انرژی زمین گرمایی با صرفه و پر بازده

[*مینا*]

انرژی زمین‌گرمایی باصرفه و پربازده یک منبع تجدید پذیر و همیشگی واژه زمین گرمایی یا همان ژئوترمالGeothermal از ترکیب دو کلمه یونانی Geo به معنی زمین و Therme به معنی گرما تشکیل شده است. به عبارت ساده‌تر انرژی ژئوترمال در واقع گرمایی است که از درون لایه‌های زمین به دست می‌آید. بخار و آب داغی که در اعماق زمین تولید می‌شود را می‌توان برای گرم کردن ساختمان‌ها و یا تولید برق مورد استفاده قرار داد. انرژی زمین گرمایی یک منبع انرژی تجدیدپذیر است زیرا بارش باران موجب جایگزین شدن آب شده و گرما هم نیز متناوباً در اعماق زمین تولید می‌شود.
انرژی زمین گرمایی در عمق ۴۰۰ مایلی زیر سطح زمین تولید می‌شود. حرارتی که به خاطر پوسیدگی آرام ذرات رادیواکتیو در داخل زمین و در تمام سنگ‌ها تولید می‌شود از گرمای سطح خورشید بیشتر است. زمین دارای لایه‌هایی متفاوت است. هسته زمین که به نوبه خود
دو لایه دارد یک هسته جامد داخلی و یک هسته بیرونی که از سنگ‌های بسیار داغ ذوب شده تشکیل شده و «ماگما» نامیده می‌شود. «جبه» که هسته را فراگرفته و حدود ۱۸۰۰ مایل ضخامت دارد. جبه از ماگما و سنگ تشکیل شده است. پوسته خارجی‌ترین لایه زمین است که قاره‌ها و سطح اقیانوس‌ها را تشکیل می‌دهد و حدود ۳ تا پنج مایل در زیر اقیانوس‌ها و ۱۵ تا ۲۵ مایل در زیر قاره‌ها ضخامت دارد. پوسته زمین به بخش‌های متفاوتی تقسیم شده است که به آنها «پلیت» می‌گویند.
در اقصی نقاط جهان از طریق حفر چاه‌های عمیق و پمپاژ آب داغ یا بخار داخل زمین به سطح زمین، انرژی «زمین گرمایی» تولید می‌شود و برای گرم کردن خانه‌ها و تولید الکتریسیته مورد استفاده قرار می‌گیرد.


● انرژی زمین گرمایی در کجا یافت می‌شود.
اغلب منابع «انرژی زمین گرمایی» در اعماق زمین جای گرفته‌اند و هیچ نشان مشخصی هم برای یافتن آنها در سطح زمین وجود ندارد. گاهی انرژی زمین گرمایی به صورت آتشفشان، انتشار دود و بخار از شکاف دهانه آتشفشان، چشمه‌های آب گرم و آبفشان‌ها به سطح زمین منتقل می‌شود. بیشترین فعالیت‌های آتشفشانی در دنیا در ناحیه‌ای که حلقه آتش نامیده می‌شود به وقوع می‌پیوندد. بعضی از کاربردهای انرژی زمین گرمایی از دمای نزدیک سطح زمین استفاده می‌کند در حالی که بعضی دیگر نیازمند حفر چاه‌های بسیار عمیق در زمین هستند. سه کاربرد اصلی انرژی زمین گرمایی شامل موارد زیر است:
۱) سیستم‌های گرمازا و استفاده مستقیم از آب گرمی که در چشمه‌ها و مخازن آب نزدیک سطح زمین قرار دارند.
۲) تولید الکتریسیته در نیروگاه‌ها که نیازمند آب و یا بخاری است که درجه حرارت بسیار بالایی داشته باشد. نیروگاه‌های زمین‌گرمایی معمولاً جایی ساخته می‌شوند که منابع انرژی زمین گرمایی در عمق یک یا دو مایلی از سطح زمین واقع شده‌اند.
۳) پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی که از زمین محکم و سخت و حرارت آب نزدیک سطح زمین استفاده می‌کند تا دمای هوا را در روی زمین کنترل کنند.


● استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی
از دوران باستان، استفاده مستقیم از آب داغ به عنوان منبع انرژی مرسوم بوده است. رومی‌ها، چینی‌ها، امریکایی‌ها از چشمه‌های معدنی گرم برای حمام کردن، غذا پختن و تولید گرما استفاده می‌کردند. امروزه بسیاری از چشمه‌های آب گرم برای شست‌وشو مورد استفاده قرار می‌گیرند و بسیاری از مردم عقیده دارند که آب‌های گرم و غنی از مواد معدنی خاصیت شفابخش فراوانی دارند.
یکی دیگر از موارد رایج استفاده از انرژی زمین گرمایی، گرم کردن ساختمان‌ها از طریق سیستم‌های گرمایشی منطقه‌ای است. این سیستم گرمای موردنیاز ۹۵ درصد از ساختمان‌های شهر «ریجاویک» در ایسلند را تأمین می‌کند. از نمونه‌های دیگر استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی می‌توان به کاشت محصولات، خشک کردن الوارها، میوه‌ها و سبزی‌ها اشاره کرد.
نیروگاه‌های زمین گرمایی از منابع آب گرم استفاده می‌کنند. این نیروگاه‌ها نیاز به منابعی دارند که دمای بالایی داشته باشند (۳۰۰ تا ۷۰۰ درجه فارنهایت). برای دسترسی به این منابع می‌توان چاه‌های عمیق حفر کرد و بخار یا آب داغ را به سطح زمین آورد. چاه‌های نیروگاه‌های زمین گرمایی یک تا دو مایل عمق دارند.
امریکا بیش از تمام کشورها از انرژی زمین گرمایی برق تولید می‌کند اما تمام برقی که از این طریق تولید می‌شود بخش بسیار اندکی از کل الکتریسیته تولیدی در این کشور را شامل می‌شود. در حالی که دمای هوا روی زمین فصل به فصل و حتی روز به روز متفاوت است، دمای ۱۰ فوت بالایی سطح زمین معمولاً بین ۵۰ تا ۶۰ درجه فارنهایت است. در بیشتر مناطق این بدان معنی است که دمای خاک معمول در زمستان از هوا گرمتر و در تابستان سردتر است. پمپ‌های زمین گرمایی برای سرمایش و گرمایش ساختمان‌ها از دمای ثابت زمین استفاده می‌کنند. آنها در زمستان گرما را از زمین به ساختمان‌ها منتقل می‌کنند و در تابستان درست برعکس این کار را انجام می‌دهند.
سازمان حفاظت از محیط زیست امریکا معتقد است پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی باصرفه‌ترین، پربازده‌ترین و سازگارترین سیستم‌هایی با محیط زیست هستند که برای کنترل دمای هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اگرچه اغلب خانه‌ها هنوز از سیستم‌های گرمایش و هواسازهای سنتی استفاده می‌کنند،‌پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی هر روزه بیشتر مورد استقبال قرار می‌گیرند. در سال‌های اخیر وزارت انرژی امریکا و سازمان حفاظت از محیط زیست این کشور برای ترغیب صنایع به استفاده از پمپ‌های حرارتی انرژی گرمایی با یکدیگر مشارکت می‌کنند.
تأثیرات محیط زیستی انرژی زمین گرمایی به نحوه استفاده از این انرژی مرتبط می‌باشد. استفاده مستقیم و نیز کاربردهای حرارتی از این انرژی غالباً هیچ‌گونه تأثیر منفی ندارند. نیروگاه‌های زمین گرمایی برای تولید الکتریسیته هیچ‌گونه سوختی را مصرف نمی‌کنند بنابراین سطح گازهای منتشره از این نیروگاه‌ها بسیار پائین است. آنها تقریباً کمتر از یک درصد از دی‌اکسید کربنی که از نیروگاه‌های سوخت فسیلی متصاعد می‌شود را تولید می‌کنند.

روزنامه ایران ( www.iran-newspaper.com ) زمین‌گرمایی