COP26‘da neler oluyor?
Kasım 8, 2021
TÜRKİYE’NİN NÜKLEER ENERJİ PERSPEKTİFİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ
Kasım 10, 2021

“Süper Sıcak Kaya” Jeotermal Enerjinin Gelişiminde Yenilikçi Bir Bakış Açısı

 

Kimi bilim insanları, süper sıcak kayayı (Superhot Rock, SHR) jeotermal enerjinin “kutsal kâsesi” olarak adlandırmaktadır. Bunun nedeni, dünyanın çoğu bölgesinde SHR’nin rekabetçi, sıfır karbonlu, sevk edilebilir güç sağlayabilmesi ve sıfır karbonlu hidrojen yakıt üretimini destekleyebilmesidir. Dünya çapında fosil enerjinin yerini alabilecek çok az yüksek enerji yoğunluklu, sıfır karbon kaynağından biri olarak öngörülüyor.

Günümüzün jeotermal sistemleri, küresel olarak yalnızca 15 gigawatt (GW) güç üretiyor ve büyük ölçüde, yoğun ısının yüzeye yakın olduğu bölgelerle (yani, volkanik alanlar veya ABD Büyük Havzası veya Doğu Afrika gibi kabuğun ince olduğu bölgeler) sınırlı. Buna karşılık, SHR büyük derinliklerde, aşırı sıcak koşullara (400°C veya daha sıcak) sahip ve potansiyel olarak dünya çapında mevcut olacak potansiyelde görülüyor. SHR sistemlerinde su, yeraltının derinliklerine bir süper sıcak ısı rezervuarına enjekte edilir ve daha sonra buhar jeneratörlerine güç vermek için süper sıcak buhar olarak yüzeye geri döndürülür. Dünya çapında birçok Ar-Ge projesi şimdiden süper sıcak kayayı deldi ve bu aşırı ısı ve basınç koşullarında çalışmak için yöntemler geliştirmeye başladı. Süper sıcak buhar henüz güç üretimi için kullanılmamış olsa da, yüksek enerji potansiyeli olduğu açıktır. İzlanda Derin Sondaj Projesi (IDDP) tarafından açılan bir test kuyusu, yüzeyde tahmini 36 megawatt (MW) enerji üretilebileceğini gösterdi ki bu değer, bugün tipik bir 5-7 MW ticari jeotermal kuyusunun yaklaşık 5 katı. Bu önemli miktarda enerji, makul geliştirme maliyetlerinde üretilebilirse, SHR potansiyel olarak megawatt-saat (MWh) başına 20-35 $ ile rekabet edebilir düzeyde olabilecektir.

SHR’nin tüm potansiyelini gerçekleştirmek için süper derin sondaj, ısıya dayanıklı kuyu malzemeleri ve derin ısı rezervuarı geliştirme gibi önemli mühendislik yenilikleri gerekecektir. Ancak bunlar mühendislik zorluklarıdır, bilimsel atılımlara gerek yoktur. Geleneksel olmayan petrol ve gaz deneyiminden gelen yenilikleri içeren yoğun sondaj kampanyaları, bu mühendislik engellerini ele almak için hızlı öğrenmeyi sağlayabilir ve daha fazla maliyet düşüşü sağlayabilir. İleri teknoloji çalışmaları, enerji sondaj girişimlerini destekleyerek veya başarılı projeler için enerji satın alma anlaşmaları sağlayarak SHR’yi hızlandırabilir. Önemli özel ve kamu yatırımları, etkinleştirme politikaları ve devam eden teknolojik yeniliklerle birlikte SHR, 10 ila 15 yıl içinde makul bir şekilde ticarileştirilebilir.

Ticari SHR için önemli bir ilk adım, önümüzdeki beş yıl içinde, üç ila beş SHR güç gösterisini ileriye taşımak olacaktır. Başarılı konseptler ile güç üretimi örnekleri, enerji topluluğunu “uyandıracak” ve ticari örneklere yatırımı teşvik edecektir.

SHR’yi “her yerde jeotermal”e dönüştürmek için ilk çalışmalar, doğal hidrotermal buhar kaynakları olmayan sığ sıcak kuru kaya ortamlarında yapılmalıdır. Böyle bir SHR projesi (AltaRock Energy tarafından) Oregon’da planlanıyor. Ardından, yeni nesil süper derin sondaj yöntemleri (enerji sondajı) ticarileştikçe, SHR sığ sıcak bölgelerden derin kıtasal alanlara doğru ilerleyebilir.

Süper sıcak kaya yüksek sıcaklıkları, hareketliliği, alan ısıtmayı ve bazı endüstriyel süreçleri karbondan arındırmaya yardımcı olabilecek alternatif bir yakıt olan hidrojen üretimini kolaylaştırabilir. Hidrojen aynı zamanda, sıfır karbonlu amonyak üretimi için potansiyel olarak umut verici bir hammadde ve enerji kaynağıdır ki, bu da büyük bir küresel sıfır karbonlu sıvı yakıt olarak ortaya çıkmaktadır. Bir grup bilim ekibinin analizi, SHR enerjisinin potansiyel olarak rekabetçi bir şekilde hidrojen üretebileceğini tahmin etmektedir.

Ticari süper sıcak kaya jeotermal enerjisi, küresel enerji sisteminin karbonsuzlaşmasına dönüşümsel bir katkı sağlayabilir.

SHR, temel yük gücü, ısı, hidrojen üretimi ve endüstriyel proses enerjisi için dünya çapında potansiyel olarak erişilebilen yüksek enerji yoğunluklu, sıfır karbonlu, her zaman kullanılabilir bir enerji kaynağıdır. SHR, çoğu sıfır karbon teknolojisiyle ekonomik olarak rekabet edebilir ve dünyanın çoğu yerinde hızla konuşlandırılabilir. SHR, küçük bir çevresel ayak izi vaat ediyor ve potansiyel olarak mevcut birçok fosil yakıt enerji tesisini yeniden güçlendirebilir veya değiştirebilir. SHR’nin ticarileştirilmesi, jeotermal endüstrisinin, devlet laboratuvarlarının, akademik kurumların ve petrol ve gaz endüstrisinin kaynaklarını gerektirecektir. Önemli erken devlet yatırımları, derinlik ve jeoloji bakımından farklılık gösteren umut verici SHR lokasyonlarında sondaj kampanyası teşvikleri sağlayarak ve uluslararası projeler arasında etkileşimi artırarak SHR enerjisini ticarileştirme sürecini hızlıca başlatabilir. Amaç, mümkün olan en kısa sürede, farklı yeraltı koşullarında gerçek kuyu ve rezervuar geliştirme faaliyetleri yoluyla mümkün olduğunca çok şey öğrenmek olmalıdır.

Çok yüksek sıcaklık ve basınç koşullarında derin sondaj ve rezervuar geliştirme dahil, süper sıcak kaya enerjisini geniş çapta dağıtmak için önemli yeniliklere ihtiyaç vardır. Teknik olarak zor olsa da, bunlar, geleneksel olmayan fosil kaynak geliştirmede olduğu gibi, yeterli finansmanla nispeten hızlı bir şekilde geliştirilebilecek ulaşılabilir yeniliklerdir. Gerçekten de, petrol ve gaz uzmanlığı, SHR’nin ticarileştirilmesinde ve hızla uygulanmasında önemli bir rol oynamalıdır. Petrol ve gaz endüstrisi oyuncularını içeren iyi finanse edilmiş konsorsiyumlar tarafından yürütülen yoğun bir sondaj ve kaynak geliştirme programı, SHR’yi dünya çapında geliştirmek ve hızla ticarileştirmek için gereken bilgi ve yeniliği sağlayabilir.

 

Dr. Lütfi TAŞKIRAN

 

Kaynaklar: L. Bruce Hill, Clean Air Task Force, Ekim 2021.

 

Bir cevap yazın