Bugünkü yazımızda harika bir fikir olan ve uygulama alanı gittikçe genişleyen yeni bir teknolojiyi ele alacağız. Jeotermal enerjiyi yani yeraltında bulunan doğal ısıyı kullanarak elektrik üretmek. Bunun neresi yeni, yıllardır kullanılıyor dediğinizi duyar gibiyim. Benim ele alacağım yenilik bu sistemi yaygınlaştıran bir sistem.

Bu yönteme Geliştirilmiş Jeotermal Sistemler (Enhanced Geothermal Systems - EGS) veya "Sıcak Kuru Kaya" teknolojisi denilir. Doğanın bize sunduğu hazır sıcak su kaynaklarına bel bağlamak yerine, yerin derinliklerindeki ısıyı kendi yöntemlerimizle hasat etmemiz bu teknolojinin geleneksel jeotermal enerjiden farklı olan tarafıdır. Geleneksel jeotermal tesisler için üç ana unsur gerekir; Isı, su ve geçirgenlik (çatlaklar). Yer yüzüne yakın ısı alanları yani jeotermal alanlara sızacak yüksek miktarda su ve bu suyu hem içeriye hem dışarıya aktaracak çatlaklar yoksa jeotermal elektrik üretimi mümkün değildir. Eğer bir bölgede yer yüzüne yakın ısı var ama su veya çatlak yoksa orada EGS teknolojisi devreye girer.

Peki bu yöntem nasıl çalışıyor. Yer yüzeyine yakın jeotermal alanlara derin sondajlar yapılarak kızgın kayaların olduğu tabakaya yüksek basınçlı soğuk su basılır. Basınçlı su, kayalarda mikro çatlaklar oluşturarak yapay bir rezervuar oluştur. Su bu çatlaklardan geçerken kayanın ısısını ve minerallerini emer. Kızgın kayaların enerjisi ile ısınan su başka bir kuyudan (üretim kuyusu) yüzeye çok sıcak bir şekilde geri çekilir. Çekilen bu sıcak su/buhar, türbinlerini döndürerek elektrik üretir ve soğuyan su tekrar yer altına basılarak döngü devam ettirilir.

Geleneksel jeotermal alanlar kısıtlıdır çünkü sıcak kayalara sızan yüksek hacimde su çatlakları her yerde yoktur ancak yerin derinliklerindeki "sıcak kuru kayalar" her yerde mevcuttur. Bu teknoloji ile dünyanın her yerinde jeotermal enerji ile elektrik üretilebilir.

EGS sisteminin diğer yenilenebilir üretim yöntemlerine göre büyük avantajları var. Bu yöntem ile kesintisiz enerji üretmek mümkündür. Güneş batınca, rüzgâr durunca enerji kesilir ve elektrik üretimi durur ancak yerin altı her zaman sıcaktır. Bu da EGS'yi mükemmel bir "sürdürülebilir" güç kaynağı yapar. Ayrıca diğer yöntemlere göre çok daha küçük çevresel ayak izi vardır. Diğer yenilenebilir kaynaklara göre birim elektrik başına en az arazi kullanımına sahip teknolojidir. Düşük Emisyonludur, fosil yakıtlı santrallere göre karbon salınımı yok denecek kadar azdır. Sistem kapalı devre çalıştığı için yeraltı sularını kirletme riski düşüktür. Sürdürülebilirliği yüksektir. Mevcut jeotermal sahaların ömrünü, yeraltına suyu geri basarak (reenjeksiyon) uzatır ve rezervuar basıncını korur.

Bugüne kadar uygulamanın yaygınlaşmasına engelleyen sorunlar vardı. Yer altına yüksek basınçlı su basmak, küçük çaplı göçüklere ve yer sarsıntılarına (indüklenmiş depremsellik) neden olmuş ve Güney Kore ve İsviçre'deki bazı projeler bu yüzden durdurulmuştur. Ayrıca yöntemde derinlere kuyu kazmak ve kayaları çatlatmak büyük maliyet tuttuğu için güneş veya rüzgar enerjisine göre pahalı kalıyordu. Yer altına basılan suyun bir kısmı kayaların arasında kayboluyor, bu da verimliliği düşürüyordu.

Birim elektrik maliyeti (LCOE) karşılaştırması yani bir santralin ömrü boyunca ürettiği elektriğin megavat-saat başına ortalama maliyetinde EGS yöntemi, geleneksel jeotermal enerjiden hala pahalı olsa da aradaki makas hızla kapanmaktadır. Özellikle petrol ve gaz sektöründen gelen sondaj tecrübesi, EGS maliyetlerini hızla aşağı çekmeye başladı.

Geleneksel jeotermal enerjinin Mw başına maliyeti 2025 yılında 60-100 dolarken, 2030 da 55-80 dolar olması bekleniyor. Bu maliyetler güneş ve rüzgar enerjisinde sırayla 35-55 ile 30-50 dolar civarında . EGS teknolojisinde 75-150 ile 45-65 dolar olması bekleniyor. EGS'nin güneşten pahalı olması sizi yanıltmasın. Güneş enerjisi ile sadece gündüz elektrik üretimi mümkünken, EGS yüzde 90 üstü kapasite ile 7/24 kesintisiz enerji üretimi (8000+ saat/yıl) tam kapasite çalışabilir. Bu da onu sürdürülebilir "baz yük" olarak nükleer ve doğal gaza enerjisine rakip yapıyor.

EGS teknolojisinin maliyetlerindeki bu hızlı düşüşte Ölçek Ekonomisi etkili olmuştur. Fervo Energy gibi şirketler artık "butik" projeler yerine 50 MW'lık standart modüler üniteler kuruyor ve bu teknolojiyi seri olarak üreterek yaygınlaştırıyor. Bu da mühendislik maliyetlerini azaltıyor. Çünkü petrol ve gaz sondajlarından elde edilen yatay sondaj tecrübesi jeotermale uyarlandı. Eskiden bir kuyu açmak aylar sürerken, şimdi haftalar içinde tamamlanabiliyor. Ayrıca Google ve Microsoft gibi teknoloji devleri, kullandıkları büyük enerjilerin karbon nötr hedefleri için EGS projelerine yüksek fiyattan alım garantisi (PPA) vererek ilk yatırım riskini üstlenmişlerdir. Bu da EGS teknolojisinin büyük yatırımlar yaparak maliyetlerini düşürmesine yardım etmiştir.

Buraya kadar EGS teknolojisinin dünyadaki kullanımından bahsettik. Türkiye'de 1 MW'lık geleneksel bir jeotermal santralin kurulum maliyeti yaklaşık 2 - 4 milyon $ arasındadır. EGS projeleri için bu rakamın Türkiye'deki ilk denemelerde daha yüksek olan 5 - 7 milyon $/MW bandında olması beklenebilir. Ancak yerli sondaj kapasitesinin artması TPAO ve özel sektörün derin sondaj tecrübesi bu maliyetleri aşağı çekebilir.

Türkiye'nin jeolojik yapısı, Geliştirilmiş Jeotermal Sistemler (EGS) için Avrupa'nın en yüksek potansiyellerinden birini sunmaktadır. Türkiye'nin EGS teknik elektrik üretim potansiyeli 3-5 km derinlikte yaklaşık 250.000 - 400.000 MW olarak hesaplanmaktadır. Ayrıca sıcak suyun bulunduğu doğal jeotermal alanların bitmesi nedeniyle bilinen yüzeye yakın jeotermal çatlakların değerlendirilmesi sonucunda EGS projelerinin yaygınlaşması beklenmektedir. Bu yaygınlaşmada etki edecek bir diğer faktör de jeotermal üretim döngüsünde artık madencilik yapmanın da mümkündür.

Ege Bölgesi, yüksek ısı akışı (Graben Sistemleri ve Granitoyidler) nedeniyle EGS için "hazır potansiyel" konumundadır. Aydın-Denizli-Manisa hattındaki  Menderes ve Gediz grabenleri, Türkiye'nin en sıcak bölgeleridir. Mevcut santrallerin bulunduğu sahaların derinliklerindeki (3000m+) kızgın kayalar ve  suyu azalmış sahaları canlandırmak için EGS teknolojisi idealdir. Dikili-Bergama (İzmir), Türkiye'nin ilk EGS pilot projesi için üzerinde en çok çalışılan bölgelerden biridir. 280°C'ye varan kuyu tabanı sıcaklıkları bu bölgede ölçülmüştür. Yatağan Bölgedeki geniş granit kütleleri (radiyojenik granitler), doğal su içermese bile yüksek ısı tutma kapasiteleriyle "Sıcak Kuru Kaya" projeleri için uygundur.

Orta Anadolu (Genç Volkanik Alanları) yüzeyde çok fazla sıcak su çıkışı olmasa da, yerin derinliklerinde devasa bir ısı potansiyeli barındırıyor. Nevşehir (Acıgöl ve Kozaklı), genç volkanik aktivite nedeniyle yer kabuğu burada incedir. Acıgöl çevresindeki kalderalar, EGS sistemleri ile enerji üretimi için en güçlü adaylardandır. Kırşehir ve Aksaray bölgelerindeki masif granit yapılar, hidrolik çatlatma yöntemiyle yapay rezervuar oluşturmaya oldukça elverişlidir. Niğde-Hasandağı, volkanik kökenli yüksek ısı akışı, derin sondajlarla elektrik üretimine dönüştürülebilir.

Doğu ve Kuzeydoğu Anadolu, Erzurum-Ağrı-Van  bölgelerindeki  sönmüş veya uyuyan volkanik merkezlerin (Nemrut, Tendürek vb.) çevresi, yerin derinliklerinde çok sıcaktır. Doğu Pontid Granitleri (Rize-Ayder) bölgesinde yapılan araştırmalar, bu bölgedeki bazı granitlerin yüksek radyoaktif element (U, Th, K) içeriği sayesinde kendi ısısını ürettiğini ve EGS için uygun olabileceğini göstermektedir.

EGS yöntemini Binary (İkili) Çevrim Türbinleri kullanarak daha verimli kullanmak mümkündür. EGS yöntemi ile yüzeye çıkan orta-düşük sıcaklıklı (100-180°C) su, araya koyulacak ısı eşanjöründe kendisinden daha düşük kaynama noktasına sahip organik bir sıvıyı (izopentan vb.) buharlaştırır. Bu yöntem, akışkanın içindeki mineralleri ayrıştırmak için suyun kimyasal yapısını bozmadan soğutulmasına olanak tanır. Yüksek mineralli suyun enerjisini Binary çevrimden geçtikten sonra (enerjisi alındığında) adsorpsiyon veya iyon değiştirme ünitelerine girer. Burada mineraller ayrıştırılır ve geri kalan su tekrar yer altına basılır. Böylece  akışkan madenciliği ile  Lityum ve Nadir Toprak Elementleri (NTE) üretimi yapılabilir. Çünkü EGS ile yukarı çekilen su, yüksek basınç ve sıcaklık altında kayadan kopardığı mineralleri barındırır.

Lityum (Li), batarya teknolojisinin kalbidir. Jeotermal akışkandan Doğrudan Lityum Ekstraksiyonu (DLE) yöntemiyle %90 verimle geri kazanılabilir. Bu yöntem ile üretilecek Nadir Toprak Elementleri (NTE), Neodim, Lantan ve Seryum gibi elementler savunma sanayi ve yüksek teknoloji için kritiktir.

Aydın-Denizli-Manisa (Menderes Masifi) lityum ve bor, Nevşehir-Kırşehir ve Eskişehir NTE içeriği yüksek granitoid yapılar barındırmaktadır. Özellikle Eskişehir bölgesinde bulunan Nadir Toprak elementi sahamızın aynı zamanda jeotermal bir saha olması büyük bir şans ve üretim potansiyeli barındırmaktadır. Ayrıca Doğu Anadolu (Van-Ağrı), Volkanik kökenli, ağır metal ve nadir element zenginliği Türkiye için uygulanabilir stratejik alanlardır. Türkiye’de bazı jeotermal santrallerde aşağıdan çekilen mineral zengini sudan özellikle yüksek oranda lityum üretimi yapılmaya başlanmıştır.

Türkiye'nin geleneksel jeotermal kapasitesi yaklaşık 1.600 MW civarındayken, EGS teknolojisi ile bu kapasite 100 katından fazlasına çıkarılabilme potansiyeline sahiptir. Bu, Türkiye'nin enerji bağımsızlığı için güneş ve rüzgar enerjisi kadar kritik bir "gizli dev"dir.

Toplam Okunma Sayısı : 4804