Jeotermal Kaynaklar Tükenebilir de:
Dikili-Kaynarca Jeotermal Sistemi'nde Sürdürülebilir İşletme
Tahir ÖNGÜR, Jeoloji Yüksek Mühendisi, Geosan AŞ
Dr Ümran SERPEN, Petrol Yüksek Mühendisi, İTÜ
ÖZET
Ülkemizde ilk günden beri jeotermal kaynağın yeni, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olduğundan söz edilir.
Ancak, gerek dünyada işletmeye alınan sahalar ve gerekse ülkemizde yaşananlar bunun gerçek olmadığını ve bu konuyu doğru anlamaz isek, çevre ve insan sağlığına zarar verecek şekilde kirli ve zaman zaman geri dönülmez düzeye de ulaşarak yenilenemeyen, tükenen bir kaynak işletmesinin yürütüldüğünü ortaya koymuştur. Ne yazık ki, bunun örnekleri çok yaygındır. Ülkemizde, hele kent ısıtmasında kullanılan sahalarda bunun oldukça ilerlemiş belirtileri görülüyor.
Sahaların kapasitelerini aşan tesis izinleri veriliyor. Nerede ise kullanıma alınan bütün sahalarda rezervuar basınçları düşüyor, kaynaklar tükeniyor. Yanlış yerlerde açılan geri basma kuyuları rezervuar sıcaklıklarını düşürmeye başladı. Atık suların çevredeki çaylara boşaltıldığı sistemler var. Kızıldere’deki tek jeotermal enerji santralımızdan artan atık akışkan nerede ise 40 yıldır Menderes Nehrine boşaltılıyor. Ağrı Diyadin’de Özel İdare’nin aklı çelinip kurulan Jeotermal sistemin içindeki sıvı CO2 fabrikası, pazarı olmadığı için çalıştırılamadı; şimdi, sökülüp batıya taşınıyor. Van, Erciş’teki sıcak sularla kent ısıtılacak umuduna kapılan yerel yönetimin alıp sahaya yaydığı 20 km özel boru, yapılan sondajda istenen miktarda akışkan sağlanamadığı için ortada kaldı. Bursa’nın zaten doğal gazla ısınan semtlerinde binlerce konutun jeotermal kaynakla ısıtılacağı umudu, Belediye’yi de etkileyip tüm karşı çıkışlara karşın sondaj yapılınca binlerce yıllık doğal ve kültürel mirasımız olan Kükürtlü ve Kocamustafa Kaplıcaları’nın suyu kesildi. Emet, Haruniye, vb belediyeler yarım kalan yatırımlarını tamamlayacak girişimcileri arıyor….
Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası oldukça incelenmiş bir sisteme sahip. Ancak, rezervuar mühendisliği açısından derlenmesi ve izlenmesi gereken bilgi ve veriler henüz ortada yok. Buna karşılık, durmadan sondajlar yapılıp kullanım hakları veriliyor.
Bu nedenle, bu bildiride br kez daha dünyadan örneklerden yola çıkılarak Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası’nı tehdit eden gelişmelere dikkat çekilip bu konu tartışmaya açılacaktır.
GİRİŞ
Dünyada çağdaş anlamda jeotermal kaynak üretimi yaklaşık 100 yıldır yapılıyor.
Hep jeotermal kaynakların yeni, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olduğundan söz edilir.
Yatırımlar bu tanıtımla özendirilmeye ve uygulamanın önündeki engeller aşılmaya çalışılır.
Ancak, gerek dünyada işletmeye alınan sahalar ve gerekse ülkemizde yaşananlar bunun gerçek olmadığını ve bu konuyu doğru anlamaz isek, çevre ve insan sağlığına zarar verecek şekilde kirli ve zaman zaman geri dönülmez düzeye de ulaşarak yenilenemeyen, tükenen bir kaynak işletmesinin yürütüldüğünü ortaya koymuştur.
Ne yazık ki, bunun örnekleri çok yaygındır.
Dünya Jeotermal Kongresi’nin 5.si bir yıl önce ülkemizde, Antalya’da yapıldı ve dünyanın bu konuyu ayrıntılı biçimde tartışmakta olduğunu gördük. Dünyada çeşitli sahalarda yürütülegelen yer yer denetimsiz ve yer yer de yanlış üretim yaklaşımları sonucunda neler yaşandığının örneklerini gördük. Bu açıdan ülkemizde neler olabileceğini anlamak için bu bir şans. Geleceği öngörebilmek ve uygulamalara bugünden sağlıklı bir yaklaşımla başlamak için orada aktarılanları titizlikle gözden geçirmek gerekli.
Çünkü, ülkemizde, hele kent ısıtmasında kullanılan sahalarda bunun oldukça ilerlemiş belirtileri görülüyor. Sahaların kapasitelerini aşan tesis izinleri veriliyor. Nerede ise kullanıma alınan bütün sahalarda rezervuar basınçları düşüyor, kaynaklar tükeniyor. Yanlış yerlerde açılan geri basma kuyuları rezervuar sıcaklıklarını düşürmeye başladı. Atık suların çevredeki çaylara boşaltıldığı sistemler var. Kızıldere’deki tek jeotermal enerji santralımızdan artan atık akışkan nerede ise 40 yıldır Menderes Nehrine boşaltılıyor. Ağrı Diyadin’de Özel İdare’nin aklı çelinip kurulan Jeotermal sistemin içindeki sıvı CO2 fabrikası, pazarı olmadığı için çalıştırılamadı; şimdi, sökülüp batıya taşınıyor. Van, Erciş’teki sıcak sularla kent ısıtılacak umuduna kapılan yerel yönetimin alıp sahaya yaydığı 20 km özel boru, yapılan sondajda istenen miktarda akışkan sağlanamadığı için ortada kaldı. Bursa’nın zaten doğal gazla ısınan semtlerinde binlerce konutun jeotermal kaynakla ısıtılacağı umudu, Belediye’yi de etkileyip tüm karşı çıkışlara karşın sondaj yapılınca binlerce yıllık doğal ve kültürel mirasımız olan Kükürtlü ve Kocamustafa Kaplıcaları’nın suyu kesildi. Emet, Haruniye, vb belediyeler yarım kalan yatırımlarını tamamlayacak girişimcileri arıyor….
Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası oldukça incelenmiş bir sisteme sahip. Ancak, rezervuar mühendisliği açısından derlenmesi ve izlenmesi gereken bilgi ve veriler henüz ortada yok. Buna karşılık, durmadan sondajlar yapılıp kullanım hakları veriliyor.
Bu nedenle, bu bildiride bir kez daha dünyadan örneklerden yola çıkılarak Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası’nı tehdit eden gelişmelere dikkat çekilip bu konu tartışmaya açılacak.
SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK, YENİLENEBİLİRLİK, YAPILABİLİRLİK KAVRAMLARI
“Yenilenebilirlik” doğal kaynakların tüketildiği ölçüde kendini yenileyebiliyor olmasını anlatmak için kullanılan bir terim. Özellikle enerji kaynakları için çok kullanılıyor. En anlaşılabilir örnekleri güneş, rüzgar ya da hidrolik enerji. Siz onları ne denli dönüştürür ve kullanır olursanız olun doğadaki süreçler onların tükenmeden varlığını sürdürmesini sağlamaktadır. Jeotermal kaynaklar oluşumu tamamlanmış, artık değişmez ve yerinden alınırsa tükenir hammaddeler değildir. Dinamiktirler. Sürekli olarak akışkan, ısı ve kimyasallarla beslenirken, bir yandan da bunları sürekli olarak yitirmektedirler. Çoğu jeotermal sistem, yüzeyde sıcak su ya da buharlı kaynaklarla kütlesel olarak boşalmaktadır. Ama, daha önemlisi, bunların bütününde yüklenilmiş olan ısı, kaya ortamlarda ışıma, kütlesel taşınma, vb yollarla ya da akışkanın yeraltında yeraltısuyu akiferlerine karışması sırasında saçınımla da yitirilmektedir. Bu kaynak bulunup, tanınıp üretilmese bile sürekli olarak ısı yüklenmekte ve ısı yitirmektedir. Aynı şey ısı taşıyıcısı olarak akışkanlar için de söz konusudur. İnsanlar bu kaynağı üretmese de, sisteme yeni akışkan, su ve gaz katılması ve sistemden dışarıya akışkan göçü olmaktadır. Bu, bu akışkanda çözünmüş mineraller ve gazlar için de aynıdır. Ancak, bu dinamik ve dışa açık sistem kararsız bir denge oluşturmaktadır. Sistem, insan uygarlığı ile kıyaslandığında (5.000 yıl ile 1.000.000 yıl arasında değişebildiği öngörülen) sonsuz sayılabilecek denli uzun olan ömrü boyunca aldığı kadar ısıyı ve akışkanı dışa vererek kendini yenileyebilmektedir. Jeotermal kaynakların üretilip kullanılmasında sistemdeki akışkana yüklü olan ısı çekilip kullanılmaktadır. Bu ısı çekimi sistemi besleyenden çok olmadığı sürece bu kaynak yenilenebilir kalacaktır(Stefansson, 2002).
“Sürdürülebilirlik” kullanıldığı ölçüde anlamsızlaştırılmış bir terim. 1987’de Brundtland Komisyonu tarafından “Bugünkü kuşakların gereksinimlerinin, gelecek kuşaklarınkine zarar vermeden karşılamak” olarak tanımlanmasından sonra 1991 Rio, 1997 Kyoto ve 2003 Johannesburg Konferanslarında pekiştirilen bu kavramı en çok onu çiğneyenler kullanır ve tüketir oldu.
Jeotermal kaynakların sürdürülebilir üretimi, Rybach(2005)’a göre üretim düzeyinin çok uzun bir süre korunabileceği bir üretim tarzı anlamı taşıyor. Bu terime bir tanım önermek üzere oluşturulan Orkustofnun Çalışma Grubu’nun önerisi de(2001) “Her bir jeotermal sistem ve her bir üretim tarzı için altında kalındığında sistemden 100-300 yıllık çok uzun bir süre sabit enerji üretiminin sürdürülebileceği, belirli bir maksimum enerji üretim düzeyi vardır.” şeklinde.
Evrensel bir ilke olarak “Sürdürülebilirlik”, jeotermal kaynakların işletilmesinde “Yenilenebilirlik” özelliğinin sürdürülebilir olmasını gerektiriyor ve kaynağın değil, onu işletenlerin davranışını tanımlayan bir terim. Cataldi(2001)’ye göre jeotermal sürdürülebilir bir enerji kaynağı olmakla birlikte, ancak çok elverişli bazı durumlarda yenilenebilir davranabilmektedir.
Stefansson and Axelsson(2005) jeotermal kaynaklarda aşırı üretimin önce tesis kurulurken; sonra da, işletme sırasında durmadan kuyu açılması gerekeceği için aşırı yatırıma neden olacağını ve işletmecinin eninde sonunda üretim düzeyini sürdürülebilir düzeye geri çekmek zorunda kalacağını anımsatıyor.
Sanyal (2005) ise sürdürülebilir ve yenilenebilir kapasite kavramlarını geliştirip bunların birbirleri ile ilişkilerini inceliyor. Dünyanın değişik yerlerindeki 37 sahaya ilişkin verileri kullanarak bu kavramları tartışan Sanyal’a göre sürdürülebilirlik kurulu kapasiteyi amorti süresinde ekonomik olarak üretimde tutma yetisi; yenilenebilirlik ise bu kapasiteyi kaynağı tüketmeden sonsuza kadar sürdürebilmek anlamına geliyor.
Sürdürülebilir ve Aşırı Üretim Tarzları
Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Kapasitelerin Kyaslanması
JEOTERMAL KAYNAK ÜRETİMİ VE UZUN DÖNEMDEKİ PERFORMANSI
Ne yazık ki, jeotermal kaynakların çağdaş ve ticari işletilmesinin örneklendiği son birkaç on yıllık dönem yenilenebilirlik sınırlarının kaba biçimde aşıldığı uygulamalarla dolu. Çoğu durumda jeotermal rezervuarın beslenebildiğinden fazla ısı ve akışkan çekiliyor sistemden. Bunun sonucunda bir ısı/akışkan eksikliği ortaya çıkıyor. Çoğu durumda yan kayada yeterli ısı kalmış ta olsa, önce akışkan yetersizliği yaşanıyor. Bu yüzden çoğu durumda soğuk artık akışkanın sisteme geri basılması (reenjeksiyon) uygulamaları yapılıyor olsa da, bu uygulamalarda yapılan yanlışlıklar ve zorlamalar da sistemde ısı eksikliği ortaya çıkana kadar sistemi zorluyor. Sistemin basınç ve sıcaklık koşulları geriliyor.
Bu tür gelişmeler için en tipik örnek ABD Kaliformiya’daki The Geysers sahasında olanlar. The Geysers sahası buhar egemen bir sistem. Kuru buhar çıkarılıp elektrik enerjisi üretilebiliyor. İlk olarak 1958 yılında Kuzey Kaliformniya kamu kuruluşu olan PG&E firması Magma–Thermal Ortak Girişimi’nden elektrik satın alma anlaşması yapıyor. İlk üretim 1960’da başlıyor. Yıllar geçtikçe başarılı kuyular ve yeniş santralar yapıldı. Pazar koşullarına bağlı olarak buhar fiyatları artıp eksildi, kuyu derinlikleri arttırıldı, sahanın kuzey üçte birinde açılan kuyulardan çekilen buharla birlikte korozif özellikli HCL ve H2S gibi yoğuşmayan gazlar da gelmeye başladı. Yetmedi, The Geysers’te öngörülenden daha hızlı buhar üretimi ve basınç düşümleri oluştu. 1991’de anlaşıldı ki, 1980’lerde sahada gerçekleştirilen aşırı üretim rezervuar basınçlarının başlangıçtaki 500 psi’lık düzeyden 200 psi’a düşmesine neden olmuş. Buharın azalışı üretimin de düşmesini sonuçladı. 1991’de 2.093 MW’lık kurulu elektrik üretimi kapasitesi varken üretim ancak 1326 MW idi. 1997 Mayısında, üretim 824 MW’a kadar düştü. 1997’den başlayarak işlenmiş atık su rezervuara geri basılmaya başlandıktan sonra 1999’da üretim ancak 1.000 MW’a yükselebildi. Bu süreci anlatan Hodgson (2000), 2000 yılında sahanın ve bütün kuyuların Calpine Şirketi tarafından devralındığını ve artık sahanın daha iyi yönetilebileceğini söylüyordu.
Calistoga/ABD Buhar Rezervuarında 10 yıl içinde %150 üretim düşüşü
Serpen(2005) dünyadan başka örnekler de veriyor.
Cerro-Prieto Jeotermal Sahası’nın şu anki kurulu gücü 620 MWe. Geçmişte yapılan 25 yıllık üretim sonucu sığ rezervuar basıncı 1 bar/yıl hızla düşmektedir. Sıcaklık ise 25 yılda 25oC düşmüştür. Derin rezervuardan daha çok üretim yapıldığı için soğuk akiferlerden gelen sular orada daha ciddi sıcaklık düşümü yaratmışlardır. Cerro-Prieto sahasının kurulu gücünü sürdürebilir tutabilmek ve azalımı telafi edebilmek için her yıl 1000 t/st debide buhar üretecek kuyuların delinmesi gerekmektedir.
Wairakei Jeotermal Sahası’nda kurulu güç 165 MWe . Bu sahadan, ortalama 140 MWe güç üretilmektedir. Geçmiş 40 yıl içinde rezervuar sıcaklığı 260oC’tan 230oC seviyesine, sıvı zondaki basınç ise 50 bar’dan 25 bar seviyesine inmiştir. Üretilen sıvının %30’unun 1970 yılından itibaren tekrar-basılması, basınç düşümünü azaltmıştır. Bu nedenle, tekrar-basma miktarının %50’ye çıkarılması planlanmaktadır. Rezervuar model çalışmaları, sahanın 2050 yılına kadar sürdürülebilir üretim yapabileceğine işaret etmektedir[9].
Kosta Rika’daki Miravalles Jeotermal Sahası’nda 150 MWe kurulu güç bulunmaktadır. Sahadan 7 yılda 215x106 ton akışkan üretilmiştir. İlk aşamada kurulan 55+15 MWe’lık ünitenin çalışması sırasında rezervuarda basınç düşümü 1.5 bar/yıl iken, bu güç 120 MWe’a çıktığında basınç düşümü 2.1 bar/yıla yükselmiş ve en son 9 ay boyunca 150 MWe üretim yapılırken de 2.7 bar/yıl olmuştur. Aslında, sahadaki basınç düşümü endişe vericidir. Halbuki, modelleme çalışmaları, sahadaki basınç düşümünün 0.73-1 bar/yıl olacağını tahmin etmişti[10]. Bu sahada gelişmenin çok hızlı gerçekleştildiği ve sahanın sürdürülebilir üretimin kapasitesinin bu değerlerin altında olabileceği düşünülebilir. Sahanın üretim ve injeksiyon yapılan bölgelerinin ayrı tutulması da basınç düşümünün engellenememesine neden olabilir.
El Salvador’daki Ahuacahapan Jeotermal Sahası’nda ilk 35 MWe’lık ünite 1976 yılında üretime başlamıştır. Bundan üç yıl sonra çalışmaya başlayan ikinci 35 MWe’lık ünitenin arkasından “double flash” üçücü 30 MWe’lık ünite devreye alınmıştır. Ancak bir müddet sonra, saha bu üç üniteyi besleyememiş ve sürdürülebilir üretim 45 MWe olarak devam etmektedir.
Nikaragua’daki Momotombo Jeotermal Sahası’nda iki adet toplam kurulu gücü 75 MWe olan bir santral ile üretime 1983 yılında başlanmıştır. Yaklaşık 10 yıl sonunda üretim 40 MWe’a düşmüştür. Daha sonraki 7 yılda üretim 7 MWe’a kadar düşmüş, yapılan kuyu tamamlama işlemleriyle üretim 30 MWe seviyesine geçen yıl çıkarılmıştır. Bu sahanın üretiminin işletme sorunları nedeniyle çok düşmesine rağmen, sürdürülebilir kapasitesinin kurulu güç kadar olmadığı kesindir.
BİLİNÇSİZ VE DENETİMSİZ ÜRETİMİN BİZDEKİ ÖRNEKLERİ
Ne yazık ki kısa jeotermal işletmecilik geçmişine karşın ülkemiz bilinçsiz ve denetimsiz üretim uygulamaları sonucu jeotermal kaynaklarının tükenme sürecine sokulmasının zengin(!) örnekleriyle dolu.
Örneğin Gönen’de 16-17 yıldır arttırıla arttırıla 2500 konutun jeotermal kaynakla ısıtılma sürecinde basınçların 6 bar ve sıcaklıkların 10-15°C düştüpğüğ, rezervuardaki statik su düzeylerinin 60 m’ye indiği gözlenmiş (Serpen ve Aksoy, 2004).
Sıcaklık 6°C düşünce yeraltından çekilen akışkan miktarını %30 arttırmak gerekmiş. Bu rezervuara soğuk su girmesini arttırırken sıcaklık düşümünü hızlandırmış. Geri basma uygulamasında yapılan yanlışlar da soğumaya katkıda bulunmuş. Sıkıuşıldıkça daracık alanda yeni kuyular açılmış. Kuyu sayısı 16 yılda 16’ya erişmiş.
Gönen’deki bir kuyuda 18 yıl ara ile yapılan iki teste ilişkin eğriler(Serpen ve Aksoy 2004’ten)
Agamemnon Jeotermal alanından da 1996’dan beri Balçova’da 1,6 milyon m2 konut ısıtılıyor. Sahada iç içe çok sayıda ve farklı derinliklerde kuyular açılıp üretim ve geri basma yapılmış. Burada da yapılan üretime bağlı olarak su düzeyi ve basınç düşümleri tipik (Serpen and Aksoy, 2004).
Bir Balçova Kuyusunda üretim-geri basma farkının eklenik değeri(mavi) ile su düzeylerinin değişimi
Buna ek olarak özellikle sığ kuyularda 6-7°C kalıcı soğumalar belirlenmiş durumda.
Yine Serpen(2005)’e göre ülkemizde jeotermal enerjiden elektriğin ilk olarak elde edildiği Kızıldere Jeotermal Sahası’ndan geçen 17 yılda ortalama brüt 10 MWe, net 7.5 MWe güç üretilmiştir. Santralın kurulu gücü 17.5 MWe’tır. Sahada 17 yıl boyunca yaklaşık 10 bar’lık bir basınç düşümü gözlenmiştir. Sahada tekrar-basma işlemi hiç uygulanmaması basınç düşümünün başlıca nedenidir. Bu sahanın sürdürülebilir gücünün üretilenden daha fazla olduğu konusunda önemli veriler bulunmaktadır. Sahanın üretiminin düşük kalmasında ülkemizin idari yapısındaki bazı sorunlardan kaynaklanmaktadır.
Afyon-Gecek Jeotermal Sahası ise dört bin konutun ısıtılmasında kullanılmakta ve burada son 5 yılda rezervuar basıncının 4.5 bar azaldığı gözlenmiştir. Bu sahada hiç tekrar-basma işlemi yapılmamış ancak son yılda sahanın dış kenarlarından yapılmaya başlanan tekrar-basma işlemi saha yerine başka bölgelerde etkili olmuştur. Bugünlerde basıncı hızla düşen ve alarm veren bu sahadan 4000 konutun daha ısıtılması planlanmaktadır.
DÜNYADA ÖNERİLENLER
Jeotermal rezerevuarlarda yaratılan gerileme ve çöküşün nasıl giderileceği üzerinde yavaş yavaş yaygınlaşan bir tartışma var. Önce kavramsal olarak üretimin durdurulduğu jeotermal rezervuarların nasıl davranabileceği ve kendini onarabilip onaramayacağı üzerinde duruldu.
Rybach(2000 ve 2003), sayısal modellemeler kullanarak rezervuar koşullarının kendini onarmasının hızlı başlayıp giderek yavaşlayan teğetsel bir süreçle olduğu ve sahanın ilksel özelliklerinin ise ancak sonsuz zamanda geri kazanabildiği sonucuna vardı. Buna karşılık pratik bir yenilenme, sözgelimi ilksel koşulların %95’ini geri kazanmanın çok daha kısa bir sürede sağlanabileceğini:örneğin, elektrik üretiminde kullanılan yüksek entalpili rezervuarlarda yerel koşullara bağlı olarak birkaç yüz yıl; mekan ısıtmalarında kullanılan kuyu çiftlerinde 100-200 yıl; tek yapıların ısıtılmasında kullanılan sığ ısı pompası uygulamalarında da kabaca üretimde geçen bir süre kadar zaman alacağını ileri sürmüştü.
Stefansson(2000) İzlanda’da 75 yıldır üretim yapılan Laugarnes sahasını örnek alıp ilk 25 yılda kendi akan kuyularda su düzeyleri 120 m düştükten sonra dalgıç pompalarla akışkan çekilebilmesine karşın rezervuarın soğuk su ile beslenip bunu ısıtabilme yeteneğinden ötürü üretimin hiç aksamadığını ve sahanın yenilenebildiğini anlatmakta.
İzlanda’nın Başkenti Rejkjavik’teki Laugarnes Sahasında Üretim ve Su Düzeyleri
Pritchett(1998) iki fazlı bir jeotermal rezervuardaki basınçların üretime son verildikten 50 yıl sonra %68’inin, 100 yıl sonra %88’inin ve 250 yıl sonra %98’inin; sıcaklığın üretime son verildikten 50 yıl sonra ancak %9’unun, 100 yıl sonra %21’inin ve 250 yıl sonra %77’sinin; ve buhar oranının üretime son verildikten 100 yıl sonra %5’inin ve 250 yıl sonra %55’inin geri oluştuğunu hesapladı.
Bu durumda sahaların dönemsel olarak bir üretime alınması ve bir dönem üretilmeyip kendini toparlaması ussal bir yol olarak gündeme getirilmektedir.
Dönemsel Üretim
Tartışılan bir başka konu da, rezervuarın zarar göreceği bir aşırı üretimin daha mı kârlı olduğu? Lovekin(2000), rezervuarı zayıflatan, bunun sonucunda çok sayıda yeni kuyu açılmasını gerektiren, tesislerin bir süre sonra düşük kapasite kullanımı ile çalıştırılmasının ekonomik olarak daha fizibıl olduğu sonucuna varıyor. Elbette yalnızca yatırımcı ve yatırım açısından!
Oysa Cataldi(2001) ise, gerçek kalkınmanın ancak ekolojik ekonominin izlenmesiyle olanaklı olduğunu anımsatıyor. Wright(2001) şu irdelemeyi yapıyor: “Bugün alışılmış ekonomik analiz yöntemlerinin yerine yeni yöntemlerin bulunması gerekiyor. Projelerin konvansiyonel analiz yönteminde gelecekte elde edilecek bir değerin, örneğin jeotermal üretimden elde edilen gelir akışının bugünkü değerinin belirlenmesi için bir indirgeme oranı kullanılır. Göreli olarak uzun bir süre için bu yapıldığında, gelecekteki jeotermal üretimin bugünkü değeri çok küçük bulunur. Örneğin, 30 yılda gelecek 1.000,-USD’nin %10 faiz oranına göre bugünkü değeri 57 USD bulunur. Bu 100 yıl için yapıldığında aynı 1.000 USD’nin bugünkü değeri yalnızca 0,07 USD’ye düşer. Gelecekte kazanılacak olan varlıkların değerlendirilmesinde izlenen bu yönteme göre yatırımcının jeotermal kaynaktan sürdürülebilir bir tarzda enerji elde etmesi için çok az ekonomik teşvik vardır.” Wright, Pearce and Warford (1993)’un önerdiği şekilde “ Toplam Ekonomik Değer (TED) kavramı proje bazında ekonomik çözümlemelere çevresel ve sürdürülebilirlik kaygılarının da katılmasını sağlamaktadır. Bir kaynağın TED’i doğrudan kullanım değeri, dolaylı kullanım değeri, seçenek kullanım değeri ve var olma değerinden oluşmaktadır. Enerji kaynaklarının doğrudan kullanım değeri çok açıktır ve kullanılagelen ekonomik çözümlemelerle verilebilmektedir (yeter ki, kaynağın kullanılmasının dışsal maloluşlarını da içersin). Dolaylı kullanım değeri ekologlarca verilebilir ve önemli ancak enerji kaynakları için hesabı oldukça güçtür. Seçenek kullanma değeri hükümetler ya da bireylerin bir kaynağın gelecekte kullanılabilmesi için korunmasının bedelini ödeme konusundaki isteklilikleridir. Var olma değeri de doğal varlığın görsel güzelliği gibi tüm öteki değerleridir. TED, jeotermal enerji kaynakları gibi doğal varlıkların değerlendirilmesinde çok kapsamlı bir çatı sağlamaktadır.” açıklamaları ile başka bir yaklaşımın zorunluluğunu ortaya koyuyor.
Salt ekonomik bağlamda bile uygun bulmadıkları aşırı üretime karşı Stefansson and Axelsson(2005) sahaların aşamalı bir yaklaşımla geliştirilmesini öneriyor. Yazarlar bu yolla hiçbir aşamada fazla yatırım yapılmamış ve sistemin zarar görmemiş olacağını belirtiyor.
Önerilen Aşamalı Geliştirme
DİKİLİ NASIL BAŞLADI?
Dikili Kaynarca Jeotermal kaynakları henüz geliştirilmeden kullanılmaya başlandı. Saha MTA ve daha sonra JICA tarafından araştırıldı. Keşif kuyuları yapıldı. Ancak, henüz bir rezervuar modellemesi yokken, gerekli testler yapılmamışken ve sürdürülebilir ve yenilenebilir işletme planları ve bunların uygulama programları tasarlanmamışken, arama amacı ile açılmış olan kuyular tek tek üretime alındı. Rezervuar gereğince tanınmadan başlatıldığı için bu aşamalı bir geliştirme de değil. Rastgele açılmış olan var olan kuyular giderek artan biçimde farklı kullanımlara kiralanıyor. Sahanın ve rezervuarın bir yönetimi yok. Yetkili ve sorumlu bir mühendis yok. Üretim sürecinin rezervuara ve sisteme olan etkileri izlenmiyor, gözlemlenmiyor ve bu yolla elde edilmesi gereken veriler derlenip işlenmiyor.
Saha giderek The Geysers’te olduğu gibi çok başlı bir yönetim sürecine girdi.
İşin kötüsü saha için önerilen kavramsal model (JICA, 1998) oldukça karmaşık ve heterojen bir rezervuar jeolojisinin, akışkan dolaşımının ve P-T koşullarının geçerli olduğunu ortaya koyuyor.
JICA’nın Dikili Kaynarca Jeotermal Sistemi İçin Önerdiği Kavramsal Model
GELECEĞİ GÖRMEK
Bu ortama yapılacak müdahalelerin sistemin neresinde nasıl bir etki yapacağını öngörmek son derece güç. Bu ancak, izlemek, sık sık test etmek ve hazırlanacak sayısal rezervuar modelini durmadan yenilemeyi gerektiriyor. Bu sahanın “Sürdürülebilir Kapasitesi”, “Yenilenebilir Kapasitesi”nin olsun olsun birkaç katı mertebesindedir. Bu nedenle, yanlış bir üretim düzeyinin seçilmesi sahanın hızla tükeniş sürecine girmesine ve doğal kaynağın telef edilmesinin yanında yapılan yatırımların da geri dönememesine neden olacaktır.
ŞİMDİ TAM ZAMANI
Bu olumsuz olasılığı önlemek, geri çevirmek için şimdi tam sırası.
Sahada yeni hakların dağıtılması hemen durdurulmalıdır.
Bugüne değin verilmiş kullanım hakları güvence ve elbette denetim altına alınarak sahanın geliştirilmesi ve işletilmesi tek elde toplanmalıdır.
Bu sorumluluk ve yetke MTA’dan alınıp “Dikili Jeotermal”e verilmelidir.
Bu dönüşüm, Maden Yasası’nın jeotermal kaynaklarla ilgili ve 1 yıldır uygulaması ertelenen geçici maddesi uygulanarak hemen gerçekleştirilmelidir.
Jeotermal Kaynaklar Yasası, buraya kadar dile getirilen gerçekler ve kaygılar gözetilerek hazırlanıp geciktirilmeden çıkarılmalı ve Dikili Kaynarca Jeotermal kaynakları çok başlılıktan ve telef olmak tehlikesinden kalıcı biçimde kurtarılmalıdır.
DEĞİNİLEN KAYNAKLAR
Aksoy, N. and Serpen, U., 2005, Reinjection Management in Balçova Geothermal Field, Proceedings of WGEC 2005,
Cataldi, R., 2001, Sustainability and Renewability of Geothermal Energy, Int. Sci. Conf. on Geothermal Energy in Underground Mines, Italy
Hodgson, S.F., 2000, Twenty-Three Views of the Geysers Geothermal Field, What Was Said, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 615-619
Lovekin, J., 2000, The Economics of Sustainable Geothermal Development, Proceedings of WGEC 2000, p 843-848
Orkustofnun Working Group, İceland, 2001, Sustainable Production of Geothermal Energy-Suggested Definition, IGA News, no. 43, January-March 2001, p. 1-2
Pearce, D. W. and Warford, J. J., 1993, World Without End -- Economics, Environment, and Sustainable Development: The World Bank
Pritchett, J.W., 1998, Modelling Post-Abandonment Electric Capacity recovery for a Two-Phase Geothermal Reservoir, Geothermal Resources Council Transactions, Vol 22, p.521-528
Rybach, L., Megel, Th., Eugster, W.J., 2000, At What Time-Scale are Geothermal Resources Renewable, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 867-873
Rybach, L., 2003, Sustainable Use of Geothermal Resources: Renewability Aspects, IGC2003 Short Course, The United Nations University
Rybach, L., 2005, Geothermal Energy: Sustainability and Environment, Proceedings of WGEC 2005,
Serpen, U. and Aksoy,N., 2004, Reinjection Experience in Gönen Field of Turkey, Procc. Of 29nth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford Univercity,
Serpen, U., 2005, Jeotermal Sahalarda Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Rezervuar Potansiyeli
Stefansson, V., 2000, The Renewabilityof Geothermal Energy, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 879-883
Stefansson, V. and Axelsson, G., 2005, Sustainable Utilization of Geothermal ResourcesThrough Stepwise development, Proceedings of WGEC 2005
Wright, P.M., 2001, The Sustainability of Production from Geothermal Resources, http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull19-2/bull19-2.htm
Dikili-Kaynarca Jeotermal Sistemi'nde Sürdürülebilir İşletme
Tahir ÖNGÜR, Jeoloji Yüksek Mühendisi, Geosan AŞ
Dr Ümran SERPEN, Petrol Yüksek Mühendisi, İTÜ
ÖZET
Ülkemizde ilk günden beri jeotermal kaynağın yeni, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olduğundan söz edilir.
Ancak, gerek dünyada işletmeye alınan sahalar ve gerekse ülkemizde yaşananlar bunun gerçek olmadığını ve bu konuyu doğru anlamaz isek, çevre ve insan sağlığına zarar verecek şekilde kirli ve zaman zaman geri dönülmez düzeye de ulaşarak yenilenemeyen, tükenen bir kaynak işletmesinin yürütüldüğünü ortaya koymuştur. Ne yazık ki, bunun örnekleri çok yaygındır. Ülkemizde, hele kent ısıtmasında kullanılan sahalarda bunun oldukça ilerlemiş belirtileri görülüyor.
Sahaların kapasitelerini aşan tesis izinleri veriliyor. Nerede ise kullanıma alınan bütün sahalarda rezervuar basınçları düşüyor, kaynaklar tükeniyor. Yanlış yerlerde açılan geri basma kuyuları rezervuar sıcaklıklarını düşürmeye başladı. Atık suların çevredeki çaylara boşaltıldığı sistemler var. Kızıldere’deki tek jeotermal enerji santralımızdan artan atık akışkan nerede ise 40 yıldır Menderes Nehrine boşaltılıyor. Ağrı Diyadin’de Özel İdare’nin aklı çelinip kurulan Jeotermal sistemin içindeki sıvı CO2 fabrikası, pazarı olmadığı için çalıştırılamadı; şimdi, sökülüp batıya taşınıyor. Van, Erciş’teki sıcak sularla kent ısıtılacak umuduna kapılan yerel yönetimin alıp sahaya yaydığı 20 km özel boru, yapılan sondajda istenen miktarda akışkan sağlanamadığı için ortada kaldı. Bursa’nın zaten doğal gazla ısınan semtlerinde binlerce konutun jeotermal kaynakla ısıtılacağı umudu, Belediye’yi de etkileyip tüm karşı çıkışlara karşın sondaj yapılınca binlerce yıllık doğal ve kültürel mirasımız olan Kükürtlü ve Kocamustafa Kaplıcaları’nın suyu kesildi. Emet, Haruniye, vb belediyeler yarım kalan yatırımlarını tamamlayacak girişimcileri arıyor….
Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası oldukça incelenmiş bir sisteme sahip. Ancak, rezervuar mühendisliği açısından derlenmesi ve izlenmesi gereken bilgi ve veriler henüz ortada yok. Buna karşılık, durmadan sondajlar yapılıp kullanım hakları veriliyor.
Bu nedenle, bu bildiride br kez daha dünyadan örneklerden yola çıkılarak Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası’nı tehdit eden gelişmelere dikkat çekilip bu konu tartışmaya açılacaktır.
GİRİŞ
Dünyada çağdaş anlamda jeotermal kaynak üretimi yaklaşık 100 yıldır yapılıyor.
Hep jeotermal kaynakların yeni, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olduğundan söz edilir.
Yatırımlar bu tanıtımla özendirilmeye ve uygulamanın önündeki engeller aşılmaya çalışılır.
Ancak, gerek dünyada işletmeye alınan sahalar ve gerekse ülkemizde yaşananlar bunun gerçek olmadığını ve bu konuyu doğru anlamaz isek, çevre ve insan sağlığına zarar verecek şekilde kirli ve zaman zaman geri dönülmez düzeye de ulaşarak yenilenemeyen, tükenen bir kaynak işletmesinin yürütüldüğünü ortaya koymuştur.
Ne yazık ki, bunun örnekleri çok yaygındır.
Dünya Jeotermal Kongresi’nin 5.si bir yıl önce ülkemizde, Antalya’da yapıldı ve dünyanın bu konuyu ayrıntılı biçimde tartışmakta olduğunu gördük. Dünyada çeşitli sahalarda yürütülegelen yer yer denetimsiz ve yer yer de yanlış üretim yaklaşımları sonucunda neler yaşandığının örneklerini gördük. Bu açıdan ülkemizde neler olabileceğini anlamak için bu bir şans. Geleceği öngörebilmek ve uygulamalara bugünden sağlıklı bir yaklaşımla başlamak için orada aktarılanları titizlikle gözden geçirmek gerekli.
Çünkü, ülkemizde, hele kent ısıtmasında kullanılan sahalarda bunun oldukça ilerlemiş belirtileri görülüyor. Sahaların kapasitelerini aşan tesis izinleri veriliyor. Nerede ise kullanıma alınan bütün sahalarda rezervuar basınçları düşüyor, kaynaklar tükeniyor. Yanlış yerlerde açılan geri basma kuyuları rezervuar sıcaklıklarını düşürmeye başladı. Atık suların çevredeki çaylara boşaltıldığı sistemler var. Kızıldere’deki tek jeotermal enerji santralımızdan artan atık akışkan nerede ise 40 yıldır Menderes Nehrine boşaltılıyor. Ağrı Diyadin’de Özel İdare’nin aklı çelinip kurulan Jeotermal sistemin içindeki sıvı CO2 fabrikası, pazarı olmadığı için çalıştırılamadı; şimdi, sökülüp batıya taşınıyor. Van, Erciş’teki sıcak sularla kent ısıtılacak umuduna kapılan yerel yönetimin alıp sahaya yaydığı 20 km özel boru, yapılan sondajda istenen miktarda akışkan sağlanamadığı için ortada kaldı. Bursa’nın zaten doğal gazla ısınan semtlerinde binlerce konutun jeotermal kaynakla ısıtılacağı umudu, Belediye’yi de etkileyip tüm karşı çıkışlara karşın sondaj yapılınca binlerce yıllık doğal ve kültürel mirasımız olan Kükürtlü ve Kocamustafa Kaplıcaları’nın suyu kesildi. Emet, Haruniye, vb belediyeler yarım kalan yatırımlarını tamamlayacak girişimcileri arıyor….
Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası oldukça incelenmiş bir sisteme sahip. Ancak, rezervuar mühendisliği açısından derlenmesi ve izlenmesi gereken bilgi ve veriler henüz ortada yok. Buna karşılık, durmadan sondajlar yapılıp kullanım hakları veriliyor.
Bu nedenle, bu bildiride bir kez daha dünyadan örneklerden yola çıkılarak Dikili-Kaynarca-Kocaoba Jeotermal Sahası’nı tehdit eden gelişmelere dikkat çekilip bu konu tartışmaya açılacak.
SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK, YENİLENEBİLİRLİK, YAPILABİLİRLİK KAVRAMLARI
“Yenilenebilirlik” doğal kaynakların tüketildiği ölçüde kendini yenileyebiliyor olmasını anlatmak için kullanılan bir terim. Özellikle enerji kaynakları için çok kullanılıyor. En anlaşılabilir örnekleri güneş, rüzgar ya da hidrolik enerji. Siz onları ne denli dönüştürür ve kullanır olursanız olun doğadaki süreçler onların tükenmeden varlığını sürdürmesini sağlamaktadır. Jeotermal kaynaklar oluşumu tamamlanmış, artık değişmez ve yerinden alınırsa tükenir hammaddeler değildir. Dinamiktirler. Sürekli olarak akışkan, ısı ve kimyasallarla beslenirken, bir yandan da bunları sürekli olarak yitirmektedirler. Çoğu jeotermal sistem, yüzeyde sıcak su ya da buharlı kaynaklarla kütlesel olarak boşalmaktadır. Ama, daha önemlisi, bunların bütününde yüklenilmiş olan ısı, kaya ortamlarda ışıma, kütlesel taşınma, vb yollarla ya da akışkanın yeraltında yeraltısuyu akiferlerine karışması sırasında saçınımla da yitirilmektedir. Bu kaynak bulunup, tanınıp üretilmese bile sürekli olarak ısı yüklenmekte ve ısı yitirmektedir. Aynı şey ısı taşıyıcısı olarak akışkanlar için de söz konusudur. İnsanlar bu kaynağı üretmese de, sisteme yeni akışkan, su ve gaz katılması ve sistemden dışarıya akışkan göçü olmaktadır. Bu, bu akışkanda çözünmüş mineraller ve gazlar için de aynıdır. Ancak, bu dinamik ve dışa açık sistem kararsız bir denge oluşturmaktadır. Sistem, insan uygarlığı ile kıyaslandığında (5.000 yıl ile 1.000.000 yıl arasında değişebildiği öngörülen) sonsuz sayılabilecek denli uzun olan ömrü boyunca aldığı kadar ısıyı ve akışkanı dışa vererek kendini yenileyebilmektedir. Jeotermal kaynakların üretilip kullanılmasında sistemdeki akışkana yüklü olan ısı çekilip kullanılmaktadır. Bu ısı çekimi sistemi besleyenden çok olmadığı sürece bu kaynak yenilenebilir kalacaktır(Stefansson, 2002).
“Sürdürülebilirlik” kullanıldığı ölçüde anlamsızlaştırılmış bir terim. 1987’de Brundtland Komisyonu tarafından “Bugünkü kuşakların gereksinimlerinin, gelecek kuşaklarınkine zarar vermeden karşılamak” olarak tanımlanmasından sonra 1991 Rio, 1997 Kyoto ve 2003 Johannesburg Konferanslarında pekiştirilen bu kavramı en çok onu çiğneyenler kullanır ve tüketir oldu.
Jeotermal kaynakların sürdürülebilir üretimi, Rybach(2005)’a göre üretim düzeyinin çok uzun bir süre korunabileceği bir üretim tarzı anlamı taşıyor. Bu terime bir tanım önermek üzere oluşturulan Orkustofnun Çalışma Grubu’nun önerisi de(2001) “Her bir jeotermal sistem ve her bir üretim tarzı için altında kalındığında sistemden 100-300 yıllık çok uzun bir süre sabit enerji üretiminin sürdürülebileceği, belirli bir maksimum enerji üretim düzeyi vardır.” şeklinde.
Evrensel bir ilke olarak “Sürdürülebilirlik”, jeotermal kaynakların işletilmesinde “Yenilenebilirlik” özelliğinin sürdürülebilir olmasını gerektiriyor ve kaynağın değil, onu işletenlerin davranışını tanımlayan bir terim. Cataldi(2001)’ye göre jeotermal sürdürülebilir bir enerji kaynağı olmakla birlikte, ancak çok elverişli bazı durumlarda yenilenebilir davranabilmektedir.
Stefansson and Axelsson(2005) jeotermal kaynaklarda aşırı üretimin önce tesis kurulurken; sonra da, işletme sırasında durmadan kuyu açılması gerekeceği için aşırı yatırıma neden olacağını ve işletmecinin eninde sonunda üretim düzeyini sürdürülebilir düzeye geri çekmek zorunda kalacağını anımsatıyor.
Sanyal (2005) ise sürdürülebilir ve yenilenebilir kapasite kavramlarını geliştirip bunların birbirleri ile ilişkilerini inceliyor. Dünyanın değişik yerlerindeki 37 sahaya ilişkin verileri kullanarak bu kavramları tartışan Sanyal’a göre sürdürülebilirlik kurulu kapasiteyi amorti süresinde ekonomik olarak üretimde tutma yetisi; yenilenebilirlik ise bu kapasiteyi kaynağı tüketmeden sonsuza kadar sürdürebilmek anlamına geliyor.
Sürdürülebilir ve Aşırı Üretim Tarzları
Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Kapasitelerin Kyaslanması
JEOTERMAL KAYNAK ÜRETİMİ VE UZUN DÖNEMDEKİ PERFORMANSI
Ne yazık ki, jeotermal kaynakların çağdaş ve ticari işletilmesinin örneklendiği son birkaç on yıllık dönem yenilenebilirlik sınırlarının kaba biçimde aşıldığı uygulamalarla dolu. Çoğu durumda jeotermal rezervuarın beslenebildiğinden fazla ısı ve akışkan çekiliyor sistemden. Bunun sonucunda bir ısı/akışkan eksikliği ortaya çıkıyor. Çoğu durumda yan kayada yeterli ısı kalmış ta olsa, önce akışkan yetersizliği yaşanıyor. Bu yüzden çoğu durumda soğuk artık akışkanın sisteme geri basılması (reenjeksiyon) uygulamaları yapılıyor olsa da, bu uygulamalarda yapılan yanlışlıklar ve zorlamalar da sistemde ısı eksikliği ortaya çıkana kadar sistemi zorluyor. Sistemin basınç ve sıcaklık koşulları geriliyor.
Bu tür gelişmeler için en tipik örnek ABD Kaliformiya’daki The Geysers sahasında olanlar. The Geysers sahası buhar egemen bir sistem. Kuru buhar çıkarılıp elektrik enerjisi üretilebiliyor. İlk olarak 1958 yılında Kuzey Kaliformniya kamu kuruluşu olan PG&E firması Magma–Thermal Ortak Girişimi’nden elektrik satın alma anlaşması yapıyor. İlk üretim 1960’da başlıyor. Yıllar geçtikçe başarılı kuyular ve yeniş santralar yapıldı. Pazar koşullarına bağlı olarak buhar fiyatları artıp eksildi, kuyu derinlikleri arttırıldı, sahanın kuzey üçte birinde açılan kuyulardan çekilen buharla birlikte korozif özellikli HCL ve H2S gibi yoğuşmayan gazlar da gelmeye başladı. Yetmedi, The Geysers’te öngörülenden daha hızlı buhar üretimi ve basınç düşümleri oluştu. 1991’de anlaşıldı ki, 1980’lerde sahada gerçekleştirilen aşırı üretim rezervuar basınçlarının başlangıçtaki 500 psi’lık düzeyden 200 psi’a düşmesine neden olmuş. Buharın azalışı üretimin de düşmesini sonuçladı. 1991’de 2.093 MW’lık kurulu elektrik üretimi kapasitesi varken üretim ancak 1326 MW idi. 1997 Mayısında, üretim 824 MW’a kadar düştü. 1997’den başlayarak işlenmiş atık su rezervuara geri basılmaya başlandıktan sonra 1999’da üretim ancak 1.000 MW’a yükselebildi. Bu süreci anlatan Hodgson (2000), 2000 yılında sahanın ve bütün kuyuların Calpine Şirketi tarafından devralındığını ve artık sahanın daha iyi yönetilebileceğini söylüyordu.
Calistoga/ABD Buhar Rezervuarında 10 yıl içinde %150 üretim düşüşü
Serpen(2005) dünyadan başka örnekler de veriyor.
Cerro-Prieto Jeotermal Sahası’nın şu anki kurulu gücü 620 MWe. Geçmişte yapılan 25 yıllık üretim sonucu sığ rezervuar basıncı 1 bar/yıl hızla düşmektedir. Sıcaklık ise 25 yılda 25oC düşmüştür. Derin rezervuardan daha çok üretim yapıldığı için soğuk akiferlerden gelen sular orada daha ciddi sıcaklık düşümü yaratmışlardır. Cerro-Prieto sahasının kurulu gücünü sürdürebilir tutabilmek ve azalımı telafi edebilmek için her yıl 1000 t/st debide buhar üretecek kuyuların delinmesi gerekmektedir.
Wairakei Jeotermal Sahası’nda kurulu güç 165 MWe . Bu sahadan, ortalama 140 MWe güç üretilmektedir. Geçmiş 40 yıl içinde rezervuar sıcaklığı 260oC’tan 230oC seviyesine, sıvı zondaki basınç ise 50 bar’dan 25 bar seviyesine inmiştir. Üretilen sıvının %30’unun 1970 yılından itibaren tekrar-basılması, basınç düşümünü azaltmıştır. Bu nedenle, tekrar-basma miktarının %50’ye çıkarılması planlanmaktadır. Rezervuar model çalışmaları, sahanın 2050 yılına kadar sürdürülebilir üretim yapabileceğine işaret etmektedir[9].
Kosta Rika’daki Miravalles Jeotermal Sahası’nda 150 MWe kurulu güç bulunmaktadır. Sahadan 7 yılda 215x106 ton akışkan üretilmiştir. İlk aşamada kurulan 55+15 MWe’lık ünitenin çalışması sırasında rezervuarda basınç düşümü 1.5 bar/yıl iken, bu güç 120 MWe’a çıktığında basınç düşümü 2.1 bar/yıla yükselmiş ve en son 9 ay boyunca 150 MWe üretim yapılırken de 2.7 bar/yıl olmuştur. Aslında, sahadaki basınç düşümü endişe vericidir. Halbuki, modelleme çalışmaları, sahadaki basınç düşümünün 0.73-1 bar/yıl olacağını tahmin etmişti[10]. Bu sahada gelişmenin çok hızlı gerçekleştildiği ve sahanın sürdürülebilir üretimin kapasitesinin bu değerlerin altında olabileceği düşünülebilir. Sahanın üretim ve injeksiyon yapılan bölgelerinin ayrı tutulması da basınç düşümünün engellenememesine neden olabilir.
El Salvador’daki Ahuacahapan Jeotermal Sahası’nda ilk 35 MWe’lık ünite 1976 yılında üretime başlamıştır. Bundan üç yıl sonra çalışmaya başlayan ikinci 35 MWe’lık ünitenin arkasından “double flash” üçücü 30 MWe’lık ünite devreye alınmıştır. Ancak bir müddet sonra, saha bu üç üniteyi besleyememiş ve sürdürülebilir üretim 45 MWe olarak devam etmektedir.
Nikaragua’daki Momotombo Jeotermal Sahası’nda iki adet toplam kurulu gücü 75 MWe olan bir santral ile üretime 1983 yılında başlanmıştır. Yaklaşık 10 yıl sonunda üretim 40 MWe’a düşmüştür. Daha sonraki 7 yılda üretim 7 MWe’a kadar düşmüş, yapılan kuyu tamamlama işlemleriyle üretim 30 MWe seviyesine geçen yıl çıkarılmıştır. Bu sahanın üretiminin işletme sorunları nedeniyle çok düşmesine rağmen, sürdürülebilir kapasitesinin kurulu güç kadar olmadığı kesindir.
BİLİNÇSİZ VE DENETİMSİZ ÜRETİMİN BİZDEKİ ÖRNEKLERİ
Ne yazık ki kısa jeotermal işletmecilik geçmişine karşın ülkemiz bilinçsiz ve denetimsiz üretim uygulamaları sonucu jeotermal kaynaklarının tükenme sürecine sokulmasının zengin(!) örnekleriyle dolu.
Örneğin Gönen’de 16-17 yıldır arttırıla arttırıla 2500 konutun jeotermal kaynakla ısıtılma sürecinde basınçların 6 bar ve sıcaklıkların 10-15°C düştüpğüğ, rezervuardaki statik su düzeylerinin 60 m’ye indiği gözlenmiş (Serpen ve Aksoy, 2004).
Sıcaklık 6°C düşünce yeraltından çekilen akışkan miktarını %30 arttırmak gerekmiş. Bu rezervuara soğuk su girmesini arttırırken sıcaklık düşümünü hızlandırmış. Geri basma uygulamasında yapılan yanlışlar da soğumaya katkıda bulunmuş. Sıkıuşıldıkça daracık alanda yeni kuyular açılmış. Kuyu sayısı 16 yılda 16’ya erişmiş.
Gönen’deki bir kuyuda 18 yıl ara ile yapılan iki teste ilişkin eğriler(Serpen ve Aksoy 2004’ten)
Agamemnon Jeotermal alanından da 1996’dan beri Balçova’da 1,6 milyon m2 konut ısıtılıyor. Sahada iç içe çok sayıda ve farklı derinliklerde kuyular açılıp üretim ve geri basma yapılmış. Burada da yapılan üretime bağlı olarak su düzeyi ve basınç düşümleri tipik (Serpen and Aksoy, 2004).
Bir Balçova Kuyusunda üretim-geri basma farkının eklenik değeri(mavi) ile su düzeylerinin değişimi
Buna ek olarak özellikle sığ kuyularda 6-7°C kalıcı soğumalar belirlenmiş durumda.
Yine Serpen(2005)’e göre ülkemizde jeotermal enerjiden elektriğin ilk olarak elde edildiği Kızıldere Jeotermal Sahası’ndan geçen 17 yılda ortalama brüt 10 MWe, net 7.5 MWe güç üretilmiştir. Santralın kurulu gücü 17.5 MWe’tır. Sahada 17 yıl boyunca yaklaşık 10 bar’lık bir basınç düşümü gözlenmiştir. Sahada tekrar-basma işlemi hiç uygulanmaması basınç düşümünün başlıca nedenidir. Bu sahanın sürdürülebilir gücünün üretilenden daha fazla olduğu konusunda önemli veriler bulunmaktadır. Sahanın üretiminin düşük kalmasında ülkemizin idari yapısındaki bazı sorunlardan kaynaklanmaktadır.
Afyon-Gecek Jeotermal Sahası ise dört bin konutun ısıtılmasında kullanılmakta ve burada son 5 yılda rezervuar basıncının 4.5 bar azaldığı gözlenmiştir. Bu sahada hiç tekrar-basma işlemi yapılmamış ancak son yılda sahanın dış kenarlarından yapılmaya başlanan tekrar-basma işlemi saha yerine başka bölgelerde etkili olmuştur. Bugünlerde basıncı hızla düşen ve alarm veren bu sahadan 4000 konutun daha ısıtılması planlanmaktadır.
DÜNYADA ÖNERİLENLER
Jeotermal rezerevuarlarda yaratılan gerileme ve çöküşün nasıl giderileceği üzerinde yavaş yavaş yaygınlaşan bir tartışma var. Önce kavramsal olarak üretimin durdurulduğu jeotermal rezervuarların nasıl davranabileceği ve kendini onarabilip onaramayacağı üzerinde duruldu.
Rybach(2000 ve 2003), sayısal modellemeler kullanarak rezervuar koşullarının kendini onarmasının hızlı başlayıp giderek yavaşlayan teğetsel bir süreçle olduğu ve sahanın ilksel özelliklerinin ise ancak sonsuz zamanda geri kazanabildiği sonucuna vardı. Buna karşılık pratik bir yenilenme, sözgelimi ilksel koşulların %95’ini geri kazanmanın çok daha kısa bir sürede sağlanabileceğini:örneğin, elektrik üretiminde kullanılan yüksek entalpili rezervuarlarda yerel koşullara bağlı olarak birkaç yüz yıl; mekan ısıtmalarında kullanılan kuyu çiftlerinde 100-200 yıl; tek yapıların ısıtılmasında kullanılan sığ ısı pompası uygulamalarında da kabaca üretimde geçen bir süre kadar zaman alacağını ileri sürmüştü.
Stefansson(2000) İzlanda’da 75 yıldır üretim yapılan Laugarnes sahasını örnek alıp ilk 25 yılda kendi akan kuyularda su düzeyleri 120 m düştükten sonra dalgıç pompalarla akışkan çekilebilmesine karşın rezervuarın soğuk su ile beslenip bunu ısıtabilme yeteneğinden ötürü üretimin hiç aksamadığını ve sahanın yenilenebildiğini anlatmakta.
İzlanda’nın Başkenti Rejkjavik’teki Laugarnes Sahasında Üretim ve Su Düzeyleri
Pritchett(1998) iki fazlı bir jeotermal rezervuardaki basınçların üretime son verildikten 50 yıl sonra %68’inin, 100 yıl sonra %88’inin ve 250 yıl sonra %98’inin; sıcaklığın üretime son verildikten 50 yıl sonra ancak %9’unun, 100 yıl sonra %21’inin ve 250 yıl sonra %77’sinin; ve buhar oranının üretime son verildikten 100 yıl sonra %5’inin ve 250 yıl sonra %55’inin geri oluştuğunu hesapladı.
Bu durumda sahaların dönemsel olarak bir üretime alınması ve bir dönem üretilmeyip kendini toparlaması ussal bir yol olarak gündeme getirilmektedir.
Dönemsel Üretim
Tartışılan bir başka konu da, rezervuarın zarar göreceği bir aşırı üretimin daha mı kârlı olduğu? Lovekin(2000), rezervuarı zayıflatan, bunun sonucunda çok sayıda yeni kuyu açılmasını gerektiren, tesislerin bir süre sonra düşük kapasite kullanımı ile çalıştırılmasının ekonomik olarak daha fizibıl olduğu sonucuna varıyor. Elbette yalnızca yatırımcı ve yatırım açısından!
Oysa Cataldi(2001) ise, gerçek kalkınmanın ancak ekolojik ekonominin izlenmesiyle olanaklı olduğunu anımsatıyor. Wright(2001) şu irdelemeyi yapıyor: “Bugün alışılmış ekonomik analiz yöntemlerinin yerine yeni yöntemlerin bulunması gerekiyor. Projelerin konvansiyonel analiz yönteminde gelecekte elde edilecek bir değerin, örneğin jeotermal üretimden elde edilen gelir akışının bugünkü değerinin belirlenmesi için bir indirgeme oranı kullanılır. Göreli olarak uzun bir süre için bu yapıldığında, gelecekteki jeotermal üretimin bugünkü değeri çok küçük bulunur. Örneğin, 30 yılda gelecek 1.000,-USD’nin %10 faiz oranına göre bugünkü değeri 57 USD bulunur. Bu 100 yıl için yapıldığında aynı 1.000 USD’nin bugünkü değeri yalnızca 0,07 USD’ye düşer. Gelecekte kazanılacak olan varlıkların değerlendirilmesinde izlenen bu yönteme göre yatırımcının jeotermal kaynaktan sürdürülebilir bir tarzda enerji elde etmesi için çok az ekonomik teşvik vardır.” Wright, Pearce and Warford (1993)’un önerdiği şekilde “ Toplam Ekonomik Değer (TED) kavramı proje bazında ekonomik çözümlemelere çevresel ve sürdürülebilirlik kaygılarının da katılmasını sağlamaktadır. Bir kaynağın TED’i doğrudan kullanım değeri, dolaylı kullanım değeri, seçenek kullanım değeri ve var olma değerinden oluşmaktadır. Enerji kaynaklarının doğrudan kullanım değeri çok açıktır ve kullanılagelen ekonomik çözümlemelerle verilebilmektedir (yeter ki, kaynağın kullanılmasının dışsal maloluşlarını da içersin). Dolaylı kullanım değeri ekologlarca verilebilir ve önemli ancak enerji kaynakları için hesabı oldukça güçtür. Seçenek kullanma değeri hükümetler ya da bireylerin bir kaynağın gelecekte kullanılabilmesi için korunmasının bedelini ödeme konusundaki isteklilikleridir. Var olma değeri de doğal varlığın görsel güzelliği gibi tüm öteki değerleridir. TED, jeotermal enerji kaynakları gibi doğal varlıkların değerlendirilmesinde çok kapsamlı bir çatı sağlamaktadır.” açıklamaları ile başka bir yaklaşımın zorunluluğunu ortaya koyuyor.
Salt ekonomik bağlamda bile uygun bulmadıkları aşırı üretime karşı Stefansson and Axelsson(2005) sahaların aşamalı bir yaklaşımla geliştirilmesini öneriyor. Yazarlar bu yolla hiçbir aşamada fazla yatırım yapılmamış ve sistemin zarar görmemiş olacağını belirtiyor.
Önerilen Aşamalı Geliştirme
DİKİLİ NASIL BAŞLADI?
Dikili Kaynarca Jeotermal kaynakları henüz geliştirilmeden kullanılmaya başlandı. Saha MTA ve daha sonra JICA tarafından araştırıldı. Keşif kuyuları yapıldı. Ancak, henüz bir rezervuar modellemesi yokken, gerekli testler yapılmamışken ve sürdürülebilir ve yenilenebilir işletme planları ve bunların uygulama programları tasarlanmamışken, arama amacı ile açılmış olan kuyular tek tek üretime alındı. Rezervuar gereğince tanınmadan başlatıldığı için bu aşamalı bir geliştirme de değil. Rastgele açılmış olan var olan kuyular giderek artan biçimde farklı kullanımlara kiralanıyor. Sahanın ve rezervuarın bir yönetimi yok. Yetkili ve sorumlu bir mühendis yok. Üretim sürecinin rezervuara ve sisteme olan etkileri izlenmiyor, gözlemlenmiyor ve bu yolla elde edilmesi gereken veriler derlenip işlenmiyor.
Saha giderek The Geysers’te olduğu gibi çok başlı bir yönetim sürecine girdi.
İşin kötüsü saha için önerilen kavramsal model (JICA, 1998) oldukça karmaşık ve heterojen bir rezervuar jeolojisinin, akışkan dolaşımının ve P-T koşullarının geçerli olduğunu ortaya koyuyor.
JICA’nın Dikili Kaynarca Jeotermal Sistemi İçin Önerdiği Kavramsal Model
GELECEĞİ GÖRMEK
Bu ortama yapılacak müdahalelerin sistemin neresinde nasıl bir etki yapacağını öngörmek son derece güç. Bu ancak, izlemek, sık sık test etmek ve hazırlanacak sayısal rezervuar modelini durmadan yenilemeyi gerektiriyor. Bu sahanın “Sürdürülebilir Kapasitesi”, “Yenilenebilir Kapasitesi”nin olsun olsun birkaç katı mertebesindedir. Bu nedenle, yanlış bir üretim düzeyinin seçilmesi sahanın hızla tükeniş sürecine girmesine ve doğal kaynağın telef edilmesinin yanında yapılan yatırımların da geri dönememesine neden olacaktır.
ŞİMDİ TAM ZAMANI
Bu olumsuz olasılığı önlemek, geri çevirmek için şimdi tam sırası.
Sahada yeni hakların dağıtılması hemen durdurulmalıdır.
Bugüne değin verilmiş kullanım hakları güvence ve elbette denetim altına alınarak sahanın geliştirilmesi ve işletilmesi tek elde toplanmalıdır.
Bu sorumluluk ve yetke MTA’dan alınıp “Dikili Jeotermal”e verilmelidir.
Bu dönüşüm, Maden Yasası’nın jeotermal kaynaklarla ilgili ve 1 yıldır uygulaması ertelenen geçici maddesi uygulanarak hemen gerçekleştirilmelidir.
Jeotermal Kaynaklar Yasası, buraya kadar dile getirilen gerçekler ve kaygılar gözetilerek hazırlanıp geciktirilmeden çıkarılmalı ve Dikili Kaynarca Jeotermal kaynakları çok başlılıktan ve telef olmak tehlikesinden kalıcı biçimde kurtarılmalıdır.
DEĞİNİLEN KAYNAKLAR
Aksoy, N. and Serpen, U., 2005, Reinjection Management in Balçova Geothermal Field, Proceedings of WGEC 2005,
Cataldi, R., 2001, Sustainability and Renewability of Geothermal Energy, Int. Sci. Conf. on Geothermal Energy in Underground Mines, Italy
Hodgson, S.F., 2000, Twenty-Three Views of the Geysers Geothermal Field, What Was Said, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 615-619
Lovekin, J., 2000, The Economics of Sustainable Geothermal Development, Proceedings of WGEC 2000, p 843-848
Orkustofnun Working Group, İceland, 2001, Sustainable Production of Geothermal Energy-Suggested Definition, IGA News, no. 43, January-March 2001, p. 1-2
Pearce, D. W. and Warford, J. J., 1993, World Without End -- Economics, Environment, and Sustainable Development: The World Bank
Pritchett, J.W., 1998, Modelling Post-Abandonment Electric Capacity recovery for a Two-Phase Geothermal Reservoir, Geothermal Resources Council Transactions, Vol 22, p.521-528
Rybach, L., Megel, Th., Eugster, W.J., 2000, At What Time-Scale are Geothermal Resources Renewable, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 867-873
Rybach, L., 2003, Sustainable Use of Geothermal Resources: Renewability Aspects, IGC2003 Short Course, The United Nations University
Rybach, L., 2005, Geothermal Energy: Sustainability and Environment, Proceedings of WGEC 2005,
Serpen, U. and Aksoy,N., 2004, Reinjection Experience in Gönen Field of Turkey, Procc. Of 29nth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford Univercity,
Serpen, U., 2005, Jeotermal Sahalarda Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Rezervuar Potansiyeli
Stefansson, V., 2000, The Renewabilityof Geothermal Energy, Proceedings of WGEC 2000, Vol 2, p 879-883
Stefansson, V. and Axelsson, G., 2005, Sustainable Utilization of Geothermal ResourcesThrough Stepwise development, Proceedings of WGEC 2005
Wright, P.M., 2001, The Sustainability of Production from Geothermal Resources, http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull19-2/bull19-2.htm
posted by tahirongur | 12:24 PM
|
0 comments
