جانشین سوخت فسیلی زیر پای ماست

منابع انرژی زمین گرمایی بیش از ۸۰ درصد انرژی مورد نیاز گرمایش ریکیاویک در ایسلند را تامین کرده و استفاده از آن در شهرهای مختلف ایالات متحده، مجارستان و لهستان نیز بسیار رایج است.
انرژی زمین گرمایی منبع انرژی مهمی است که هم به طور مستقیم به کار می رود و هم برای تولید دیگر انواع انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. در بیش از ۳۰ کشور منابع انرژی زمین گرمایی، ۱۲هزار مگاوات انرژی گرمایی را مستقیماً تولید کرده و ۸ هزار مگاوات از آن برای تولید انرژی الکتریکی مصرف می شود. این نوع انرژی تامین کننده بخش عظیمی از مصرف انرژی الکتریکی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه جهان است. برای مثال در فیلیپین، انرژی زمین گرمایی ۲۷ درصد از کل تولید انرژی کشور را به خود اختصاص داده است. این میزان انرژی در مجتمع های بزرگ ۷۰۰ مگاواتی تولید می شود. اندازه نیروگاه های زمین گرمایی بسیار متفاوت است و از ۱۰۰ کیلووات تا ۱۰۰ مگاوات متغیر است. عامل موثر در اندازه این نیروگاه ها عمدتاً به منابع انرژی و میزان مصرف بستگی دارد. استفاده از انرژی زمین گرمایی می تواند باعث توسعه کشاورزی و ازدیاد تولید محصول در مناطق سردسیر شده و انرژی مورد نیاز برای فرآیندهایی که باعث ایجاد ارزش افزوده در مواد اولیه موجود می شود، تامین کند. منابع انرژی زمین گرمایی می تواند برای کشورهای در حال توسعه یی که منابع سوخت های فسیلی همچون نفت، زغال سنگ یا گاز طبیعی در اختیار ندارند، نقش بسیار مهمی را برعهده داشته باشد. برای مثال در تبت که هیچ گونه سوخت فسیلی در اختیار نیست، حوزه انرژی زمین گرمایی ناگکو(منطقه خودمختار تبت) مقدار فراوانی از انرژی را در اختیار ساکنان منطقه قرار می دهد.
در سال ۱۹۹۳ نیز یک نیروگاه یک مگاوات با کمک سازمان ملل ساخته شد. قیمت انرژی الکتریکی زمین گرمایی به شدت به مشخصات منبع و اندازه طرح بستگی دارد. ارزش هر واحد انرژی از ۵/۲ تا بیش از ۱۰ سنت ایالات متحده برای هر کیلووات ساعت متغیر است. اما با استفاده از منابع انرژی زمین گرمایی برای تولید همین میزان انرژی، هزینه یی به مراتب کمتر صرف می شود. از عمده ترین عوامل موثر بر قیمت تمام شده انرژی می توان به موارد زیر اشاره کرد؛ عمق و دمای منبع، بهره وری مناسب، سازگاری با محیط زیست، زیربنای طرح و عوامل اقتصادی همچون میزان توسعه و ارزش اقتصادی طرح.
● منابع انرژی زمین گرمایی
در مناطقی از لایه های زیرین زمین که میزان انرژی حرارتی ذخیره شده زیاد است، اگر گسل ها یا شکستگی هایی در لایه سطحی وجود داشته باشد، انرژی حرارتی داخلی زمین می تواند راهی به سوی سطح زمین باز کند. در این موارد جریان های همرفت نقش بسیار مهمی در انتقال دائم و همیشگی انرژی به سطح زمین ایفا می کند، چرا که جریان های همرفت عاملی است که باعث می شود انرژی سرشار منابع زیرزمینی به سطح منتقل شده و به صورت رودهای آب گرم از آنها جاری شود. این منابع ممکن است حاوی آب گرم یا حتی بخار آب باشد. با حفر چاه هایی می توان این آب های گرم یا بخارها را توسط لوله هایی به سطح زمین منتقل کرد و مستقیماً از انرژی آنها استفاده کرد، یا آنکه بخارها را به نیروگاه های تولید برق انتقال داده و برای تولید الکتریسیته به کار گرفت. آب های دورریز که از این نیروگاه ها حاصل می شود و انرژی کمتری دارد، دوباره داخل منابع تزریق می شود یا برای دیگر کاربردهای مستقیم به کار گرفته می شود. این گونه فناوری ها به ما امکان می دهد از انرژی زمین گرمایی استفاده کرده و از آن برای تولید الکتریسیته یا برای گرمایش منازل و کارخانه ها استفاده کنیم. اثبات شده است انرژی زمین گرمایی منبع قابل اطمینان اقتصادی، سازگار با محیط زیست و تجدیدپذیر است. منابع انرژی زمین گرمایی به دو دسته عمده منابع با دمای بالا و منابع با دمای متوسط- پایین تقسیم می شود. منابع انرژی با دمای بالا- دماهای ۲۲۰ درجه سانتیگراد و بالاتر - عمدتاً در مناطق آتشفشانی و مجمع الجزایر یافت می شود. منابع انرژی با دمای پایین در تمام قاره ها پراکنده است. منابع با دمای بالا عمدتاً برای تولید انرژی الکتریکی به کار گرفته می شود، در حالی که از منابع دمای پایین برای گرمایش مستقیم یا کشاورزی استفاده می شود.
● ارزیابی منابع و مخاطرات
پروژه های زمین گرمایی عمدتاً شامل مراحل شناسایی، اکتشاف، توسعه و تصمیم گیری نهایی است. پس از مراحل اولیه اکتشافات و بعد از صرف کوشش های بسیار، اگر نتوانستیم از وجود منابع انرژی گرمایی مطمئن شویم، تنها راه چاره برای اطمینان از وجود یا عدم وجود منابع انرژی، کاوش در مناطق عمقی تر یا حفر چاه است. هر چند با انجام تحقیقات اکتشافی دقیق در مراحل ابتدایی و حذف مناطقی که احتمال یافت منابع در آن کمتر است، می توان به احتمال زیاد به منابع صحیح انرژی دست یافت. به عبارت صحیح تر هر چه انجام مراحل مقدماتی اکتشاف با دقت بیشتری انجام گیرد، احتمال آنکه پس از حفر چاه به یک منبع واقعی انرژی دسترسی پیدا کنیم، بیشتر است. به عنوان مثال برای انجام موفقیت آمیز طرح های اکتشافی، می توان از کشورهایی همانند اندونزی، نیوزیلند و فیلیپین نام برد که در آنها حفاری های اکتشافی در بیش از ۸۰ درصد از موارد موفقیت آمیز بوده است.
● کاربردها
گستره روش های بالقوه استفاده از منابع زمین گرمایی عمدتاً به دمای منبع بستگی دارد.
● استفاده مستقیم از حرارت زمین گرمایی
منابع انرژی زمین گرمایی در اکثر مناطق یافت می شود. این منابع می تواند انرژی مورد نیاز گرمایش ساختمان ها و فعالیت های کشاورزی را تامین کند. منابع انرژی با دمای کم به عنوان محصول فرعی طرح های تولید انرژی که از منابع با دمای بالا استفاده می کند نیز در دسترس قرار دارد. در بعضی از قسمت های مرکزی الجزایر از آب گرم هایی که ۶۰ درجه سانتیگراد حرارت دارد برای گرمایش گلخانه ها استفاده می شود. در چین عمدتاً از انرژی زمین گرمایی (که شامل حدود ۱۸۱ ناحیه می شود) برای گرمایش محیط، کشاورزی و استحمام آب گرم و اهداف درمانی استفاده می شود. در کشور رومانی نیز از انرژی زمین گرمایی برای موارد مشابهی از جمله گرمایش محیط، عملیات کشاورزی و گلخانه یی و تامین آب گرم کارخانه ها استفاده می شود. منابع انرژی زمین گرمایی بیش از ۸۰ درصد از انرژی مورد نیاز گرمایش ریکیاویک در ایسلند را تامین کرده و استفاده از آن برای موارد مشابه در شهرهای مختلف ایالات متحده، مجارستان و لهستان نیز بسیار رایج است. بانک جهانی نیز به تازگی از یک پروژه بهره برداری از آب گرم در لهستان حمایت مالی به عمل آورده است تا استفاده از این منبع را جایگزین استفاده از زغال سنگ کند. لازم به ذکر است این منبع شامل چاهی است که در ابتدا برای استخراج نفت حفر شده بود، اما عملیات استخراج نفت ناموفق بود و امروزه متخصصان از این چاه به عنوان منبع آب گرم استفاده می کنند. در بسیاری از مناطق سردسیر جهان استفاده از انرژی زمین گرمایی برای فعالیت های کشاورزی از جمله گرمایش گلخانه ها و حوضچه های پرورش ماهی و موارد مشابه بسیار رایج است.
● تولید انرژی
از منابع انرژی زمین گرمایی که دارای آب گرم یا در بعضی مواقع حتی بخار آب است می توان استفاده کرد و توربین های بخار نیروگاه های تولید الکتریسیته را به کار انداخت. البته در بعضی از موارد ممکن است دمای آب کم بوده و در حد دمای جوش آب نباشد که در این صورت نمی توان از آن برای تولید الکتریسیته استفاده کرد، اما در عین حال دانشمندان توانسته اند برای این کار نیز راه حلی بیابند. در این موارد از آب داغ برای حرارت دادن موادی که نقطه جوش نسبتاً پایینی دارند (همانند مواد آلی) استفاده می شود که در نهایت این بخارها می توانند توربین ها را به گردش درآورند. امروزه اکثر نیروگاه های تولید برق بسیار عظیم و میزان تولید آنها حدود ۵۱ مگاوات است، هر چند در بعضی از موارد نیروگاه های کوچک ۱۰۰مگاوات نیز در گوشه و کنار جهان پراکنده است. این نیروگاه ها در اکثر موارد به عنوان یکی از منابع تولید برق شبکه مصرف کشور شناخته می شود، یا در بعضی موارد این نیروگاه ها تنها منبع تولید جریان برق در مکان های کم جمعیت و دورافتاده است. اما نکته بسیار مهمی که باید به آن اشاره کرد این است که نیروگاه هایی که از انرژی زمین گرمایی برای تولید انرژی استفاده می کنند، نسبت به دیگر نیروگاه ها مزیت بسیار بزرگی دارند. این نیروگاه ها در ۲۴ ساعت شبانه روز و ۳۶۵ روز سال می توانند به طور دائم و مستمر به تولید جریان الکتریسیته بپردازند.
البته در این کار هیچ الزامی وجود ندارد و شما هر وقت که بخواهید می توانید از این منابع انرژی استفاده کنید. در حقیقت اکثر نیروگاه های زمین گرمایی طوری طراحی می شوند که میزان تولید انرژی آنها براساس میزان مصرف قابل تغییر است. اکثر نیروگاه های کوچک طوری طراحی می شوند که زیربنای کمی داشته و در نتیجه به فضای چندانی احتیاج ندارند. بنابراین می توان آنها را در مجاورت چاه ها نصب کرده و مورد بهره برداری قرار داد. در نتیجه همه این عوامل هزینه های صرف شده، کاهش یافته و قیمت نهایی انرژی تولیدشده پایین می آید. این موضوع مغایرتی با شرایط زیست محیطی ندارد. در عین حال نیروگاه های بزرگی را که بتوانند بیش از۱۰۰مگاوات انرژی تولید کنند، می توان به شبکه مصرف سراسری متصل کرد. این گونه نیروگاه ها این قابلیت را دارند که بدون در نظر گرفتن میزان مصرف کل، با تمام ظرفیت خود به کار پرداخته و در تمام طول سال به تولید جریان برق مشغول شوند. این نوع نیروگاه ها در کشورهای اندونزی و فیلیپین فراوان است. امروزه به دلیل توسعه اقتصادی و اجتماعی، میزان مصرف برق در بسیاری از مناطق روستایی به شدت افزایش یافته و بنابراین لازم است تولید جریان برق نیز به همین نسبت افزایش یابد. در بسیاری از کشورها از این نیروگاه های زمین گرمایی استفاده می شود تا در ساعات اوج مصرف که بیشترین فشار بر نیروگاه های حرارتی وارد می شود، این نیروگاه ها بتوانند قسمتی از افزایش مصرف را جبران کنند. طی ۲۰ سال گذشته اکثر کشورهایی که احتمال می دادند ممکن است دارای منابع انرژی زمین گرمایی باشند، به تحقیقات گسترده یی دست زدند؛ هر چند در بسیاری از موارد این گونه تحقیقات با موانع جدی روبه رو شده است. حفر چاه و آزمایش های عملی در این گونه موارد هزینه های بسیاری را به خود اختصاص می دهد و از این لحاظ تامین بودجه های تحقیقاتی به دشواری صورت می گیرد.

ترجمه؛ محمدرضا دستورانی
www.csmonitor.com

منبع : روزنامه اعتماد