Kömürle çalışan termik santralların çevresel etkileri ve önleme olanakları
Türkiye’nin sahip olduğu en bol fosil kaynaklı yakıt, düşük-kaliteli ve yüksek derecede kirlenmeye yol açan linyittir ve en bol bulunduğundan ülke enerji üretiminin belkemiğidir. Ancak bu tür kömürün kullanımı çok yüksek miktarlarda kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (NOx), karbonmonoksit (CO), Ozon (O3), hidrokarbonlar, partiküler madde (PM) ve kül oluşturmaktadır. Bu atıklar, çevre sağlığına çok çeşitli biçimlerde etki eder. Bu olumsuz etkileri şu şekilde sıralayabiliriz:
Baca gazları ve atıklarının etkileri
Eğer herhangi bir filtre kullanılmazsa 100 megawatt gücünde kömürle çalışan bir termik santralın kirletici etkileri aşağıdaki tabloda görülmektedir.
Kükürt dioksit (SO2)...........45,000 ton/yıl
Azot oksitler (NOx)............26,000 ton/yıl
Karbonmonoksit (CO).........750 ton/yıl
Katı partiküller (PM)...........32,500 ton/yıl
Hidrokarbonlar..................250 ton/yıl
Kül..................................5,660 ton/yıl
Kaynak: Türkiye Çevre Sorunları Vakfı
SO2 ve NOx gazları asit yağmurlarının oluşumundan birinci derecede sorumludurlar. Bacalardan atılan kükürt ve azot oksitler, hakim rüzgarlarla ortalama 2 - 7 gün içerisinde atmosfere taşınırlar. Bu zaman süresi içinde bu kirleticiler, atmosferdeki su partikülleri ve diğer bileşenlerle tepkimeye girerek sülfürik asit ve nitrik asiti oluştururlar. Bunlar da yeryüzüne yağmur ve kar ile ulaşır. Böylece baca gazları ikinci kez ve daha geniş bir bölgeye etki etmiş olurlar. Bölgenin arazi yapısı ve hava koşullarına bağlı olarak, etki yüzlerce kilometreye kadar yayılabilmektedir. Asit yağmuru denilen bu olgu yalnızca canlılar için değil, taş yapıtlar ve eski sanat eserleri için de önemli bir tehlike oluşturmaktadırlar.
Asit yağmurları, yaprakların stomalarına girerek yaprağın su dengesini sağlayan stoplazmanın asitleşmesine neden olurlar. Bunun sonucunda sıvı kaybeden yaprak, kısa sürede ölür. Bu şekilde ağacın hastalıklara dayanıklılığı azaldığından zararlı böceklerin istilasına uğrar ve ölümü hızlanır. Ayrıca giderek zayıflayan ve yaprak kaybeden ağacın tepe çatıları seyrekleşerek rüzgar perdesi görevini yapamaz ve ağaç rüzgardan devrilebilir. Asit yağmurunun toprağa düşmesi sonucu toprağın asiditesi artar ve bu kuvvetli asidik çözeltiler topraktaki Ca++ , Mg+ , K+gibi minerallerin kaybına neden olur. Bu mineraller ağaçların büyümesi ve kendilerini yenilemeleri için yaşamsal öneme sahiptirler. Toprakta PH %5’ in altına düşerse toprak sıvısı içinde alüminyum ve ağır metallerin konsantrasyonu artar. Kurak mevsimlerde topraktaki nemin azalması sonucu bu maddeler iyice yoğunlaşır ve bitki kökleri için öldürücü etki gösterirler. Ayrıca kloroplastlarda biriken SO2 yaprağın fotosentez yapmasını engeller ve bu yolla da ağaca zarar verir. Tüm bunların sonucunda ağaçların yeşil sürgünleri gelişmeyip kurumakta, yaprakları dökülmekte, çiçek ve meyve vermemektedir.
Asit yağmurları ve diğer zararlı gaz ve küllerin verdiği ekonomik zararları şöyle sıralayabiliriz:
1. Ağaçların henüz olgunlaşmadan kesilmesinden doğan zarar.
2. Arazi gelirlerinden yoksun kalmaktan doğan zarar: Bu zarar orman ölümü ile üretimden uzaklaşan arazinin zarar süresince sağlayabileceği gelirden oluşur.
3. Toprak koruma önlemlerinden doğan zarar: Orman rejimi içine giren ve fakat çeşitli nedenlerle aşınmaya uğrayan toprakların korunması ve özelliklerinin iyileştirilmesi için yapılan harcamalardır.
4. Ek ağaçlandırma giderlerinden doğan zarar: Zarara uğrayan alanda gaz etkisinin geçmesi ile yeniden ormancılık üretimine geçilmesi için gerekli olan ağaçlandırma giderleridir.
5. Ormanların azalması ve toprağın çoraklaşması sonucu oluşan erozyon büyük miktarlarda toprak kaybına neden olur.
6. İnsan sağlığı açısından doğan zararlar: Ormanlar hava kirliliği için bazen doktor bazen de hasta durumundadırlar. Olgun iri yapraklı 100 yaşındaki bir kayın ağacı saatte yaklaşık olarak 1.7 kg O2 üretmekte, 2.35 kg CO2 tüketmektedir. Ayrıca aynı kayın ağacı yılda 1 ton tozu süzmekte, baca gazları, bakteri ve virüsleri bağlamaktadır. Bu nedenle orman havası havadaki partiküllerin, özellikle solunumla akciğere giden tozların sayısı bakımından kent havasına göre %90 - 99 oranında daha temizdir. Bu durumda termik santralların etkileriyle ortaya çıkan orman ölümlerinin insan sağlığını ne derece olumsuz etkilediğini tahmin etmek pek zor değildir.
7. Bacadan atılan gazların etkisiyle evcil hayvanların verimi azalır, kara ve sulardaki yaban hayvanlarının sayısında azalma olur.
Termik santral küllerinin toplandığı alanda (kül depolarında) oluşan Radon gazı (Ra222) havaya ulaşmaktadır. Bu küllerin üzeri toprakla örtülse dahi toprağın gözeneklerinden geçen Ra222havaya karışır. Ra222 3.8 günlük bir süre içinde Polonyum’a (Po210) ve aktif kurşuna (Pb210) dönüşebilmektedir. Bu nedenle kül yığınları çevreye radyoaktivite yayar. Bacadan atılan maddelerin içinde belki de en önemlisi, linyitte bulunan ve yanma ile açığa çıkarak etrafa yayılan uranyumdur. Küllerdeki uranyum da ayrı bir sorun yaratmaktadır.
Atık sular ve etkileri
Termik santrallar soğutma, buhar elde etme ve temizleme gibi çeşitli amaçlarla su kullanmakta ve tüm bu işlemler sonucunda tonlarca atık su oluşturmaktadırlar (Su arıtma tesisi atık suları, su - buhar çevriminden kaynaklanan atık sular, curuf teknesi taşıntı suları, luvo yıkama ve temizleme suları, yağlı sular, evsel atık sular ve yağmur suları, kömür stok sahası drenajları). Bu miktar ve özellikteki atıkların ne kadar işlemden geçirilirse geçirilsin, çevre kirliliğine yol açması kaçınılmazdır. Çünkü sonuç olarak bu sular ya toprağa ve yeraltı sularına ya da bir şekilde denize ulaşacaktır.
Önleme Olanakları
· Desülfürizasyon ünitesi (Flue Gas Desulfurization - FSD) SO2 gazının % 95’ini tutabilmektedir. Ancak FSD üniteleri sadece kükürtü tutmaktadır. Çevreye zarar veren diğer etkenler bu sistemden etkilenmezler. Bu ünite baca gazındaki SO2’i bazik karakterli maddeler çözeltisi içinden geçirerek katı maddelere dönüştürür. Oluşan bu kükürtlü bileşiklerin bir kısmı kimya ya da gübre sanayisinde kullanılabilse de, yine de ortaya önemli bir katı atık sorunu çıkmaktadır. Düşünülen başka bir yöntem, SO2’i çeşitli kimyasal işlemlerle alçı taşına dönüştürmek ve bu taşlardan briket yapımında yararlanmaktır. Ancak alçı taşı kanserojen bir madde olup özel yöntemlerle saklanması gerekir. Diğer bir düşündürücü konu, desülfürizasyon ünitesinin maliyetidir. Örneğin 1991’de Çevre Bakanlığı Kemerköy Termik Santralı’nın 1,182 trilyona malolacağını hesaplamış, aynı kaynak desülfürizasyon ünitesinin 1,070 trilyon liraya yapılabileceğini ileri sürmüştür.
· Bacadan yayılan diğer maddeler, uçucu küllerdir (partiküler madde - PM). Bu küller ve filtrelerde biriken tozların oluşturduğu yığınlar, termik santralların yarattığı en önemli sorunlardan biridir. Toz ve kül tutmaya yarayan elektrostatik filtreler % 95 - 99 oranında işe yarasa da, bir termik santralın en sık arızalanan üniteleri elektrostatik filtreler olduğundan ve arıza süresince üretimin durdurulup durdurulmayacağı belirsiz olduğundan bu ünitelerin işlevseliği kuşkuludur.
Bu iki yöntem sadece SO2 ve PM’nin yarattığı kirliliği önlemeye yöneliktir ve kömürle çalışan termik santralların diğer atıklarını (NOx, CO, O3 gibi) filtre etmez.
Türkiye’nin sahip olduğu en bol fosil kaynaklı yakıt, düşük-kaliteli ve yüksek derecede kirlenmeye yol açan linyittir ve en bol bulunduğundan ülke enerji üretiminin belkemiğidir. Ancak bu tür kömürün kullanımı çok yüksek miktarlarda kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (NOx), karbonmonoksit (CO), Ozon (O3), hidrokarbonlar, partiküler madde (PM) ve kül oluşturmaktadır. Bu atıklar, çevre sağlığına çok çeşitli biçimlerde etki eder. Bu olumsuz etkileri şu şekilde sıralayabiliriz:
Baca gazları ve atıklarının etkileri
Eğer herhangi bir filtre kullanılmazsa 100 megawatt gücünde kömürle çalışan bir termik santralın kirletici etkileri aşağıdaki tabloda görülmektedir.
Kükürt dioksit (SO2)...........45,000 ton/yıl
Azot oksitler (NOx)............26,000 ton/yıl
Karbonmonoksit (CO).........750 ton/yıl
Katı partiküller (PM)...........32,500 ton/yıl
Hidrokarbonlar..................250 ton/yıl
Kül..................................5,660 ton/yıl
Kaynak: Türkiye Çevre Sorunları Vakfı
SO2 ve NOx gazları asit yağmurlarının oluşumundan birinci derecede sorumludurlar. Bacalardan atılan kükürt ve azot oksitler, hakim rüzgarlarla ortalama 2 - 7 gün içerisinde atmosfere taşınırlar. Bu zaman süresi içinde bu kirleticiler, atmosferdeki su partikülleri ve diğer bileşenlerle tepkimeye girerek sülfürik asit ve nitrik asiti oluştururlar. Bunlar da yeryüzüne yağmur ve kar ile ulaşır. Böylece baca gazları ikinci kez ve daha geniş bir bölgeye etki etmiş olurlar. Bölgenin arazi yapısı ve hava koşullarına bağlı olarak, etki yüzlerce kilometreye kadar yayılabilmektedir. Asit yağmuru denilen bu olgu yalnızca canlılar için değil, taş yapıtlar ve eski sanat eserleri için de önemli bir tehlike oluşturmaktadırlar.
Asit yağmurları, yaprakların stomalarına girerek yaprağın su dengesini sağlayan stoplazmanın asitleşmesine neden olurlar. Bunun sonucunda sıvı kaybeden yaprak, kısa sürede ölür. Bu şekilde ağacın hastalıklara dayanıklılığı azaldığından zararlı böceklerin istilasına uğrar ve ölümü hızlanır. Ayrıca giderek zayıflayan ve yaprak kaybeden ağacın tepe çatıları seyrekleşerek rüzgar perdesi görevini yapamaz ve ağaç rüzgardan devrilebilir. Asit yağmurunun toprağa düşmesi sonucu toprağın asiditesi artar ve bu kuvvetli asidik çözeltiler topraktaki Ca++ , Mg+ , K+gibi minerallerin kaybına neden olur. Bu mineraller ağaçların büyümesi ve kendilerini yenilemeleri için yaşamsal öneme sahiptirler. Toprakta PH %5’ in altına düşerse toprak sıvısı içinde alüminyum ve ağır metallerin konsantrasyonu artar. Kurak mevsimlerde topraktaki nemin azalması sonucu bu maddeler iyice yoğunlaşır ve bitki kökleri için öldürücü etki gösterirler. Ayrıca kloroplastlarda biriken SO2 yaprağın fotosentez yapmasını engeller ve bu yolla da ağaca zarar verir. Tüm bunların sonucunda ağaçların yeşil sürgünleri gelişmeyip kurumakta, yaprakları dökülmekte, çiçek ve meyve vermemektedir.
Asit yağmurları ve diğer zararlı gaz ve küllerin verdiği ekonomik zararları şöyle sıralayabiliriz:
1. Ağaçların henüz olgunlaşmadan kesilmesinden doğan zarar.
2. Arazi gelirlerinden yoksun kalmaktan doğan zarar: Bu zarar orman ölümü ile üretimden uzaklaşan arazinin zarar süresince sağlayabileceği gelirden oluşur.
3. Toprak koruma önlemlerinden doğan zarar: Orman rejimi içine giren ve fakat çeşitli nedenlerle aşınmaya uğrayan toprakların korunması ve özelliklerinin iyileştirilmesi için yapılan harcamalardır.
4. Ek ağaçlandırma giderlerinden doğan zarar: Zarara uğrayan alanda gaz etkisinin geçmesi ile yeniden ormancılık üretimine geçilmesi için gerekli olan ağaçlandırma giderleridir.
5. Ormanların azalması ve toprağın çoraklaşması sonucu oluşan erozyon büyük miktarlarda toprak kaybına neden olur.
6. İnsan sağlığı açısından doğan zararlar: Ormanlar hava kirliliği için bazen doktor bazen de hasta durumundadırlar. Olgun iri yapraklı 100 yaşındaki bir kayın ağacı saatte yaklaşık olarak 1.7 kg O2 üretmekte, 2.35 kg CO2 tüketmektedir. Ayrıca aynı kayın ağacı yılda 1 ton tozu süzmekte, baca gazları, bakteri ve virüsleri bağlamaktadır. Bu nedenle orman havası havadaki partiküllerin, özellikle solunumla akciğere giden tozların sayısı bakımından kent havasına göre %90 - 99 oranında daha temizdir. Bu durumda termik santralların etkileriyle ortaya çıkan orman ölümlerinin insan sağlığını ne derece olumsuz etkilediğini tahmin etmek pek zor değildir.
7. Bacadan atılan gazların etkisiyle evcil hayvanların verimi azalır, kara ve sulardaki yaban hayvanlarının sayısında azalma olur.
Termik santral küllerinin toplandığı alanda (kül depolarında) oluşan Radon gazı (Ra222) havaya ulaşmaktadır. Bu küllerin üzeri toprakla örtülse dahi toprağın gözeneklerinden geçen Ra222havaya karışır. Ra222 3.8 günlük bir süre içinde Polonyum’a (Po210) ve aktif kurşuna (Pb210) dönüşebilmektedir. Bu nedenle kül yığınları çevreye radyoaktivite yayar. Bacadan atılan maddelerin içinde belki de en önemlisi, linyitte bulunan ve yanma ile açığa çıkarak etrafa yayılan uranyumdur. Küllerdeki uranyum da ayrı bir sorun yaratmaktadır.
Atık sular ve etkileri
Termik santrallar soğutma, buhar elde etme ve temizleme gibi çeşitli amaçlarla su kullanmakta ve tüm bu işlemler sonucunda tonlarca atık su oluşturmaktadırlar (Su arıtma tesisi atık suları, su - buhar çevriminden kaynaklanan atık sular, curuf teknesi taşıntı suları, luvo yıkama ve temizleme suları, yağlı sular, evsel atık sular ve yağmur suları, kömür stok sahası drenajları). Bu miktar ve özellikteki atıkların ne kadar işlemden geçirilirse geçirilsin, çevre kirliliğine yol açması kaçınılmazdır. Çünkü sonuç olarak bu sular ya toprağa ve yeraltı sularına ya da bir şekilde denize ulaşacaktır.
Önleme Olanakları
· Desülfürizasyon ünitesi (Flue Gas Desulfurization - FSD) SO2 gazının % 95’ini tutabilmektedir. Ancak FSD üniteleri sadece kükürtü tutmaktadır. Çevreye zarar veren diğer etkenler bu sistemden etkilenmezler. Bu ünite baca gazındaki SO2’i bazik karakterli maddeler çözeltisi içinden geçirerek katı maddelere dönüştürür. Oluşan bu kükürtlü bileşiklerin bir kısmı kimya ya da gübre sanayisinde kullanılabilse de, yine de ortaya önemli bir katı atık sorunu çıkmaktadır. Düşünülen başka bir yöntem, SO2’i çeşitli kimyasal işlemlerle alçı taşına dönüştürmek ve bu taşlardan briket yapımında yararlanmaktır. Ancak alçı taşı kanserojen bir madde olup özel yöntemlerle saklanması gerekir. Diğer bir düşündürücü konu, desülfürizasyon ünitesinin maliyetidir. Örneğin 1991’de Çevre Bakanlığı Kemerköy Termik Santralı’nın 1,182 trilyona malolacağını hesaplamış, aynı kaynak desülfürizasyon ünitesinin 1,070 trilyon liraya yapılabileceğini ileri sürmüştür.
· Bacadan yayılan diğer maddeler, uçucu küllerdir (partiküler madde - PM). Bu küller ve filtrelerde biriken tozların oluşturduğu yığınlar, termik santralların yarattığı en önemli sorunlardan biridir. Toz ve kül tutmaya yarayan elektrostatik filtreler % 95 - 99 oranında işe yarasa da, bir termik santralın en sık arızalanan üniteleri elektrostatik filtreler olduğundan ve arıza süresince üretimin durdurulup durdurulmayacağı belirsiz olduğundan bu ünitelerin işlevseliği kuşkuludur.
Bu iki yöntem sadece SO2 ve PM’nin yarattığı kirliliği önlemeye yöneliktir ve kömürle çalışan termik santralların diğer atıklarını (NOx, CO, O3 gibi) filtre etmez.
