Dünyanın en büyük ısı pompası sistemleri, Avrupa’da enerji dönüşümünün merkezine yerleşiyor. Almanya merkezli enerji şirketi MVV Energie, Ren Nehri’nden aldığı suyu kullanarak çalışacak ve bugüne kadar inşa edilmiş en güçlü ısı pompası modüllerinden oluşan bir sistemi Mannheim kentinde kurmaya hazırlanıyor.

BBC tarafından aktarılan bilgiye göre projede, çapı iki metreyi bulan borular aracılığıyla saniyede 10 bin litre nehir suyu çekilecek. MVV Environment proje yöneticisi Felix Hack, boruların büyüklüğünü “içinde dimdik yürüyebileceğiniz kadar geniş” sözleriyle tarif ediyor. Sistem, sudan elde edilen ısıyı aldıktan sonra suyu yeniden nehre geri verecek.

Ekim ayında duyurulan projeye göre, her biri 82,5 megavat kapasiteye sahip iki ayrı ısı pompası modülü kurulacak. Toplam 162 megavatlık kapasite, bölgesel ısıtma ağı üzerinden yaklaşık 40 bin haneye ısı sağlayacak. Projenin, kömür santralinden temiz enerji teknolojilerine geçiş sürecindeki bir tesis alanında hayata geçirilmesi planlanıyor.

Taşıma sınırları dev projeyi şekillendirdi

Isı pompalarının boyutu, yalnızca teknik kapasiteye göre değil, Mannheim sokaklarından ya da Ren Nehri üzerinden taşınabilecek ekipman sınırları dikkate alınarak belirlendi. Hack, modüllerin nehir yoluyla taşınıp taşınamayacağının henüz netleşmediğini söylüyor.

Bu alandaki rekabet ise giderek kızışıyor. Alman sanayi devi Everllence (eski adıyla MAN Energy Solutions) da benzer ölçekte projeler geliştiriyor. Şirketten Alexandre de Rougemont, “Bu açıkça bir rekabet ama bunu gizlemiyoruz” diyor.

Isı pompaları nasıl çalışıyor?

Isı pompaları; hava, toprak ya da su gibi kaynaklardan düşük seviyeli ısıyı çekerek bunu daha yüksek sıcaklıklara çıkarıyor. Sistemin içindeki soğutucu akışkan, çok küçük sıcaklık farklarında bile buharlaşıyor. Ardından sıkıştırılan akışkanın sıcaklığı yükseliyor ve elde edilen ısı, binalara aktarılıyor.

Aynı prensip, tek bir konutu ısıtan ev tipi ısı pompalarında da geçerli. Ancak şehir ölçeğindeki sistemlerde bu işlem, çok daha büyük makineler ve kilometrelerce boru hattı üzerinden yapılıyor.

Kentlerin karbon salımını azaltma hedefleri doğrultusunda, bölgesel ısıtma ağlarına entegre edilen dev ısı pompalarına olan talep hızla artıyor.

Kömürden çıkış ve altyapı avantajı

Hack’e göre Mannheim’daki proje, kömürden çıkış baskısının doğrudan bir sonucu. Santral sahasının Ren Nehri kıyısında yer alması, güçlü bir elektrik şebeke bağlantısına sahip olması ve mevcut bölgesel ısıtma ağına entegre olması, projeyi cazip kılıyor.

Teknolojinin mümkün hale gelmesinde petrol ve gaz sektöründe kullanılan dev kompresörlerin de payı büyük. Bu ekipmanlar, fosil yakıtların depolanması ve taşınması için geliştirilmişti; şimdi ise temiz enerjiye hizmet ediyor.

Sistemin çevresel etkileri için de önlemler alınmış durumda. Çok aşamalı filtreler sayesinde balıkların borulara çekilmesi engellenecek. Yapılan modellemeler, sistemin Ren Nehri’nin ortalama sıcaklığını 0,1 dereceden daha az etkileyeceğini gösteriyor.

Maliyet yüksek ama ölçek büyüyor

Mannheim’daki dev ısı pompası yatırımının toplam maliyeti yaklaşık 200 milyon avro. Everllence’e göre yalnızca ekipman maliyeti megavat başına yaklaşık 500 bin avro. Buna bina, altyapı ve yardımcı sistemler dâhil değil.

Everllence’in Danimarka’nın Aalborg kentinde yürüttüğü proje ise Mannheim’ı bile geride bırakıyor. 176 megavat toplam kapasiteye sahip olacak sistem, dörderli modüller halinde çalışan 44 megavatlık pompalar kullanacak. 2027’de devreye girmesi planlanan tesis, kentin toplam ısı ihtiyacının neredeyse üçte birini karşılayacak.

Bu projelerde, her biri 200 bin metreküp sıcak su alabilen dev depolama tankları da kritik rol oynuyor. De Rougemont’a göre elektrik fiyatları yükseldiğinde ısı pompaları durdurulabiliyor ve depolanan sıcak su kullanılarak sistem esnek şekilde işletilebiliyor.

Helsinki örneği: Hava da bir seçenek

Isı pompaları çoğunlukla su kaynaklarını kullanıyor. Ancak Finlandiya’nın başkenti Helsinki, soğuk iklime rağmen havadan ısı elde eden dev sistemlere yatırım yapıyor. Helen Oy şirketinden Timo Aaltonen, denizin sığ olması nedeniyle yeterli sıcaklığa ulaşacak suya erişmek için 20 kilometreden uzun bir tünel kazılması gerektiğini, bu yüzden hava kaynaklı çözümlere yöneldiklerini söylüyor.

Helsinki, 1.400 kilometrelik bölgesel ısıtma ağını ısı pompaları, biyokütle tesisleri ve elektrikli kazanlarla yeniden yapılandırıyor. Kentteki binaların yaklaşık yüzde 90’ı bu ağa bağlı durumda.

Isı pompaları, bir kilovat saat elektriği birden fazla kilovat saat ısıya dönüştürebilirken, elektrikli kazanlar bu verimliliği sunmuyor. Buna rağmen Aaltonen, elektrikli kazanların daha ucuz kurulabildiğini ve fazla yenilenebilir elektriği dengelemek için önemli bir araç olduğunu vurguluyor.

İngiltere geride ama potansiyel var

İngiltere’de henüz Almanya, Danimarka ve Finlandiya’daki ölçekte ısı pompası projeleri bulunmuyor. Ancak Exeter Energy Network gibi yeni bölgesel ısıtma ağları gündemde. Asgari 12 megavat kapasiteli sistem, üç adet 4 megavatlık hava-su ısı pompasıyla çalışacak ve 2028’de devreye girecek.

Glasgow Caledonian Üniversitesi’nden Keith Baker’a göre, İngiltere’nin özellikle terk edilmiş madenlerdeki suyu kullanarak büyük ölçekli ısı pompaları kurma potansiyeli yüksek. Sabit sıcaklığa sahip bu sular, enerji dönüşümü için “ideal alanlar” olarak görülüyor.

Uzmanlara göre, dev ısı pompaları ve bölgesel ısıtma ağları, şehirlerin fosil yakıtlardan çıkışında kilit rol oynayacak. Avrupa’daki bu projeler, önümüzdeki yıllarda küresel ölçekte yaygınlaşabilecek bir modelin habercisi olarak değerlendiriliyor.