Jeotermal Eneri Kaynakları

Geothermal Energy Resources

Assoc. Prof. Dr. Ahmet YILDIZ

Afyon Kocatepe University

Center of Application and Research of

Geothermal-Mineral Waters and Ore Deposits

e-mail: [email protected]

4rd Renewable Energy Systems Winter School

15th-18th January 2015

DERS İÇERİĞİ

1. Yerküresinin Genel Özellikleri

2. Jeotermal Sistemlerin Oluşumu ve Özellikleri

3. Türkiye’nin Jeotermal Enerji Potansiyeli

YERKÜRESİNİN İÇ YAPISI


Kabuk kalınlığı:

Kimyasal ve mineralojik olarak

birbirinden farklı 2 bölümden oluşur.

Kıtasal Kabuk

Okyanusal Kabuk

Karalarda 35-40 km,

Okyanus tabanında 8-10 km.

Manto ile olan sınırı Mohorovicic

Süreksizliği olarak adlandırılmıştır.

Kabuk


Litosfer (Taşküre):

70-100 km derinliklere kadar uzanır.

Katı kayaçlardan oluşur.

Birçok parçalara veya levhalara bölünmüştür.

Astenosfer üzerinde 2-5 cm/yıl hızla hareket eder.

Astenosfer:

Üst mantonun plastik özellik gösteren bölümüdür.

Levhaların birbirine göre hareketi

plaka tektoniğinin temelini oluşturur.

Manto

LEVHA TEKTONİĞİ

Levha tektoniği, yerkabuğunda meydana

gelen büyük ölçekli levha hareketlerini ve

bu hareketler sonucu oluşan çeşitli olay ve

yapıları konu edinir.

Levhaların hareketleri:

İki levhanın birbirinden ayrılması,

İki levhanın birbirine birleşmesi

İki levhanın birbiri dokanağı boyunca kayması

LEVHA TEKTONİĞİ

Yerkürenin katı taş kabuğunu oluşturan, nispeten rijit olan litosfer, okyanusal ve kıtasal nitelikli birçok büyüklü küçüklü levhalara bölünmüştür.

Büyük levhalar: Avrasya (Avrupa-Asya), Pasifik, Avusturalya, Kuzey Amerika, Güney Amerika, Afrika ve Antartika levhalarından oluşmaktadır. Küçük levhalar: Nazka, Cocos, Juan de fuca, Filipinler, Antiller vb.

LEVHA TEKTONİĞİ

Okyanus ortası ve rift zonları: İzlanda Volkanik ada yayları ve yitim zonları: Japonya, Filipinler, Endonezya, Yeni Zelenda, A.B.D., El

Salvador, Nikaragua, Şili vb. Genç Orojenik Kuşaklar, Alp Kuşağı: Fas, Cezayir, İtalya, Yugoslavya, Yunanistan, Türkiye, İran,

Hindistan, Çin Sıcak Noktalar: Hawaii v.b.

JEOTERMAL SİSTEMİN KÖKENİ

Jeotermal enerji:

* Yerkabuğunda birikmiş ısının oluşturduğu,

* Sıcaklıkları sürekli olarak 20oC’nin üzerinde olan

* Çevresindeki yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla erimiş mineral,

tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak su ve buhar olarak tanımlanabilir

Jeotermal enerji:

* Yerkürenin akkor halindeki çekirdek kısmında bulunan ısının yayılımı ile oluşan,

* Yerkabuğuna kadar yayılan ısı enerjisi olarak tanımlanmaktadır.

* En önemli ısı kaynakları;

- Yerkabuğuna sokulan magma intrüzyonları

- Radyoaktivite


Jeotermal sistemlerin en önemli bileşenleri:

a) Isı kaynağı

b) Isıyı taşıyacak akışkan:

(%99 meteorik, %1 magmatik ve fosil kaynaklar)

c) Geçirgen rezervuar

d) Geçirimsiz örtü kaya

parametrelerinin tümünün

oluşturduğu ve doğal yollarla

birbirleri ile bağ oluşturan

sistemlerdir


a) Isı Kaynağı:

En önemli ısı kaynakları;

Yerkürenin ilk oluşumundan gelen ısısı

Levha hareketleriyle ilişkili magmatizma

Radyoaktif mineral bozunması

Levha hareketleri sonucu etkili olan

volkanik faaliyetlerle yerin derinliklerinde

bulunan ısı, kabuk içerisinde sığ

derinliklere ulaşabilmektedir. Bu ısı

etrafındaki kayaçları da ısıtarak, bölgede

bir ısı anomalisi yaratır.


b) Isıyı Taşıyan Akışkan:

Akışkanın kökeni;

* Meteorik: %99

* Magmatik:

* Fosil kaynaklar: %1

Akışkanın türü;

* Buhar Egemen

* Buhar+Sıvı

* Sıvı Egemen

Akışkanın sıcaklığı;

* Düşük Sıcaklıklı: (20-70oC)

* Orta Sıcaklıklı: (70-150oC)

* Yüksek Sıcaklıklı: (>150-oC)


c) Geçirgen Rezervuar:

Jeotermal rezervuar türleri:

1. Yüksek sıcaklık

2. Orta sıcaklık

3. Oldukça düşük sıcaklık

4. Termal kaynak

Rezervuar kayaç özellikleri: * İyi bir kanal sistemi

* Termal konveksiyon akımları

* Açık gözeneklilik

* Sığ rezervuar derinliği

* Akışkan miktarı


d) Geçirimsiz Örtü Kaya:

Rezervuar zonda depolanan

akışkan ve ısının, enerjisini

kaybetmeden kalabilmesi

için bu zon ve/veya birimler

üzerinde ısı ve akışkan

kaybını önleyecek, örtü

kayaç adı verilen geçirimsiz

birimler olmalıdır.

TÜRKİYE’NİN JEOTERMAL

ENERJİ POTANSİYELİ

Türkiye jeotermal kaynakları;

* Batı Anadolu: % 79,

* Orta Anadolu: % 8,5,

* Marmara Bölgesi: % 7,5,

* Doğu Anadolu: % 4,5

* Diğer bölgeler: % 0,5



1960: Jeotermal arama faaliyetleri 1960’lı yıllarda başlamıştır.

1968: Yüksek sıcaklıklı jeotermal saha olan Kızıldere Sahası keşfedilmiştir.

1960-1970’li yıllar: Orta sıcaklıklı Balçova ve Seferihisar Sahaları bulunmuştur.

1980: Yüksek sıcaklıklı Germencik sahası ile

Orta sıcaklıklı Salavatlı ve Simav sahaları keşfedilmiştir.

1990’lı yıllar: Jeotermal arama faaliyetleri durma noktasına gelmiştir.

2005-2012: Yıllık toplam sondaj derinliği 25.000m’ye ulaşmıştır.

2012: Manisa-Alaşehir’de Türkiye’nin en yüksek sıcaklıkta (287oC)

jeotermal sahası keşfedilmiştir.

2014: MTA tarafından keşfedilmiş saha sayısı 227’ye yükselmiştir.

552 adet sondajda toplam 301.750m arama çalışmaları yapılmıştır.

Türkiye’de jeotermal arama faaliyetleri:



Türkiye’nin jeotermal enerji potansiyeli:

* Tahmini jeotermal ısı potansiyeli: 31.500 MWt, güncellenmiş 60.000MWt * Jeotermal tahmini ısı kapasitesi: 7000 MWt (Potansiyelin %22,2’si)

Potansiyel: Jeotermal zenginliğin yeryüzüne çıkarılmamış kısmı Kapasite: Jeotermal zenginliğin açığa çıkarılan kısmı

Şekil . 1991-2012 yılları arasındaki MTA Genel Müdürlüğü sondaj çalışmaları.



Türkiye Jeotermal Kaynaklarının Kullanımı

1. Jeotermal enerjinin doğrudan kullanımı

a) Konut ısıtmacılığı

b) Sera ısıtmacılığı

c) Balneolojik uygulamalar

d) Isı pompaları

2. Jeotermal enerjinin elektrik üretiminde kullanımı

3. Jeotermal enerjinin endüstriyel uygulamalarda kullanımı

* Türkiye’de jeotermal kaynakların kullanımı 1984 yılında Kızıldere jeotermal santralinin kurulmasıyla başlamıştır. * Jeotermal kaynakların doğrudan kullanımı ise ilk olarak 1987 yılında Gönen (Balıkesir) ısıtma sisteminin faaliyete geçmesiyle başlamıştır.



* Jeotermal enerji elektrik üretim kapasitesi: 394,92MWe

* Doğrudan kullanım kapasitesi: 2.910,3MWt - Konut ısıtmacılığı: 829MWt - Seraların ısıtılması: 612MWt - Otellerin ısıtılması: 420MWt

- Balneolojik uygulamalar: 1005MWt - Tarımsal kurutma: 1.5MWt - Isı pompaları: 42.8MWt

Kasım-2014



a) Konut Isıtmacılığı:

Serpen vd., (2010); Mertoğlu vd., (2015)

Bölge Yıl Sıcaklık

(oC)

Kapasite

(MWt)

Isıtılan Konut

Sayısı

Gönen-Balıkesir 1987 80 19 3400

Simav-Kütahya 1991 137 72 7500

Kırşehir 1994 56 20 1900

Kuzuluk-Sakarya 1994 80 11 500

Kızılcahamam-Ankara 1995 75 28 2500

Balçova-İzmir 1996 140 243 35000

Afyonkarahisar 1996 95 102 23000

Kozaklı-Nevşehir 1996 95 34 3000

Sandıklı-Afyonkarahisar 1998 75 65 6000

Diyadin-Ağrı 1998 70 62 570

Armutlu-Yalova 2000 78 4.8 250

Salihli-Manisa 2002 94 57 7292

Sarayköy-Denizli 2002 140 19 2200

Edremit-Çanakkale 2003 60 39 4881

Bigadiç-Balıkesir 2006 80 10 1000

Güre-Balıkesir 2006 62 8.5 300

Bergama-İzmir 2006 62 10 450

Sorgun-Yozgat 2007 80 19 1500

Yerköy-Yozgat 2007 60 3.3 500

Dikili-İzmir 2008 125 19 1160

Toplam 829 102903



b) Sera Isıtmacılığı:

Yer Kapasite (MWt) Alan (Dekar)

Dikili-İzmir 100 1000

Salihli-Manisa 22.6 350

Turgutlu-Manisa 15.4 110

Balçova-İzmir 10.5 100

Kızıldere-Denizli 40 357

Gümüşköy-Aydın 2.5 50

Diyadin-Ağrı 3.1 3

Karacaali-Urfa 25 424

Sındırgı-Balıkesir 3 200

Simav-Kütahya 17 310

Afyonkarahisar 90 910

Diğerleri 282,9 1900

TOPLAM 612 4714

Serpen vd., (2010); Mertoğlu vd., (2015)



c) Balneolojik Uygulamalar:

* Termal sağlık turizmi Türkiye’de hızla gelişen bir sektördür.

* Her yıl yaklaşık 4milyon kişi termal turizm merkezlerinde konaklamaktadır.

* Türkiye’nin Balneolojik uygulamalarda doğrudan kullanım kapasitesi 1005MWt’dur.

* Türkiye’nin en önemli termal sağlık turizm merkezleri:

Balçova, Afyonkarahisar, Çeşme, Gönen, Adapazarı-Akyazı, Yalova-Armutlu, Kızılcahamam



Yer Kapasite

(MWt)

Metro Meydan M1 Alışveriş Merkezi, İstanbul 4.6

Terme Maris İşletmesi, Dalaman 0.2

Titanic Hotel, Antalya 8

Terracity, Antalya 12

Sabiha Gökçen Havaalanı, İstanbul 1.9

Konut Isıtmacılığı 1.1

Diğerleri 15

TOPLAM 42.8

d) Isı Pompası Uygulamaları:

Çizelge. Türkiye’deki ısı pompası uygulamaları (Mertoğlu vd., 2015).

Toprağın 3-4m altına yatay ve dikey döşenmiş borular ile enerji teminidir.

Ünitelerdeki enerji atımına ve toprak yapısına bağlı olarak toprak altına yerleştirilen boruların içinden sistem suyunun sirküle edilip istenilen katlara pompa yardımı ile iletilmesi



2. Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretiminde Kullanımı

Çizelge. Türkiye’nin jeotermal güç santralleri (Kılıç ve Kılıç, 2013; Mertoğlu vd., 2015)

Jeotermal Saha

Faaliyete

Başlama

Tarihi

Kurulu

Güç

(Mwe)

Sıcaklık

(oC) Lisans Alan Şirket

Denizli-Kızıldere 1984 95 242 Zorlu Enerji A.Ş.

Aydın-Salavatlı (Dora-1) 2006 34.45 162 Menderes Jeotermal Elektrik Üretim A.Ş.

Denizli-Kızıldere (Atık Su) 2007 6,85 140 Bereket Jeotermal Enerji A.Ş.

Aydın-Germencik 2009 47,4 232 Gürmat Elektrik Üretim A.Ş.

Aydın-Salavatlı (Dora-2) 2010 11,1 162 Menderes Jeotermal Elektrik Üretim A.Ş.

Çanakkale-Tuzla 2010 7,5 174 Enda A.Ş.

Aydın-Hıdırbeyli 2011 92 155 Maraşlı Maren Enerji A.Ş.

Aydın-Pamukören 2014 45 188 Çelikler Enerji A.Ş.

Manisa-Alaşehir 2014 24 185 Türkerler Enerji A.Ş.

Aydın-Germencik-2 2014 22.5 239 Gürmat Elektrik Üretim A.Ş.

Aydın-Gümüşköy 2014 6.6 180 BM Enerji A.Ş.

Denizli-Gerali 2014 2.52 124 Değirmenci Enerji A.Ş.

TOPLAM 394,92

2014 yılı sonu itibariyle 9 jeotermal alandaki 12 jeotermal santralde yapılan elektrik üretimi

sonucu Türkiye’nin kurulu güç kapasitesi yaklaşık 394,92MWe’dır.



2. Jeotermal Enerjinin Elektrik Üretiminde Kullanımı

Şekil. Türkiye elektrik enerjisi üretiminin birincil enerji kaynaklarına göre dağılımı (Eylül 2012).

(Kılıç ve Kılıç, 2013)

41%

27%

26%

3% 2% 0% 0% 1%

Türkiye Elektrik Enerjisi Üretiminin Kaynaklara Dağılımı

Doğalgaz

Kömür

Hidrolik

Rüzgar

Fuel-Oil

Jeotermal

Yenilenebilir

Diğer



3. Jeotermal Enerjinin Endüstriyel Uygulamalarda Kullanımı

* Orta ve yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynakların CO2 gazı içeriği: %1-2,5

* Türkiye yıllık CO2 üretimi:

- Kızıldere jeotermal santrali: 80000ton

- Aydın-Salavatlı sahası: 40000ton

* Üretilen CO2 kuru buz ve meşrubat endüstrisinde değerlendirilmektedir.

SONUÇLAR VE ÖNERİLER

1. Enerji ihtiyacının %76’sını ithal kaynaklardan sağlayan Türkiye her türlü yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanmak zorundadır.

2007 yılı, yenilenebilir enerji kaynakları elektrik üretimi

Yıllık Üretim Kapasite Faktörü (%)

TWh/y %

Hidrolik 2837 89 42

Biyokütle 183 5,7 52

Rüzgar 106 3,3 21

Jeotermal 57 1,8 73

Güneş 5 0,2 14

Toplam 3188 100 41

2. Türkiye jeotermal enerji potansiyeli: 31.500 MW

3. Bu potansiyelin yaklaşık 7000MWt’luk (%22,2) bölümü görünür hale getirilmiştir.

4. Ülkemiz jeotermal kaynaklarının potansiyelinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi:

- Yeni jeotermal sahaların keşfedilmesi, mevcutların geliştirilmesi

- Kızgın kuru kaya yönteminin kullanılması ve ısı pompalarının yaygınlaştırılması

Jeotermal Eneri Kaynakları

Documents

Transcript of Jeotermal Eneri Kaynakları