X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

انرژی زمین گرما و کاربردهای آن

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

زمینی که زیر پای ما قرار دارد، منبع بسیار عظیم انرژی است. این انرژی که به صورت حرارت از اعماق زمین به سطح آن هدایت می شود در صورت توسعه فناوری استخراج آن، به تنهایی قادر خواهد بود کلیه نیازهای انرژی امروز و آینده بشر را تامین کند. طبق محاسبه ها، مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در ۱۱ کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. پس این منبع عظیم انرژی می تواند در آینده جایگزین قابل اطمینانی برای انرژی حاصل از سوخت های فسیلی باشد. البته بدیهی است که بهره برداری گسترده از ذخایر انرژی زمین گرما، مستلزم توسعه بیشتر در زمینه تکنیک های اکتشاف و استخراج آن است.

زمینی که زیر پای ما قرار دارد، منبع بسیار عظیم انرژی است. این انرژی که به صورت حرارت از اعماق زمین به سطح آن هدایت می شود در صورت توسعه فناوری استخراج آن، به تنهایی قادر خواهد بود کلیه نیازهای انرژی امروز و آینده بشر را تامین کند. طبق محاسبه ها، مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در ۱۱ کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. پس این منبع عظیم انرژی می تواند در آینده جایگزین قابل اطمینانی برای انرژی حاصل از سوخت های فسیلی باشد. البته بدیهی است که بهره برداری گسترده از ذخایر انرژی زمین گرما، مستلزم توسعه بیشتر در زمینه تکنیک های اکتشاف و استخراج آن است.

انرژی زمین گرما چیست

اصطلاح زمین گرما ترجمه واژه Geothermal است که ریشه یونانی داشته و از کلمات Geo به معنای زمین و Therme به معنی حرارت تشکیل شده است. در حقیقت انرژی زمین گرما، انرژی ای است که از سیال آب داغ یا بخارداغ موجود در اعماق زمین به دست می آید.

این انرژی در مخزن زمین گرما متمرکز شده است که برای دسترسی به آن در محل مخزن، چاهی عمیق حفر می کنند. سیال خروجی از چاه، عامل انتقال انرژی از مخزن به سطح زمین است. البته عمق مخزن زمین گرما نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری کنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرما در نقاطی واقع شده اند که از شیب حرارتی بالایی برخوردارند.

 

تاریخچه

این انرژی از ابتدای خلقت مورد استفاده انسان بوده است. بدین ترتیب که از آن برای شست وشو، پخت وپز، استحمام، کشاورزی و درمان بیماری ها استفاده می شد. اسناد و مدارک موجود ثابت می کند که ساکنان کشورهایی نظیر چین، ژاپن، ایسلند و نیوزیلند در گذشته های دور از این انرژی استفاده می کردند. در سال ۱۸۲۸ فردی به نام لاردرللو در کشور ایتالیا برای تهیه اسید بوریک از حرارت آب های گرم به جای سوزاندن هیزم استفاده کرد. در سال ۱۹۰۸ در منطقه مذکور نخستین نیروگاه زمین گرما به ظرفیت ۲۰ کیلووات راه اندازی شد که در سال ۱۹۴۰ ظرفیت آن به ۱۲۷ مگاوات افزایش یافت. تا سال ۱۹۵۰ بهره گیری از انرژی زمین گرما رشد چندانی نداشت، اما حد فاصل سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۳ به دلیل گران شدن بی سابقه و ناگهانی نفت، همه کشورها به فکر استفاده از انرژی های جایگزین افتادند و به تدریج کشورهایی چون آمریکا، ایسلند، فیلیپین، اندونزی و اغلب کشورهایی که روی کمربند زمین گرما جهانی قرار داشتند بهره برداری از این انرژی را شروع کردند.

 

 نشانه های انرژی زمین گرما

مهمترین نشانه های منابع زمین گرما موارد زیر است:

سنگ های آتشفشانی جوان جوان تر از یک میلیون سال

چشمه های آبگرم

بخارفشان یا گازفشان

آب فشان

نواحی دگرسان شده

گل فشان

کوه های آتشفشانی فعال

البته ذکر این نکته ضروری است که برای آغاز بررسی های اکتشافی در یک منطقه زمین گرما، بیش از یک نشانه باید در منطقه وجود داشته باشد.

موارد کاربرد انرژی زمین گرما

پس از انجام بررسی های اکتشافی و حفر چاه های اکتشافی و تولیدی در میدان زمین گرما، مسئله کاربرد انرژی زمین گرما مطرح می شود. مهمترین عامل در تعیین نوع کاربرد مخزن زمین گرما، درجه حرارت آن است. امروزه منابع زمین گرما را بر اساس درجه حرارت به سه دسته کلی حرارت بالا، حرارت متوسط و حرارت پایین تقسیم می کنند. مبنای این تقسیم بندی، درجه حرارت مخزن در عمق یک کیلومتری زمین است. به این ترتیب که اگر درجه حرارت مخزن در عمق مذکور بیش از ۲OOC باشد آن را حرارت بالا می نامند. درجه حرارت مخازن حرارت متوسط و پایین به ترتیب بین ۱۵۰C و ۲۰۰C و کمتر از ۱۵۰C است. امروزه از مخزن های زمین گرما به دو صورت عمده کاربرد غیر مستقیم تولید برق و کاربرد مستقیم انرژی حرارتی استفاده می شود.

تولید برق

به منظور تولید برق از انرژی زمین گرما، سیال مخزن آب داغ یا بخار از طریق چاه های حفر شده به سطح زمین هدایت شده و پس از به چرخش درآوردن توربین در نیروگاه، برق تولید می کند. بدیهی است که از مخازن حرارت بالا بیشتر برای تولید برق استفاده می شود. در حال حاضر ۲۲ کشور جهان به کمک منابع زمین گرما خود بیش از MW ۸۲۰۰ برق تولید می کنند. در نیروگاه های زمین گرما، انرژی الکتریکی به کمک چرخه های مخصوصی تولید می شود. مهمترین و رایج ترین آنها عبارتند از:

چرخه تبخیر آنی

در این دسته از چرخه های تولید برق، سیال زمین گرما پس از خروج از چاه، وارد یک جداکننده شده و بخار حاصل به سمت توربین و آب داغ به سمت چاه های تزریقی و برج خنک کننده روانه می شود. حال، برحسب اینکه عمل جدایش یا تبخیر آنی در یک مرحله یا دو مرحله انجام شود و برحسب وجود یا عدم وجود کندانسور، سه نوع چرخه تبخیر آنی وجود دارد: چرخه تبخیر آنی یک مرحله ای بدون کندانسور، چرخه تبخیر آنی یک مرحله ای با کندانسور، چرخه تبخیر آنی دومرحله ای.

چرخه دومداره

از این چرخه برای تولید برق از مخزن های زمین گرما حرارت پایین استفاده می شود. حدود ۵۰ درصد مخازن زمین گرما شناخته شده جهان درجه حرارتی بین ۱۵۰C تا ۲۰۰C دارند، که اگر برای تولید برق از آنها از چرخه تبخیر آنی استفاده شود، چرخه مزبور بازده بسیار پایینی خواهد داشت. در این چرخه از سیال عامل برای تولید برق استفاده می شود بدین ترتیب که آب داغ، سیال عامل را در یک مبدل حرارتی، گرم و به بخار تبدیل می کند. بخار حاصل، توربین را به حرکت در آورده، برق تولید می کند. از جمله مزیت های مهم این چرخه، عدم وجود خوردگی یا رسوب گذاری توسط سیال عامل است. در حال حاضر مهمترین کشورهای جهان از نقطه نظر تولید برق از منابع زمین گرما، کشورهای آمریکا ۲۲۲۸ مگاوات، فیلیپین ۱۹۰۹ مگاوات، ایتالیا ۷۶۹ مگاوات، مکزیک ۷۵۵ مگاوات و اندونزی ۵۹۰ مگاوات هستند.

 

کاربرد مستقیم

کاربرد مستقیم انرژی زمین گرما، بهره برداری بدون واسطه از انرژی زمین گرما است. در این حالت، انرژی زمین گرما به انرژی الکتریکی تبدیل نمی شود، بلکه فقط از انرژی حرارتی آن استفاده می شود. مخزن های زمین گرما که دمای آنها بین ۶۵C تا ۱۵۰C است برای تولید برق، توجیه اقتصادی ندارد، لذا این گونه مخزن ها برای استفاده مستقیم از انرژی حرارتی، مناسب هستند. مخزن های زمین گرما حرارت پایین، نسبت به مخزن های حرارت بالا گستردگی بیشتری دارند. آب داغ مخزن های حرارت پایین را می توان با دستگاه های حفاری چاه های آب استخراج کرد. یک محقق ایسلندی به نام لیندال به منظور نشان دادن موارد کاربرد انرژی زمین گرما، نموداری تهیه کرده است که در آن موارد مختلف کاربرد سیال زمین گرما بر حسب درجه حرارت آن ارائه شده است. همان گونه که در نمودار لیندال مشخص شده است، موارد بهره برداری مستقیم از انرژی زمین گرما را می توان به ۶ رده کلی زیر تقسیم بندی کرد:

گرمایش ساختمان ها

کشاورزی

دامپروری

کاربردهای صنعتی

درمان بیماری ها

سایر

گرمایش ساختمان ها

این مورد متداول ترین کاربرد مستقیم انرژی زمین گرما است. حدود ۳۷ درصد کاربرد مستقیم انرژی زمین گرما در سراسر جهان را گرمایش فضاهای مختلف مسکونی، تجاری، اداری و غیره به خود اختصاص می دهد. البته در صورت نامناسب بودن کیفیت آب از نظر شیمیایی، از مبدل حرارتی برای گرمایش استفاده می شود. یکی از مزیت های مهم سیستم های گرمایشی این است که آب داغ پس از تٲمین حرارت فضاهای مختلف، مجددا به درون مخزن زمین گرما تزریق می شود و در نتیجه میزان آلودگی زیست محیطی آن بسیار پایین است.

شایان ذکر آنکه امروزه انواع خاصی از مبدل های حرارتی وجود دارند که درون چاه های زمین گرما تعبیه شده و حرارت آب داغ مخزن را به آب شیرین درون مبدل منتقل می کنند. درجه حرارت آب گرم مورد نیاز برای سیستم های گرمایشی حدود۶۰C یا بالاتر است. امروزه کشورهای ایسلند، فرانسه، مجارستان و ژاپن برای تٲمین حرارت سیستم های گرمایش مرکزی خود از انرژی زمین گرما استفاده می کنند. به عنوان مثال شهر ۱۵۰هزار نفری ریکیاویک مرکز ایسلند تماما به وسیله آب داغ تولیدی از مخزن های زمین گرما مجاور شهر تامین می شود.

 

کشاورزی

عمده ترین کاربرد انرژی زمین گرما در زمینه فعالیت های کشاورزی، تامین گرمایش گلخانه ها است. البته در برخی از مناطق سردسیر از حرارت آب داغ مخزن های زمین گرما برای گرم کردن خاک های کشاورزی نیز به کار می رود. این نوع کاربرد در کشورهای سردسیر بسیار گسترش دارد. از جمله محصولاتی که به کمک این انرژی کشت می شوند می توان به خیار، گوجه فرنگی، انواع گل ها، گیاهان خانگی، نهال درختان و انواع کاکتوس ها اشاره کرد. در بین کشورهای جهان مجارستان از نظر استفاده از گلخانه های زمین گرما مقام نخست را دارد. برای گرم کردن گلخانه ها معمولا یا آب داغ را از لوله های فلزی عبور می دهند یا اینکه همانند سیستم های گرمایشی خانه ها از پره های رادیاتور استفاده می کنند، یا آب داغ را از درون شبکه متراکمی از لوله ها که در پشت آنها یک فن قوی وجود دارد، عبور می دهند. علاوه بر مجارستان کشورهایی نظیر ایسلند، چین، یونان، نیوزیلند و روسیه نیز در زمینه گلخانه های زمین گرما فعال هستند.

 

دامپروری

به کمک انرژی زمین گرما می توان انواع مختلف آبزیان را نیز پرورش داد. امروزه در سطح جهان از انرژی زمین گرما برای پرورش و رشد آبزیانی نظیر میگو، قزل آلا، صدف و همچنین آبزیان آکواریومی استفاده می شود. نظر به اینکه درجه حرارت بهینه برای پرورش انواع مختلف آبزیان برای هر یک از آنها میزان مشخصی است ،با استفاده از انرژی زمین گرما می توان درجه حرارت حوضچه های پرورش را در حد مطلوب تامین کرد و آن را در تمام طول سال ثابت نگه داشت. بدین ترتیب می توان مقدار تولید انواع مختلف آبزیان را به میزان قابل توجهی افزایش داد. به عنوان مثال رشد بهینه ماهی قزل آلا در درجه حرارت ۵۱۵ درجه سانتیگراد است.

کشورهایی مانند ایسلند، گرجستان، ترکیه، نیوزیلند، ژاپن و چین از جمله کشورهای پیشرو در زمینه استفاده از انرژی زمین گرما برای پرورش آبزیان هستند. در حال حاضر ۱۶ کشور از چنین تاسیساتی بهره می گیرند.

 

کاربردهای صنعتی

این دسته از کاربردهای انرژی زمین گرما هنوز مانند سایر مصارف انرژی زمین گرما در سطح جهان گستردگی چشمگیری ندارد. با این وجود، در حال حاضر حدود ۱۹ کشور جهان از این انرژی در فرآیندهای مختلف صنعتی استفاده می کنند. به عنوان مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تولید برات و اسید بوریک از سیال های زمین گرما در ایتالیا

استحصال نفت در روسیه

پاستوریزه کردن شیر در رومانی

تولید چرم در اسلوونی و صربستان

تولید گاز دی اکسید کربن در ایسلند و ترکیه

تولید کاغذ و قطعات خودرو در مقدونیه

تولید خمیر کاغذ، کاغذ و چوب در نیوزیلند

 

درمان بیماری ها

این کاربرد نیز بسیار قدیمی بوده و از روزگاران دور اقوامی چون رومی ها، چینی ها، ژاپنی ها، عثمانی ها و ساکنان سایر نواحی کره زمین به منظور استحمام و درمان بیماری های گوناگون از آب های گرم طبیعی زمین استفاده می کردند.

در حال حاضر حدود ۴۵ کشور جهان از چشمه های آب گرم خود برای این منظور استفاده می کنند. در ارتباط با توسعه چنین مراکزی، شواهد و نمونه های متعددی را می توان در سطح جهان معرفی کرد. به عنوان مثال، ژاپنی ها با بهره گیری از بیش از ۲۲۰۰ کانون تفریحی مرتبط با چشمه های آبگرم، سالانه قریب به صد میلیون مهمان و گردشگر را پذیرا هستند.

امروزه از آب های گرم دارای حرارت بیش از ۵۰ درجه سانتیگراد برای درمان بیماری هایی نظیر فشار خون بالا، روماتیسم، بیماری های پوستی و بیماری های دستگاه عصبی استفاده می شود.

ذوب برف جاده ها

به کمک انرژی زمین گرما می توان برف یا یخ جاده ها و پیاده روها را نیز ذوب کرد. گسترش این نوع کاربرد نسبت به سایر موارد انرژی زمین گرما محدودتر است. امروزه در سراسر جهان به کمک انرژی زمین گرما حدود ۵۰۰هزار متر مربع از مسیر پیاده روها و جاده ها گرم می شوند که بخش اعظم آنها نیز در کشور ایسلند وجود دارند. در حال حاضر به جز کشور ایسلند، کشورهایی چون آرژانتین، آمریکا و ژاپن نیز برای ذوب برف جاده های خود از انرژی زمین گرما بهره می گیرند.همان گونه که پیشتر اشاره شد جنبه های گوناگون کاربرد انرژی زمین گرما به سرعت در حال افزایش است و مرتبا به کشورهای بهره مند از این انرژی افزوده می شود. میزان گسترش موارد کاربرد مستقیم انرژی زمین گرما در سراسر جهان در جدول ذیل آمده است. یادآور می شود که پمپ های حرارتی زمین گرما نوعی سیستم تهویه گرمایش و سرمایش است. همان گونه که می دانیم، درجه حرارت زیرزمین تا اعماق کم ۲ تا ۱۵ متری تقریبا در تمام طول سال ثابت است. بنابراین با استفاده از این پدیده طبیعی می توان گرمایش و سرمایش منازل را در زمستان و تابستان فراهم کرد. در واقع سازوکار اصلی این سیستم های تهویه، تبادل حرارت با بخش های کم عمق زمین است، بدین معنی که در فصل تابستان، حرارت را از داخل منازل به زمین منتقل می کنند و در زمستان، حرارت زیرزمین را به داخل فضاهای مسکونی هدایت می کنند.

 

مزیت های کاربرد انرژی زمین گرما

امروزه تولید انرژی به کمک منابع سوخت های فسیلی یا نیروگاه های هسته ای با آلودگی قابل ملاحظه محیط زیست همراه است، ولی انرژی زمین گرما علاوه بر تجدیدپذیر بودن در مقایسه با سایر منابع تولید انرژی، آلایندگی کمتری دارد و جزء منابع پاک انرژی به شمار می رود. میزان آلودگی نیروگاه ها یا طرح های کاربرد مستقیم زمین گرما، ارتباط مستقیمی با درجه حرارت منبع زمین گرما دارد. به این ترتیب که منابع حرارت بالا نسبت به انواع حرارت پایین، آلودگی بیشتری تولید می کنند و همچنین طرح های کاربرد مستقیم نیز کمتر از نیروگاه های زمین گرما، محیط زیست را آلوده می کنند. به طور کلی مزیت های انرژی زمین گرما را می توان به دو دسته کلی مزایای زیست محیطی و کاربردی تقسیم بندی کرد.

مزیت های زیست محیطی کاربرد انرژی زمین گرما شامل موارد زیر است:

عدم آلودگی هوا

تولید CO2 کم، تولید H2S پایین و عدم تولید NOx

عدم آلودگی منابع آب های زیرزمینی

عدم نیاز به زمین وسیع

امروزه به دلیل تزریق سیال خروجی از نیروگاه ها و سایر طرح های کاربرد مستقیم انرژی زمین گرما، میزان آلایندگی این قبیل طرح ها به حداقل مقدار خود رسیده است.

مزایای کاربردی

صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی

طولانی بودن زمان دسترسی

گستردگی موارد کاربرد

مستقل بودن از شرایط جوی

امکان تولید برق به وسیله واحدهای قابل حمل

میزان دی اکسید گوگرد تولید شده در نیروگاه های زمین گرما حدود ۸ درصد مقدار تولید شده در نیروگاه های فسیلی است. در خصوص دی اکسید کربن نیز نیروگاه های زمین گرما در وضعیت بسیار مناسب تری نسبت به نیروگاه های فسیلی قرار دارند. بدین معنی که مقدار گاز CO2 تولید شده در نیروگاه های زمین گرما به ترتیب معادل ۱۵ درصد نیروگاه های گاز سوز، ۱۰ درصد نیروگاه های نفت سوز و ۸ درصد نیروگاه های زغال سنگ سوز است.

 

انواع مخزن های زمین گرما

 

سنگ مخزنی برای بخار

توده یا حجمی از سنگ های نفوذپذیر و متخلخل است که در اعماق مختلف زمین قرار داشته و خلل و فرج آنها را آب داغ یا بخار تحت فشار، اشغال کرده است. مخزن های زمین گرما تحت شرایط خاص زمین شناسی به وجود می آیند. به عنوان مثال، گسل ها یکی از عوامل کنترل کننده اندازه و شکل مخازن زمین گرما است. مخزن های زمین گرما از اجزایی تشکیل شده است که وجود همه آنها برای تشکیل مخازن ضروری است. بدین ترتیب که در صورت عدم وجود هر یک از آنها، مخزن زمین گرما به وجود نخواهد آمد. اجزای یک مخزن زمین گرما عبارتند از:

۱ سنگ مخزن که سنگی نفوذپذیر و متخلخل است.

۲ سنگ پوشش که سنگی متراکم و غیرقابل نفوذ بوده و مانع از خروج سیال از مخزن و در نتیجه افت فشار آن می شود.

۳ منبع حرارت که ممکن است عوامل مختلفی باشد مانند یک توده نفوذی آذرین جوان و عمیق یا حرارت حاصل از حرکت های زمین یا حرارت حاصل از تجزیه عنصر های رادیواکتیو و نازک شدگی پوسته زمین و غیره.

۴ منبع سیال که اغلب بارش های جوی، منابع آب زیرزمینی و یا آب موجود در ماگما است.

 

انواع مخزن های زمین گرما به شرح زیر است:

۱ مخزن های گرمابی

در حال حاضر این دسته از مخزن ها تنها مخزن های اقتصادی زمین گرما جهان است. همان گونه که از نام آنها بر می آید این مخزن ها، حاوی سیال هستند که بر حسب نوع سیال به دو دسته مخزن ها حاوی آب داغ و بخار تقسیم می شوند. مخزن های آب داغ فراوان تر از مخزن های حاوی بخار است. کشورهای نیوزیلند و ایسلند تعداد قابل توجهی از مخزن های آب داغ دارند.

در مخزن های حاوی بخار حجم تغذیه سیال مخزن نسبت به دمای غشای حرارتی آن به قدری کم است که به محض ورود آب، بخش عمده آن به بخار تبدیل می شود. در این دسته از مخزن ها، بخار تحت فشار با دمای زیاد

C ۲۰۰ منبسط شده و به بخار خشک فوق العاده گرم تبدیل می شود، بنابراین، این گونه مخزن ها را مخزن های بخار خشک نیز می نامند.

در مخزن های آب داغ، حجم آب داغ بیش از حجم بخار و گاز مخزن است. این قبیل مخزن ها بسیار فراوان بوده و حدود ۹۰ درصد مخازن زمین گرما جهان را تشکیل می دهد. دمای آنها بین ۲۵ تا C ۳۱۰ متغیر است. منبع عمده تامین کننده آب این مخزن ها، بارش های جوی و آب های سطحی است.

 

 

۲ مخزن های سنگ داغ خشک

در نواحی ای که سنگ های متراکم آذرین، داغ ، بدون تخلخل و نفوذپذیری در عمق کم قرار دارند، می توان آب را به طور مصنوعی درون سنگ ها تزریق کرد. بدین ترتیب که دو چاه با عمق های متفاوت و با زاویه ای نسبت به سطح قائم حفر می شود. اغلب چاه ها تا جایی حفر می شود که درجه حرارت سنگ ها به C ۲۰۰ برسد. یکی از چاه ها عمیق تر است و درست زیر انتهای چاه کم عمق تر قرار دارد.

سپس به کمک پمپ های پیستونی قوی آب به درون چاه ها تزریق می شود. فشار آب موجب شکستگی سنگ ها شده و بدین ترتیب بین دو چاه ارتباط برقرار می شود. سپس از چاه کم عمق تر آب را به درون زمین پمپ می کنند. آب بر اثر تماس با سنگ ها بخار شده و رو به بالا حرکت می کند و از طریق چاه کم عمق به سطح زمین می رسد که به کمک آن می توان برق تولید کرد. البته این طرح هنوز اقتصادی نشده است و کماکان در مرحله پژوهش است. در حال حاضر اغلب کشورهای پیشرفته نظیر آمریکا، فرانسه، آلمان، ژاپن در حال تحقیق در زمینه این طرح هستند.

 

۳ مخزن های تحت فشار

این گونه مخزن ها در عمق های زیاد بیش از۴۶۰۰m قرار دارد و غالبا سنگ مخزن آنها از جنس ماسه است. روی این مخزن ها را سنگ پوشش ضخیم پوشانده است. آب داغ موجود در فضاهای خالی ماسه ها تحت فشار هیدروستاتیک بوده و حاوی مقدار مختلفی از گاز متان محلول است. به طور کلی دو عامل در تشکیل این گونه مخزن ها بسیار موثر است:

سنگ پوشش مناسب غیرقابل نفوذ و دارای ضخامت قابل ملاحظه که از نفوذ سیال و حرارت مخزن به خارج جلوگیری می کند.

استقرار مخزن در عمق زیاد از سطح زمین.

دو عامل فوق در برخی موارد موجب افزایش درجه حرارت مخزن به میزان C ۲۰۰ می شود. البته امروزه این گونه مخزن ها از حیث اقتصادی مقرون به صرفه نیست. به عنوان مثال در کناره ساحلی آمریکا، از ایالت تگزاس تا لوییزیانا، تعدادی از این قبیل مخزن های زمین گرما کشف شده است. مخزن های تحت فشار، اکثرا در حین انجام بررسی های اکتشافی ذخیره نفت و گاز شناسایی شده اند. چنانچه بهره برداری از این مخزن ها مقرون به صرفه شود، می توان از انرژی فسیلی و جنبشی آنها استفاده کرد.

 

۴ مخزن های ماگمایی

در برخی نقاط کره زمین و به ویژه در مناطق فعال آتشفشانی، توده های آذرین جوان کم عمقی وجود دارد که دارای انرژی حرارتی فوق العاده زیادی است. این توده های آذرین را مخزن های ماگمایی می نامند. بهترین نمونه این دسته از مخزن های زمین گرما در جزایر هاوایی وجود دارند که محققان توانسته اند با تزریق آب به درون مخزن و تولید بخار از آنها به طور آزمایشی برق تولید کنند ولی کماکان این طرح با مشکلاتی مواجه است که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مشکلات و خطرات حفاری در سنگ های نیمه مذاب با حرارت بیش از C ۸۰۰

آماده سازی جداره چاه که در درجه حرارت های بالا کاری بسیار مشکل است.

عدم کارایی تکنیک های ژئوفیزیکی کنونی برای تعیین موقعیت دقیق توده سنگ های آذرین مدفون. زیرا در درجه حرارت های زیاد، ابزارهای ژئوفیزیکی کنونی دقت کافی را ندارند.

البته در حال حاضر صرفا منابع زمین گرما ارزش اقتصادی دارد و از آنها به طور گسترده بهره برداری می شود. بدون شک در آینده نه چندان دور با ابداع فناوری های جدید سایر انواع منابع زمین گرما نیز قابل استفاده خواهند بود


 

منبع : پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر