Jeotermal Enerji Nedir? Kullanımı, Avantaj ve Dezavantajları

Jeotermal enerji, Dünya’dan gelen ısıdır. Temiz ve sürdürülebilir. Jeotermal enerjinin kaynakları, sığ zeminden sıcak suya ve sıcak kayaya kadar, Dünya yüzeyinin bir kaç mil uzağında ve magma denilen erimiş kayaçların çok yüksek sıcaklıklarında bile daha derinlerde bulundu.

Dünyanın çekirdeğindeki radyoaktif parçacıkların yavaşça azalması, tüm kayalarda meydana gelen bir süreçte jeotermal enerji üretir. Dünyanın çekirdeği güneşin yüzeyinden daha sıcaktır.

Dünyada bir dizi farklı katman var:

  • İç çekirdek katı demirdir ve magma adı verilen sıcak erimiş kayadan bir dış çekirdek ile çevrelenmiştir.
  • Manto çekirdeği çevreliyor ve yaklaşık 1.800 mil kalınlığında. Manto magma ve kayadan oluşur.
  • Kabuk, dünyanın en dış tabakasıdır. Kabuk kıtaları ve okyanus tabanlarını oluşturur. Kabuk okyanusların altında 3 ila 5 mil kalınlığında ve kıtalarda 15 ila 35 mil kalınlığında olabilir.

Yerkabuğu tektonik plakalar olarak parçalara ayrılır. Magma, bu tabakların kenarlarına yakın yeryüzünün yüzeyine yaklaşır, ki burası birçok volkanın meydana geldiği yerdir. Volkanlardan çıkan lav kısmen magmadır. Kayalar ve su yeraltından gelen magma ısısını emer. Daha derinlerde yer alan kayalar ve su en yüksek sıcaklıklara sahiptir.

Dünyanın dört bir yanındaki insanlar evlerini ısıtmak ve derin kuyular açarak ve yeraltı suyunu veya buharı yüzeye pompalayarak elektrik üretmek için jeotermal enerjiyi kullanıyorlar. İnsanlar ayrıca, binaları ısıtmak ve serinletmek için dünyanın yüzeyine yakın sabit sıcaklıkları da kullanabilirler.

Jeotermal Enerji Nasıl Kullanılır?

Isı Dünya’nın altında oturuyor – sadece ona dokunmalıyız. Jeotermal enerji üç şekilde kullanılabilir:

Doğrudan jeotermal enerji: Kaplıca ya da jeotermal rezervuarların Dünya yüzeyine yakın olduğu bölgelerde, sıcak su doğrudan evlere ya da ofis binalarına ısıtmak için boruyla çevrilebilir. Jeotermal su, ısıyı sudan binanın ısıtma sistemine aktaran bir ısı eşanjörü ile pompalanır. Kullanılan su tekrar ısıtılmak ve tekrar kullanılmak üzere rezervuara iyi bir şekilde geri enjekte edilir.

Jeotermal ısı pompası: Toprağın altında bir kaç metre toprak veya su, yıl boyunca 10-15 santigrat derecede kalır. Sadece bu sıcaklık, evleri ve ofisleri ısıtmak veya soğutmak için kullanılabilir. Akışkan, yer altında veya gölet veya gölün suyunun altında ve bir binanın içine bir dizi boru (bir döngü denir) boyunca dolaşır. Bir elektrikli kompresör ve ısı değiştirici, ısıyı borulardan çeker ve bina boyunca bir kanal sistemi yoluyla gönderir. Yaz aylarında süreç tersine döner. Borular, ısıyı evden uzaklaştırır ve emildiği yerden, yere veya suya taşır.

Jeotermal enerji santrali: Derin yeraltından sıcak su ve buhar, yeraltı kuyularından geçerek bir elektrik santralinde elektrik üretmek için kullanılabilir. Üç farklı jeotermal enerji santrali vardır:

  • Kuru buhar tesisleri. Sıcak buhar, jeotermal rezervuarlardan doğrudan santraldeki jeneratörlere aktarılır. Buhar, elektrik üreten türbinlere ulaştırılır.
  • Flaş buhar tesisleri . Bir kuyudan 148 ve 371 santigrat derece su getirilir. Suyun bir kısmı türbinleri tahrik eden buhara dönüşür. Buhar soğuduktan sonra tekrar suya karışır ve yere geri döner.
  • İkili çevrim bitkileri: Orta derecede sıcak jeotermal su, bir ısı eşanjöründen geçirilir; burada ısı, sudan daha düşük bir sıcaklıkta kaynayan bir sıvıya (izobüten gibi) aktarılır. Bu sıvı ısıtıldığında, türbinleri döndüren buhara dönüşür.

Jeotermal Enerjinin Avantajları (Faydaları)

Jeotermal Enerji Kullanımı Çevre İçin İyidir: Her şeyden önce, jeotermal enerji fosil yakıtlar yakmadan dünyadan çıkarılır ve jeotermal alanlar pratikte hiç emisyon üretmez. Dahası, jeotermal enerji geleneksel enerji kullanımına göre % 80’e varan tasarruf sağlayabileceğiniz için çok faydalı olabilir.

Jeotermal, Yenilenebilir Enerjinin Güvenilir Kaynağıdır: Jeotermal enerjinin güneş, rüzgar veya biyokütle gibi diğer yenilenebilir kaynaklarla karşılaştırıldığında birçok avantajı vardır. Son derece sabit bir enerji kaynağıdır, yani rüzgar veya güneşe bağlı değildir ve tüm yıl boyunca kullanılabilir.

Jeotermal Sistemlerin Yüksek Verimi: Jeotermal ısı pompası sistemleri, ısıtma veya soğutma için geleneksel sistemlere göre % 25 ila % 50 daha az elektrik kullanır ve esnek tasarımları sayesinde, geleneksel sistemlere göre donanım için daha az alan gerektiren farklı durumlara ayarlanabilirler.

Jeotermal Sistemleri Dayanıklıdır: Jeotermal sistemlerin bir binanın içinde sadece az sayıda hareketli parçaya sahip olması nedeniyle, jeotermal ısı pompası sistemlerinin ömrü nispeten yüksektir. Isı pompası boruları bile 25 ila 50 yıl arasında garantiye sahipken, pompa genellikle en az 20 yıl dayanabilir.

Jeotermal Enerjinin Sürekli Elde Edilebilmesi: Jeotermal enerjiyle, bazen diğer güç türlerinde meydana gelen kıtlık ya da başka türlü problemler yoktur.

Jeotermal Enerji Yenilenebilir: Jeotermal enerji dünya çekirdeğinden çıkarılır ve toprak mevcut olduğu sürece kullanılabilir. Bu nedenle yenilenebilir ve yaklaşık 4-5 milyar yıl için kullanılabilir.

Jeotermal Enerjinin Dezavantajları

  • Potansiyel Emisyonlar: Dünya yüzeyinin altındaki sera gazı potansiyel olarak yüzeye ve atmosfere göç edebilir. Bu tür emisyonlar, kükürt dioksit ve silika emisyonları ile ilişkili olan jeotermal santraller yakınında daha yüksek olma eğilimindedir. Ayrıca, ve rezervuarlar cıva, arsenik ve bor içeren toksik ağır metallerin izlerini içerebilir.
  • Yüzey Kararsızlığı: Jeotermal enerji santrallerinin inşaatı arazinin istikrarını etkileyebilir. Ocak 1997’de, İsviçre’deki jeotermal enerji santrali inşaatı, Richter ölçeğine göre 3.4 büyüklüğünde bir depremi tetikledi.
  • Elektrik için yüksek maliyet: Elektrik üretmek için kullanılacaksa toplam maliyetler genellikle 1 MW’lık bir jeotermal enerji santrali için 2 – 7 milyon $ arasında bir sermaye gerekir.
  • Isıtma ve soğutma sistemleri için yüksek ön maliyetler – Öngörülebilir bir yatırım getirisi olmasına rağmen, bu hızlı bir şekilde gerçekleşmeyecek. Ortalama büyüklükte bir ev için, jeotermal ısı pompalarının kurulumu 10,000 $ – 20.000 $ arasında bir maliyete sahip olacak.
  • Jeotermal Enerjinin Yakınlığı: İyi jeotermal rezervuarlarına sahip olmak. İzlanda ve Filipinler, elektrik talebinin yaklaşık üçte birini jeotermal enerji ile karşılamaktadır. Türkiye’de jeotermal enerji kaynakları açısından oldukça zengin bir ülkedir. Ancak Güneydoğu Anadolu bölgesindeki jeotermal enerji kaynak alanları oldukça azdır.
  • Dağıtım maliyetleri – Jeotermal enerji uzun mesafelere taşınırsa, maliyet artabilmektedir.
  • Sürdürülebilirlik soruları – Bazı çalışmalar, sıvının değiştirilmesinden daha hızlı çıkarılması durumunda rezervuarların tüketilebileceğini göstermektedir. Jeotermal enerjinin jeotermal enerji santrallerinden farklı olarak kullanıldığı jeotermal ısıtma ve soğutma için bu bir sorun değildir.
  • Pompanın Güç Verilmesi MaliyetiJeotermal ısı pompaları bir güç kaynağına ihtiyaç duyar. 
  • Buhardan Kaçabilir: Jeotermal enerjiyle ilgili her şeyi kontrol etmeye çalışırken inanılmaz derecede dikkatli olmalısınız. Sıcağı izlemek ve kötüye kullanmamaya dikkat etmek gerekir, çünkü eğer ısı düzgün bir şekilde ele alınmazsa, enerjinin düzgün bir şekilde dağıtılmadığı veya kullanılmadığı bir erime veya başka sorunlara neden olabilir.