Türkiye'nin
jeotermal potansiyelinin 4 GW olduğu söylendi Avrupa İmar ve Kalkınma Bankası
Enerji Direktörü Parshad tarafından Ocak 2015 de. Bu potansiyel bilinen hidrotermal kaynakları
kapsıyor. Hidrotermal kaynaklar yüzeye
nisbeten yakın ve rezervuarın geçirgenliği fazla olan kaynaklardır. Rezervuar geçirgen olduğu için, sıcak suyu
yerüstüne çıkarmak kolay oluyor. Kuyu
kazıldığında, şu kendiliğinden arteziyen gibi fışkırıyor. Türkiye’nin volkanık bir jeolojisi olduğu
için, böyle kaynaklar diğer bir çok ülkeye göre (mesela Avustralya gibi oturmuş
jeolojilere nazaran) çok daha fazla. Bu
yüzden, anti-parantez, Türkiye’de deprem riski de daha yüksek maalesef.
Hidrotermal
kaynakların ötesinde, Türkiye’nin “Sıcak Kuru Kaya” ya da “Geliştirilmiş
Jeotermal Sistemleri” denilen jeotermal cinsleri için de elverişli ülke olduğu
daha önceleri gerek ben gerek başkaları tarafından defalarca dile
getirildi. Jeotermal sektör, haklı
olarak, değerlendirilmesi daha kolay olan hidrotermal kaynaklarla ilgileniyor
ama bu kaynakların kullanımı arttıkça, daha derin jeotermal kaynakların
değerlendirilmesi de gündeme gelecek.
“Geliştirilmiş Jeotermal Sistemleri” ya da “Sıcak Kuru Kaya” diye Türkçe’ye
çevrilebilecek olan “Enhanced Geothermal Systems (EGS)” ya da “Hot Dry Rocks(HDR)” kaynaklarından
bahsediyoruz. Yazması okuması kolay
olsun diye, EGS diyeceğim bundan sonra.
Dünyada EGS
çalışması ilk olarak 1980 lerde ABD Fenton Hill’de graniti çatlatarak
başlamıştı. Yirmi sene pek bir ilerleme
olmadı. Ancak 2000’li senelerde,
Avustralya’da Geodynamics, Avrupada
Soultz-a-Forets, ve ABD’de AltaRock’un çeşitli projeleri ile tekrar gündeme
geldi. Birk aç senedir, Türkiye’de de
telaffuz edilmeye başlandı. Özellikle, yeni
AB fonları, bu konuya daha ciddi eğilmeyi mümkün kılabilir. Avrupa İmar ve Kalkınma Bankası’nin
Türkiye'de jeotermal kapasitenin gelişmesine yönelik $125 milyon dolarlık ilave
bir fon yaratmış olduğu duyuruldu Ocak 2015 de.
Bu fonun bir kısmını, Türkiye’nin EGS potansiyelini ispatlamak ve
geliştirmek için kullanmak yerinde olur sanıyorum.
Türkiye’nin EGS
potansiyeli üzerine şu ana kadar pek az değerlendirme yapıldı. EGS deyince, ille de Fenton Hill ve
Avustralya Cooper Basin örneklerinde olduğu gibi, sıcak graniti kasdetmiyorum. AltaRock’un Kaliforniya volkanikleri
civarında başladığı Newberry projesine
benzeyen jeolojilerde EGS denenebilir.
Türkiye’de derin crystalline formasyonlarda düşey faylar arasında
sıkışmış grabenlerde de EGS mümkün olabilir . Bu yüzden, Türkiye’de EGS
deyince, tüm potansiyeli kapsamak, bildiğimiz sıcak kuru granit havzalarına
sınırlanmamak iyi olur.
Hacettepe
Üniversitesi’nde sevgili dostum Profesör Galip Yüce’ye sordum Türkiye’de şu ana
kadar yapılmış olan çalışmalar hakkında.
Onun bana gönderdiği kaynakları kullanarak, Türkiye’deki EGS potansiyel
hakkında bir saptama yapmaya çalışacağım.
TÜRKİYE EGS
POTANSİYELİ
İTÜ’de
2006 senesinde tamamlanan bir yüksek lisans tezinde (Uzunlar, 2006), 1000 m ve
daha derinliğindeki 539 derin kuyunun 419 tanesinden alınmış sıcaklık ölçümleri
kullanılarak. Türkiye’nin çeşitli bölgelerinde yeraltı sıcaklık gradyanları
çıkarılmış. Aşağıdaki tabloda
özetliyorum.
Bolge
|
Gradyan (oC/km)
|
Gediz grabeni
|
120
|
Çanakkale Tuzla
jeotermal alanı
|
120
|
Menderes grabeni
|
195
|
Afyon
|
100
|
Tuz Gölü civarı
|
50-70
|
Sivas Malatya arası
|
60
|
Adıyaman Karakuş petrol
sahası civarinda
|
65
|
Diyarbakır ve
Batman’a doğru
|
30-40
|
Menderes grabeni
için verilen rakam çok yüksek gözüküyor.
Orda bir hata olduğunu sanıyorum, ya da çok sığ havzalara sınırlı bir
rakam olabilir.
Profesör Galip Yüce, MTA’dan Musa Burçak’ın bazı
rakamlarını da göndermiş bana. Onlar da
şöyle. Son sütundaki rakamları ben
hesapladım, Uzunlar’dan alınan yukarıdaki tablodaki gradyan değerlerini
kullanarak bir kıyaslama olsun diye hazırladım.
Bolge
|
Derinlik, m
|
Sıcaklık, oC
MTA rakamları
|
Uzunlar’a göre
sicaklik, oC
|
Orta Anadolu
|
|
|
|
Ankara – Kırşehir
|
500-1000
|
60-80
|
50-70
|
Aksaray
|
1500
|
135
|
75-105
|
Nevşehir
|
3000
|
183
|
150-210
|
Batı Anadolu
|
|
|
|
Aydın-Denizli
|
2000-2500
|
200-243
|
-
|
Manisa-Alaşehir
|
2750
|
287
|
-
|
Kuzey-batı Anadolu
|
|
|
|
Bergama-Balıkesir
|
500-700
|
60-80
|
60-84
|
Dikili
|
1000
|
140
|
120
|
Ic Ege Bölgesi (granit)
|
|
|
|
Afyon-Kütahya
|
500-1000
|
100-160
|
50-100
|
Kütahya – Saphane
|
2500
|
181
|
300
|
Yıne Profesor
Yuce’dan aldığımbilgiye gore, Türkiye’nin en sıcak jeotermal kuyusu 2750 m
derinliğinde KTS 287 oC ile Manisa Alaşehir ilçesine bağlı Kavaklıdere
Örnekköy’de MTA tarafından 2012 yılında açılmış.
Bütün bu yukarıdaki bilgiler şunu gösteriyor ki
Türkiye’de 2000 metreden daha derindeki sıcaklıklar hakkında çok az somut veri
var. Galip Yüce’den aktardığım bu
rakamlar, benim daha önceki bilgilerimle de örtüşüyor. Mesela, dört sene kadar önce, MTA 2005
Jeotermal Kaynaklar Envanterine dayalı bir takım değerleri kullanarak (onları
da TMMOB 2007 Jeotermal Kongresine sunulan Yıldırım ve Aydoğdu tebliğinden
aldım) Şekil 1’i hazırlamıştım. Amacım,
2500 metrelerin derinleri hakkında bilgimizin sınırlı olduğunu göstermekti.
Şekil 1 – MTA 2005 Jeotermal Kaynaklar
Envanterinden Kuyu Derinlik ve Sıcakları (Yıldırım, N, ve Aydoğdu,Ö, Türkiye’de Binary
Cycle (Cift Akışkanlı) Yöntemle Elektrik Üretimine Uygun Jeotermal Sahalar,
TMMOB Jeotermal Kongresi, 2007)
O zamandan bu
zamana geçen dört sene içinde pek fazla bir şey değişmemiş gibi gözüküyor. Ben, Batı ve Orta Anadolu ve Trakya’da
(yani diyelim ki 250000 km2 lik bir alanda), 3000 m derinliklerde kaya sıcaklıklarının
ortalama 200-250 oC civarında olduğunu tahmin ediyorum. Bunu daha sıhhatli bir şekilde saptamak ancak
daha derin sondaj verilerinin çoğalmasından sonra mümkün olacak ama şimdilik
böyle bir tahmin yeterlidir sanıyorum.
Bu bölgelerde, 2500-3500 m arasındaki kaya kitlelerindeki toplam
jeotermal potansiyelden ne kadar elektrik üretilebilir. Bunun cevabını vermek için, ABD Enerji
Bakanlığının hazırladığı GETEM yazılımını kullanarak 30-MWe elektrik üretim
kapasiteli bir jeotermal santral tasarlayalım.
Bu santral 250oC sıcaklıktaki kayaların ısısını elektriğe
çevirecek. Şu varsayımları kullanıyorum:
•
Santral elektrik üretimi = 30 MWe net
•
Kaya sıcaklığı = 250oC
•
Havza derinliği = 3000 m
•
Kuyu basına jeotermal akışkan debisi = 60 kg/s
•
Avustralya’da 4500-m derinlikte bir EGS havzasından,
uygun ştimulasyon yapıldığı takdirde, 40
kg/s debi elde edilebileceği gösterildi.
Türkiye’deki tasarlanan havza derinliğimiz 3000 m. Havza geçirgenliğinin (ve dolayısı ile
debinin) derinlikle orantılı olduğunu
var sayıyorum.
•
Kuyu sayıları
•
Üretim kuyusu adedi = 6
•
Enjeksiyon kuyusu adedi = 5
•
Kuyular arasındaki yaklaşık mesafe = 1000 m
Bu
varsayımları dayanarak tasarlanacak bir santral havzasının yatay projeksiyon
alanını Şekil 2 ye bakarak, 8-km2 olarak hesaplayabiliriz.
Şekil
2 – 30-MW elektrik üreten bir EGS santralın teorik kuyu şeması
Eğer 30-MWe elektrik
üretmek için, 8-km2 lik bir alan yetiyorsa, o zaman 250000 km2
lik bir alanın EGS jeotermal elektrik potansiyeli yaklaşık olarak 937,000 MW
civarında çıkıyor. Türkiye toplam kurulu
gücün 2015 senesinde 70,000 MWe civarında olduğunu düşünürsek, bu rakamın
büyüklüğünü daha iyi anlarız. Yani,
Türkiye EGS potansiyelinin 10% unu bile değerlendirsek, şu andaki kurulu gücü
ikiye katlamaya yeter bir potansiyelimiz var.
Bu hesabı eleştirmek
mümkün ama nerden bakılırsa bakılsın, Türkiye EGS potansiyelinin muazzam
olduğunda kuşku yok. Potansiyel var ama
acaba bunu değerlendirmenin maliyeti nedir.
Esas önemli olan soru da bu zaten ve şimdi buna bakalım.
TÜRKİYE
EGS MALİYETİ
Jeotermal santral maliyeti dört ana başlık altında
toplanabilir:
- Keşif ve havza karakterizasyonu
- Kuyu sondaj
- Havza stimulasyonu
- Elektrik üretimi
Bilindiği gibi, EGS konusunda, Avustralya öncü ülkelerden
biri. Benim üniversitemin olduğu
Brisbane şehrinde merkezlenen Geodynamics firması 2013 senesinde 1-MWe lik bir
pilot EGS santralı gerçekleştirdi. Altı
ay çalışan bu santral EGS kavramının
gerçekçi olduğunu ve yapılabilirliğini gösterdi. Bu başarıya rağmen, şu anda Avustralya’da
yeni büyük EGS yatırımları beklenmiyor.
Bunun ana nedeni, Avustralya zengin kömür yataklarına sahip olduğu için
bu ülkede mevcut elektrik üretim maliyetinin çok ucuz olduğu (40 $/MWh). Avustralya’da EGS şu anda bu maliyetle
rekabet edebilecek düzeyde değil. Bundan
iki sene önce, 2013 senesindeki Avustralya Jeotermal Enerji Konferansında
sunduğum bir tebliğde, Avustralya’daki EGS elektrik üretimi maliyetini 190
$/MWh olarak hesaplamıştım. Bu maliyetin
70% i, keşif, kuyu sondajı ve havza stimulasyonu masraflarından
kaynaklanıyordu. Bunun da önemli bir
kısmı kuyu sondaj maliyeti idi. Avustralya
ve ABD kuyu sondajı maliyetlerini, Şekil 3 de gösteriyorum. Bu şekildeki renkli üç eğri, ABD deki
jeotermal sondaj tecrübesini özetliyor: düşük, orta ve yüksek maliyetler olarak. ABD de kazılan jeotermal kuyuların çoğu derin
olmayan hidrotermal havzalara yöneldiği için, derinliklerde belirsizlik
artıyor. Aynı şekilde, “EGS” diye
tanımladığım eğri, 2011 senesinde petrol ve gaz kuyu tecrübesini kullanarak bizim
geliştirdiğimiz bir eğri ve bu eğrinin Avustralya ve ABD’deki EGS sondaj
maliyetleri için daha uygun bir gösterge olacağını düşünüyorum.
Şekil
3. ABD ve Avustralya kuyu sondaj maliyetleri
Türkiye’de konuştuğum bir çok insan, Türkiye’de kuyu
sondaj maliyetlerinin daha düşük olduğunu söyledi. Bunun ne kadar doğru olduğunu
bilmiyorum. Profesör Galip Yüce’nin bu
konuda bana ilettiği bilgileri aşağıdaki tabloda özetliyorum.
Derinlik
|
US$/m olarak birim maliyet
|
500
|
225-300
|
1000
|
300-350
|
1500
|
500-600
|
2000
|
600-750
|
2500
|
1050-1200
|
3000
|
1200
|
Bu
rakamları kullanarak, Şekil 4 de görüldüğü üzere, Türkiye’deki kuyu sondaj
maliyetleri hakkında bazı eğriler çıkarabiliriz. Buna göre, 3000 metrelik bir kuyunun sondaj
maliyeti 5 milyon dolar civarında gözüküyor.
Şekil 3 deki Avustralya ve ABD maliyetleri ile kıyasladığımızda, hatırı
sayılır bir fark görmüyoruz.
Şekil
4 – Türkiye jeotermal kuyu sondaj maliyetleri
Türkiye ile Avustralya arasındaki bir diğer fark,
Türkiye’deki EGS havzalarının Avustralya’ya kıyasla daha az derin olması. Geodynamics firmasının Avustralya Cooper
Basın’daki Habanero havzasına ulaşmak için 4500 m nin üzerinde delmek
gerekmişti. Türkiye’de ise aynı sıcaklıklara 3000 metrede ulaşabileceğimizi
kabul ediyoruz. Bunun elektrik maliyetleri
üzerinde iki etkisi var:
1.
Kuyu sondaj maliyeti kuyu derinliğine bağlı olduğundan
sığ kuyuları kazmak daha ucuz olacak ve yatırım maliyeti düşecek
2.
Aynı stimulasyon harcaması sonucunda, daha sığ havzaların
geçirgenliği ve o havzalardan elde edilecek suyun debisi havza derinliği ile
ters orantılı olarak artacaktır. Bu
kabulü, düşey streslerin havza derinliğine orantılı olduğu varsayımına orantılı
olduğu varsayımına dayandırıyorum.
Havzadan havzaya bu değişir ama böyle Türkiye çapında bir değerlendirme
için makul bir varsayım bence. Artan sıcak debisi elektrik üretimini orantılı
olarak arttıracak. Daha fazla elektrik
ürettiğimiz için, sondaj maliyetleri daha fazla kWh’a bölünecek ve elektriğin
birim maliyeti düşecek.
Bunlara ilaveten, stimulasyon masraflarının da sığ
kuyularda daha düşük olabileceği iddia edebilir ama bu konuda elimde bir veri
olamadığı için, Türkiye’deki stimulasyon maliyetini, normal Avustralya ve ABD stimulasyon
maliyetleri ile aynı kabul ediyorum (yaklaşık olarak kuyu basına 2 milyon
dolar).
Bu argümanları böylece
dile getirdikten sonra, şimdi Türkiye’deki EGS maliyetlerini ABD Enerji
Bakanlığı tarafından geliştirilmiş olan GETEM yazılımını kullanarak
hesaplayabiliriz. Kabul ettiğim bütün
girdileri aşağıdaki tabloda listeliyorum.
Parametre
|
Kabul edilen deger
|
Havza derinligi, m
|
3000
|
Kuyu başındaki su
sıcaklığı
|
250 oC
|
Santral büyüklüğü
|
30 MWe
|
Kuyu sondaj
maliyetleri
|
$4.5 milyon (3000
metre kuyu icin)(*)
|
Stimulasyon maliyeti
|
$2m (kuyu basina)
|
Toplam kuyu sayısı
|
11 (6 uretim, 5
injeksiyon)
|
Kesif kuyu sayısı
|
1
|
Uretim kuyu debileri
|
60 kg/s
|
Birim debi icin
elektrik üretimi
|
90 kW/(kg-s)
|
Saha bakım masrafları
|
0.6 ¢/kWh
|
Santral bakım
masrafları
|
1.4 ¢/kWh
|
Faiz haddi (sermaye
maliyeti)
|
10%
|
Kapasite Faktörü
|
90%
|
(*) Ilk iki uretim
kuyu maliyetleri 20% daha fazla kabul ediliyor
|
Bu birim maliyet ve diğer girdileri kullanarak,
Türkiye’de kurulacak olan bir EGS güç santralinin ve üretilecek olan elektriğin
maliyetini aşağıdaki tabloda listeliyorum.
Parametre
|
Hesaplanan deger
|
30-MWe lik santralın
toplam yatırım maliyeti
Keşif masrafları
Kuyu sondaj masrafları
Havza stimulasyon masrafları
Guc santrali
|
$138m
$3m
$63m
$19m
$53m
|
Elektrik uretim
maliyeti
|
$80/MWh
|
Hesaplanan elektrik üretim maliyeti, $80/MWh, içinde
keşif masraflarını az tuttum bu hesapta. Bu çok yanlış bir yaklaşım değil. İlk kurulacak santrallerde, keşif
(exploration) maliyeti biraz daha fazla olabilir ama Türkiye jeotermal
oluşumları hakkındaki bilgilenme arttıkça, keşif harcamaları azalacaktır. Şekil 5 te de görüldüğü gibi, keşif
masraflarının toplam üretim maliyeti içindeki payı çok küçük, bu yüzden keşif
masrafları beş kat artsa bile elektrik birim üretim maliyeti üzerindeki etkisi
fazla olmaz.
Şekil
5 – EGS birim elektrik üretimi maliyet dökümü
SONUÇ
Sonuç olarak. Türkiye’de EGS ile üretilen elektriğin
maliyeti, kombi gaz santrallerden elde edilen elektriğin maliyeti ie hemen
hemen aynı düzeyde olur gözüküyor.
Mamafih, EGS elektrik üretimi daha önce Türkiye’de denenmemiş olduğu
için, riskleri mevcuttur ve bu riskleri özel sektörün tek başına göğüslemesini
beklemek gerçekçi değildir.
Türkiye’de EGS nin gelişmesi isteniyorsa, kamunun bu
riskleri özel sektörle birlikte paylaşması yerinde olur. Yukarıda da göstermeye çalıştığım gibi,
Türkiye’deki EGS potansiyeli çok fazla olduğu için, bu konuda yapılacak kamu
harcamaları boşa gitmeyecektir. Tüm
harcamaların, gerek gelecek santrallerden alınacak vergiler gerek ödemeler
dengesindeki açığın kapanması gerekse gelecek enerji güvencesinin sağlanması
yolu ile, tekrar tekrar katlanarak kamuya geri döneceğini söylemek yanlış
olmaz. Türkiye’nin EGS kaynaklarının
değerlendirilmesi konusunda, bu konudaki uluslararası deneyimi değerlendirerek,
bir milli irade ve milli strateji oluşturmakta sonsuz fayda var diye
düşünmekteyim.
Profesor Halim Gürgenci
4 Şubat 2014
