JEOTERMİK ENERJİDEN FAYDALANMA OLANAKLARI

Yazanlar: F.Oszuszky A.Szeless Çeviren: Orhan Zeki Demiray Elk.Yük.Müh.

1. TANIMLAMA Jeotermik enerji, öncelikle yer altındaki radyo aktif malzemenin parçalanmasından hasıl olan genellikle yer kabuğunun her yerinde bulunan ısıdır.1 (Buna is tinaden fosil nükleer enerjinin bir tipi olarak da değer lendirilebilir). Jeotermik enerji regeneratif (yenilene bilir) bir enerjidir, daima yenilenebilir enerji kaynak larından oluşmaktadır. İnsanlığın ölçülerine göre tü kenmezdir.

Normal jeolojik koşullar altında jeotermik ısı yenyü yüzünde ortalama 63 kW/km2ıdir. Bu değer ortalama 30°C/km'lik bir sıcaklık gradyenine tekabül eder.

Jeotermik enerjiden faydalanma, sınırlı bir hacımda yoğunlaştığı yerlerde ki buralarda işletilebilir ma

* ÖZE dergisinin 1980 yılı 5. sayısından çevrilmiştir.

den ve petrol rezervleri ile mukayese edilebilir eko nomik öneminden dolayı tercih edilir. Genel jeolojik mülahazalar ve on yılda edinilen uluslararası tecrübe lere göre jeotermik enerji daha ziyade yeni (Kanozoik) yer hareketleri ve/veya daha yeni (dördüncü zaman) volkanik hareketler ile oluşan bölgelerde bulunmak tadır.1 Bu durum, jeotermal sistemin dağılımına jeo lojik karakter bakımından da uygun düşmektedir.2 Diğer önemli bir kriter hidro jeolojik durumdur, zira sadece mevcut yeraltı suyu sıvı veya gaz halindeki enerji kaynaklarını ihtiva etmektedir. Bu görüşe göre jeotermik olanlar dört tipe ayrılabilir.3 4 14

Kaynar (sıcak) su tipi

Birikimde (depolanan yerde) sıcaklığı maksimum 100 C'ye ulaşır. Sıcaklık gradiyeni 30 C/km ile 50 70 C/km arasındadır. Su tabakasının (Aquifer) üstü bir cap rock (sızdırma örtü kültesi) ile kaplı ise, termal su ekseriya artezyenik durumdadır, fakat cap rock'suz açık sistemlerde vardır. İşletmede jeolojik sorunlar soğuk yeraltı sularında olduğu gibidir, fakat işletme masrafları büyük sondaj derinliklerinden dolayı (3.000 m'ye kadar) oldukça yüksektir.

(3) nolu literatüre göre, en az 60 C ve en az 2.000 m derinlikte olduğu tahmin edilebilen zengin bir sıcak su sahasının ticari kullanma olanakları araştırılmaya değer görülmektedir. Jeotermik sahanın bu tipi yay gındır (örneğin Macaristan, S.S.C.B'nde pek çok saha), hatta Avusturyadaki Hoffnungsgebiete'ler (ümitli böl geler) bile bu tip içinde sayılmaktadır.

Yaş buhar tipi

Bu tip sıcaklığı 100 C nin üzerinde olan basınç altında bulunan bir su tabakası (Aquifer) olarak tanımlanır; kaynarsu yüzeye çıkarken basınç düşmesi nedeniyle buhar haline dönüşür. Buhar/su oranı değişir, genel likle su daha fazladır. Bu tipe, Reykjavik, Wariakei (yeni Zelanda), Salton Sea (ABD) ve 340 C ile en yüksek sıcaklığa sahip olan Cerro Prieto (Meksika) sa haları örnek teşkil eder.

Kuru buhar tipi

Jeotermik kuru buhar sahalarından kuru veya kızgın buhar atmosfer basıncı üzerindeki basınçlar altında çı karılır.Sıcaklık 0 ile 50 C arasında değişir. Yaş buhar tipine nazaran jeolojik farklılık hemen hemen yoktur, bu kadarı bir durumdan diğerine geçişlerde mevcut tur. Bir jeotermik buhar sahası dört ana şartı sağlama lıdır; büyük ısı akışlı (Magma lntrusıon) çok tabii bir ısı kaynağı, yeterki bir yer altı suyu ile beslenme, uy gun bir depolayıcı külte ve bir caprock (sızdırma örtü kültesi). Halen faydalanılan kuru buhar sahalarına, Larderello ve Monte Amiata (İtalya), The Cevsers

(Kaliforniya) ve Matsukawa (Japonya örnek teşkil ederler.

Jeotermik buhar sahalarının elektrik üretiminde kulla nılabilmesi için ilk önce olanaklarının kontrol edilme si gereklidir.

Jeolojik Basınç kuşağı tipi Bu tip ilk defa 1927 yılında Hickel4 tarafından diğer ila 180 C'lik kaynar su açılmış delikten basınç altında yer yüzüne çıkarılır ve daima erimiş gazları ihtiva eder. Bundan kademeli enerji elde edilir.

Yüksek basınç enerjisi, sıcaklığa uygun doyma ba sıncına kadar su türbinleri yardımıyla elektrik üretimi için kullanılabilir; — Yüksek sıcaklıktaki su, ani basınç düşürümü ile (Flashing) kısmen buhar haline dönüştürülür ve elekt rik üretimi için buhar türbinleri tahrik ediür ve mev cut kaynar sudan ikinci bir Flash prozes yardımıyla bir kere daha su buharı elde edilir ve bundan ya tek rar elektirk üretiminde veya diğer endüstriyel, tarım sal ve bina ısıtılması amaçlarında faydalanılır;

Bu kaynar su tipinde bol miktarda erimiş olan kar bon hidrat gazları kolayca elde edilebilir.

Bu tip,, şimdiye kadar üçüncü zamanın kil ve kumla örtülü ve ekseriya 2 ila 3 km derinlikteki tortul küt llerinde bulunmuştur. Bu tipin geleceği parlak görül mektedir.5

Yukarıda açıklanan dört tipe ilaveten şunlar da sayı labilir:

Sıcak Lavlar

Bunlar dünyanın pek az bölgesinde bulunur ve ihtiva ettiği enerjiden faydalanmak çok büyük güçlükler doğurmaktadır.

Sıcak Kuru Külte'ler (Hot Dry Rock)

Bu tipde kuru kültelerin ihtiva ettiği ısı yer altından çıkarılır. Faydalanılabilir jeotermik enerjinin büyük bölümünü teşkil eder. Bununla beraber bu enerji bir ısı değiştirici üzerinden alınabilir. Böyle bir tesisin prensibi Los Alamos'da (ABD) ge liştirilmektedir. Deneme 1972'den beri sürdürülmek tedir. Sıcak ve kuru kültelerden yer ısısını alacak tesis aşağıdaki elemanlardan oluşur. — Önce, yüksek külte sıcaklıklarının hüküm sürdüğü derinliklere kadar bir delik açılır. Kültelerin normal sıcaklığı 200 C nin üzerinde olmalıdır.

Bu ilk delik içinde uygun önlemlerle, örneğin hid rolik parçalama, yer altında infilak veya kültelerin kimyasal maddelerle eritilmesi gibi, ısı transferi sağla yacak yüzeyler olarak etki etmek üzere, vüsatli çatlak yüzeyleri hasıl edilir.

Su veya buharın sirküle edileceği bir sirkülasyon devresi oluşturmak üzere çatlak yüzeyleri de kesen ikinci bir delik açılır. Bu sirkülasyon sistemi yardı mıyla ısı çatlak yüzeyleri sınırlayan kültelerden alı nabilir ve yüzeye taşınabilir.

Çatlak sisteminin lokalizasyonu ve ikinci deliğin açıl ması güçlüklerine rağmen ilk defa 1977 yılında Los Alamos'da bir sirkülasyon devresi tesis edilmiş ve sı cak su çıkarılmıştır.

Hot Dry Rock projesi ilk defa 1978 yazında 300 MVVd (sürekli işletme) jeotermik enerji ile test edil miştir, termik gücü 4 5 MW arasındadır. Bu projede 80.106 İt su sirküle edilmiştir; depolanan su hacmi takriben 6.106 İt olup efektif ısı transfer yüzeyi tak riben 800 m2 'dir. Halen tesisin 20 MW ila 50 MW'a (termik) tevsi edilmesi düşünülmektedir. Japonya'nın yanında Federal Almanya'da Los Alamos'taki Hot Dry Rock projesine Ekim 1979 dan beri %25 ora nında katılmaktadır.

ABD'nde geliştirilen bu jeotermik santralın tadilatı da önerilmiştir. Örneğin Brunaschvveiler'in teorik bir önerisi vardır6, bu öneriye göre bir kaç metre çapın daki bir kuyunun sıcak bölgeye kadar açılması öneril mektedir. Oradan, küçük çaplı az veya cok dik ve ki lometrelerce uzunluğundaki delikler kayalara kadar inecek ve daha sonra buralarda buharlaştırılacak ve merkezi kuyu içinden yeryüzüne sevkedilecektir.

2. ULUSLARARASI ve AVUSTURYADAKİ DURUM

Yer altında mevcut ısının ekonomik olarak çıkarılma sında ısı değerinin kesinlikle sıcaklık tarafından belir lendiği unutulmamalıdır. Şekil 1'de muhtelif sıcak lıklardaki ısının değerlendirme olanakları belirtilmiş tir.

Büyük endüstriel ölçülere göre ısının sıcaklığı 80 C'nin üzerinde ise ancak o zaman kullanılması rasyonel olmaktadır. 40 C'nin altında kalan sıcaklık bölgesinde yeraltı ısısı ancak istisnai durumlarda çıkarılmaktadır. Büyük santralların soğutma suyu çevreye 40 C civa rında atıldığından büyük miktarlarda var demektir. Bu nedenle düşük sıcaklıktaki yer ısısı ile ilaveten çevre kirlenmesinden kaçırılmaktadır.

Isıdan elektrik üretiminin verimi sıcaklığı bağlıdır. Isı

kuvvet tesisleri için erişilebilen verim 100 C de %10' dur ve 350 C de takriben %30'a yükselmektedir. Jeo termik tesislerde erişilen verim daha da düşüktür. Ve rimin artan sıcaklıkla iyileşmesine karşılık buhar tü tüketimi azalır. Yer ısısının elektrik üretimi için araşti; rılmasının amacı, sıcaklığın 100 C'nin üzerinde olduğu yeraltı bölgesini bulmaktır.

200 C 180

100 80

SUlfitlerden ağır su Kereste kurutulması

Konvensiyone Elektrik üretimi

Tuz üretimi

Deniz suyundan tatlı su

damıtılması

Kurutma tesisleri

Bina sıtma

Isı nakli ile ısıtma

Soğutma makinalarının çalıştırılması

Büyük baş hayvan yet işt irme

Mantar yetiştirme

Zemin (arazi) ısıtma

Y üzme havuzlarının ısıtılması

Balık yetiştirme

Şekil 1. Muhtelif sıcaklıklardaki sisinin değerlendirilmesi (yaklaşık değerler).

Yabancı Ülkeler

Jeotermik araştırmaların bugünkü durumu ve kısa dö nemde tahmini gelişmesi tablo 1 de topluca verilmiş tir.

Jeotermik enerjiden elde edilen güç kapasitesi dünya çapında %0,07dir. Kısa dönemde (yaklaşık 10 sene) takriben %0,1'e yükseleceği tahmin edilmektedir. 1 numaralı bölümde de açıklandığı gibi yer altıdaki sı cak buhar ve sıcak su kaynakları volkanik prozeslere çok yakından bağlıdır. Bu kaynaklar dünyanın volka nik kuşağında yoğunlaşmıştır, dünyanın sıcak ve ku ru kültelerin bulunduğu her yerde çok derinlerde mevcut olması da beklenmektedir.

Avrupa'da Kanarya adaları hariç, aktif volkanik olay lar İzlanda, İtalya ve Yunanistanla sınırlıdır. Bu üç ül kede, henüz kullanılmamakla birlikte ekonomik ola rak değerlendirilecek sıcak buhar ve sıcak su rezerv , leri dikkati çekmektedir. Oberrhein çukurunda, hem Fransız hem de Almanlar tarafından bildirildiği üzere sıcak su kaynakları bulunmaktadır.

Macaristan'da sıcak su tabakalarından (Aquifer) halen yoğun bir şekilde faydalanılmaktadır.

Büyük ve geniş yüzeyli sıcak su rezervlerine Paris hav zasında (Platosunda), Kuzey Almanya'da ve Güney Almanya'nın Molasse havzasında rastlanmaktadır. Af rikada bilinen jeotermik kaynaklar Afrika yüzölçümü nün takriben %4'ünü kaplamaktadır. Bir UN araştır

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 29 7 298

maya göre, sadece Etiopya (Habeşistan) daki jeoter mik potansiyelin bu kıtanın şu andaki elektirik ihti yacının Dannakiol Rift sistemi ile karşılıyabileceği iddia edilmektedir.

S.S.C.B. yüz ölçümünün takriben %50 ila %60'ı yerin derinliklerinde sıcak su tabakaları ihtiva etmektedir. Bu enerji kaynakları herşeyden önce Sibirya'daki ev lerin ısıtılması amacıyla çıkarılmaktadır.

Asyadaki takım adalar jeotermik sahaların bulunduğu sayısız volkanik bölgeye sahiptir ve halen Kamçatka yarım adasında, Filipinlerde Japonyada ve Endonezya da işletilmektedir.

Yeni Zelanda'da jeotermik satrallarda kullanılan sayı sız sıcak su kaynağı bilinmektedir.

Pasifik adalarının hepsi volkanik kaynak olup en çok da Havai, faydanılmaya başlanacak olan çok büyük jeo termik potansiyele sahiptir.

Kuzey Amerika'da volkanik olaylar az veya çok Pasi fik sahilleri boyunca uzanan bölgededir, yer altının anormal ısınması da bu bölgede yoğunlaşmıştır. Golf sahilleri ve bunu çevreleyen Schelf bölgesinde, yüzeyi 150.000 km2, sıcaklığı takriben 115 C ve derinliği takriben 3,3 km olan, bilinen en büyük sıcak su siste mi bulunmaktadır.

Tablo 1: Şimdiki ve kısa dönem için planlanan jeotermik güç kapasitesi (13)

Jeotermik Güç Kapasitesi MW

Ülke

ABD Meksika Guatamala El Salvador Nikaragua Guadelop Arjantin Şili islende isveç Federal Almanya Fransa italya Türkiye Macaristan S.S.C.B. Japonya Filipinler Y eni Zelanda Etiopya

1) Üst unu değer

1979 Elektriki termik

522 15 ilâ 20

78,5

0,5

4 185

kısa dönem için planlanmış

elektriki

termik

3 000 ilâ 4000 400 _ 100 100 30 20 210 360

_ 421

6 1 000 1320

360 10

3 000 ilâ 6 000 _

30 ila 100 _ _

420 500 20U 5000

1010 440

1 930

15 575

Orta ve Güney Amerika'da jeotermik sahalarda Pasifik sahilleri boyunca yer almaktadır.

Dünyada halen mevcut olan takriben 500 Volkanın jeotermik potansiyeli, 7 km'lik derinliğe kadar olan kuru ve sıcak kültelerin mevcut potansiyeli ile muka yese edilirse volkanları enerji potansiyelinin jeolojik olarak sükunette bulunan jeotermik bölgelerde bulu nan enerjinin binde birinden küçük olduğu tesbit edi lir. 12 nolu Literatürde bütün dünyadaki jeotermik potansiyel her bir ülkeye göre tesbit edilerek detaylı olarak açıklanmıştır.

Avusturya

Avusturyada aşağıdaki bölgeler, faydalanabilir mik tarlarda jeotermik enerjinin çıkarılacağı ümidini ver mektedir.

Viyana havzası (Wiener Becken)

Burada, Alplerle Karpatların birbirinden morfolojik olarak ayrıldığı üçüncü zamanın son çağına ait çökme havzası söz konusudur7. Üçüncü zamanın etkisi 5.500 m derinliğe kadar inmektedir. Jeotermik enerji nin elde edilmesi için uygun su tabakasının (Aquifer) mevcut olması çok önemlidir. Bu durumda, havzanın derin kısımlarında üçüncü zamanın son çağına ait tor tul külteler içinde sıcak su ihtiva eden tabakaların ol duğu kabul edilebilir. Derinde bulunan dolomitler de her halükarde sıcak su olduğu beklenebilir. Aspern'de ÖNV'nin yaptığı bir deneme sondajında 3.000 m'de takriben 100 C de sıcak suya rastlanmıştır. Erimiş maddeler litrede 150.000 mg gibi çok büyük miktar lardadır, fakat su kimyası için karekteristik değildir: Hirschstetten'deki birkaç kilometrelik sondajlarda tuzluluk oranı daha az bulunmuştur. Prensip itibariy le tuzlu su olarak değerlendirilmektedir.

Üçüncü zamanın son çağına ait farklı seviyelerde yapı lan sondajlarda (Oberlan ve Laxenbur) sıcaklığı çok değişik olan sıcak suya rastlanmıştr. Ayrıca kaplıca hattı bovutu ,ı \ er .ilan sıcak kaynaklar açık bir yüzey sel i>jrct teşkil etmektedir. Bütün bu sahalarda ekse riya kükürtlü su bulunmaktadır.

Südburgenland • İstirya havzası

Bu havza Macaristanın üçüncü zamanın son çağına ve dördüncü zamana ait tortul kültelerle dolu olan büyük Pormoik havzasının devam niteliğindedir.

Jeotermik koşullar Macaristandakine benzemekte dir.8 '. 2.000 metrede 100 C lik su olduğu ümitedil

ELEKTRÎK MÜHENDİSLİĞİ 297 298

mektedir. Jeotermik enerjinin ekonomik kullanılması na ilişkin ilerlemjş durumda olan Doğu İstiryadaki (Hartberg ile Fürstenfeld arasında) VValtersdorfer pro jesidir. ÖNW AG ve RAG tarafından karbon hidrat ların araştırılması için 1500 metreye bir sondaj yapıl mıştır. Karbonhidratlar bulunamamış, fakat takriben 1100 metrede Karbonat kültelerinde sıcak su bulun muştur. VValtersdorfer sondajı Garz araştırma merkezi tarafından kapasite, sıcaklık ve kimyasal yönden ince lenmektedir. 1979 yılı başından beri, basınç koşulla rında muhtemel bir değişikliği tesbit etmek amacıyla uzun süreli pompa denemesi sürdürülmektedir. Delik ten 4 İt/sn debili, 56 C'lik ve çok az mineralize olmuş su fışkırmaktadır, bu su aşındırıcı etkisi olmadığından özel bir ısı değiştiricisine gerek kalmaksızın ısıtma amaçları için kullanılabilecektir. Halen bu kaynağın ısı enerjisi ile bir zemin ısıtması ve radyatörler yardı mıyla bir sera beslenmektedir. Resmi binalar da örne ğin okullar bu kaynakla ısıtılacaktır. Mahalli idareler faydalanma zincirini sağlamayı yani suyun soğuma derecesine göre kademeli kullanmayı düşürtmektedir ler.

Molasse bölgesi

Molasse bölgesi jeotermik bakımdan ümit verici bir bölge olarak görülmektedir. Kuzey ve Güneyde üçüncü zamanda oluşan Böhmik kütlelerin Kristalizasyonu ile oluşmuştur.

Yukarı Avusturya'nın Molasse bölgesinde yoğun kar bonhidrat araştırmasında, örneğin Geinberg 1 sonda jında olduğu gibi (takriben 2.150 metrede 100 C) müsbet sıcaklık anomalileri hakkında iyi sonuçlar alınmıştır. Molasse havzasının güneyindeki derin kı sımlarda, üçüncü zamanın ilk klastik çağına ait tortul kültelerde bile yumuşak suya rastlanılacağı ümit edil mektedir.

Molasse bölgesindeki Vorarlberger'de, derin bir sondaj yapılmıştır, Dornbirn 1 sondajından 2280 metrede 136 C'lik suya rastlanmıştır. Komşu ülkelerdeki son dajlar ve termal kaynaklar keza Bodensee bölgesinde ve Alplerin Ren vadisinde sismik hareketler, jeolojik ön koşulların uygun olduğunu ümit ettirmektedir.

3. POTANSİYEL

Yer küresinin gizli ve izotopların sürekli parçalanması ile (U 238, U 235, Th 232 ve K 40) hasıl olan ısısı de vasa bir ısı potansiyeli arzetmektedir.2 Dünyada depo lanan termik enerji tekriben 3.1024 kVVh (= 3.4.1011 TWa = 11.1030 J=11.1015 Pj) dir, yani dünyada

mevcut kömür, petrol ve tabii gaz rezervlerinde kim yasal olarak bağlı bulunan bütünenerjinin takriben 106 katı.3

Bu enerji dünyanın enerji tüketimine (halen takriben 8 TVVa) ve gelecekteki her türlü artışa oranla sonsuz büyüktür.

Enerji (= ısı) akışı yerin derinliklerinden yüzeye doğ rudur ve jeotermik olarak bozulmamış bölgelerde takri ben ortalama 63 kVV/km2'dir. Burada bütün yer yüze yinde karalar ve denizler takriben 32 TVV'lık termik gücün sürekli bulunduğu hesaplanabilir. Dünyada ha len yılda 8 TVV tüketilmektedir. İhtiyacın jeotermik enerji ile karşılanması istenirse mevcut miktarın dört te biri yeterli olacaktır. Jeotermik ısı akımı, yer ka buğunun bozulmamış jeolojik koşulları altında ortala ma 3 C/100 m olan jeotermik sıcaklık gradyeninden de belirlenebilir. Güneşten dünyaya yaklaşık 136.104 kW/km2 'lik (bir kısmı yansımakta ve bir kısmı atmos ferde emilmektedir) sürekli bir ısı akımı olmaktadır, yani jeotermik ısı akışına nazaran 20.000 defa daha bü yük. Güneş enerjisinden teknik olarak faydalanmak enerji yoğunluğunun az oluşu nedeniyle güçlüklerle doludur. Jeotermik enerjiden faydalanma şimdilik uy gun görülmemektedir. Bununla beraber kararlı durum lar dikkate alınırsa, sadece enerji sürekli alınmayıp sü rekli geri de verilirse bir soğumaya meydan verilme miş olacaktır. Bunun anlamı, 1000 MVV'lik (termik güç) bir santralın işletilmesi için takriben 16.000 km2 lik (Avusturya'nın yüzölçümünün takriben %20'si) bir sahanın gerekli olmasıdır.

Bu yöntem, gerekçekten uygun ve ekonomik değildir, bu yüzden kararlı bir işletmeden vazgeçilmeli ve kül telerde depo edilen termik enerji, kömür, petrol ve tabii gaz gibi muhtelif fosil yakıtlarda olduğu gibi bir yatakta toplanmalıdır. Böylece 280 m x 280 m kesit li, 3,3 km uzunluğunda ve yer kabuğunun 3 ilâ 6,3 km derinliğinde bulunan karesel bir sütunun (sıcaklık sahası 100 C İlâ 200 C), 100 C soğuması ile yılda 8,3 kVVh'lik bir termik enerji (1000 MW termik güçlü bir santrala ve % 100 yük faktörüne tekabül eder) alınabi lecekti.

Bununla beraber ekonomik faydalanma için ısı tüke necek ve yerin derinliklerindeki tabii ısı akışı ile ısı dengesi sağlanıncaya kadar yüzbinlerce yıl beklenmesi gerekecekti.4

Yeryüzü sıcaklığında bu nedenden ötürü bir düşme ha sıl olmaz. Şimdiye kadar jeotermik enerji hakkında 3 noktadaki müşahadeler, normal, jeotermik bakımdan

letme masraflarından dolayı elektrik enerjisi ekono mik olarak üretilebilir. Aksine, jeotermik sıcak su sa halarından faydalanan bir jeotermik satral, yatırım masrafları takriben 30 yılda emorti edildiği için, ha len bir işletme için riskli bir ticari maceradır. Jeoter mal sahalardaki sıcak sudan bina ısıtmasında,endüstriel ve tarımsal amaçlarda doğrudan faydalanma yaygın olmakla beraber çok sınırlı boyutlarda kalmıştır. Sı cak su nakil sırasında ısı enerjisini süratle kaybettiği için jeotermik rezervlerin civarında kullanılmalıdır.

Jeolojik basınç kuşağı tipi veya kızgın kay veya Mag ma yataklı jeotermik enerji çok sık rastlanan en bü yük jeotermik enerji potansiyelini temsil eder, buna rağmen ticari kullanım için araştırma ve geliştirme çalışmaları gereklidir.

Avusturyadaki durum aşağıdadır:

Avusturyada jeotermik enerjinin elde edileceği ümitli bölgelerin hemen hemen hepsi karbonhidratların aran dığı bölgelerdir. Halihazırdaki arama ruhsatları ÖMV AG, RAG ve Vorarlberg'deki Vorarlberg Petrol ve Gaz nakli şirketine aittir. Bu müteşebbüsler olmaksı zın Avusturya'da jeotermik enerjinin işletilmesi (ve daha sonra kullanılması) düşünülemez.

Kaplıcalar (termal banyolar) hariç Avusturya'da jeo termik enerji kayda değer ölçüde kullanılmamak tadır. Avusturya'da jeotermik suyun (veya buharın) ekonomik olarak elde edilip edilmiyeceği şimdiye ka dar açıklanmadığı için kullanımı için henüz pek az ge liştirilmiş tasarımlar vardır. Komşu ülkelerdeki geliş melere göre güvenilir bir yol bulunacaktır. Avustur ya'da jeotermik enerjinin elektrik enerjisi üretiminde kullanılması, ön görülen sıcaklık seviyesi bakımından ve henüz devanı eden teknik geliştirme çalışmalarına istinaden (düşük sıcaklıkta kaynayan sivili türbin dev resi = Izobütan, Frigen v.s) ancak uzun vadede bir anlam kazanacaktır.

Jeotermik enerjinin kısa dönemde kullanımı bina ısıt ma ve soğutmada ve endüstriyel ve tarımsal prozeslerde olacaktır. Bunun için, jeotermal suyun doğrudan ısıt ma için yeterli sıcaklıkta olmaması halinde ısı pompa ları ile kombinasyonu gerekecektir.

Umulan sıcak su ve kaynar su rezervlerindeki jeoter mik suyun yoğun merkezlerin veya endüstrinin he men yanına taşınıp taşınmayacağına veya jeotermik enerjinin çıkarıldığı noktaya uygun alıcıların yerleşti rilip yerleştirilmiyeceğine karar verilmelidir.

Avusturya Elektrik Kurumu 1976 yılında Avusturya' da jeotermik enerjinin işletilmesi ve kullanılmasına

ilişkin bir araştırma tasarısının hazırlanmasına ilim ve araştırma bakanlığının yönetimi altında katılmıştır.

Avusturya Elektrik Kurumu jeotermik enerjininkulla nılmasına ilişkin yerli ve yabancı gelişmeleri büyük bir ilgi ile izlemiştir.

Jeotermik enerjinin uygulanması münasebetiyle çevre sorunlarına ilişkin olarak jeotermal tesisler için ülke nin ihtiyacı olan özellikler tayin edilecek ve ayrıca sis mik etkiler ve jeotermal tesislerin bulunduğu yerde geri enjeksiyon olanakları da araştırılacaktır.

1 Y aklaşık 2/3'u radyo aktif parçalanma ve 1/3'ü oluşum •sisidir.

2 Bugün için müşahade edilen ısı akışının takriben %3 0 'dan fazlasının oluşum ısısından kaynaklandığı kabul edilmek tedir.

3 Bu enerji hatta, dünyanın takriben 10 kWh olan rotas yon enerjisinden de fazladır.

4 Sütunun soğuması ile 1,6 m'likbir büzülmenin olacağı da zikredilmelidir.

5 Jeotermik enerjinin artık ısısı, termik snatrallar için mun zam bir yüktür.

Litaratür: 1 McNitt, J.R.: The Role of Geology and Hydrology in

Geothermal Exploration, Geothermal Energy. UNESCO Paris 1973. 2 Bundesministerium für VVissenschaft und Forschung, Sektion Forschung: Forschungskonzept für Erschlie Bung und Nutzung geothermischer Energie in Österreich, Wien 1976. 3 Facca, G.: The Structure and Behaviour of Geothermal Fields. Geothermal Energy. UNESCO, Paris 1973. 4 Hickel, W.J.: Geothermal Energy. University of Alaska, 1972. 5 Barena, J.: Exploration and Development of Wet Steam and Hot Water Fields. Geothermics 2,2, Pisa 1973. 6 Brunnschvveiler, K.: Geothermal Poşer Station on a hot Dry Rock Source. Proceedings (Vol.3), Second United Nations Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources, San Francisco 1975. 7 Kröll, A., und G. VVessely: Neue Ergebnisse bein Tiefen aufschluB im VViener Becken. Erdöl Erdgas Z., VVien 1973. 8 Ronner, F., und J.Zötl:Beispiele der Nutzung geothermaler VVasser in Ungarn und in der Slowakei. Forschungszentrum Graz, 1974. 9 Stegena, L.: Geothermal Map of Eastern Europe. Geother mics, 1,4, Pisa 1972. 10 Musmann, G.: Uber den gegenvvartigen Stand der geot hermischen Forschung. Haus der Technik, Essen, 19. Septemer 1979. 11. Kappelmeyer, O.: Die Möglichkeiten zur Nutzung geot hermischer Energie, Bundesanstalt für Geovvissenschaften und Rohstoffe, Hannover. 12 Rauh, H.: Geothermische Energie, weltweite nutzung der Erdvarme, München: Udo Pfriemer Verlag. 1978. 13 Energy from Geothermal Resources. Second Edition, pre pared for the Committee on Science and Technology, U.S House of Representatives , Ninety Fifth Congress Second Session, Serial SS, Juni 1978. 14 Ronner, F.:DieNutzunggeothermischerEnergie,Steirische Beitrage zur Hydrologie 26, H.l, S.81.1974.

bozulmamış bölgelerde olduğu gibi, tutarlıdır. Bu verilere göre jeotermik enerjinin elde edilmesi teknik bakımdan zor, fakat çözülebilir bir problemdir. (Hot Dry Rock Metodu). Bu enerji potansiyelini fay dalanabilir yapmak için herşeyden önce ısı alımında masrafları belirleyen faktörlerin bilinmesi gereklidir ve bu nedenle araştırmaların, uygun tabii özellikleri ihtiva eden sahaların seçimi ve uygun elde etme me todlarının geliştirilmesi ile yer ısısının ekonomik bir şekilde alınmasını mümkün kılacak amaçlara yönel mesi gerekir. Uygun çözümleri içeren metorlar halen incelenmektedir. Bununla beraber, bu tip sarmalların dünyanın her yerinde inşa edilebilmesi büyük bir avantaj teşkil ettiği için jeotermik enerjinin kullanıl ması mümkün kılınacaktır.

4. EKONOMİKLİK

Jeotermik enerjiden ekonomik bir şekilde faydalan madan, şayet masrafları diğer enerji kaynakları ile mukayese edilebiliyorsa, bahsedilebilir.

Jeotrermik enerjiden ekonomik faydalanma gelecekte büyük ölçüde mümkün olacaktır, zira;

bu yenilenebilir enerjiden faydalanma teknikleri başarı ile gelişecektir ve enerji fiyatları bu arada sürekli artacaktır.

Konvensiyonel enerji kaynakları yerine jeotermik enerjinin ikamesi enerji ithalatına bağımlılığı azalta caktır.

Jeotermik enerjide ekonomikliğe götürecek yollar şunlardır:

Termal suların (veya buharların) yeterli yükseklik teki sıcaklık seviyesi,

Tüketim merkezi ile sondajın yapıldığı yer arasın daki mesafenin azlığı,

Sıcaklıktan çok maksatlı faydalanma yolları ile azami istifade.

Band enerjisi olarak ikamesi, Kimyasal terkibi düzenlenebilen her jeotermal su dan faydalanma,5 Jeotermik enerji kaynağını bir ısıtma tesisine bağ lama.

Jeotermal enerjiden faydalanmada çok önemli bir ekonomiklik faktörü olan sondaj masrafları izahatsız kalmamalıdır. Sondaj masrafları delik (sonda) çapına, sontaj derinliğine, kültelerin (kayaların) ve kullanılan araçların tipine bağıldır. Sondaj masrafları durumdan duruma farklı olduğu için klavuz değerlerin verilmesi güçtür. Sondaj masraflarının tesbiti zaruridir. Avustur yada yer ısısından faydalanma koşulları bugünkü bil gi ve program durumuna göre çok ivi hidrolojik ve

memnuniyet verici jeotermik durumun olduğuna işa ret etmektedir. Jeotermal enerjinin Avusturyadaki sı caklık seviyesi mutad sondaj derinliklerinde 100 ila 200 C'dir. Bu nedenle kısa ve orta dönemde jeotermik enerjisinin ekonomik elektrik üretiminde önemli bir payı olmayacaktır. Isı ihtiyacını karşılamadaki payı da yakın gelecekte toplu ısı tüketiminin mütevazi bir yüzdesi civarında kalacaktır.

Jeotermik enerjinin kullanma sahası kullanma suyu için sıcak su hazırlama ve özellikle tarım sektörü ola caktır.

Jeotermik enerjinin çıkarılması ve kullanılmasında çevrenin korunması problemi basit olup önlenebilir.

özellikle aşağıdaki çevre sorunları da araştırılmalıdır. Jeotermal alanlardan faydalanmak için gerekli yü zey ihtiyacı ve tarımsal değişikliklerin ölçüsü Jeotermik enerjiden faydalanmanın diğer tarımsal faydalanma amaçları ile uyumu Tabiatı koruma bölgelerinin korunması Yer altındaki jeolojik koşulların değişimi

Burada önemli olan özellikle suyun çıkarılması ile yer yüzeyinde muhtemel seviye düşmesi ve muhtemel sis mik hareketlerinin araştırılmasıdır. Bu münasebetle alınan suyun alınan yere geri enjekte edilmesi de de nenmelidir. Şayet jeotermal suyun ihtiva ettiği mi neraller çevre kirlenmesini engelleyecek dereceye düşüriilemiyorsa geri enjeksiyon gereklidir.

5. SONUÇ

Jeotermik enerji yer kabuğunun ihtiva ettiği tabii bir ısı enerjisidir. Bu enerjinin büyük bir bölümü, büyük ölçüde ekonomik olarak faydalanılabilecek şekilde dışarıya yansır. Bununla beraber, uygun jeolojik veri ler bakımından ısısı yataklarda yoğunlaşan bölgelerde şimdi veya gelecekte jeotermik enerjinin ekonomik kullanımı başarılı olabilir.

Fakat en iyi jeotermal sahalar bile (örneğin The Gey sers, Kaliforniya, kuru buhar sahaları) elektrik üretimi için mukayese edilebilir enerji kaynaklarından daha az kalitelidir. (180 C, 7 bar'lık buhar; konvensiyonel santral Takriben 540 C, 250 bar).

Jeotermik santrallardaki düşük sıcaklık ve basınçlar aynı güçteki konvensiyonel santral I ara nazaran daha düşük verimlere ve daha fazla buhar tüketimine neden olur.

Jeotermik kuru buhar sahalarında düşük buhar ve iş

ELEKTRÎK MÜHENDİSLİĞİ 297 • 298

(i 9