پروژههای قابل اجرا در زمینه انرژیهای تجدیدپذیر: راهکاری برای آینده پایدار (بخش۵)(پروژههای زمینگرمایی (ژئوترمال) )
به نام خدا
پروژههای قابل اجرا در زمینه انرژیهای تجدیدپذیر: راهکاری برای آینده پایدار (بخش5)(پروژههای زمینگرمایی (ژئوترمال) )
پروژههای زمینگرمایی (ژئوترمال)
هدف: استفاده از گرمای اعماق زمین برای تولید برق یا گرمایش.
اجرا: حفر چاههای عمیق و استخراج بخار یا آب داغ.
نمونه موفق: ایسلند که ۹۰٪ انرژی گرمایشی خود را از زمینگرمایی تامین میکند.
پروژههای زمینگرمایی (ژئوترمال): انرژی پاک از اعماق زمین
انرژی زمینگرمایی با استفاده از گرمای ذخیرهشده در اعماق زمین (معمولا تا ۵ کیلومتری) تولید میشود. این منبع انرژی پایدار، برخلاف خورشید و باد، بهصورت ۲۴ ساعته در دسترس است و نقش کلیدی در کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی دارد. در ادامه به انواع پروژهها، فناوریها و نمونههای موفق این حوزه میپردازیم.
۱. انواع سیستمهای زمینگرمایی
الف) نیروگاههای تولید برق
۱. سیستم بخار خشک (Dry Steam):
قدیمیترین فناوری: استفاده مستقیم از بخار داغ (دمای >۱۵۰°C) برای چرخاندن توربین.
نمونه: نیروگاه لاردرلو در ایتالیا (اولین نیروگاه جهان، ۱۹۰۴).
۲. سیستم فلاش (Flash Steam):
آب داغ (دمای >۱۸۰°C) به مخزن کمفشار منتقل میشود و بخار ناگهانی (فلاش) تولید میکند.
نمونه: ۸۰٪ نیروگاههای جهان از این روش استفاده میکنند (مثل نیروگاههای ایسلند).
۳. سیستم باینری (Binary Cycle):
برای منابع کمدماتر (۷۰-۱۵۰°C): انتقال گرما به سیال ثانویه (مانند ایزوپنتان) با نقطه جوش پایین.
مزیت: سازگار با منابع زمینگرمایی متوسط.
ب) کاربردهای مستقیم گرمایشی
گرمایش شهری (مثل ایسلند که ۹۰٪ خانهها با زمینگرمایی گرم میشوند).
کشاورزی گلخانهای (صرفهجویی ۵۰٪ در هزینه گرمایش).
آبدرمانی و توریستی (مثل چشمههای آبگرم).
۲. اجزای اصلی یک نیروگاه زمینگرمایی
چاههای تولید: حفر شده تا عمق ۱۳ کیلومتر برای دسترسی به مخازن داغ.
سیستم انتقال: لولههای عایقبندیشده برای انتقال بخار/آب داغ به سطح.
توربین و ژنراتور: تبدیل انرژی حرارتی به الکتریکی.
چاههای تزریق: بازگرداندن آب سردشده به مخزن برای حفظ فشار و پایداری سیستم.
۳. مزایای کلیدی
تولید پایدار: فعالیت ۲۴/۷ با ضریب ظرفیت ۷۰-۹۰٪ (نسبت به ۲۰-۳۰٪ خورشیدی).
کربن پایین: انتشار CO₂تنها ۵٪ یک نیروگاه زغالسنگ.
اشتغالزایی: هر مگاوات ظرفیت نصبشده ≈ ۵ شغل مستقیم ایجاد میکند.
زمین کم: نیاز به ۱/۱۰ زمین نیروگاه خورشیدی با همان ظرفیت.
۴. چالشها و راهکارها
| چالش | راهکار |
|||
| هزینه بالای حفاری | توسعه فناوری حفاری جانبی (Horizontal Drilling) برای افزایش دسترسی. |
| خطر لرزهخیزی | مطالعات دقیق زمینشناسی و تزریق آب با فشار کنترلشده. |
| محدودیت جغرافیایی | استفاده از سیستمهای تقویتشده (EGS) در مناطق غیرآتشفشانی. |
| خوردگی تجهیزات | استفاده از آلیاژهای مقاوم (مثل تیتانیوم) و بازرسی دورهای. |
۵. نمونههای موفق جهانی
ایسلند:
۳۰٪ برق و ۹۰٪ گرمایش کشور از زمینگرمایی.
پروژه IDDP با حفاری تا عمق ۴.۶ کیلومتر (دمای ۴۵۰°C).
کنیا:
نیروگاه اولکاریا با ظرفیت ۸۶۰ مگاوات (بزرگترین جهان).
آمریکا:
مجموعه گیزرز در کالیفرنیا (۱.۵ گیگاوات).
۶. پتانسیل در ایران
مناطق مستعد:
سبلان (آذربایجان شرقی): دمای آبهای گرم تا ۸۶°C.
دماوند: پتانسیل منابع فوق داغ (>۲۰۰°C).
خوی و ماکو: چشمههای آبگرم با دماهای ۴۰-۷۰°C.
پروژههای موجود:
نیروگاه ۵ مگاواتی مشکینشهر (متوقفشده به دلیل مشکلات فنی).
گرمایش گلخانهها در سرعین با استفاده از آبگرم.
چالشها:
نبود سرمایهگذاری و فناوری حفاری عمیق.
تمرکز دولت بر منابع فسیلی ارزان.
۷. نوآوریهای آینده
سیستمهای تقویتشده (EGS): ایجاد مخازن مصنوعی با تزریق آب به سنگهای خشک داغ.
حفاری با پرتوهای پلاسما: کاهش هزینهها با فناوریهای غیرمکانیکی.
هیبرید با سایر انرژیها: ترکیب زمینگرمایی و خورشیدی برای افزایش راندمان.
نتیجهگیری
انرژی زمینگرمایی با وجود چالشهای فنی، یکی از پایدارترین منابع تجدیدپذیر است که در ایران – با وجود پتانسیلهای شناساییشده – کمتر مورد توجه قرار گرفته است. برای توسعه این حوزه، نیازمند سرمایهگذاری خارجی، انتقال فناوری و تدوین قوانین حمایتی (مانند خرید تضمینی برق) هستیم.
پیشنهادات اجرایی:
احیای پروژه مشکینشهر با مشارکت شرکتهای بینالمللی (مثل ایسلندیها).
استفاده از زمینگرمایی کمدماتر برای گرمایش گلخانهها در مناطق سردسیر.
احداث مراکز تحقیقاتی زمینگرمایی در دانشگاههای نزدیک به مناطق مستعد.
دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته شاهین جلیل پور