Jeotermal enerji tesislerine ilişkin kapsamlı bir veri seti olan Küresel Jeotermal Enerji Takipçisi’ne (GGPT) göre, dünya çapında yaklaşık 14 GW jeotermal enerji faaliyette bulunuyor.
ABD, 3.900 MW ile en büyük kurulu kapasiteye sahip olup, onu Endonezya (2.418 MW), Filipinler (1.952 MW), Türkiye (1.691 MW), Yeni Zelanda (1.042 MW) ve Kenya (985 MW) takip etmektedir. Dünyanın faaliyet gösteren jeotermal filosunun çoğu, daha yüksek sıcaklıklarda çalışan ve jeotermal sıvıları doğrudan bir türbini çalıştıran buhara dönüştüren flaş santrallerinden oluşmaktadır.
Yaklaşık 1,6 GW’nin, organik Rankine çevrimi (ORC) türbin teknolojisini kullanarak flaş santrallerinden daha düşük bir sıcaklıkta çalışan ikili çevrim teknolojisini kullandığı bildiriliyor; burada yeraltı sıvıları, bir türbini çalıştırmak için ikincil bir sıvıyı ısıtıyor. İlgi de artıyor gelişmiş jeotermal sistemler (EGS)Jeotermal kaynakla doğrudan temas yoluyla ısıtılan bir sıvı içeren çoklu kuyu ve çatlaklardan oluşan bir yeraltı devresi kullanan. Kaynak: Küresel Jeotermal Güç Takipçisi, Küresel Enerji Monitörü, Mayıs 2024 sürümü
Jeotermal Enerji İçin Gelişen Bir Teknoloji Manzarası
Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı’nın 2023’e göre Küresel Jeotermal Pazarı ve Teknoloji Değerlendirmesi, Jeotermal enerjinin elektrik üretiminde kullanımı yıllık %3,5 gibi mütevazı bir oranda büyümüştür. Günümüzde, enerji piyasasına odaklanmanın ötesine geçerek, ısıtma ve soğutma dahil olmak üzere enerji sektöründe daha geniş bir uygulama yelpazesini benimsemektedir.
Geleneksel Teknolojiler
Dünyada faaliyet gösteren jeotermal santrallerin çoğu üç temel santral teknolojisini kullanmaktadır.
Flaş Buhar Tesisleri. En yaygın jeotermal enerji santrali türü olan flaş buhar santralleri, yüksek sıcaklıktaki jeotermal sıvılarla (genellikle 180C’nin üzerinde) çalışır. Bu sıvılar yüksek basınç altında yüzeye çıkarılır. Basınç düştüğünde, sıvı buhara “flaş” olur ve sıvıdan ayrılarak bir türbini çalıştırmak için kullanılır. Bazı santraller, enerji çıkarımını en üst düzeye çıkarmak için çift veya üçlü flaş işlemi kullanır ve kalan sıvıyı ek buhar üretmek için birkaç kez flaş eder.
Kuru Buhar Tesisleri. Kuru buhar tesisleri, türbinleri çalıştırmak ve elektrik üretmek için rezervuarlardan doğrudan jeotermal buhar kullanır. Bu teknoloji, jeotermal sıvıların çoğunlukla yüksek basınç ve sıcaklıklarda, tipik olarak 150C’nin üzerinde buhar formunda olduğu yerlerde uygulanabilir. Buhar kuyudan çıkarılır ve bir jeneratöre bağlı bir türbine yönlendirilir ve elektrik üretir. Daha sonra buhar yoğunlaştırılır ve rezervuara yeniden enjekte edilir veya (çevre düzenlemelerine bağlı olarak) serbest bırakılır.
İkili Döngü Santralleri. İkili çevrim santralleri düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynaklar (70C ila 150C) için idealdir. Bu santraller, sudan daha düşük kaynama noktasına sahip ikincil bir çalışma sıvısını ısıtmak için jeotermal sıvı kullanır. İkincil sıvı buharlaşır ve elektrik üretmek için bir türbini çalıştırır. Jeotermal sıvı türbinle temas etmediği için ikili santraller kapalı devre bir sistemle çalışabilir ve bu da verimliliklerini artırır.
Kuyubaşı Jeneratörleri. Genellikle 10 MWe’nin altında olan modüler kuyu başı jeneratörleri doğrudan kuyu başına kurulur. Bu küçük ölçekli üniteler, daha büyük tesisler geliştirilirken erken güç üretimine olanak tanır ve yatırımın daha hızlı geri dönüşünü sağlar. Özellikle uzak yerlerde veya yeni sahaları test etmek için faydalıdırlar çünkü hızla konuşlandırılabilir ve saha geliştirme ihtiyaçlarına göre ölçeklendirilebilirler. GÜÇ Bir örneğini burada profilledim: Modüler Bir Enerji Santrali Kenya’nın Jeotermal Verimliliğini Artırıyor.
Ortaya Çıkan Jeotermal Teknolojiler
Yukarıda belirtilenlerin ötesindeki derin kaynaklardan jeotermal enerji üretimine olanak sağlayabilecek yeni teknolojiler ortaya çıkıyor. Önemli oyunculara daha derinlemesine bir bakış için bkz. GÜÇ2023’ün açıklayıcı burada.
Gelişmiş Jeotermal Sistemler (EGS). EGS teknolojisi doğal geçirgenliğin yetersiz olduğu jeotermal rezervuarların geçirgenliğini artırır. Bu, kayayı kırmak için yüksek basınçlarda sıvı enjekte ederek, ısının ekonomik olarak çıkarılmasına olanak tanıyan yapay rezervuarlar oluşturarak elde edilir. EGS, daha önce geleneksel jeotermal geliştirme için uygun olmayan alanlardan ısı çıkarmayı mümkün kılarak jeotermal enerjinin potansiyelini genişletir.
İleri Jeotermal Sistemler (AGS). AGS derin, yapay kapalı devre devrelerinin oluşturulmasını içerir; burada bir çalışma sıvısı dolaşır ve iletken ısı transferi yoluyla çevredeki kayalar tarafından ısıtılır. Geleneksel sistemlerin aksine, AGS iyi geçirgenliğe sahip doğal olarak oluşan su taşıyan oluşumlara güvenmez, bu da onları daha geniş bir konum yelpazesinde potansiyel olarak uygulanabilir hale getirir. Ancak, bu yöntem daha uzun kuyu delikleri ve daha karmaşık delme teknikleri gerektirir ve bu da maliyetleri artırabilir.
Süperkritik Jeotermal Sistemler. Süperkritik jeotermal sistemler volkanik hidrotermal ortamların derinliklerinde bulunan son derece yüksek sıcaklık ve basınçlardaki hedef sıvılar. Süperkritik bir durumda bulunan sıvılar, geleneksel jeotermal sıvılardan çok daha yüksek enerji içeriği sunar. Bu teknoloji önemli ölçüde daha yüksek güç çıkışları vaat etse de, aşındırıcı sıvıları idare etme ve aşırı koşullar altında ekipman bütünlüğünü koruma gibi zorluklarla karşı karşıyadır.
—Sonal Patel POWER’ın kıdemli editörüdür (@sonalcpatel, @POWERdergisi).
