انرژی نو و ارزان در قلب زمین

فکر به کار گیری انرژی زمین گرمایی به عنوان یکی از منابع مهم انرژی از دیرباز مطرح بوده است. اندیشه استفاده از این نوع انرژی در سال 1974 که سال جهانی بحران انرژی بود،قوت گرفت اما پس از بحران دوباره توجه به این انرژی کاهش یافت. هم اکنون با توجه به بالا رفتن مصرف انرژی و ترس از پایان یافتن سوخت های فسیلی و مسایل زیست محیطی مربوطه و جهت گیری تکنولوژی در به کارگیری منابع بزرگتر انرژی ،دوباره توجه بسیاری از کشورهای جهان بااستفاده از انرژی زمین گرمایی معطوف شده است.

کد خبر: ۱۱۵۲۲۷۹

تاریخ: ۱۸ بهمن ۱۳۹۱ - ۱۵:۴۲

مدیر مرکز پژوهشی زمین شناسی پارس(آریان زمین) به خبرنگار گروه دانش خبرگزاری دانا گفت:درگذشته استفاده از انرژی ژئوترمال صرفا به استحمام در آب های گرم معدنی این مناطق و برخی جنبه های درمانی و بهداشتی آنها محدود می شد.در زمان باستان در یونان،روم،ژاپن و... از انرژی زمین گرمایی برای مصارف دارویی و درمانی،همچنین از چشمه های حرارتی گاهی برای پخت وپز و گرم کردن منازل استفاده می کردند. توسعه مدرن استفاده از انرژی زمین گرمایی با بهره برداری از اسید بوریک حاصل از فرمول های میدان ژئو ترمالی(لاردرلو) ایتالیا شروع شد. از سال 1812 برای به دست آوردن اسید بوریک،آب های گرم معدنی را می جوشاندند . درسال 1827 به جای چوب ،بخارهای فومرولیک به عنوان سوخت برای جوشاندن استفاده شد.
تشخیص و اکتشافات منابع زمین گرمایی
دکتر منصور قربانی افزود:برای استفاده از انرژی زمین گرمایی ابتدا باید محدوده های دارای آب ها و سنگ های گرم را شناسایی کرده و سپس با سیستم های حفاری مناسب،انرژی محصور در چنین مناطقی را کنترل و بهره برداری کنیم. اکتشافات انرژی زمین گرمایی نیز مانند اکتشافات نفت است اما برخلاف نفت که درمناطق رسوبی یافت می شود برای اکتشاف انرژی حرارتی زمین باید به دنبال مناطق آتشفشانی باشیم. تعداد زیادی از میادین انرژی زمین گرمایی در مناطق آتشفشانی جوان و فعال قرار دارند. در چنین مناطقی روش کنترل و انتقال انرژی حرارتی ،بخش عمده تکنیک کار را تشکیل می دهد.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی خاطرنشان کرد:گرچه نقاط خاصی از جهان از لحاظ تجمع منابع انرژی زمین گرمایی نسبت به سایر نقاط غنی ترهستند اما این منابع بیشتر درامتداد مرزهای صفحات تکتونیکی و در نواحی شناخته شده آتشفشانی متمرکز شده اند که در این مکان ها،فعالیت تکتونیکی باعث جاری شدن گدازه های داغ یا مذاب به سطح زمین و تشکیل منابعی با درجه حرارت بالا،در سطح قابل دسترس زمین می شود. استفاده عملی از این منابع حرارتی ،مستلزم وجود واسطه هایی برای انتقال حرارت به سطح زمین است که این حرارت داخل زمین از طریق چرخش آب های زیر زمینی عمیق و نفوذ آنها به لایه های حاوی گدازه های داغ به سطح زمین آورده می شود و در بعضی مناطق این حرارت به صورت چشمه های داغ و فومرول هایی(گازهای آتشفشانی) متجلی می شود. به هرحال در هر مکانی که حرارت به دلیل فرایند های هیدورلوژیکی و زمین شناسی خاص تمرکز پیدا کرده است، شرایطی به وجود می آید که اجازه می دهد عامل حرارتی از میان چاه های حفاری شده با عمق نسبتا کم از پوسته زمین استخراج شود.
منابع زمین گرمایی
مدیر مرکز پژوهشی زمین شناسی پارس(آریان زمین) یادآورشد:میدان زمین گرمایی به صورت یک منطقه گرمایی تعریف می شود،جایی که سنگ های نفوذ پذیر در زیر زمین قرار داشته باشند و به محتویات سیال اجازه ورود و خروج بدهند. با توجه به اینکه میدان های زمین گرمایی به آب و گرما احتیاج دارند ، اغلب آنها را به عنوان سیستم های گرمابی نیز نام می برند. باید توجه داشت که مناطق زمین گرمایی در تمامی مکان های روی زمین یافت می شوند اما میادین زمین گرمایی مورد نظر برای استفاده های زمین گرمایی ،تنها درمناطقی از زمین که دارای ویژگی های خاص هستند،یافت می شود.
مناطق گرمایی سطح زمین کجاست؟

1-مناطق عادی با طیف شیب زمین گرمایی در حدود 10 تا 40 درجه سانتی گراد به ازای هر کیلو ژرفا.
2-مناطق نیم گرم دارای طیف شیب زمین گرمایی از 70 تا 80 درجه سانتی گراد در هر کیلومتر ژرفا.
3-مناطق خیلی گرم دارای طیف شیب زمین گرمایی چندین برابر زیادتر از مناطق تقریبا عادی.
دسته ای ازمیادین زمین گرمایی که برای تولید انرژی به کار می روند ،جز منابع گرمایی به شمار می آیند. از مشخصات مهم آنها وجود یک سنگ متخلخل و تراوا است که خلل و فرج آن با آب یا بخار اشباع شده است. دمای طبیعی این گونه از سنگ ها آنقدر بالاست که می توان از آب موجود در آنها استفاده اقتصادی برد.
تنگناها و محدودیت ها
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی گفت:در شرایطی مساعد،نیروی زمین گرمایی از نظر اقتصادی با روش های رایج  درتولید الکتریسته در مقایسه با دیگر انرژی ها قابل رقابت است.همچنین استفاده از بخار زمین گرمایی به میزان زیادی بدون آلودگی است و مشکلات زیست محیطی چندانی ندارد. ممکن است مقداری گازهای گوگردی مشتق از منابع گرمایی  با بخار مخلوط شود که البته این مساله مسلما از مشکل آلودگی گوگرد حاصل از سوختن زغال سنگ بدتر نیست(با این حال به دلیل اینکه ممکن است گازهای گوگردی مشتق از فومرول ها درختان را از بین ببرد،بایستی تحت کنترل قرار گیرند.)در انرژی زمین گرمایی هیچ گونه خاکستری پس مانده های مضر یا مشکلات دی اکسید کربن که با سایر سوخت ها همراه است،وجود ندارد.
وی افزود: با پایین رفتن آب زیرسطحی به هنگام استخراج آب های زمین گرمایی،خطر فرو نشستن سطح زمین وجود دارد وهمچنین قطع سیستم آب های زیر زمینی قابل استفاده چاه ها از مسایل مهم است. علاوه بر اینها آب های زمین گرمایی به تدریج،شامل مقادیر زیادی از مواد شیمیایی نامحلولی می شوند که می تواند باعث انسداد یا خوردگی چاه ها بشود یا اگر آزادانه جریان یابد ،آب های زیر زمینی یا آب های سطحی را آلوده سازد. به طور خیلی فشرده می توان سه محدودیت برای این انرژی نام برد. اول آنکه،هر حوزه زمین گرمایی تنها برای مدت زمان محدودی (به طور متوسط چند دهه) تا قبل از آنکه میزان استخراج گرما به طور جدی کاهش یابد،می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این بدان دلیل است که سنگ ها حرارت را خیلی ضعیف هدایت می کنند.
قربانی گفت:محدودیت دوم آن ثابت بودن محل منبع است. نفت یا زغال سنگ را می توان تا مراکز جمعیتی نیازمند حمل کرد . نیروگاه های زمین گرمایی بایستی در جایی که سنگ ها گرم هستند قرار گیرند و انتقال طولانی نیروی تولیدی آنها از نظر تکنیکی عملی نیست.اغلب شهرهای بزرگ از منابع اصلی زمین گرمایی دور هستند.
دکتر قربانی با بیان اینکه تعداد کل مناطق مناسب برای تولید نیروی زمین گرمایی محدودیت سوم است افزود: مناطق زمین گرمایی قاره ای تنها قسمت کوچکی از سطح زمین را تشکیل می دهند و بسیاری از مناطق زمین گرمایی همانند رشته های مافیک گسترش کف اقیانوس غیر قابل دسترسند. همچنین همه مناطق قاره ای با آب های زیر سطحی فراوان همراه نیستند.
انرژی زمین گرمایی درایران
وی گفت:با وجود بهره برداری از منابع زمین گرمایی در بسیاری از کشورهای صنعتی و در حال توسعه بهره برداری از منابع زمین گرمایی در ایران تاکنون وارد مرحله عملی نشده است با اینکه ایران در کمربند آتشفشانی سنوزوئیک قرار داشته و دارای مناطقی فعال از نظر انرژی زمین گرمایی است اما جز استفاده های آب درمانی و بهداشتی از چشمه های متعدد آب گرم در این مناطق تاکنون بهره برداری دیگری از آنها به عمل نیامده است. اولین مطالعات در مورد انرژی زمین گرمایی در ایران درسال های 1375تا79 توسط شرکت ایتالیایی زیر نظر وزارت نیرو انجام گرفت و بعد از وقفه ای چند ساله دوباره در سال های 1374 و1375 مطالعات و حفاری هایی توسط سازمان انرژی اتمی ایران وسازمان انرژی های نو وابسته به وزارت نیرو در منطقه آذربایجان -اطراف مشکین شهر- انجام شده که هنوز هم این بررسی ها ادامه دارد.
مناطق اولویت دار
این کارشناس گفت:از نقطه زمین گرمایی مناطقی مانند دماوند،پیرامون سهند ،سبلان و به طور کلی بخش هایی زیادی از آذربایجان دارای جریان حرارتی غیرعادی هستند. نمود سطحی این ناهنجاری حرارتی به صورت چشمه های آب گرم و معدنی در البرز مرکزی و آذربایجان مشاهده می شود به طوری که دراین مناطق حدود 100 چشمه آب گرم وجود دارد .ژئوترمومتری این آب ها نیز وجود ناهنجاری حرارتی را در تمام منطقه به اثبات رسانده است به طوری که در سه ناحیه البرزغربی،مرکزی و آذربایجان مانند نواحی سبلان وسهند دماهایی از 200 تا 240 درجه سانتی گراد با توزیع یکنواختی شناخته شده اند. نتایج آزمایشات ایزوتوپی اکسیژن این آب ها نشان می دهد که یک مبادله حرارتی میان آب- سنگ درعمق ودرجه حرارت زیاد انجام می گیرد.به علاوه مقدار تریتیوم این سیالات بسیار کم است که نشان دهنده گردش طولانی در زیر زمین،بیش از چند ده سال است.همچنین آزمایش های ایزوتراپی نشان داده اند که کلیه آب ها حتی آنهایی که دمای بالایی در عمق زمین دارند،منشا متئوریک دارند و از شکستگی و شکاف های موجود وارد مخزن شده اند./پایان پیام