أشهر المعلومات حول الطاقة الحرارية الأرضية

بشكل عام تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية عظيمة بالنسبة لمعظم دول العالم، وتُعد هذه الطاقة على عكس مزارع الرياح والطاقة الشمسية، حيث يمكن لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية توليد الكهرباء على مدار 24 ساعة في اليوم، وهذا ما يجعل الطاقة الحرارية الأرضية مصدراً قابلاً للتطبيق ومتجدداً لطاقة الحمل الأساسي، كما تعتبر هذه الطاقة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة استدامة ونظافة، وهذا يجعلها مصدر مهم يجب العناية به؛ من أجل الحفاظ على بيئتنا وصحتنا.

ما هي الطاقة الحرارية الأرضية؟

هي عبارة عن الحرارة التي تأتي عادةً من باطن الأرض، حيث إنها تكون موجود في الصخور والسوائل تحت قشرة الأرض، وايضاً يمكن العثور عليها حتى أسفل الصخور المنصهرة الساخنة للأرض (الصهارة)، ولإنتاج الطاقة من الطاقة الحرارية الأرضية يتم حفر الآبار على عمق ميل واحد في الخزانات الجوفية؛ للوصول إلى البخار والمياه الساخنة هناك، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك؛ لتشغيل التوربينات المتصلة بمولدات الكهرباء، وعند تشغيل هذه المولدات يتم إنتاج الكهرباء.

تاريخ الطاقة الحرارية الأرضية:

استخدم العديد من الشعوب القديمة بما في ذلك الرومان والصينيين والأمريكيين الأصليين الينابيع المعدنية الساخنة للاستحمام والطبخ والتدفئة، حيث تُستخدم مياه الينابيع الساخنة الآن في جميع أنحاء العالم في المنتجعات الصحية وتدفئة المباني والاستخدامات الزراعية والصناعية، ويعتقد الكثير من الناس أن الينابيع المعدنية الساخنة لها قوى علاجية طبيعية.

ويعد استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لإنتاج الكهرباء صناعة جديدة نسبياً، حيث بدأها مجموعة من الإيطاليين قاموا ببناء مولد كهربائي في (Lardarello) في عام 1904، وكان مولدهم يعمل بالبخار الطبيعي المتصاعد من الأرض.

وجاءت المحاولة الأولى لتطوير الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة في عام 1922 في حقل البخار (The Geysers) في شمال كاليفورنيا، ولكن فشل المشروع لأن أنابيب وتوربينات اليوم لم تستطع تحمل تآكل الجزيئات والشوائب التي كانت موجودة في البخار، ومع ذلك مع تطور التكنولوجيا وجد الباحثون بعض الحلول لهذه المشكلة، ويوجد حالياً حوالي 28 محطة طاقة حرارية أرضية تعمل هناك.

أين توجد الطاقة الحرارية الأرضية؟

يستخدم العديد من الجيولوجيون بعض الطرق للعثور على موارد الطاقة الحرارية الأرضية، حيث يمكنهم دراسة الصور الجوية والخرائط الجيولوجية ويمكنهم تحليل كيمياء مصادر المياه المحلية وتركيز المعادن في التربة ويمكنهم قياس الاختلافات في الجاذبية والمجالات المغناطيسية، ومع ذلك فإن الطريقة الوحيدة للتأكد من وجود مصدر للطاقة الحرارية الأرضية هي حفر الآبار لقياس درجات الحرارة تحت الأرض.

وعادة ما توجد موارد الطاقة الحرارية الأرضية الأكثر نشاطًا على طول حدود الصفائح الرئيسية حيث تتركز الزلازل والبراكين، حيث يحدث معظم النشاط الحراري الأرضي في العالم في منطقة تُعرف باسم “حلقة النار”، وتحيط حلقة النار بالمحيط الهادئ وتحدها اليابان والفلبين وجزر ألوشيان وأمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية.

إنتاج واقتصاد الطاقة الحرارية الأرضية:

يتم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في العديد من الأماكن حول العالم، وتقع أفضل مصادر الطاقة الحرارية الأرضية المعروفة في الولايات المتحدة في الولايات الغربية وهاواي، كما توجد بعض موارد الطاقة الحرارية الأرضية ذات الحرارة المعتدلة في داكوتا على طول ساحل المحيط الأطلسي وفي أركنساس وتكساس.

ويتم إنتاج معظم الطاقة الحرارية الأرضية في أربع ولايات وهم كاليفورنيا ونيفادا ويوتا وهاواي، وتبلغ القدرة الإجمالية المثبتة لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة اليوم حوالي 3200 ميغاواط (MW)؛ أي ما يعادل الطاقة لثلاث محطات للطاقة النووية، كما يتراوح حجم محطات الطاقة الحرارية الأرضية الأمريكية من بضع مئات من الكيلوواط إلى أكثر من 130 ميغاواط.

ويقول مؤيدو الطاقة الحرارية الأرضية إن إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية سينمو في المستقبل على الرغم من حقيقة أن إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية بلغ ذروته في عام 1987 وانخفض منذ ذلك الحين، ويقول مؤيدو الطاقة الحرارية الأرضية إنه من المخطط توفير سعة إضافية تبلغ 400 ميجاوات على الأقل خلال السنوات الخمس المقبلة، ويقدرون أن الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن توفر حوالي (10 في المائة) من القدرة الكهربائية لبعض دول العالم بحلول نهاية القرن.

الطاقة الحرارية الأرضية والبيئة:

إن الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر طاقة متجدد، ولهذا فإن هذه الطاقة لا تلحق ضرراً يذكر بالبيئة، ومع ذلك يحتوي البخار الحراري الجوفي والماء الساخن على آثار طبيعية من كبريتيد الهيدروجين (غاز تنبعث منه رائحة مثل البيض الفاسد) وغازات ومواد كيميائية أخرى يمكن أن تكون ضارة في التركيزات العالية.

ولكن تستخدم بعض محطات توليد الطاقة الحرارية الحديثة أنظمة أجهزة تنقية الغاز لتنظيف الهواء من كبريتيد الهيدروجين والغازات الأخرى، وفي بعض الأحيان يتم فعلاً تحويل الغازات إلى منتجات قابلة للتسويق مثل الأسمدة السائلة، ويمكن لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية الأحدث ايضاً حقن هذه الغازات مرة أخرى في الآبار الحرارية الأرضية.

وبالإضافة إلى ذلك تحرق محطات الطاقة الحرارية الأرضية الوقود لتوليد الكهرباء كما تفعل محطات الوقود الأحفوري، ولكن بشكل أقل، حيث تطلق بعض محطات الطاقة الحرارية الأرضية أقل من واحد إلى أربعة في المائة من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من محطات الفحم.