Jeotermal enerji ve çevresel etkileri

Jeotermal enerji; magma tarafından ısıtılan, çevresindeki normal yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla çözünmüş mineraller ve gazlar içeren sıcak su ve buharın taşıdığı ısı enerjisidir.
Genel olarak hem dünyada hemde Türkiye’de jeotermal enerji üretimi, fosil yakıtlarla kıyaslandığında temiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir.
Türkiye ve Aydın İli uygulama sonuçlarına bakıldığında bunun hiçde böyle olmadığı, jeotermal kaynakların kullanımının pek çok çevresel etkilere sebep olduğu görülmektedir. Jeotermal enerji üretiminden kaynaklı “doğrudan çevresel etkiler”, atmosferik emisyonlardan, arazi kullanımından, katı atıklardan, su tüketiminden ve sahaya bağlı olarak biyolojik çeşitliliğe yönelik belirli tehditlerden kaynaklanmaktadır. “Dolaylı çevresel etkiler” ise, santral inşaatı gibi ilgili proje faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. Büyük ölçekli üretim, sondaj çalışmaları ve bakım, peyzaj üzerinde görsel etkiler oluşturmaktadır. Aynı zamanda jeotermal enerji üretimi gürültü kirliliği ve atık oluşturarak hem çevreyi hem de ekonomiyi etkileyebilmektedir. Kısaca jeotermal enerji üretiminin genel olumsuz etkileri arasında; hava kirliliği, su kirliği, toprak kirliliği, gürültü kirliliği, arazi kullanımı, katı atıklar, termal kirlilik, toprak çökmesi, doğal manzaraların değişmesi, sismik aktivitenin başlatılması/arttırılması, yaban hayatı ve bitki örtüsü üzerindeki etkiler, sağlık etkileri sayılabilmektedir.
Aydın’da jeotermal enerji üretimine bağlı olarak hem doğrudan hemde dolaylı çevresel etkilerin çok fazla görülmesinin en önemli sebepleri; Aydın’da birim toprak yüzölçümü başına çok fazla sayıda jeotermal santralin (JES) yapılmış olması, bunların birinci sınıf topraklara-sulak alanlara-incir/zeytin/pamuk tarlalarına yapılması, yerleşim yerleri yanı ve içine yapılmaları, plansız-programsız-yasalara uygunsuz ve halkın rızası olmadan yapılmaları, kamu tarafından denetim ve kontrollere tabi tutulmamaları-koruma altına alınmaları, jeotermal kaynaklardan illada enerji üretimi adına Aydın’da ekolojik-ekonomik-sağlık sonuçların yok sayılmasıdır.
Jeotermal enerji üretiminin genel olarak en fazla endişe verici çevresel etkisi, hava ve su kaynaklı kirleticilerden oluşan kimyasal kirliliktir. Bunun yanı sıra uçucu organik maddeler/metaller ve radyoaktif gazlar JES’lerden yayılabilmektedir. JES faaliyetleri sırasında havaya çoğunlukla buhar ve daha az miktarda yoğuşmayan gazlar salınmaktadır. Jeotermal buhar veya sıcak su genellikle, karbondioksit, hidrojen sülfür, amonyak, etan ve az miktarda diğer gazları içermektedir. Ayrıca buhar, az miktarda cıva, bor ve radon gibi elementleri de içermektedir. Bunlar ise yağışlar yolu ile toprak ve bitki örtüsü kirlenmesine neden olmaktadır. Yoğuşmaz gazların büyük çoğunluğu CO2 iken geri kalanı hidrojen sülfür, amonyak, radon, etan, metan’dır. Jeotermal buharda genellikle çevresel açıdan en büyük endişe kaynağı olan gaz hidrojen sülfürdür. Bu gaz oldukça zehirli, aşındırıcı ve zararlı bir kokusu vardır. Hidrojen sülfür emisyonlarının, belirli konsantrasyonlarda insanlar ve bitkiler üzerindeki zararlı etkileri olmaktadır. JES’ler, fosil yakıt kullanan santrallere kıyasla daha az CO2 emisyonuna sahiptir söylemi ve verileri dünyadaki jeotermal enerji üretimi için geçerlidir. Ege Bölgesindeki jeotermal rezervuarın karbonat kaynaklı olması nedeniyle Aydın’daki JES’lerden salınan yoğuşmayan gaz miktarı dünya örneklerinden 21 kat fazla, yoğuşmayan gazlar içinde bulunan CO2 miktarı ise 12 kat fazla ölçülmüştür.
Jeotermal kaynak arama ve üretim aşamalarındaki çalışmalar sırasında ortaya çıkan sıvı akımlarda bulunan çözünmüş mineraller yüzey veya yeraltı sularının kalitesini bozmaktadır. Bu akışkanlar; insanlara, bitki örtüsüne veya faunaya zararlı mineraller ve elementler içermektedir. Bu nedenle, kuyu açma ve sonraki işlemler sırasında kuyuların kamu tarafından izlenmesi oldukça önemlidir. Bir jeotermal enerji projesinin geliştirme aşamasında, yol yapımı, sondaj sahaları için kazı, kuyu delme ve kuyu testleri sırasında gürültü oluşmaktadır. Bir santralin gürültüsü, tesisin yanında veya içinde olunmadığı sürece, çok düşük olduğu için endişe konusu olarak kabul edilmesede, Aydın’da JES kuyularının yerleşim yerleri içinde ve yakın komşuluğunda kurulmaları gürültü kirliliğinin yoğun yaşanmasına sebep olmaktadır.
Jeotermal rezervuarların üstündeki jeolojik oluşum yetersiz ise, rezervuardaki su seviyesinin düşürülmesi sıvının gözenek alanlarından boşalmasına neden olmaktadır. Bu durum çökmeyle beraber arazinin de çöküşüne neden olmaktadırlar. Buna en iyi örnek, jeotermal akışkanın 50 yıl boyunca çıkarılması nedeniyle 15 metre arazi çökmesi olan Wairakei jeotermal alanıdır. Jeotermal kaynaklı toprak çatlak ve çökmesinin diğer örneği 2021 yılında Aydın’da meydana geldi. Aydın İli Germencik ilçesi Ömerbeyli-Alangüllü-Hıdırbeyli jeotermal alanında, JES ve kuyuları noktalarından başlayan, JES boruları hattında 4-5 kilometreyi bulan toprak çatlaması ve 1-2 metreyi bulan toprak göçükleri meydana geldi. Jeotermal kaynaklı toprak çökmesi, ancak kullanılan akışkanların tamamının yeniden re-enjeksiyonuyla kontrol edilebilmekte veya önlenebilmektedir.
2017 yılında Güney Kore'de bulunan Pohang jeotermal alanında meydana gelen deprem insanların yaralanmasına yol açmıştır. Aydın’da jeotermal enerji üretimine 1984 yılında başlanmıştır.
Kandilli Rasathanesi verilerine bakıldığında Aydın’da 1984 yılı sonrası meydana gelen deprem sayısı, 1984 yılı öncesine göre binlerce kat artmıştır. Ve Aydın’da 1984 yılı sonrası en fazla depremin meydana geldiği yerleşim yeri, Aydın’da en fazla sayıda JES’in faaliyette olduğu Germencik ilçesi olmuştur. Birçok jeotermal alan, doğal toprak alanlarında ve eğilimli engebeli volkanik arazide bulunmaktadır. Santraller, buhar besleme sistemleri ve buhar boru hatları geçtiği arazide arazi yüzeyini bozmaktadır. Bu durum ise yağışlarla birlikte, toprak kaymalarına ve yüksek toprak erozyon oranlarına neden olabilmektedir.
Bir jeotermal tesiste meydana gelebilecek diğer ciddi olaylar arasında kuyu patlamaları, yeraltı suyu patlamaları, yırtılmış buhar boruları, türbin arızaları, yangınlar vb. bulunmaktadır. Aydın’da değişik zamanlarda Buharkent, Pamukören, Yılmazköy ve Alangüllü’de meydana gelen kuyu patlamaları buna örnek gösterilebilir.
Jeotermal enerji üretimi, özellikle enerji santralleri ve iletim hatlarının inşası tarımsal kaynaklar üzerinde etki oluşturabilmektedir. İnşaat faaliyetleri, vahşi yaşamı tahrip ettiğinden, üreme ve göç durumlarını bozduğundan, habitat kalitesini ve tür çeşitliliğini azalttığından ekolojik kaynaklar üzerinde etkileri vardır. JES için düşünülen herhangi bir alan, yaban hayatı ve bitki örtüsü üzerindeki etki için incelenmeli ve bir azaltma planı sağlanmalıdır. JES’de üretilen katı atık miktarı düşük olduğu için önemli bir çevresel sorun oluşturmamaktadır. Bu tesislerdeki katı atık, esas olarak sondaj çamuru ve sondaj açma sırasında üretilir. Diğer kirleticiler ise ambalaj atıkları, kauçuk atıkları, filtreler, kentsel atıklar ve bazı metaller gibi çeşitli atıklardır. JES ekipmanlarının doğru kurulumu, periyodik kontrolü, toprak ve su izleme çalışmalarının tam zamanlı yapılması, katı atık/tehlikeli atık ayırma ve depolama ile atık oluşumu azaltılabilmektedir.
Orta ve yüksek sıcaklıktaki akışkanlar ile yapılan enerji üretimi sırasında JES sistemlerinde tortulaşma ve korozyon sorunları gözlemlenebilmektedir.
Korozyon ve tortu problemleri enerji üretiminde ciddi zorluklar yaratmakta ve jeotermal yatırımcının toplam işletme maliyetini artırabilmektedir.
Tortulaşma, jeotermal sulardaki bazı minerallerin, basınç ve sıcaklık gibi termodinamik koşullardaki değişimin eşlik ettiği bir çökelmedir. Basınç, sıcaklık veya kaya kimyasının aniden değiştiği yerlerde, minerallerin çökmesi tesisat sisteminin tıkanmasına neden olmaktadır. Silika tortulaşması, boru hatlarında jeotermal akışkanın hidrolik akış kapasitesini düşürür.
Silisli tortu birikimini kontrol etmek için jeotermal tuzlu su ve soğutma sularında organik tortu önleyiciler, tortulaşmayı ve korozyonu azaltmak için kullanılmaktadır. Korozyon ise, jeotermal akışkan ve proses ekipmanının iç yüzeyleri arasındaki kimyasal etkileşimlerden kaynaklanmaktadır. Sıcak jeotermal tuzlu sular son derece koroziftir. Bu nedenle metalik malzemelerinin korozyonu jeotermal endüstrisindeki operatörler için endişe kaynağıdır.
Tortulaşma ve korozyon meydana gelen jeotermal borularda özellikle yüksek basınç uygulanan re-enjeksiyon sonrası yeraltında çatlaklar ve patlamalar meydana gelebilir. Bu durum ise uzun süre hiç fark edilmeden yeraltı sularında kirlenmeye sebep olabilmektedir.
Bir jeotermal projenin geliştirilmesinin her aşamasında suya ihtiyaç vardır.
Su kullanımının iki ana alanı, kuyu sondajı ve su soğutma kuleleridir. Tesislerdeki su soğutma kuleleri, suyun yüzde 50'den fazlasını tüketmektedir.
Nehirlerin ve göllerin su kirliliği, enerji üretiminde ve kullanılan jeotermal akışkanların yönetiminde potansiyel bir tehlike oluşturmaktadır. Jeotermal atıksu yüzeyde bertaraf edilirse, sığ yeraltı suları, akarsu ve diğer yüzey suları termal olarak kirlenebilmektedir.
Bir jeotermal sondaj deliğinden gelen konsantre tuzlu su genellikle aşındırıcıdır ve yerel yeraltı suyu kaynaklarının kirlenmesine neden olabilir. Jeotermal akışkan deşarjlarının bileşimleri lityum, bor, arsenik, amonyak, civa, klor ve hidrojen sülfür içerebilmektedir. Bu maddelerin sucul yaşam, sulama suyu, yüzeysel sular ve insanların içme suyu üzerinde toksik çevresel etkileri olabilmektedir.
Jeotermal atıksuyun, bir kullanım tesisinden deşarjı sonucu bir su kütlesinin sıcaklığında meydana getireceği 2-3°C'lik bir artış su ekosistemine ciddi zararlar verebilir. Su sıcaklığındaki artış, balık türlerinin yumurtalarının gelişimini de engelleyebilmektedir. 2018 yılında jeotermal akışkanların salınımı sonrası Söke’de Büyük Menderes Nehir suyunda meydana gelen ani 2-3 derecelik sıcaklık artışı sonrası milyonlarca balık ölümü meydana gelmiştir.
Sonuç olarak bakıldığında jeotermal enerji üretiminin temiz, çevre dostu, yenilenebilir ve sürdürülebilir olabilmesi için öncelikle yapılması gereken jeotermal enerji tesislerinden gelen tüm deşarj sıvılarını toplamak ve yeniden re-enjeksiyon yapmak gerekir. Oysaki jeotermal enerji üretiminin ilk yıllarında, atıksu genellikle mevcut en ucuz yöntemlerle bertaraf edilmiştir. Bu yöntemler ise, jeotermal akışkanların en yakın akarsuya ya da bu amaç için inşa edilmiş göletler içine yüzeysel deşarj şeklindedir.
Bugün Aydın’da JES’lerden akarsulara deşarj edilen akışkan miktarı ilk yıllara göre azalmış olsada, Sarayköy-Söke arasında 42 adet JES’in olması ve tüm bunların kümülatif etkileri sonucu Büyük Menderes Nehrine bir yıl içinde milyonlarca ton akışkan bırakılmaktadır.
Çeşitli kirleticiler içeren jeotermal suların verimli ve ekonomik arıtma yöntemleriyle arıtılması gerekmektedir. En çok kullanılan arıtma yöntemleri; iyon değişimi, adsorpsiyon, elektrokoagülasyon, ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon, ters osmoz ve çeşitli hibrit proseslerdir. Bu arıtma teknikleri ile jeotermal suların içerdiği çeşitli kirleticiler uzaklaştırılarak sulama ve benzeri amaçlı kullanımı sağlanabilmektedir.
Aydın’da jeotermal enerji üretimi sonucu meydana gelen çevresel etkilerin hepsi, dünya örneklerinden daha sık ve şiddetli şekilde meydana gelmektedir. JES’lere bağlı meydana gelen hava, su, toprak, tarımsal ürün kirliliği Aydın’da geri dönüşümsüz ve sürdürülemez şekilde ekonomik-ekolojik-sağlık hasarları meydana getirmektedir. Gelinen nokta itibarı ile Aydın’da bu etkileri bir nebze olsun tölere edilebilir hale getirmenin tek yolu, JES’lerin kapatılmasından başkası değildir.