Termik Santraller ile Bölge Isıtması Yapmak-Türkiye:

1--Enerji Verimliliğini Arttırmak Üzere Termik Santral Atık Isılarını Faydaya Dönüştürme Yöntemlerinin Araştırılması, Geliştirilmesi ve Binalarda Isıtma Uygulaması (TSAD)” projesi  çerçevesinde yapılan analize göre Termik Santraller ile Bölge ısıtması yapılacak konut sayıları:

2-- Termik Santralların Isı Taleplerini Karşılayabilecekleri Konut Sayıları

Santral Adı….İnc Yerleşim Birimleri…Talebi Karş Konut Sayısı

Afşin Elbistan B……Afşin ve Elbistan………..34000

Ambarlı……………Beylikdüzü ve civarı…….86000

Bursa………………Osmangazi…………….99000

18 Mart Çan……….Çan ve Yenice…………15000

Çatalağzı……….Çatalağzı ve Zonguldak……41000

Hamitabat…………Lüleburgaz…………….27000

Kangal ……………Kangal ve Sivas……….23000

Orhaneli……………..Orhaneli…………….3000

Seyitömer……………Kütahya…………….65000

Soma B………….Soma ve Turgutlu……….25000

Tunçbilek……….Tunçbilek ve Tavşanlı…….13000

Yatağan………….Yatağan ve Muğla………18000

Yeniköy…………….Milas…………………7000

Toplam           ……………………………….455000

3--Proje kapsamında, EÜAŞ’a bağlı 14 termik santral tek tek incelenerek atık ısı potansiyelleri ve geri kazanım yöntemleri belirlenmiştir.

3.1--Santrallerin atık ısılarının binaların ısıtılması, seracılık, sanayi için sıcak su temini ve benzeri uygulamalarda kullanılmasının ülkeye sağlayacağı   birçok kazanç vardır.  

3.2--Proje  kapsamında  Termik   santrallerin   atık   ısılarının   çevrelerindeki   yerleşim yerlerinde kullanılması ile yılda 35 milyon MWht’lik ısı tasarrufu sağlayacak  potansiyeldedir.   Bunun   ülke   ekonomisine  yıllık katkısı 1,1 milyar TL kadardır.

4--Bir termik santralin atık ısıları ile çevresinde ısıtabileceği konut sayısı 15000-140000 arasında değişmektedir.

5--Atık ısıların konutların ısıtılmasında kullanılmasının çok büyük çevresel katkıları da vardır.

5.1--Atık ısıların değerlendirilmesi ile CO2 emisyonlarındaki azalma potansiyeli 5 milyon ton iken bu durum SO2 emisyonlarında 100 bin ton mertebesindedir.

5.2--Ayrıca, suyun önem kazandığı son yıllarda atık ısının bölge ısıtmada kullanılmasıyla yılda 22 milyon ton suyun tasarruf edilmesi imkan dahilindedir.

5.3--termik santral atık ısıları ile ısıtılması durumunda konutların birim ısı maliyetinin, ısıtma için kullanılan kömür ve doğalgaza göre %20 -50 oranında daha ekonomik olacağı belirlenmiştir.

5.4--Yapılan çalışmalar sonucunda, bölge ısıtma için enerji sağlanacak en uygun nokta alçak basınç türbin girişinden buhar çekmek olduğu tespit edilmiştir.Böylece, termik santrale yakın yerleşim merkezlerinin enerji talepleri bu dönüşüm ile karşılamak mümkün olacaktır

5.4.1--Bu şekilden açıkça görülmektedir ki belirtilen noktadan çekilen buhar, kondenserden çevreye atılacak enerjiyi önemli derecede azaltmaktadır.

5.4.2--Diğer bir deyişle, bölge ısıtma için gerekli ısı enerjisinin büyük bir bölümü kondenserden atılacak ama henüz atılmamış enerjiden karşılandığı anlamına gelmektedir.

5.4.3--Aynı zamanda termik santral içinde bu atık enerji kullanılarak yakılacak yakıt ve ısıtılamaz mı

6—Bölge ısıtması ile ısınan ülkelerde konut sayıları:

Almanya……………….>5000.000

İsveç,Fransa……………..>2500.000

Kore,Danimarka………….>2000.000

Macaristan,Avusturya……>1000.000

7—Termik Santrallerin Isısından Isı Pompası Kullanılarak Isıtma Yapmak-Çates

7.1--Yakıtı ne olursa olsun termik santral bacalarından sıcak duman gazlan ile ve yo-ğuşturucularından soğutma suları ile çevreye ısı atıl-maktadır. Baca çekişini düşürmemek, baca içinde yoğuşmanın önüne geçmek ve gazlann geniş alana yayılması gereğinden, baca gazı sıcaklığıını belli bir değerin altına düşürmek mümkün olmamaktadır.

7.1.1--Buna karşın atıldığı çevrede ekolojik denge üzerin-de olumsuz etkilere yol açan soğutma suyunun ısısından faydalanmak mümkündür. Sera, yüzme havuzu gibi yerlerin ısıtılmasında doğrudan kullanıla-bilecek kadar sıcak olan bu su ile konut, işyeri vs gibi yerlerin ısıtılması istenirse bir ısı pompası kullanmak gerekecektir.

7.2--Isı pompa-lan bugünkü koşullarda yoğuşmalı kazanlarla rekabet edemez konumdadırlar. Ancak doğal gazın bulunmadığı alanlarda ısı pompalan ticari bir alternatif oluşturmaktadır.

7.3--En cazip alternatif sudan-suya ısı pompalarıdır. Bu tiplerde yakıt tipine bağlı olmakla birlikte, LPG veya motorin kullanımında yakıt maliyetlerini %65 oranlarında azaltabilmektedir.

7.4--Topraktan suya ısı pompalarında ısı değiştiricisi maliyetleri çok yüksektir. Isı değiştiricisi ve tesisat maliyeti ısı pompasının kendi fiyatından daha fazla olabilmektedir. Ayrıca sistem iyi hesaplanmazsa, beklenilen performansın elde edilmesi mümkün değildir. Bu tiplerde aynı zamanda önemli ölçüde boş araziye gereksinim vardır.

7.5--Hava-su ısı pompaları her yerde uygulanabilme avantajına ve kolay tesis özelliğine sahiptir. An¬cak bir yardımcı enerji kaynağına mutlaka gereksinim bulunmaktadır. Yüksek denge sıcaklıkları seçilerek makul geri ödeme süreleri olan basit ve temiz bir sistem oluşturulabilir.

7.6--Isı pompalannın en uygun kullanım alanı şehir dı-şındaki doğal gazın olmadığı yerlerdeki villa tipi konutlar olarak gözükmektedir.

7.7--Deniz kıyısındaki yapılar için de ısı pompalan avantajlı bir alternatif olarak değerlendirilmelidir.

7.8--Sıcak sulu ısıtma sistemi mutlaka düşük sıcaklık ısıtması olmalıdır.

7.9--Avrupa'da seraların 15-20°C sıcaklık ve %80-90 bağıl neme sahip iç hava şartlarını sağlayabilmesi için kışın en soğuk zamanlarında 200-250 kcal/m2h, Rusya'da ise bu değerin 600-700 kcal/m2h'i bulduğu hesaplanmıştır.

7.9.1--34 hektarlık alan için ısı ihtiyacı Avrupa için 68-85 Gcal/h, Rusya için ise 204-240 Gcal/h değerlerim bulmaktadır. Bunun karşılığı olan yıllık sıvı yakıt miktarı 66000 tondur.

7.9.2--Şu anda bu ısıl değerleri sıvı yakıt ya da gaz yakıt yakan kazanlarla karşılanmaktadır. Uygun bir teknik çözümleme ile güç santralinin yoğuşturucu soğutma suyu atık ısısı kullanılarak amaçlanan ısı ihtiyacı karşılanabilecektir. Şimdiki teknolojiyle atılan suyun sıcaklığı 35-40°C değerlerindedir.

7.9.3--Rusya hava şartlan için, 34 hektarlık seranın 15-20°C iç sera sıcaklığını elde edebilmesi için 240 Gcal/h'lik ısıya ihtiyacı vardn ve bunu da 200 MWlik bir güç santrali karşılayabilmektedir.

7.9.4--Ekonomiklik incelendiği için seranın ısıtılması için yapılması gereken masraflar düşünüldüğü zaman, ısı değiştirgeçlerinin kullanılması durumunda yapılan kar, serada üretilen ürünlerin %25 daha dü-şük fiyatla ısıtılmasını da sağlayacaktır.

7.9.5--6,6 milyar ton C02 emisyonu bina ısıtılmasından gel-mektedir. Isı pompası sistemlerinin kullanılması ha-linde 1,2 milyar tonluk C02 emisyonunda azaltılma olacağı tahmin edilmektedir ve bu değer global emisyonlann %6'sıdır.

8— Zonguldak Çatalağzı Termik Elektrik Santralı (ÇATES) soğutma suyu atık ısısından, ısı pompası ile konut ısıtılması olanaklarının termodi-namik ve ekonomik analizi üzerinde durulacaktır.

8.1--Çates ,Kurulu gücü 2 x 150 = 300 MW olup deniz kenannda kuruludur. Soğutma suyu olarak 18000 m3/h debisindeki deniz suyu kullanıl-maktadır.

8.2--Bu çalışmada, ÇATES Lojmanlarından 30 dairenin ısı pompası ile ısıtılması halinde kurul-ması gereken sistemin ilk yatınm ve işletme maliye-ti çıkartılmış ve mevcut durum ile karşılaştırılmıştır.

8.3--Hesaplara esas alma 30 dairenin ısı ihtiyacını karşı-lamak üzere mevcut 500000 kcal/h'lik kömür yakıt-lı kalorifer kazanı mevcuttur.

8.4--Önerilen ısı pompası sisteminin kurulması düşünülen yer ile ile konutların bulunduğu yer arasında 1150 metre mesafe vardır. Bu araya döşenmesi gere-ken borular, toprağa gömülü, hazır yalıtımlı ve 30 yıl garantili borular olarak alınmış olacaktır.Boruların parasal tutarının toplam yatırım içindeki payı %66 olarak çıkmıştır.

8.5--İlk yatınm masrafları açısından bakıldığında kazanlı mevcut sistemin, önerilen sisteme göre oldukça ucuz olduğu görülmektedir; 9497 $. 

8.5.1--Isı pompalı sistemin maliyeti toplam 113098$'dır. Isı pompası ile konutlar arasına döşenmesi gereken borulann tutarı 74443 $ olurken, boru dışında diğer bütün sistem elemanlan 38655 $'da kalmaktadır.

8.6--Hesap sonuçla-rına göre, COP=4.97 ve BEO=1.34 değeriyle, 50/40 "C sıcak sulu ısıtma sisteminde NH3'lı ısı pompası sistemi, birincil enerji tüketimi bakımından, kömür yakıt kullanan klasik kazanlı ısıtma sistemine göre %79 daha verimli olduğu görülmüştür

8.7--ÇATES yoğuşturucusundan en düşük 25°C sıcaklık-ta, 18.000m3/h debide sıcak su denize atılmatadır.

8.8--Yoğuşturuculannda soğutma suyu olarak deniz suyu kullanan termik santraller bu suyu ısınmış olarak tekrar denize dökmektedirler. Bu da suyun denize döküldüğü yerin çevresinde ekolojik dengeye zarar vermektedir.Ancak bu uygulamalar, aynı zamanda doğal dengenin bozulmasını önleyici bir tedbir olarak da düşünülmelidir.

9--Örnek Projeler-Termik Santral Isısı ile Çevre Binaları Isıtmak:

1—Danfos firması tarafından Soma da 10.000 konut bölgede buluna termik santral ile ısıtılacak.

2—Termik Santral atık ısısı ile yapılan ısıtma harcamasında % 40 daha ucuza ısınma mümkün.

3—Soma da ilk etapta 500.000 adet bina altı istasyon kullanıldı.

10--Termik Santral Isısı ve Isı Pompasıyla Konut Isıtması

1--1997 yılında 22 milyar ton olarak hesaplanan global C02 emisyonlarına %30 bina ısıtılması ve %35 endüstriyel aktiviteler sebebiyet vermektedir

2--6.6 milyar ton C02 emisyonu bina ısıtılmasından gelmektedir (Toplam emisyonların %30'u).

3-- %50 emisyon düşürülmesiyle bina ısıtmasının %30'unun ısı pompalan tarafından sağlandığı farz edilirse, 1.0 milyar tonluk bir emisyon konutsal ve ticari ısı pompalarıyla tasarruf edilebilir.

3.1-- Sadece endüstriyel ısı pompalarıyla minimum 

0.2 milyar ton emisyon tasarrufu sağlanabilir.

3.2--1.2 milyar tonluk C02 emisyonundaki azaltılma global emisyonun %6'sıdır.Tek bir teknolojinin sunabileceği en büyük değerdir ve bu teknoloji piyasada zaten vardır.

3.3--Isı pompalarının kendisi için de gerekli olan, güç santrallerindeki daha yüksek verimlilikle gelecek küresel emisyon tasarruf potansiyeli %16'dır.

4--Bu çalışmada, Zonguldak Çatalağzı Termik Elektrik Santralı (ÇATES) soğutma suyu atık ısısından, ısı pompası ile konut ısıtılması olanaklarının termodinamik ve ekonomik analizi üzerinde durulacaktır.

4.1--ÇATES, yakıt olarak Türkiye Taşkömürü Kurumu (TTK) tarafından Zonguldak'ta, Karadon ve Gelik ocaklannda üretilen taşkömürünün, elek altı olarak tabir edilen, düşük kalorili (En düşük 3500 kcal/kg) kısmım kullanmaktadır. 

4.2--Kurulu gücü 2 x 150 = 300 MW olup deniz kenarında kuruludur. Soğutma suyu olarak 18000 m3/h debisindeki deniz suyu kullanılmaktadır.

5--ÇATES yoğuşturucu soğutma suyunun atık ısısından, ısı pompası yardımıyla konut ısıtılması olanaklan araştırılmış ve sonuçlan sunulmuştur.

5.1—30 dairenin ısıtılmasına yetecek bir sistem düşünülmüştür.Sistemin ısıl performansı; Soğutma Etkinlik Katsayısı ve Birincil Enerji Oranı değerleri anlamında, NH3, R-22 ve HFC-134a soğutkanlan için ayn ayn hesaplanmıştır.

5.2—Sonuç:

5.2.1--Hesap sonuçlarına göre, COP=4.97 ve BEO=1.34 değeriyle, 50/40 C sıcak sulu ısıtma sisteminde NH3'lı ısı pompası sistemi, birincil enerji tüketimi bakımından, kömür yakıt kullanan klasik kazanlı ısıtma sistemine göre %79 daha verimli olduğu görülmüştür.

5.2.2--- NH3'lı ısı pompası, 70/50 °C -radyatörlü ısıtma-ısıtma suyu sisteminde COP=2.99, BEO=0.81-%8 enerji tasarrufu

5.2.3--NH3'lı ısı pompası, 50/40 °C-döşemeden ısıtma- ısıtma suyu sisteminde COP=4.97, BEO=1.34-%79 enerji tasarrufu

5.2.4--R-22'li ısı pompası, 50/40 °C-döşemeden ısıtma- ısıtma suyu sisteminde COP=4.69, BEO=1.27-%69 enerji tasarrufu

5.2.5--HFC-134a'lı ısı pompası, 50/40 °C ısıtma suyu sisteminde COP=4.60, BEO=1.24-%65 enerji tasarrufu

6—15 yıllık ekonomik ömür için yapılan hesaplamalarda, ilk yatırım maliyeti, işletme ve bakım - onarım giderleri de dahil, ısı pompası sistemi için 2.248.040 $ (işletme ve bakım - onaran giderleri hesaplanırken boru maliyeti hesaplara dahil edilmemiştir),

6.1—Geleneksel sistem için sonuç 1.913.500 $ olarak bulunmuştur.

7--ÇATES yoğuşturucusundan en düşük 25°C sıcaklıkta,18.000m3/h debide sıcak su denize atılmatadır.

7.1--Bu suyun sıcaklığı Ağustos ayında 42°C'ye kadar çıkmaktadır. Sıcaklığım 5°C düşürerek dahi ısı kazanılması halinde 5 (°C) x 1 kcal/(kg-°C)xl8000000 (kg/h) = 90.000.000 (kcal/h)'lik (104500 kW) ısı kazanılmış olacaktır.

7.1--Atık ısıya sahip su, yakın çevresindeki seralarda sebze yetiştirme mevsiminde,doğrudan kullanılabilecek kadar yüksek sıcaklığa sahiptir.

Kaynak: 

1--Tesisat Mühendisliği Dergisi, Sayı 84,2004-Çates Kondens Atık Isısından Konut Isıtılmasında Yararlanılması-Mustafa EYRIBOYUN-Keziban ÇALIK

1--Tsad Projesi Kapsaminda Termik Santral Çevrelerinde Bölge Isitma Potansiyelleri-Cengiz Güngör-Tübitak Marmara Araştırma Merkezi

2-- Tesisat Mühendisliği Dergisi Sayı: 84, s. 35-49, 2004-Çates Kondens Atık Isısından Konut Isıtılmasında Yararlanılması-Mustafa EYRIBOYUN- Keziban ÇALIK

3--Dünya Gazetesi