عادة ما يتم العثور على الطاقة الحرارية الأرضية بالقرب من البراكين النشطة.
اريك جابا, CC BY-SA

أيسلندا على وشك الاستفادة من المياه الساخنة مثل الحمم البركانية. على بعد عدة كيلومترات تحت الأرض ، جهاز حفر يدعى ثور سوف اختراق قريبا المنطقة المحيطة بغرفة الصهارة ، حيث تسخّن الصخور المنصهرة من الأرض الداخلية المياه التي تتسرب عبر قاع البحر. هذه المياه - حتى 1,000 ° C والمشبعة بالمواد الكيميائية المسببة للتآكل - ستصل في النهاية إلى السطح وتحول الحرارة إلى طاقة قابلة للاستخدام.

إنه تحد هندسي هائل ، وهو تحدٍ قد يستهل عصرًا جديدًا من إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية. مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية الحالية في جميع أنحاء العالم تحتاج إلى تسخين المياه إلى أقل من 300 ° C ، فلماذا نذهب إلى هذا الجهد الإضافي والنفقات؟

الجواب بسيط: الماء في أقصى درجات الحرارة المتطرفة موجود في حالة وصفت بأنها "فوق الحرجة"، حيث لا تتصرف كسائل حقيقي ، ولا غاز حقيقي ، وقادرة على الاحتفاظ بكمية هائلة من الطاقة. يمكن للمياه فوق الحرجة توليد ما يصل إلى عشرة أضعاف الطاقة من المصادر الحرارية الأرضية التقليدية.

أيسلندا هي أمة مبنية على حول البراكين 130 يستريح فوق حدود لوحة متباعدة الذي يجلب إمدادات مستمرة من الصهارة الساخنة والطازجة من الوشاح على بعد بضعة كيلومترات تحتها. وقد استفاد الأيسلنديون من هذا ، والآن يولدون أكثر من ربع الكهرباء من خلالهم الطاقة الحرارية الأرضية، الوصول إلى درجة حرارة الماء المغلي داخل 2km من السطح.

• مشروع الحفر العميق في آيسلندا تم إعداد (IDDP) لمعرفة ما يحدث في الأعماق تحت 4km في القشرة الآيسلندية. في 2009 ، خلال أول ساق الحفر ، هم بالصدفة ضرب جيب الصهارة، وفي نهاية المطاف استقر النظام لإنشاء سخونة البخار من أي وقت مضى أنتجت في استكشاف الطاقة الحرارية الأرضية: 450 ° C.

وتهدف البئر الثانية التي يتم حفرها الآن إلى الاستفادة من المياه العميقة التي تخترق الصخور حول غرفة الصهارة أسفل شبه جزيرة ريكجانيز بالقرب من ريكيافيك.

اتبع البراكين

إن إحراج ثروات الطاقة الحرارية الأرضية المعروضة في أيسلندا أمر غير معتاد ، ولكنه ليس فريدًا على الإطلاق. في الواقع ، في حين أن البلاد لديها واحد من أعلى إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية من حيث إجمالي حصة الطاقة ، فهي ليست الأعلى ، كما أنها ليست في البلدان الخمسة الأولى من حيث الطاقة الحرارية الأرضية الكلية. في الواقع ، قد تأتي الدول الخمس الأولى كمفاجأة.

أكبر منتج للطاقة الحرارية الأرضية في العالم هو الولايات المتحدة ، مع 3,450 MW حول سعة 2015، تتركز إلى حد كبير في ولاية كاليفورنيا (محطة توليد الطاقة النووية النموذجية تنتج حول 1,000 ميغاواط). التالي هو الفلبين وإندونيسيا ، في 1,870 و 1,340 MW على التوالي. تتفوق المكسيك ونيوزيلندا على 1,000 MW بقليل ، بينما تأتي آيسلندا (665 MW) في المركز السابع خلف إيطاليا (916 MW).

البراكين هي العامل المشترك في الموارد الحرارية الأرضية في جميع هذه البلدان. استخدمت الولايات المتحدة أيضًا منطقة الصدع الهائلة San Andreas وقدرتها على إجراء الحرارة والسوائل عبر القشرة الأرضية.

بحثًا عن موقع حراري حراري مثالي

ولكي تنجح الطاقة الحرارية الأرضية ، يجب أن تكون هناك حرارة ، ويجب أن تكون متاحة ، ويجب أن تكون قادراً على نقل الماء حولها. قد يكون من الصعب العثور على هذه المتطلبات البسيطة الثلاثة معًا.

على الجانب الآخر من الكوكب ، تكون المادة الساخنة عميقة للغاية بحيث تكون في متناول اليد اقتصاديًا. درجة حرارة قشرة الأرض بشكل عام يزيد من قبل 25 درجة مئوية لكل عمق 1km. بالنسبة للحرارة الجوفية ، يجب أن تكون القيمة الاقتصادية أقرب إلى 50 أو حتى 150 ° C / كم. وهذا يعني أنك بحاجة إلى أن تكون قريبًا من شيء غير معتاد جيولوجياً: إما قشرة رقيقة (بحيث تكون أقرب إلى الوشاح الساخن) ، أو ميزات مثل حدود الصفائح أو البراكين التي يمكنها توجيه الحرارة أو الصهارة نحو السطح.

إذا تم استيفاء هذا الشرط ، فلا يزال بإمكانك تحريك الماء. الصخور ليست كلها متشابهة ، حيث يمكن للبعض أن يسمح للماء بالتدفق بسهولة عبر المسام والحدود بين الحبوب ، في حين أن البعض الآخر يشبه الحاجز. إذا كان الماء لا يمكن أن يتدفق إلى حفرة البئر فإنه لا يمكن إحضاره إلى السطح.

إذا كانت المنطقة الساخنة لا تحتوي على أي ماء طبيعي ، فيمكن للمهندسين أن يضخوا بعضًا لأسفل. ومع ذلك ، إذا كانت الصخور تمنعها من التدفق والتشتت ، فببساطة تقوم المياه بتهدئة المنطقة المحيطة بآبار الحفر ، مما يجعلها لا معنى لها من حيث الحرارة الجوفية.

وكما هو الحال مع الذهب أو العناصر الأرضية النادرة أو الأراضي الزراعية الجيدة ، فإن جيولوجيا منطقة ما تتحكم في الوصول إلى هذا المورد القيِّم. في أي مكان مع البراكين النشطة يمكن أن تستفيد من التنقيب عن درجة الحرارة الجوفية العالية التي يديرها IDDP. يشمل كل بلد حول المحيط الهادئ حلقة النار - فرصة ربما لاستخراج بعض الفوائد من البراكين التي تنشر مناظرها الطبيعية.

نبذة عن الكاتب

بيت رولي ، كبير المسؤولين العلميين في علوم الأرض ، جامعة بورتسموث

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة:

at سوق InnerSelf و Amazon