’nın Nükleer enerji konusunda kullandığı “rüzgar esmeyebilir, yağmur yağmayabilir” yollu argümanının burada geçerli olmadığını, çünkü Boğaz’ın sularının binlerce yıldır aktığını ifade ediyor.[21] Bu nedenle Boğaz akıntı suları enerji üretiminde baz (birincil), süregen özelliklere sahip enerji kaynağıdır.

Bunun ilk örneğini TÜBİTAK destekli bir proje ile “dışarıdan” teknoloji transferi olmaksızın, tamamen yerli kaynaklara dayanarak yapılan 30 kW’lik deniz akıntı türbini prototipiyle elektrik üretimi başarıldı ve 2014 Şubat ayı başlarında sisteme test amaçlı elektrik verilmesi planlandı. İleriki aşamalarda kitlesel ve ticari boyutta elektrik üretiminde 5 MW’lik bir kurulum gücü hedeflendiğini de belirtelim.[22]  “Denizaltı santrali” konusunda ilginç olan diğer bir nokta ise burada sadece bir santralden söz edilmesi. Kuralabilecek bir kaç santral ile çok daha fazla elektrik üretmenin olanaklı olacağı gün gibi aşikar. Aşağıdaki proje taslağında olduğu gibi:

Boğazlarımızdaki söz konusu potansiyel, olası bir “Kanal İstanbul” projesi (siz buna katılın yada katılmayın) ile daha da ilginç hale geliyor. Patent ile güvence altına alınmış bu konudaki ciddi bir projenin bölgenin jeolojik ve hidrolik analizlerine dayanarak tespit ettiği verilere göre; 15 metre derinliğe kadar olan yerde yılda 260 km³’lük Karadeniz’den Marmara’ya doğru bir üst akıntının, 25 metre ve daha fazla derinliklerde ise Marmara’dan Karadeniz’e doğru yılda 123 km³’lük bir dip akıntının olacağı hesaplanıyor (En optimal yerlerde Boğaz’da deniz üzerinde 8 knota, deniz altında ise 3,5 knota denk geliyor ki, bunlar Kanal için  9-10 ve 4 knot olarak hesaplanıyor). Kanal’da inşa edilecek türbinler vasıtası ile akıntıların kinetik enerjisinden elektrik üretilebileceği düşünülüyor. 625 metrelik mesafelerle yerleştirilecek olan oluklu 14 bin adet (akıntı hızına göre 1-3 yada 5 MW gücündeki) okyanus tipi sualtı türbinleri ile kurulacak olan 80 denizaltı santrali ile yılda 42.000 ila 70.000 MW’lık doğrudan elektrik üretilebilen kurulu güç mümkün olacağı varsayılıyor. Bu durumda sualtı elektrik santrallerinden Türkiye elektrik enerjisi tüketiminin tamamının karşılanmış olacağı düşünülüyor.[23]  Ciddiye alınması, üzerinde düşünülmesi gereken sayılar ve potansiyeller bunlar!..