بخشی از مقاله
چکیده
برخی از حوادث دهه اخیر آنچنان ناگواراند که شاید رفع اثراتشان امکان پذیر نباشد. در جهان ماشینی آنچه به معضل تبدیل گردیده، مساله انرژی است. اما انتخاب منبع این انرژی سوالی بود که در پی حوادث ناگوار ناشی از بی توجهی به میزان مصرف انرژی های فسیلی مطرح گردید. از دهه هفتاد، جهان به گونه هایی از انرژی جهت ر رقابت با گونه های قبل نگریست. انرژی های تجدیدپذیر، دارای مزایا بسیاریست که بشر را به تکاپوی بهره گیری واداشته است.
یکی از مهمترین انواع منابع، انرژی زمین گرماییست که به وفور و بطور مدام در دسترس بشر بوده و هست و بشر برای بکارگیری آن، تنها چند قدمی فاصله دارد. در دنیا تحول عظیمی نسبت به نحوه استفاده از این انرژی و دستگاه های مختلف مورد نیاز صورت پذیرفته، اما در ایران و در مجامع دانشگاهی هنوز جایگاه این انرژی تثبیت نگردیده و بنابراین ضرورت معرفی این انرژی به زبانی عامه پسند امری بدیهیست. در مقاله حاضر که مستخرج از کتاب در دست تالیف نگارنده می باشد، ابتدا پیشینه استفاده از این انرژی و
تعاریف بدوی عناصر مرتبطه تدوین شده و اما در ادامه علل پیدایش و نحوه شکل گیری و نشانه های وجود و مکان های پتانسیل دار این انرژی ترسیم شده اند. در مرحله دوم مزایا و معایب این انرژی موشکافی گردید و از دیدگاه های زیست محیطی، کاربردی و تولید برق به این منبع نگریسته شد. نهایتا پتانسیل بالای انرژی زمین گرمایی در جهان امروز و بازار امروزین و آینده این امر مرور شده است.
واژه های کلیدی: انرژی زمین گرمایی، مزایا و معایب انرژی زمین گرمایی، پتانسیل سنجی انرژی زمین گرمایی.
مقدمه
سیاره زمین در بیلیون سال قبل کاملا وضعیتی متفاوت از امروز داشت. در آن زمان زمین حالت نیمه مذاب داشته و اما بیلیون سال قبل دمای سطح زمین به زیر درجه سانتی گراد افت نمود و پوسته زمین شروع به سخت شدن نمود. حدود در صد از حجم زمین دمایی بالاتر از درجه سانتی گراد دارد و از مقدار باقیمانده بیش از درصد دمایی بالاتر از درجه سانتی گراد دارد. خوشبختانه این دمای بسیار بالای داخل زمین بطور منحصر به فردی در دسترس ما ست و ما می توانیم از آن به بهترین نحو استفاده نماییم. از مظاهر این انرژی آتش فشانها هستند که اغلب آنها فوران های زیبایی تولیدکرده و مواد مذاب را از عمقی بیش از ًًٌ کیلومتر با فشار زیاد بیرون می ریزند.
ما با بکارگیری فناوریهای متفاوت زمین گرمایی قادر هستیم گرمای داخل زمین را با روشی کنترل شده، استخراج نموده و درنتیجه بخشی از احتیاجات گرمایی و برق خود را از این گرما تامین نماییم این انرژی ارزان و در دسترس یکی از منابع امروزین انرژی است که راه های نوینی را برای انسانها گشوده است. در دنیای امروز تلاش بر استخراج بهینه این انرژی و استفاده بهینه از آنست.
ضرورت تحقیق
پیشرفت علم و تکنولوژی باعث توسعه اقتصادی، افزایش رفاه اجتماعی و جمعیت در جهان گردیده است، بنابراین همگام با توسعه اقتصادی نیاز جهان به انرژی نیز به سرعت افزایش پیدا کرده است. بر اساس آمارهای جهانی موجود استفاده از انواع انرژیها در طی سالیان گذشته از رشد سریعی برخوردار بوده است. مصرف زغال سنگ همگام با پیدایش مزایای نفت و پیشرفت تکنولوژی بطور مداوم از درصد در سال به درصد در سال کاهش پیدا کرده است. در عوض روند مصرف انرژیهای فسیلی از سال تا سال به ترتیب از درصد به درصد افزایش یافته است.
همچنین مصرف
انرژیهای دیگر نیز همگام رو به افزایش گذاشته است تا کمبود انرژی را تامین کنند. در سال درصد مصرف گاز به درصد رسیده و سال به سال به علت ناچیز بودن آلودگیهای زیست محیطی آن بیشتر مورد توجه مصرف کننده ها قرار گرفته است. قابل توجه آنکه در حوالی سالهای و مقدار و درصد بهرهگیری از انرژی نفت و زغال سنگ مساوی شده و در حوالی سالهای و نفت بالاترین مصرف انرژی جهان را به خود اختصاص داده که مصادف با بحران افزایش بهای نفت می باشد. در دهه بهرهگیری از انرژیهای دیگر از قبیل انرژی آبی، زمینگرمایی، خورشیدی، باد، بیوماس، امواج و غیره مورد توجه کشورها قرار گرفت.
امروزه این ضرورت و نیاز به انرژی آنچنان بارز است که سعی تمامی کشورها بر ذخیره منابع فسیلی و توسعه صنایع انرژی هایی مانند انرژی زمین گرمایی است. این انرژی دارای مزایای بیشمار و معایب بسیار اندک است.
پیشینه استفاده از انرژی زمین گرمایی
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.با مشاهده کوههای آتشفشان، بشر از دیر باز به این حقیقت رسیده بود هک در اعماق زمین منبعی داغ وجود دارد.
در فاصله زمانی بین قرنهای 16 و 17 میلادی هک اولین منابع زیر زمینی در اعماق چند صد متری حفر شد، این نتیجه نیز حاصل شد که هر چه بطرف مر زککره زمین نزدیکتر شویم دما افزایش می یابد به گونه ای که بطور طبیعی در ازای هر 100 متر افزایش عمق، 3 درجه سانتی گراد به دمای طبیعی زمین افزوده می شود. نخستین اندازه گیری ها بوسیله دماسنج در سال 1740 و در معدنی نزدیک بلفورت در فرانسه انجام شد. در سال 1870 با روشهای پیشرفته علمی نوع رفتار حرارتی زمین مورد مطالعه قرار گرفت.
در سال 1828 فردی به نام لاردرلو در کشور ایتالیا برای تهیه اسید بوریک از حرارت آب های گرم به جای سوزاندن هیزم استفاده کرد. در سال 1908 در منطقه مذکور نخستین نیروگاه زمین گرمایی به ظرفیت 20 کیلووات راه اندازی شد که در سال 1940 ظرفیت آن به 127 مگاوات افزایش یافت. ایتالیا اولین کشوری بود که در سال میلادی توانست از انرژی زمینگرمایی نیروی برق تولید کند. چنانکه در میدان زمینگرمایی در ناحیه لاردرلو ایتالیا در سال نیروی برقی بالغ بر مگاوات الکتریکی تولید می شد که در جریان جنگ جهانی دوم آماج بمباران هوایی قرار گرفت و از بین رفت. این نیروگاه پس از جنگ بازسازی شده و مورد بهرهبرداری مجدد قرار گرفت به طوریکه در سال ظرفیت آن بالغ بر مگاوات الکتریکی گردید.
پس از جنگ جهانی دوم کشور زلاندنو اولین کشوری بود که در سال ٌَُِ از دو واحد نیروگاه برق که بوسیله بخار آب داغ منابع زمینگرمایی تغذیه می شدند، بطور اقتصادی بهرهبرداری کرد.در سال ًٌُّ ایالات متحده آمریکا در ناحیه بیگ گیزرز واقع در ًٌِکیلومتری شمال سانفرانسیسکو از بخار خشک میدان زمینگرمایی نیروی برق تولید کرد. سپس در مدت ٌْ سال بیشتر کشورهای جهان از این انرژی برق استحصال کردند.
تا سال 1950 بهره گیری از انرژی زمین گرمایی رشد چندانی نداشت، اما حد فاصل سال های 1950 تا 1973 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 گرمایی جهانی قرار داشتند بهره برداری از این انرژی را شروع کردند.
بشر مدتها است هک از منابع انرژی زمین گرمایی با درجه حرارت پایین - چشمه های آبگرم - ، جهت استحمام و شستشو و همچنین مصارف درمانی استفاده می کنداخیراً. نیز از این انرژی در تامین گرمایش گلخانه ها؛ حوضچه های پرورش ماهی؛ استخرهای تفریحی پیشگیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، پمپهای حرارتی جهت تامین گرمایش وسرمایش ساختمانها و برخی از فرآیند های صنعتی استفاده می شود.
تولید برق با استفاده از منابع انرژی زمین گرمایی با درجه حرارت بالا نیز طی ده سال اخیر رشد قابل ملاحظه ای داشته است. ساخت نیروگاههای دومداره باعث پیشرفتهای چشمگیری در تولید برق با استفاده انرژی زمین گرمایی شده است و در حال حاضر با به تکامل رسیدن این تکنولوژی به طور تجاری از آبهای گرم زیرزمینی با درجه حرارت معمولی - بیش از10درجه سانتیگراد - برق تولید میشود. در سالهای اخیر در زمینه پمپهای حرارتی زمین گرمایی نیز پیشرفتهای قابل توجه ای صورت گرفته است. در طولانی مدت پیشرفت در ساخت تجهیزات مربوط به استخراج انرژی از سنگهای خشک و داغ می تواند امکان استفاده بیشتر از پتانسیل بالقوه انرژی زمین گرمایی را میسر سازد.
