اكتسب عالم الطاقات المتجددة أهمية متزايدة في الأسواق الدولية، بسبب نموه القدرة التنافسية والكفاءة. هناك أنواع متعددة من الطاقات المتجددة، ومن أبرزها الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ومع ذلك، هناك طاقات أقل شهرة، مثل الطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية، والتي تقدم أيضًا فوائد عظيمة.
في هذه المقالة سوف نتعمق في الطاقة الحرارية الأرضية: سنشرح ذلك ما هو، كيف يعمل، مزاياه وعيوبه والاستخدامات الرئيسية الموجودة به حاليًا.
ما هي الطاقة الحرارية الجوفية؟
La الطاقة الحرارية الأرضية وهي شكل من أشكال الطاقة المتجددة التي يتم الحصول عليها من خلال الاستفادة من الحرارة المنبعثة من باطن الأرض. يتم توليد هذه الطاقة عن طريق الحرارة الطبيعية للطبقات الداخلية من الأرض، والتي تجعل طريقتها للحصول على الهروب من القاعدة المعتادة للطاقات المتجددة الأخرى. بينما تستخدم الطاقات المتجددة الأخرى موارد خارجية مثل الماء أو الهواء أو ضوء الشمس، فإن الطاقة الحرارية الأرضية تستغل الحرارة الطبيعية الموجودة في باطن الأرض، الاستفادة من التدرج الحراري ترتفع درجة الحرارة كلما نزلت إلى القشرة الأرضية.
تأتي الحرارة الأرضية من التحلل الطبيعي للعناصر المشعة داخل الكوكب والحرارة المتبقية التي تتراكم من تكوين الأرض. فكل 100 متر ننزلها تحت سطح الأرض، ترتفع درجة الحرارة تحت السطح بمقدار 2 درجة مئوية و 4 درجة مئوية. وفي مناطق معينة من الكوكب، يكون هذا التدرج الحراري أكبر بكثير بسبب قربها من وشاح الأرض، مما يسمح باستخدام هذه الحرارة بكفاءة أكبر.
الطريقة الأكثر شيوعًا لاستغلال هذه الطاقة هي من خلال حفر الآبار للوصول إلى الخزانات ذات درجة الحرارة العالية. بعد ذلك، سنرى الأنواع الرئيسية من رواسب الطاقة الحرارية الأرضية.
الخزانات الجوفية
هناك مناطق محددة من الكوكب يكون فيها التدرج الحراري أعلى، مما يسمح باستغلال الطاقة الحرارية الأرضية بشكل أكثر كفاءة. تُعرف هذه الأماكن باسم رواسب الطاقة الحرارية الأرضية وتنقسم إلى عدة أنواع حسب خصائصها وطريقة استخلاص الطاقة الحرارية الخاصة بها:
خزانات الماء الساخن
تحتوي هذه الودائع طبقات المياه الجوفية من الماء في درجات حرارة عالية. هناك نوعان فرعيان: النافورة، المستخدمة بشكل رئيسي في المنتجعات الصحية، والأخرى الموجودة تحت الأرض، والتي تحتوي على احتياطيات هائلة من الماء الساخن. وتعتمد أنظمة الاستغلال على دورة مغلقة من استخراج وحقن المياه، مما يعني أن هذه الرواسب لها عملياً لانهائي في الوقت المناسب.
الحقول الجافة
في الخزانات الجافة، يتم تخزين الحرارة في الصخور الساخنة ولكن الجافة. لاستخراج طاقتها، فمن الضروري الحفر و حقن الماء والتي عند تسخينها يتم استخلاصها لتوليد الطاقة. ولا تزال هذه التكنولوجيا قيد التطوير وتمثل تحديًا اقتصاديًا، حيث يلزم وجود مستوى عالٍ من الاستثمار.
رواسب السخان
الكثير السخانات وهي مصادر طبيعية للمياه الساخنة والبخار الذي يخرج من الأرض على شكل أعمدة. وهي نادرة للغاية ويتطلب استغلالها إدارة حذرة، حيث أن إعادة حقن المياه يمكن أن تؤدي إلى تبريد الصهارة والتسبب في حدوث زلازل طفيفة.
استخدامات الطاقة الحرارية الجوفية
تتنوع استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية وقابلة للتطبيق على المستويين الصناعي والمحلي. ومن بين الاستخدامات الرئيسية نجد:
- توليد الكهرباء من خلال استخدام توربينات البخار الحرارية الأرضية.
- نظام ال التدفئة والتبريد للمنازل والمكاتب وغيرها من المباني العامة أو التجارية.
- تطبيقات في المنتجعاتوالاستفادة من المياه الحرارية الطبيعية في الاستخدامات الترفيهية.
- تدفئة الدفيئات الزراعية والمناطق الزراعية في المناخات الباردة.
مزايا الطاقة الحرارية الجوفية
للطاقة الحرارية الأرضية فوائد عديدة للبيئة والاقتصاد:
- هل طاقة متجددة ونظيفةلأنها لا تنتج انبعاثات غازات الدفيئة.
- الكثير تكاليف الإنتاج وهي أقل من مصادر الطاقة الأخرى مثل الفحم أو الطاقة النووية.
- استخدامه يفضل استقلال الطاقةوذلك من خلال تقليل الحاجة إلى استيراد الوقود الأحفوري.
- مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية تسمح بتنمية الطاقات المحلية وتحفيزها الاقتصاد الإقليمي.
مساوئ الطاقة الحرارية الجوفية
ليس كل شيء إيجابيًا فيما يتعلق بالطاقة الحرارية الأرضية، إذ أن لها أيضًا بعض العيوب:
- El ارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي في محطات الحفر والطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يكون عائقًا أمام الدخول.
- هناك مخاطر تسربات الغاز الضارة والزلازل الصغيرة بسبب حقن المياه.
- Su الحد الجغرافي وهذا يعني أنه لا يمكن لجميع المناطق الاستفادة من هذه الطاقة بكفاءة.
- في بعض الحالات، يمكن أن يكون لاستغلال الطاقة الحرارية الأرضية تأثير المناظر الطبيعية ضخم.
على الرغم من عيوبها، إلا أن الطاقة الحرارية الأرضية تشكل حلاً واعداً ضمن مجموعة الطاقات المتجددة، مع أ تعدد الاستخدامات والقدرة على الاستخدام في سيناريوهات متعددة. ومن الممكن أن يساعد تطويرها في تنويع مصادر الطاقة في العالم، وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري والمساهمة في مكافحة تغير المناخ.