28 12 2021

Termik santraller, yakıttaki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir. Yakıtın kimyasal enerjisinin ısı enerjisi şeklinde açığa çıkması için yakıtın yanma prosesinin gerçekleşmesi gerekmektedir. Söz konusu santrallerden elektrik üretiminde; kömürün yıkanması, proses ve soğutma işlemlerinde su ihtiyacı ön plana çıkmakta olup bu nedenle santrallerin su üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Elektrik üretim santralleri içinde termik santraller en fazla su tüketimi olan santraller olarak bilinmektedir. Kömür yıkama işlemi esnasında kömür cevherinden taş, sülfür ve külün temizlenmesi için genelde su kullanılmaktadır. Ancak termik santrallerde en fazla su tüketimi proses ve soğutma amaçlı kullanımda meydana gelmektedir. Proses aşamasında, suyun içindeki bazı elementlerin (magnezyum, kalsiyum gibi) ekipmanlara zarar vermesinin engellenmesi için kazanın içindeki boruların içinden geçen suyun saf su olması tercih edilmektedir.

 Termik santrallerin soğutma suyu ihtiyacının büyük olması sebebiyle termik santraller genellikle deniz, akarsu, göl, baraj, nehir gibi su kaynaklarına yakın yerlere kurulmaktadır. Termik santrallerde açık devre, kapalı devre ve susuz/kuru soğutma olarak tabir edilen üç farklı soğutma sistemi mevcuttur. Susuz/kuru soğutma sistemi maliyetli olması sebebiyle tercih edilen bir sistem olmamakla beraber diğer sistemlere göre çevreye daha az olumsuz etkisi bulunmaktadır. Termik santrallerdeki su kullanımı verileri incelendiğinde, üretilen her bir kilovatsaat (kWh) elektrik için 4.000 kilojülden (kJ) fazla enerjinin soğutma suyuna harcandığı değerlendirilmektedir. Su, bir akarsudan alınırsa büyük bir debi gerektirmektedir. Diğer bir deyişle, 600 megavatlık (MW) bir santralde soğutma için saniyede 22 m3 su gerekmektedir. Bu nedenlerden ötürü, kapasitesi büyük olan termik santraller akarsuların üzerinde/yanında ya da deniz kıyısında planlanmaktadır. Örneğin; Afşin-Elbistan Termik Santrali’nin saatteki su ihtiyacı 5.400 ton, yakıt ihtiyacı ise saatte 3.000 tondur[1].

Kapalı devre sistemlere su çekimi yapıldıktan sonra su tesis içinde tutulmaktadır (soğutma kuleleri kullanılmaktadır) ve daha az su çekimi yapılsa da suyun buharlaşma özelliği sebebiyle de bir kullanım söz konusu olmaktadır. Kapalı devrede suyun bir kısmı buharlaşmakta, geri kalanı ise daha sonra santral içindeki kondensere geri gönderilmektedir. Soğutma kulesinde buharlaşma yoluyla kaybolan suyu yerine koymak amacıyla kaynaktan su çektikleri için, ıslak döngüsel soğutma sistemleri açık devre sistemlere göre daha az su çekmekte fakat daha çok su tüketmektedir. Greenpeace’in 2016 tarihli raporuna göre 500 MW’lık, alt kritik seviyede kapalı devre bir kömürlü termik santral yılda 10 milyon m3 civarında su çekip 8,4 milyon m3 su kullanmaktadır[2]

Açık devre sistemlerde su çekimi yapıldıktan sonra buharın ısısını düşürmek için kondenser adı verilen sistemlerde borular aracılığıyla sirküle edilip kaynağa geri bırakılmakta ve daha fazla su çekimi yapılırken nispeten daha az buharlaşma/tüketim gerçekleşmektedir. Greenpeace’in aynı raporuna göre, soğutma işlemi esnasında suyun tam miktarı soğutma teknolojisine bağlı olarak değişmekle beraber 500 MW’lık bir kömürlü termik santral açık devre soğutma sisteminde ortalama her üç dakikada olimpik bir yüzme havuzunu boşaltacak kadar su çekmektedir. Bu soğutma sistemi kömürlü termik santrallerin yaklaşık %40’ında kullanılmaktadır; bunların yarısında deniz suyu, diğer yarısında tatlı su kullanımı görülmektedir. 500 MW’lık alt kritik seviyede açık devre bir kömürlü termik santral yılda yaklaşık 500 milyon m3 su çekerken, 2,9 milyon m3 su kullanmaktadır. Soğutma için deniz suyu kullanan 500 MW’lık bir santralin; filtreleri temizlemek, buhar devresi kazanının bakımını yapmak ve kömür külünü santralden uzaklaştırmak için hâlâ 1,4 milyon m3 suya ihtiyacı vardır. Kuru soğutma ya da hava soğutmalı kondenserler ise, buhardan sıvıya dönüşme sürecinde ısıyı çıkartmak için bir araç olarak su yerine hava kullanmaktadır.

Kuru soğutma sistemli santraller filtreleri temizlemek için hâlâ önemli ölçüde tatlı su ihtiyacı duymaktadır. 500 MW’lık, süper kritik seviyede kuru soğutma ya da hava soğutmalı bir kömürlü termik santral yılda yaklaşık 2 milyon m3 su çekerken 1,7 milyon m3 su kullanmaktadır. TÜİK tarafından yayınlanan “Termik Santral Su, Atıksu ve Atık İstatistikleri Anketi” sonuçlarına göre 2018 yılında termik santraller tarafından %98,2’si denizden, %1,8’i ise baraj, akarsu, kuyu ve diğer kaynaklardan olmak üzere toplam 7,9 milyar m3 su çekilmiştir. Çekilen suyun %93,4’ü soğutma suyu olarak kullanılmıştır. Termik santraller tarafından 2018 yılında deşarj edilen 7,5 milyar m3 atıksuyun %96,6’sını soğutma suyu oluşturmuştur. Toplam atıksuyun %99,5’i denize, %0,5’i ise kül barajı, düzenli kül depolama sahası, akarsu ve diğer alıcı ortamlara deşarj edilmiştir.

Kaynak: Su ve Enerji Bilgilendirme Notu| Aralık 2021  TSKB Enerji Çalışma Grubu

[1] 12 http://deneysan.com/Content/images/documents/es-02_67338194.pdf

[2] Greenpeace, 2016. https://www.greenpeace.org/static/planet4-turkey-stateless/2016/05/253feb88-buyuk_su_gaspi.pdf 13 Su ve Enerji Bilgilendirme Notu| Aralık 2021 Enerji Çalışma Grubu