مع التحسينات في تكنولوجيا النظم الحرارية الأرضية المحسنة ، يمكن أن تصبح حرارة الأرض بمثابة مولد كهرباء رئيسي. فليكر / xavierbt
الطاقة الحرارية الأرضية تعني حرفيًا "حرارة الأرض". تزداد درجة حرارة الأرض أثناء قيامنا بالتنقيب بشكل أعمق نحو جوهرها. يمكننا استخدام هذه الحرارة لتوليد الطاقة عن طريق تدوير المياه من خلال الخزانات الجوفية الساخنة ، وبذلك يتم جلب الماء الساخن أو البخار إلى السطح. يمكننا بعد ذلك تحويل الطاقة في السائل الساخن إلى طاقة ميكانيكية وكهربائية على السطح باستخدام أ محرك حراري.
تباطأ الاستثمار الخاص في تطوير الطاقة الحرارية الأرضية الأسترالية بعد بداية سريعة للغاية قبل عشر سنوات. هذا يجب أن ينتعش مرة أخرى لأن التطورات الجديدة تجلب الحيوية التجارية لأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المعززة. هذه لديها القدرة على النمو بشكل كبير ، واعدة قوة واعدة للعالم.
نظم الطاقة الحرارية الأرضية التقليدية
في عام 2010 ، ولد العالم 20 تيراواط ساعة (تيرا) من الطاقة الحرارية الأرضية. كل هذا جاء من الموارد التقليدية. هذه تحدث بشكل طبيعي الماء الساخن أو البخار يتدفقون بواسطة الصهارة وتدور من خلال الصخور القابلة للاختراق. وهي مرتبطة بالأنظمة البركانية وتقتصر على المناطق ذات البراكين النشطة أو الصغيرة.
استخدام الموارد التقليدية ليست جديدة. في عام 1904 ، تم بناء مصنع في Larderello، إيطاليا ، لتوليد الكهرباء من البخار الحرارية الأرضية. منذ ذلك الحين ، انتشرت منشآت الطاقة الحرارية الأرضية بمعدل ثابت ولكن اقتصرت على الموارد التي يسهل الوصول إليها نسبياً.
نظم الطاقة الحرارية الأرضية المحسنة
هناك شكل آخر من أشكال الحرارة الجوفية الوفيرة والمتاحة عمومًا حول العالم. يتم إنتاجه من خلال التحلل الإشعاعي لنظائر البوتاسيوم واليورانيوم والثوريوم الموجودة في بعض أنواع الجرانيت.
في الجرانيت في حوض كوبر ، في جنوب أستراليا ، هناك تركيزات النظائر على مستوى النزرة. يتم توليد الحرارة بمعدل منخفض للغاية. في مثل هذا المعدل المنخفض ، قد يستغرق ما يقرب من مليون سنة لكتلة من الجرانيت لزيادة درجة حرارته بمقدار 100 درجة مئوية. خلال ذلك الوقت ، يجب أن تظل الصخور معزولة جيدًا على عمق كبير.
للوصول إلى هذه الحرارة العميقة ، يجب حفر بئرين على الأقل. يتم حقن الماء البارد من بئر واحد ، ويتم تسخينه بواسطة الصخر ويتم استخراجه من البئر الآخر. عادة ما يكون البئران يتراوحان بين 800 و 1000 متر. في مثل هذا النظام ، سوف ينتقل الماء من بئر إلى أخرى فقط إذا كانت الصخرة بين الآبار قابلة للاختراق بما فيه الكفاية.
نفاذية الصخور الطبيعية ليست عالية بما فيه الكفاية ولكن يمكن تعزيزها عن طريق تقنيات راسخة هندسة النفط والغاز. وتسمى هذه النظم أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المعززة (EGS).
تطوير الخدمات التجارية البيئية
الكهرباء من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المعززة ليست تنافسية من حيث التكلفة الآن لأن الآبار العميقة غالية الثمن. لتوليد ما يكفي من الكهرباء لدفع الآبار والمعدات السطحية ، يجب جلب الماء الساخن إلى السطح بمعدلات قريبة من 100 كجم / ثانية. حققت شركة Geodynamics الأسترالية واحدة من أفضل معدلات تدفق السلع والخدمات البيئية في العالم ، ولم يكن سوى ثلث هذا الهدف. على الرغم من أن هذا يعد إنجازًا كبيرًا ، إلا أنه لا يكفي لجعل الكهرباء غير القابلة للصدأ قادرة على المنافسة تجاريًا.
من الممكن تعويض معدلات التدفق المنخفضة هذه إذا أمكنك تحسين كفاءة تحويل الطاقة إلى طاقة. لكن التحسينات في هذا المجال لم تشهد بعد أن أصبح إنتاج الكهرباء منافسًا من حيث التكلفة.
يجب أن تضاعف معدلات تدفق EGS ثلاثة أضعاف قبل أن تكون كهرباء EGS مجدية تجارياً. كانت ذكرت ديسمبر الماضي ربما تم تطوير تقنية واعدة للآبار الحرارية الأرضية بواسطة شركة AltaRock الأمريكية. إذا تم إثبات النتائج التي تم الإبلاغ عنها عن طريق إجراء مزيد من الاختبارات ، فسوف توفر نفسًا جديدًا لتطوير الطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء العالم وفي أستراليا.
موارد الطاقة الحرارية الأرضية الأسترالية الأخرى
يعتبر التقسيم بين النظم الحرارية الأرضية التقليدية والمحسّنة صناعيًا ويغطي مورد الطاقة الحرارية الأرضية العالمي طيفًا مستمرًا يمتد من الينابيع الحارة التي تحدث بشكل طبيعي إلى أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المعززة.
تشير النتائج الحديثة إلى أنه على الرغم من أن أستراليا ليست دولة بركانية ، إلا أن لديها مناطق تقرب فيها الصهارة من السطح لإنتاج الماء الساخن في الصخور الرسوبية. وتدعو صناعة الطاقة الحرارية الأرضية الأسترالية هذه طبقات المياه الجوفية الساخنة. من المتوقع أن يكون لديهم نفاذية طبيعية أعلى من EGS ولكن ربما لا تكون عالية مثل النظم الحرارية الأرضية التقليدية.
في جميع أنحاء العالم ، لم يكن هناك الكثير من العمل في هذا النوع من الموارد ولكن هناك تطورات جديدة في أستراليا وكذلك أماكن أخرى مثل الشتاء في تركيا و أمريكا الجنوبية موجهة إلى هذه الموارد.
التأثيرات البيئية
في الوصول إلى الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن أن يكون للتكنولوجيات المعنية تأثيرات بسيطة على البيئة المباشرة. كما يرى من قبل تجربة بارالاناهزات طفيفة قد تظهر على السطح ولكنها لا تشكل خطورة كبيرة. الطاقة الحرارية الأرضية لا تستخدم أي المزيد من الماء من غيرها من تطبيقات طاقة الطاقة الحرارية المتجددة. كما أن تحفيز الكسر المستخدم في مشاريع EGS لا يشكل خطراً على طبقات المياه الجوفية السطحية لأن خزانات EGS عميقة جداً والآبار مغلقة في أغلفة فولاذية.
في بعض المصادر الحرارية الأرضية التقليدية المصدر ، فإن الغازات الذائبة المنبعثة في الجو قد يؤثر على البيئة المباشرة. ربما يكون هذا هو أخطر المخاطر المرتبطة بالطاقة الحرارية الأرضية ، لكنه يقتصر فقط على بعض الموارد التقليدية (غير ذات الصلة بأستراليا) ويسهل التحكم فيه.
مستقبل الطاقة الحرارية الأرضية
أساسيات الطاقة الحرارية الأرضية قوية. أنها وفيرة - المورد تحت الحوض الأرتوازي العظيم تشير التقديرات إلى أن تكون كبيرة بما فيه الكفاية لتوفير استهلاك الطاقة السنوي الأسترالي الحالي لمدة 6000 سنة. إنها واحدة من مصادر الطاقة المتجددة القليلة التي يمكن أن تحل محل الفحم بالكامل كمولد كهرباء أساسي. كما أن لديها تأثير بيئي منخفض للغاية.
كان الفشل في تحقيق التدفق الكافي يعوق تطورها التجاري ولكن هذه المشكلة يمكن حلها في المستقبل القريب. إذا حدث ذلك ، يمكن أن تصبح الطاقة الحرارية الأرضية واحدة من تكنولوجيات الطاقة المتجددة الرائدة لعام 2020.
عن المؤلف
هال جورجينجي ، أستاذ الهندسة الميكانيكية ، جامعة كوينزلاند
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة
السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي
بول هوكين وتوم شتاير
في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون
تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون
هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
مع آثار تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية ليست أقل من إلحاح. إنه تحد شاق ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لمواجهته موجودة اليوم. يمكن لمجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، المصممة والمنفذة بشكل جيد ، أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذلك يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. نهج مقاس واحد يناسب الجميع لن ينجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسات إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها أكبر تأثير على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات جيدًا. متاح في أمازون
هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ
بواسطة نعومي كلاين
In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون
من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.
