Slayt 1 - Jeotermal

Su Yönetimi Genel Müdürlüğü
Su Kalitesi Yönetimi Dairesi Başkanlığı
1
Sunum İçeriği
• Jeotermal atıksu
• Jeotermal atıksuların çevresel etkileri
• Jeotermal atıksuların arıtım ve bertaraf yöntemleri
• Türkiye’de jeotermal kaynaklı kirlilik
• Türkiye’de jeotermal atıksuların yönetimi
• Türkiye’de jeotermal atıksular ile ilgili mevzuat
2
Jeotermal Atıksu Nedir?
• Yerkabuğunun
iç
kısımlarında
biriken
ısı
konveksiyon yoluyla jeotermal akifer içerisindeki
suya iletilir.
• Isınan su kuyular vasıtasıyla yüzeye taşınır.
• Yeraltından yüzeye taşınan su, elektrik üretimi, konut
ve sera ısıtması, termal tedavi ve turizm gibi amaçlar
için kullanılır.
• Enerjisinden faydalanılan jeotermal su atıksuya
dönüşür.
3
Jeotermal Su Oluşumu ve Döngüsü
4
Jeotermal Atıksuların Çevresel Etkileri
• Jeotermal atıksular, genel olarak, metal
içeriği bakımından zengin ve sıcaklığı yüksek
sulardır.
• Termal kirlilik → oksijen
bozulma, ekolojik bozulma
dengesinde
• Kimyasal kirlilik
ekolojik bozulma
problemleri,
→
sağlık
5
Jeotermal Atıksuların Çevresel Etkileri
• Arsenik (As), bor (B), florür (F), silis (Si),
jeoetermal
sularda
sıklıkla
rastlanan
elementlerdir.
• Dünya Sağlık Örgütü içme sularında As ve F
için üst sınırı 0,01 ve 1,5 mg/L olarak
belirlemiştir.
• B için önerilen standart değer 2,4 mg/L’dir.
Ancak, dünyanın büyük bir bölümünde B
için belirlenen üst sınır 0,5 mg/L’dir.
6
Jeotermal Atıksuların Arıtım
ve Bertaraf Yöntemleri
Element
Arıtma Yöntemi
As
Demir ile birlikte çökelme veya katalize edilmiş
fotooksidasyon ile devam eden ozon
oksidasyonu
İyon değiştirme
Sıfır değerlikli demir (adsorpsiyon, çökelme,
birlikte çökelme, redoks reaksiyonları)
İyon değiştirme
Elektrokoagülasyon
Ultrafiltrasyon ve ters ozmozdan oluşan ikili
hibrid sistem
As
As
B
B
B
7
Jeotermal Atıksuların Arıtım
ve Bertaraf Yöntemleri
Element
Arıtma Yöntemi
Si
Suyu sodyum karbonat veya kireç eklemek
suretiyle soğutma havuzlarında 3 güne kadar
bekletme
Yüksek pH’da çeşitli metal katyonları eklemek
suretiyle metal silikat olarak çöktürme
Elektrodializ
Si
F
8
Jeotermal Atıksuların Arıtım
ve Bertaraf Yöntemleri
Geri Kazanım:
• Mineral açıdan zengin jeotermal su, eğer bu
elementler yeniden kazanılabilirse değerli bir mineral
kaynağıdır.
• Literatürde silis, çinko, lityum gibi mineral ve
metallerin jeotermal atıksulardan geri kazanımı
konusunda çeşitli çalışmalar vardır.
• California’daki Mammoth Lakes Jeotermal Enerji
Santrali’nde
ters
ozmoz
ile
silis
üretimi
yapılmaktadır.
9
Jeotermal Atıksuların Arıtım
ve Bertaraf Yöntemleri
Reenjeksiyon:
• Doğal yollarla beslenimi sınırlı olan jeotermal
sahalara ek besleme sağlayarak sürdürülebilir
kullanıma katkıda bulunur.
• Jeotermal sahalarda gözlenen basınç düşümünü ve
çökme riskini azaltır.
• Rezervuar kayasından daha fazla termal enerji elde
edilmesini sağlamak suretiyle üretim kapasitesini
artırır.
10
Jeotermal Atıksuların Arıtım
ve Bertaraf Yöntemleri
Reenjeksiyon, üretim kuyularındaki suyun soğuması
gibi sorunlara yol açması sebebiyle dikkatli bir tasarım
11
gerektirir.
Türkiye’de Jeotermal
Kaynaklı Kirlilik
Türkiye’nin jeotermal potansiyeli;
• Türkiye’nin teorik potansiyeli 31500
MWt’dur.
• 2012 sonu itibariyle;
– görünür jeotermal ısı kapasitesi 7000 MWt,
– keşfedilmiş jeotermal saha sayısı 225,
– elektrik üretimine uygun potansiyel içeren
saha sayısı 25 (tamamı Batı Anadolu’da)
– 9 adet enerji santralinde 162,2 MW elektrik
üretimi.
12
Sıcaklığına Göre Ülkemizdeki
Jeotermal Alanların Dağılımı
13
Kurulu güce göre jeotermal enerji
2011 yılına ait TEİAŞ verilerine göre
14
Sıcaklığına Göre Ülkemizdeki
Jeotermal Kaynakların Konumları
15
Batı Anadolu’ya Yakından Bakış
16
Ülkemizdeki Jeotermal
Kaynaklı Kirlilik
• Büyük Menderes Havzası
• Küçük Menderes Havzası
• Susurluk Havzası
• Akarçay Havzası
• Gediz Havzası
• Kuzey Ege Havzası
17
Büyük Menderes Havzası
Büyük Menderes Havzası Koruma Eylem Planı (2010)
• Termal kirlilik, tuzluluk, B kirliliği
• Jeotermal elektrik santralleri: Denizli- Sarayköy, AydınKöşk (Dora-1 ve Dora-2) ve Aydın-Germencik
• Reenjeksiyon yapılmaktadır. Ancak by-pass hatları
mevcut olup arıza veya bakım zamanlarında alıcı ortama
deşarj edilme ihtimali vardır.
• Denizli Pamukkale çevresindeki termal oteller Akköy
Belediyesi AAT’ye bağlıdır.
• Aydın’da narenciye kalitesinde önemli düşüş
18
Küçük Menderes Havzası
Küçük Menderes Havzası Koruma Eylem Planı (2010)
• Jeotermal enerji 10 yılı aşkın süredir ısınma amaçlı
kullanılmaktadır.
• Alaçatı, Ilıca ve Şifne’deki jeotermal tesislerden
kaynaklanan atıksular Alaçatı Barajı’nda; Narlıdere ve
Balçova’daki jeotermal tesislerden kaynaklanan atıksular
ise Balçova Barajı’nda B konsantrasyonu açısında risk
oluşturmaktadır.
19
Susurluk Havzası
Susurluk Havzası Koruma Eylem Planı (2010)
• Tavşanlı ve Emet’deki jeotermal tesislerden kaynaklanan
atıksular Emet ve Orhaneli Çayı vasıtasıyla Uluabat
Gölü’ndeki; Simav, Balıkesir-Merkez, Sındırgı ve
Bigadiç’teki jeotermal tesislerden kaynaklanan atıksular
ise Simav Çayı’ndaki B konsantrasyonunu arttırıcı
unsurlar arasındadır.
20
Akarçay Havzası
Akarçay Havzası Koruma Eylem Planı (2008)
• Afyonkarahisar → termal turizm ve konut ısıtması
• Yüzey sularındaki etkisi → Kullanım sonrası veya
verimsiz işletilen arıtma tesislerinden sonra Akarçay’a
deşarj
• Yeraltı sularındaki etkisi → soğuk-sıcak su dengesinin
bozulması ve sıcak suların soğuk su sistemine girişimi
21
Akarçay Havzası
• Ömer Hamamı suyu deşarjı → TÇM = 3800 mg/L
• Afyon şehir ısıtmasından dönen suların (AFJET) deşarjı
→ TÇM = 5000 mg/L
TÇM (AFJET) = 5000 mg/L
Akarçay
450 mg/L
< 350 mg/L
100 m
Mart ayında
1145 mg/L (kurak dönemde)
22
Akarçay Havzası
TÇM (Gazlıgöl kaplıcası) = 2000 mg/L
Sivrikaya Deresi
350 mg/L (yağışlı dönemde)
1500 mg/L (kurak dönemde)
TÇM (Heybeli kaplıcası) = >3000 mg/L
Akarçay
440 mg/L (yağışlı dönemde)
23
Akarçay Havzası
• Maksimum B konsantrasyonu → Ömer-Gecek termal
sahasının çıkışında ve Afyonkarahisar Ovası’nın
kuzeybatısındaki sıcak su kuyularında
•
•
•
As (Ömer hamamı deşarjı) = 176,6 mg/L
As (AFJET deşarjı) = 173,9 mg/L
As (Heybeli kaplıcası) = 168,6 mg/L
• İçme sularında maksimum As = 0,01 mg/L
24
Akarçay Havzası
İstanbul Üniversitesi, 2001. “Afyonkarahisar termal ve mineralli
kaynaklarının kullanılmasında başlıca ekolojik ve balneolojik sorunlar”
su
• CaCO3 ve MgCO3 çökelmesine karşı →“inhibitör”
• Afyon’da; * ~ 50 sondaj kuyusunda aylık inhibitör tüketimi =
~ 30 ton → Ayda 30 ton katkı maddesi
* Yılda → 3,5 milyon ton (enerji) + 1,5 milyon ton (balneoloji)
= 5 milyon ton jeotermal su
• Toprağa verilen inhibitörlü jeotermal sular toprak pH’sını düşürür
(bitki örtüsünde çoraklaşma), yer altı ve yerüstü sularının kimyasal
bileşimini bozar.
• Inhibitör pH’sını tamponlamak için → NH4
• Yeraltı ve yerüstü sularında NH4 kirliliği
• Arıtmasız deşarj → yerüstü ve yeraltı sularında As ↑ → içme ve
kullanma sularındaki As ↑
25
Akarçay Havzası
•
B ile Mg, Na ve K tuzlarının toprağa ve sulara
karışması flora ve fauna dengesini bozmaktadır, toprağı
bitkilerin yetişemeyeceği bir forma sokarak tarımsal
üretimi düşürmektedir.
• Akarçay’a ve Eber Gölü’ne deşarj edilen sıcak su sonucu
ekolojik yönden bir dizi değişiklik → doğal populasyon
(bitkisel ve hayvansal organizmalar) sıcaklığın
artmasıyla farklılaşmakta, termofil (sıcağı seven) türlere
dönmektedir.
26
Akarçay Havzası
Yeraltı suyu kirliliği:
• Jeotermal alanlara yakın yerlerde Na+K, Cl, Li, B,
sıcaklık ve elektriksel iletkenlik ↑
• Ömer-Gecek,
Gazlıgöl
ve
Heybeli
jeotermal
alanlarında termal su kaynak ve üretim kuyularına
yakın soğuk su kuyularında kirlilik gözlenmektedir.
• Jeotermal kökenli kirlenmenin oluşum mekanizması
konusunda yeterli bilgi yoktur.
27
Akarçay Havzası
Olasılıklar;
– jeotermal ve soğuk su akiferleri arasındaki doğal
etkileşim sonucu,
– jeotermal su kuyularının hatalı teçhizi sonucu,
– doğru teçhiz edilmiş kuyu cidarlarının zamanla
yıpranması ile oluşan kaçaklar sonucu.
• Jeotermal akifer ile soğuk su akiferleri arasındaki
dinamik ilişki sayısal modeller aracılığı ile incelenmeli,
yeni soğuk su kuyuları modellerin öngörüleri
doğrultusunda açılmalıdır.
28
Türkiye’de jeotermal atıksuların
yönetimi
• Aydın- Germencik Jeotermal Santrali → Türkiye'deki en
büyük jeotermal elektrik santrali (47,4 Mwe)
• Akışkan sıcaklığı → 200 - 215 oC arasında
• 8 üretim kuyusunda 2530 ton/saat akışkan üretimi
• Akışkanın %79'u sahanın batı bölümünde yer alan 5
adet reenjeksiyon kuyusu vasıtasıyla rezervuara
gönderilmekte, geri kalan kısım ise buharlaşmaktadır.
http://www.yenienerji.info/?pid=20064
29
Türkiye’de jeotermal atıksuların
yönetimi
•
•
•
•
•
DORA 1 Jeotermal Santrali → 7,95 MWe
Akışkan sıcaklığı → 166 - 170 oC arasında
2 üretim kuyusunda 530 ton/saat akışkan üretimi
Akışkanın tamamı → 1 adet reenjeksiyon kuyusu
Acil durumlarda ve santralin durdurulma gerekliliğinde
otomatik kontrol vanaları ile üretim durdurulmaktadır.
• İşletme döneminde jeotermal sıcak su ve buhar
hatlarından örnek alınarak,
kimyasal analiz yapılmaktadır.
• CaCO3 kabuklaşmasını
önlemek için → inhibitör
http://www.megeelektrik.com.tr/images/lisans/dora1.pdf
30
Türkiye’de Jeotermal Atıksular ile
ilgili Mevzuat
Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular
Kanunu Uygulama Yönetmeliği
(Tarih: 11.12.2007, Sayı: 26727)
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği
(Tarih: 31.12.2004, Sayı: 25687)
31
Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular
Kanunu Uygulama Yönetmeliği (MADDE 24)
• Ruhsat sahibi, kullanımdan dönen akışkanın kimyasal analizini
akredite olmuş bir laboratuvara yaptırır.
• Akışkanın kimyasal bileşimi çevre limitlerini aşıyor ise uygun
yöntemlerle arıtılarak ilgili çevre mevzuatı limitleri altına
düşürülür ve belirlenen alıcı ortama usulüne uygun şekilde
deşarj edilir.
• Arıtma sonrası elde edilen akışkanın üç ayda bir kimyasal
analizi yaptırılarak çevre limitlerini aşıp aşmadığı kontrol edilir.
• Kullanımdan dönen akışkan, içeriği deşarja uygun değil ise,
reenjekte edilmelidir.
• Akışkanın reenjekte edileceği rezervuara etkileri bir ön
değerlendirme ile belirlenir. Olumsuz etki yoksa reenjeksiyon
yapılabilir, varsa etki kaldırıldıktan sonra reenjeksiyon yapılır.
32
Jeotermal Kaynaklar ve Doğal Mineralli Sular
Kanunu Uygulama Yönetmeliği (Madde 24)
• Reenjeksiyon yapıldığı sürece gözlemler sürdürülür.
Rezervuar ve üretim değerleri üzerinde olumsuz etki
gözlenirse, reenjeksiyon durdurulur ve yeni bir lokasyon
araştırılır.
• Reenjeksiyonun mümkün olmadığı durumlarda, bu durum tüm
bilgi ve belgeler ile birlikte MTA’ya iletilip incelettirilir. Gerekli
ise MTA tarafından yerinde tetkik yapılır.
• Formasyonun fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle işletme
ruhsat sahasında reenjeksiyonun yapılamayacağının MTA
tarafından onaylanması halinde, çevre kirlenmesini önleyecek
tedbirler alınarak deşarj yapılır.
• Müstakil kaplıca ve doğal mineralli su işletmelerinde,
reenjeksiyon şartı aranmayabilir. Akışkan çevre mevzuatı
açısından ilgili Bakanlığın görüşü alınarak, belirlenen uygun
alıcı ortama usulüne uygun şekilde deşarj edilebilir.
33
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Madde 27)
•
Doğal olarak kendiliğinden çıkan sıcak ve mineralli sulardan veya herhangi
bir su ortamından alarak kullandıkları suyun kalitesini hiçbir şekilde
değiştirmeden aynı su ortamına deşarj ettiklerini belgeleyen kurum, kuruluş
ve işletmeler, bu kapsama giren su miktarı için deşarj standartlarını ihlal
etmemiş sayılırlar.
• Ancak bu işletmelerin yukarıda belirtilenden başka kalitede ayrı bir su
kaynağını kullanmaları veya atıksu üretmeleri halinde bu istisna hükmü,
kalitesi değiştirilerek atılan miktardaki sular için geçersizdir.
Bu madde, Taslak SKKY, Madde 30-(3)’te şu şekilde değiştirilmiştir:
• Doğal olarak kendiliğinden çıkan sıcak ve mineralli su kaynaklarından veya
herhangi bir su ortamından alarak kullandıkları suyun kalitesini hiçbir şekilde
değiştirmeden aynı su ortamına ayrı bir kanal ile deşarj ettiklerini belgeleyen
kurum, kuruluş ve işletmeler, bu kapsama giren su miktarı için deşarj
standartlarını ihlal etmemiş sayılırlar.
• Ancak bu işletmelerin yukarıda belirtilenden başka kalitede ayrı bir su
kaynağını kullanmaları veya atıksu üretmeleri halinde bu istisna hükmü,
kalitesi değiştirilerek atılan miktardaki sular için geçersizdir.
34
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Madde 27Değişik son fıkra: RG-13/2/2008-26786)
• Yeraltından çıkarılarak enerji üretme ve ısıtma gibi çeşitli amaçlarla
kullanılan jeotermal kaynak sularının debisi 10 L/sn ve üzerinde ise suyun
alındığı formasyona reenjeksiyon ile bertaraf edilmesi zorunludur.
Reenjeksiyon ile bertaraf etmeyenlere işletme ruhsatı verilemez.
• Ancak, reenjeksiyonun mümkün olmadığının bilimsel olarak ispatlanması
hâlinde; alıcı ortama deşarj edilecek olan suların içerisinde çözülmüş hâlde
bulunan mineral ve elementlerin miktarlarının belirlenmesi için yapılacak
jeokimyasal analizlerin sonucuna göre Bakanlıkça belirlenecek deşarj
standartları esas alınarak izin verilebilir.
Bu madde, Taslak SKKY, Madde 30-(5)’te şu şekilde değiştirilmiştir:
• Yeraltından çıkarılarak enerji üretimi, ısıtma ve ısınma gibi amaçlarla
kullanılan jeotermal kaynak suların suyun alındığı formasyona geri
enjeksiyon
ile
bertarafı
zorunludur.
Reenjeksiyon
ile
bertaraf
uygulamayanlara işletme ruhsatı verilemez.
• Ancak, reenjeksiyon mümkün olmadığının uzman kurum ve kuruluşlarca
hazırlanan bilimsel raporla ispatlanması halinde; alıcı ortama deşarj edilecek
olan sulardaki çözünmüş mineral ve elementlerin miktarlarının belirlenmesi
için yapılacak jeokimyasal analizlerin sonucuna göre alıcı ortamın su kalitesi
ve kullanım durumları da dikkate alınarak Bakanlıkça belirlenecek özel
deşarj standartları esas alınarak izin verilebilir.
35
Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (Tablo 9.5)
Tablo 9.5: Sektör: Kömür Hazırlama, İşleme ve Enerji Üretme Tesisleri
(Jeotermal Kaynaklar ve Çeşitli Amaçlarla Kullanılan Sıcak Sular)
KOMPOZİT NUMUNE KOMPOZİT NUMUNE
PARAMETRE
BİRİM
2 SAATLİK
24 SAATLİK
KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (KOİ)
(mg/L)
60
30
YAĞ VE GRES
(mg/L)
20
10
TOPLAM SİYANÜR (CN‾)
(mg/L)
0,5
SICAKLIK
(°C)
35
pH
6-9
6-9
Bu tablo, Taslak SKKY, Ek 1’de şu şekilde değiştirilmiştir:
Tablo 9.5: Sektör: Kömür Hazırlama, İşleme ve Enerji Üretme Tesisleri
(Jeotermal Kaynaklar ve Çeşitli Amaçlarla Kullanılan Sıcak Sular)
TEMSİLİ ANLIK VEYA 2 SAATLİK KOMPOZİT
PARAMETRE
BİRİM
NUMUNE
KİMYASAL OKSİJEN İHTİYACI (KOİ)
(mg/L)
60
SICAKLIK
(°C)
35
pH
6-9
36
ARZ EDERİM….
37