Termik santrallar, yapıları itibariyle soğutma ve proses için büyük miktarlarda suya ihtiyaç duyarlar. Ancak burada bir kısırdöngü söz konusu. Termik santrallar ve özellikle de kömürle çalışan santrallar, enerji üretebilmek için suya ihtiyaç duyarken, su kaynakları üzerindeki stresi artıran iklim değişikliğini de körüklüyorlar. İklim değişikliğinin hidrolojik, meteorolojik ve klimatolojik parametreleri değiştirmesi özellikle termik santralları olumsuz etkiliyor.
Termik santralların, iklim değişikliğinin olumsuz etkileri ile daha da kısıtlı hale gelecek su kaynakları ile aslında kısırdöngülü bir ilişkisi var. Bilindiği üzere termik santrallar, yapıları itibariyle soğutma ve proses için büyük miktarlarda suya ihtiyaç duyarlar1. Hem ısıyı önce mekanik, sonra elektrik enerjisine çevirebilmek, hem de sistemi çalışabilir sıcaklıkta tutabilmek için kaynağından yüklü miktarlarda su çekimi, kullanımı ve tüketimi yapılır. Maliyetler dışsallaştırıldığı zaman bu yöntem çok hesaplı bir seçenek gibi gözükebilir. Termik santralların genelde deniz, göl, akarsu kıyılarına kurulmuş olduğu gerçeği dikkatinizi daha önce çekmediyse bunun neden böyle olduğuna dair şimdi bir fikriniz oldu bile… Termik santrallar ve özellikle de kömürle çalışan santrallar, enerji üretebilmek için suya ihtiyaç duyarken, su kaynakları üzerindeki stresi artıran iklim değişikliğini de körüklüyorlar. İklim değişikliğinin hidrolojik, meteorolojik ve klimatolojik parametreleri değiştirmesi özellikle termik santralları olumsuz etkiliyor2. Bu durum, ilk cümlede vurgulanan kısırdöngüdür. Enerji üretmek için su kullanırken bir diğer yandan enerji üretme biçiminiz zaten sınırlı su kaynaklarınızı daha da azaltacak makro etkilere sebep oluyor. Süreç devam ettikçe sosyal, ekonomik ve çevresel ihtilaflar yaşanılması kaçınılmaz olabilir.
Su Oburu Termik Santrallar
Termik santrallarda proses ve soğutma için ihtiyaç duyulan su genelde deniz, akarsu, göl, baraj gibi bir kaynaktan “çekilir”. Bu çekilen su şayet kaynağına geri döndürülmüyorsa (örneğin buharlaştırılıyor ve kaynağından uzaklaşıyorsa) bunu su “kullanımı” veya “tüketimi” olarak adlandırırız3. Yani su kaynağınızı bir anlamda geri dönüşü olmayan şekilde tüketiyorsunuz. Termik santrallarda soğutma amacı ile kullanılan teknolojiye göre üç temel sistem söz konusu. Bunlardan “açık devre” sistemlerde (tek geçişli olarak da bilinirler) yüzey suları kaynağından çekilerek tesis içerisinde soğutma amacı ile bir tur yaptırılır ve ardından kaynağına geri döndürülür. Bu tip sistemlerde döngüsel sistemlere göre 10-100 kat daha fazla su çekimi yapıldığı belirtilirken daha az buharlaşma/tüketimin de söz konusu olduğunun altı çiziliyor. Bir diğer seçenek olan “kapalı devre” sisteminde ise, su kaynağından çekildikten sonra tesis içerisinde döngüde tutulur. Açık devre sistemlere göre çok daha az su çekimi yapılsa da çekilen su buharlaştığı için yine bir tüketim gerçekleşmiş olur. Peki, termik santrallarda su olmadan soğutma mümkün değil mi? Hava akımı ile soğutma yapılan “susuz/kuru soğutma” tabir edilen sistemlerde mümkün ancak bu sistemlerin maliyeti nedeni ile çok yaygın olmadığı da bir gerçek.
Türkiye’ye gelecek olursak… Türkiye’deki taşkömürü ve linyit santrallarının çok önemli kısmının açık (%53) ve kapalı devre (%37) soğutma sistemlerine sahip olduğunu biliniyor; kaynağından su çekmeye ihtiyaç duymayan, su tüketmeyen kömür santralları kurulu kapasitenin sadece %10’unu oluşturuyor4. Türkiye’de 2016 yılı için teknoloji türüne göre soğutma sistemlerinin su tüketim faktörü değerleri kapalı devre sistemler için ortalama 2600 m3/GWh, açık devre sistemler için 946 m3/GWh ve kuru soğutmalı sistemler için 106 m3/GWh olarak hesaplanıyor (Şekil 1).
Yakın zamanlı bir çalışmada Türkiye’deki linyit santrallarının çoğunun bu ortalama hesaplar ile tutarlı bir su tüketimi gerçekleştirdiğini görebiliyoruz (Şekil 2)5. Soğutma sisteminin kuru tip ve verimliliğinin daha yüksek olmasının, Çan santralını su tüketimi bakımından diğerlerinden nasıl ayrıştırdığı açık. Ancak, Çan’ın su tüketiminin diğer enerji üretim biçimleri ile kıyaslanmadan aslında ne denli fazla olduğu kolayca anlaşılamaz.
Bu nedenle Türkiye’de 2016 yılında santral tipine göre elektrik üretiminde toplam su tüketimi ve üretilen elektriğin su kullanım yoğunluk değerlerine bakmakta yarar olabilir (Şekil 3). Yenilenebilir enerji seçeneklerinin kömür ve özellikle linyit santrallarına karşı bu açıdan da üstünlükleri söz konusu.
Şekil 2 ve Şekil 3’ten de anlaşıldığı üzere Türkiye’de elektrik üretimi için kömür ve özellikle linyit önceliklendirmek halihazırda su kaynakları yüksek baskı altındaki6 bir ülke için çok mantıklı bir seçenek olmayabilir. Termik santralların daha da şiddetlendirdiği iklim değişikliği Türkiye’nin su kaynakları, hidrolojik ve hidrolik parametreleri üzerinde olumsuz etkilere gebe bir haldeyken kömür-linyit-su ekseninde yeniden bir değerlendirme yapılması elzem (Kutu 1).
Kömürle çalışan santrallar kaynağından su çekmek ve kullanmanın yanı sıra aynı zamanda atık su bağlamında da tehdit oluşturuyorlar. Santrallardaki çeşitli işlemler sonucunda cüruf teknesi taşıntı suları, yıkama ve temizleme suları, yağlı sular, kömür stok sahası drenajları gibi atık niteliğindeki sular çeşitli çevresel ve sosyal riskler barındırıyor. TÜİK verisine göre Türkiye’de 2016 yılında termik santrallar tarafından toplam 8,5 milyar m3’e yakın atık su deşarjı gerçekleştirilmiş durumda. Bu miktardan soğutma sularını düştüğümüzde geri kalan kısmın yalnızca %10,5’inin arıtıldığını görüyoruz7. Bu, ekosistemlerin sağlığı ve sürdürülebilirlik açısından hiç de kabul edilebilir bir rakam olmasa gerek… Katı atıklar açısından, 2016 yılında Türkiye’deki 61 aktif termik santralda 12 bin tonu “tehlikeli” sınıfında olan toplam 19,5 milyon ton atık oluştuğu belirtiliyor. Toplam atığın %87,8’ini kül ve cüruf atıkları, %12,2’sini ise atık su arıtım çamurları, kimyasal atıklar, kağıt, plastik, metalik atıklar ile evsel ve benzeri atıklar oluşturuyor. Toplam atığın %83,3’ü kül dağı, kül barajı veya düzenli depolama tesislerinde bertaraf edilirken, %16,7’sının ise atık bertaraf/geri kazanım tesislerine ve maden/taş ocaklarına gönderildiği kaydedilmiş.
Atık Sular Nereye Deşarj Ediliyor?
Türkiye’de termik santralların kaynağından ne kadar su çektiğine, kaynağına deşarj ettiğine ve bu deşarjın ne kadarının arıtılarak gerçekleştirildiğine dair resmi rakamları TÜİK tarafından yayımlanan Termik Santral Su, Atıksu ve Atık İstatistiklerinden takip edebiliyoruz. Ne yazık ki yakıt tipine göre bir kırılım söz konusu olmadığı için linyit özelinde bir değerlendirme yapmak için sağlıklı veri bulunmuyor. Ancak genel resmi görebilmek açısından kayda değer bilgiler mevcut. TÜİK verisine göre 2016 yılında kaynağından alınan 17,3 milyar m3 suyun yarısı (8,6 milyar m3) termik santrallar tarafından çekilmiş8 (Şekil 4 ve Şekil 5). Bu suyun ana kaynağını ise denizlerimiz (%98,4) oluştururken neredeyse tamamen (%98,9) soğutma amacıyla kullanıldı. Termik santrallardan çıkan atık suların %99,7’si yine denizlere deşarj edilmiş. Çoğunlukla soğutma suyu olarak değerlendirilen ve alıcı ortama alım sıcaklığının üzerinde bir sıcaklıkta deşarj edilen bu sular, her ne kadar üst limitler ilgili mevzuatla belirlenmiş olsa da ekosistemlere etki edebilecek riskleri barındırıyor. Bunun yanında, deniz dışındaki kaynaklardan su çeken termik santrallar, iklim değişikliği etkileri ile beraber artış kaydeden su stresi ile birleşince, konumlarına bağlı olarak diğer sektörlerle su ihtilafları yaşanması riskini de taşıyor.
Özetle, Türkiye’de linyit başta olmak üzere kömüre dayalı elektrik üretiminin su kaynakları, buna bağımlı ekosistemler ve sektörler üzerindeki etkileri, bu enerji üretim biçiminin başlıca nedeni olduğu iklim değişikliği ile beraber daha da yıkıcı hale gelecek. Değiştirdiği iklim, kömürlü santrallar için daha fazla su ihtiyacına sebep olacak. Gittikçe ısınan bir dünyada soğutma suyu aramak yerine kısıtlı kaynakları koruyabileceğimiz seçenekleri değerlendirmek için yeteri kadar sebebimiz ve kanıtımız mevcut. Tabii ki seçenekleri değerlendirirken tek kısıt su değil, ama su hayati bir konu. Ayrıca güneş ve rüzgar enerjisi maliyet-etkinlik, seragazı emisyonu gibi kulvarlardan sonra su kullanımı ve atık konularında da linyit ve dahi fosil yakıtları geride bırakmış durumdayken kısırdöngüyü artık kırmalıyız.
KUTU
İklim Değişikliğinin Su Kaynaklarına Etkisi Projesi Bulgularından:
İklim değişikliğinin Türkiye’deki yüzeysel sular ve yeraltı sularına su havzaları bazında etkisinin tespitinin yapıldığı ve çeşitli uyum faaliyetlerinin belirlendiği projede, enerji sektörünün iklim değişikliğinden etkilenebilirliği en yüksek olacak sektörlerden birisi olduğu tespiti yapılıyor. Türkiye’de termik santrallarda kömür kalitesi, ısı verimi kadar suya ulaşılabilirlik faktörü de üretimi doğrudan etkileyebilecek ana unsur olarak öne çıkarılıyor. Raporun eklerinde “Termik santrallar suya bağımlıdır. Dolayısıyla gerek iyimser gerekse de kötümser projeksiyonlara göre 2041 yılından itibaren oldukça yüksek ve çok yüksek etkilenebilirlik seviyeleri söz konusudur” tespiti yapılıyor. Pilot olarak enerji sektörü de dahil edilerek incelenen havzalardan birisi olan Ceyhan Havzası Teknik Gezisi kapsamında ziyaret edilen Afş in Elbistan Termik Santrallarında yetkililerle yapılan görüşmelerde, Ceyhan Nehri civarındaki tesisin genişletilmesi esnasında nehirden çekilecek su miktarının optimize edilmesi ve nehrin doğal yapısını etkilemeyecek düzende işletilmesi öneriliyor. Ürettiği GWh başına ortalama 2700 m3 su kullanımı olan tesisin tarım, sanayi, ekosistemler, turizm gibi sektörler için eşit derecede önemli Ceyhan Nehri’ni etkilememesi ise şüphesiz imkansız.
Kaynaklar
1 IEA (2016) Water Energy Nexus.
2 Van Vliet, M. T., Yearsley, J. R., Ludwig, F., Vögele, S., Lettenmaier, D. P., & Kabat, P. (2012). Vulnerability of US and European electricity supply to climate change. Nature Climate Change, 2(9), 676.
3 Macknick, J., Newmark, R., Heath, G., & Hallett, K. C. (2012). Operational water consumption and withdrawal factors for electricity generating technologies: a review of existing literature. Environmental Research Letters, 7(4), 045802.
4 El-Khozondar, B., & Koksal, M. A. (2017). Investigating the water consumption for electricity generation at Turkish power plants. In E3S Web of Conferences (Vol. 22, p. 00039). EDP Sciences.
5 GTE Carbon, EÜAŞ, Newcastle Üniversitesi (2014) İklim Değişikliğinin Termik Enerji Üretimine Etkisi. Proje Özet Raporu. Ankara, Türkiye.
6 Aqueduct Water Risk Atlas, World Resources Institute
7 TÜİK (2018) Termik Santral Su, Atıksu ve Atık İstatistikleri.
8 TÜİK (2018) Sektörel Su ve Atıksu İstatistikleri.
