Kabuklu kireçtaşından jeotermal enerji eldesi deneme projesi, Berlin, Almanya

Fiber optik sıcaklık ölçümü ile sondaj sırasında gerçek zamanlı izleme (kaynak: CCBY-SA 4.0 Daniel Acksel, GFZ)

Cannur Bozkurt 31 Ağu 2020

2017 yılında, şehrin dalgalanan ihtiyaçlarını karşılamada geçici olarak doğal gaz depolamak için kullanılmış olan Berlin Grunewald ormanının 1,015 ila 1,045 metre altındaki bir derinlikte, kumtaşı tabakasının gözeneklerindeki devasa bir depolama tesisi kapatıldı.

Helmoltz Center GFZ Geoforschungsinstitut Potsdam tarafından yapılan basın bildirisi, sahanın şimdi, Berlin’in 500 metre altındaki karbonat kayaçlarının binaları ısıtmak için uygun olup olmadığını göstermeyi amaçlayan ATES iQ proje sahası olduğunu duyurdu.

Bu durum Guido Blöcher liderliğindeki çalışma grubunun araştırmacıları, Potsdam’daki GFZ Yerbilimleri Araştırma Merkezi ve aynı şekilde Berliner Erdgasspeicher GmbH (BES)’deki proje ortakları için, sürdürülebilir, bölgesel bir enerji kaynağını keşfetme yolunda eşsiz bir fırsat olarak görülüyor. Bilim insanları, artık faaliyette olmayan Muschelkalk oluşumunun 500 metre üzerindeki doğal gaz depolama tesisinin (kabuk taşıyan kireçtaşı) katmanının, yalnızca metropolde değil, aynı zamanda binalar için jeotermal enerji sağlamada kullanılıp kullanılamayacağını araştırmayı planlıyor.

Araştırmacılar, öncelikle Muschelkalk (fosil kabuklarınca zengin kireçtaşı formasyonu) içinde, her biri çok sayıda gözenekli 15 metre kalınlığında köpük kireçtaşı tabakası içeren iki katmanla ilgileniyorlar. Bu kaya aslında ilk çağlarda, bir kireçtaşı kabuğunun sığ bir denizin dibinde küçük kum taneleri veya deniz kabuğu kalıntıları etrafında yavaşça oluştuğu zaman gelişen çok sert köpüğü andırıyor. Normalde kayadaki yarıklar boyunca akacak olan büyük miktarlarda su, bu köpük kireçtaşının gözeneklerinde tutuluyor. Muschelkalk, Berlin’in Grunewald Ormanı’nın altında 500 ila 550 metre derinlikte sıkışmış su ile birlikte yaklaşık 32 °C olması gerektiğinden, bu kaynağı jeotermal enerji kaynağı olarak kullanmak bir seçenek olabilir. Dahası, bu köpük kireçtaşını kışın kullanmak üzere yaz aylarında gereksiz ısıyı depolamak için kullanmak da mümkün olacak.

Böyle bir kaya tabakasının ne ölçüde kullanılabileceği, önemli ölçüde köpük kireçtaşının karbonat kayasında ne kadar su bulunduğuna ve doğal olarak oluşan çatlaklardan derinlikte hangi miktarların akabileceğine bağlıdır. Guido Blöcher, “Bunu bulmak için normalde köpük kireçtaşını delmeniz gerekir” diye açıklıyor. Ancak bu pahalı bir girişim. Gaz depolama tesisi için halihazırda açılmış olan kuyuları kullanmak çok daha ucuz. Bu nedenle, GFZ araştırmacılarının şu anda yaptığı tam olarak bu. Mevcut sondajlardan Muschelkalk’tan su örnekleri alınıyor. Hidrokimyacı Simona Regenspurg ve araştırma grubu, suyun nereden geldiğini ve nasıl kullanılabileceğini bulmak için bu su örneklerinde bulunan maddeleri inceliyor. GFZ araştırmacısı “Suda çözünen tuz ve diğer maddelerin gerçek miktarları nelerdir?” sorusuna cevap arıyor.

Simona Regenspurg, çökeltebilecekleri ve bu nedenle jeotermal enerjinin kullanımıyla ilgili teknik süreçleri engelleyebilecekleri için tuzlarla ilgileniyor. Bu tuzların miktarları ve bileşimi biliniyorsa, mühendisler ayrıca daha sonraki bir aşamada korozyonu daha iyi önleyebilecekler. Buna ek olarak, derinlerdeki yaşam üzerine odaklanan yeni bir GFZ araştırması çerçevesinde, jeomikrobiyolog Jens Kallmeyer, suda hangi mikroorganizmaların bulunduğunu ve faaliyetlerinin yeraltını nasıl etkilediğini analiz ediyor.

Köpüklü kireçtaşındaki yarıklardan akan su miktarını tahmin etmek için araştırmacılar çeşitli test yöntemleri planladılar. Guido Blöcher, gerçekleştirilecek testler sonrası edinilen veriye göre,  jeotermal enerji kullanımının bu konumda gerçekten işe yarayıp yaramayacağını tahmin edebileceklerini belirtiyor.

GFZ araştırmacısı Jan Henninges liderliğindeki mühendisler ve teknisyenler, kuyunun tüm uzunluğu boyunca sıcaklığı aynı anda ölçmek için fiber optik ve 550 metre derinliğe kadar inen bir ölçüm kablosu yerleştirecekler. Bu deney için planlandığı gibi, yüzeyde soğumuş olan Muschelkalk’tan çıkarılan 100 metreküp su, orijinal durumuna geri dönmek için tekrar kuyuya pompalandığında, sıcaklık eğrisi dikkatlice izlenecek. Jan Henninges, “Bu şekilde, kuyu boyunca geçirgen kaya katmanlarının nerede bulunduğunu görebiliriz” diyor.

BES araştırmacıları, doğal gaz depolama tesisinin eski sondajlarının daha sonra jeotermal enerji için nasıl kullanılabileceğine dair daha fazla anahtar bilgi sunuyorlar. GFZ’deki araştırmacıların amacı, Grunewald’da test edilen bu kavramları ve orada elde edilen sonuçları, Muschelkalk katmanının jeotermal enerjinin geliştirilmesini de sağlayabileceği Berlin’in çevresindeki bölgeye uygulamak.

Kaynak: ThinkGeoEnergy