نیروگاه زمین گرمایی

انرژی زمین گرمایی انرژی تجدید پذیری است،كه از حرارت قابل استخراج  ناشی از گرمای توده های مذاب و تخریب مواد رادیو اكتیو موجود در اعماق زمین بدست می آید. این منبع انرژی برخلاف سایر انرژی های تجدید پذیر خورشیدی، بادی، امواج وغیره منشا یك انرژی پیوسته بشمار می آید و می توان بطور مدام و در تمامی 24 ساعت شبانه روز از آن برق یا انرژی حرارتی تولید كرد. در صورتی كه اغلب منابع انرژی های نو، فصلی و وابسته به زمان و شرایط خاص می باشند. سابقه استفاده از انرژی زمین گرمایی به زمانهای بسیار دور برمی گردد. در زمانهای قدیم از این انرژی، كه عمدتا به صورت چشمه های طبیعی آب یا بخار داغ به سطح زمین می آید، به عنوان حمام های آب گرم مداوای امراض، استحمام، پخت و پز، گرمایش محیط و آب گرم برای كشاورزی استفاده می شد.

 اولین استفاده مکانیكی از انرژی زمین گرمایی در سال 1897 در لاردلو در كشور ایتالیا صورت گرفت. بهره برداری از بخار طبیعی حاصله از انرژی زمین گرمایی جهت تولید برق نیز، اولین بار در سال 1904  در لاردرلو ایتالیا صورت پذیرفت. ظرفیت نیروگاه لاردلو در سال 1914 به 5/8 مگاوات رسید. در اواخر جنگ جهانی دوم، نیروگاه تخریب شد، ولی پس از جنگ آن را باسازی كردند و توسعه دادند، بطوریكه در سال 1981 تولید آن به 360 مگاوات  رسید .
تا سالها بعد از ساخت اولین نیروگاه زمین گرمایی در لاردرلو، بعلت وجود منابع ارزان قیمت جهت تولید برق، ارزش زیادی به این انرژی داده نشد و این امر تا سال 1998 كه دومین نیروگاه زمین گرمایی با مقیاس بزرگ در وایراكی نیوزلند بنا شد، ادامه داشت. در سال 1967 منابع گیزرز كالفرنیا در كشور امریكا و پس ازآن برخی منابع هیدرو ترمال از نوع تحت مایع در ژاپن و نیوزلند،گشترش یافتند، بطوریكه در سال 1967 میزان برق حاصل از انرژی زمین گرمایی به 1325 مگاوات رسید. بهره بر داری از منابع انرژی زمین گرمایی به عنوان یك منبع عمده تولید انرژی، بعد از بحران نفت در سال 1973 میلادی مورد توجه بیشتری قرار گرفت، بطوریكه افزایش  ظرفیت تولید اقتصادی برق و همچنین استفاده مستقیم از این منبع در طی سه دهه گذشته نشان دهنده پیشرفتهای بیشتر در این زمینه می باشد. تا سال 1995 از منابع انرژی زمین گرمایی در سطح جهانی حدود9000 مگاوات برق و بیش از 11000 مگاوات انرژی حرارتی برای مصارف مختلف تولید می گردیده است .

کاربردهای انرژی زمین‌گرمایی:

1-    تولید برق
2-    استفاده مستقیم از انرژی حرارتی

تولیدبرق

به منظور تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی، آبهای داغ یا بخارات داغ طبیعی از درون چاه‌های حفر شده به سطح زمین هدایت شده و جهت به چرخش درآوردن توربین مورد استفاده قرار می‎گیرند. آب داغ یا بخار داغ در نیروگاه‌های زمین‌گرمایی با گردش توربین‌های خاص و مولدهای مربوطه باعث تولید برق می‎گردد.

استفاده مستقیم از انرژی حرارتی :

1-    برای تسکین درد عضلات در چشمه های داغ و درمان با آب معدنی (آب درمانی)
2-    گرم کردن داخل ساختمان های منفرد و حتی منطقه ای که مجاور چشمه های گرم است.
3-    برای کمک به رشد گیاهان، سبزیجات و محصولات دیگر در گلخانه (زراعت)
4-    برای کوتاه کردن زمان مورد نیاز رشد و پرورش ماهی، میگو، نهنگ و تمساح (آبزی پروری)
5-    برای پاستوریزه کردن شیر، خشک کردن پیاز، الوارکشی و برای شستن پشم (استفاده صنعتی)

مزایای نیروگاه زمین گرمایی

1-    عدم وجود هزینه‌های مربوط به تامین سوخت
2-    ثابت بودن میزان انرژی استخراج شده در تمامی فصول سال و امکان کارکرد این نیروگاه‌ها به صورت ۲۴ ساعته
3-    از دید اقتصادی استفاده از منابع زمین گرمایی میزان وابستگی قیمت برق تولیدی به قیمت سوخت‌های فسیلی را هم کاهش می‌دهد
4-    تمیز بودن، در این روش همانند نیروگاه بادی و خورشیدی، نیازی به سوخت نیست، بنابراین سوخت های فسیلی حفظ می شوند و هیچگونه دودی وارد هوا نمی شود، همچنین میزان گازهای نامطلوب تولید شده در این نیروگاه‌ها اندک است.
5-    بدون مشکل بودن برای منطقه، فضای کمتری برای احداث نیروگاه نیاز است و عوارضی چون ایجاد تونل، چاله های روباز ،کپه های آشغال و یا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد
6-    کمک به رشد کشورهای در حال توسعه، نصب آن در مکان های دور افتاده می تواند استاندارد و کیفیت زندگی را با آوردن نیروی برق، بالا ببرد

معایب نیروگاه زمین گرمایی

1- سیال مورد استفاده در نیروگاه‌های زمین گرمایی دارای خاصیت خورندگی در فلزات است و از جهت دیگر پایین بودن دمای سیال (نسبت به سیال در بقیه نیروگاه‌های حرارتی) در طول مسیر انتقال سیال موجب افزایش این خاصیت خورندگی می‌شود. بر طبق اصول ترمودینامیک پایین بودن دمای سیال همچنین موجب محدود شدن بهره‌وری نیروگاه می‌شود.
2-    بیشتر انرژی گرمایی استخراج شده تلف می‌شود اما حرارت پایین خروجی نیروگاه را می‌توان در مکان‌های مختلف مانند گلخانه‌ها،  خشک کردن الوار و یا گرم کردن فضاهای داخلی به کار گرفت.
3-    کاهش پایداری زمین در مناطق اطراف محل ساخت نیروگاه است. این عیب در نیروگاه‌های زمین گرمایی پیشرفته به علت تزریق آب در بین سنگ‌هایی که قبلا با آب تماس نداشته‌اند بیشتر ایجاد می‌شود. این تاثیر به دلیل تزریق آب در زمین به وجود می‌آید. بخار بازگشته از زمین ترکیباتی مانند کربن دی اکسید، گوگرد و ... را به همراه خواهد داشت؛ با این حال میزان گازهای آزاد شده حدود 5٪ مواد منتشر شده به وسیله نیروگاهی فسیلی با همین ظرفیت است
4-    آب خارج شده از زمین همچنین حاوی میزان اندکی از عناصر خطرناک مانند جیوه، آرسنیک، آنتيمون‌ و ... نیز خواهد بود. در این حالت دفع این آب‌ها به رودخانه‌ها یا دریا می‌تواند خطرات زیست محیطی را به همراه داشته باشد.
5-    چشمه‌ها یا در نقاط مشخص و کمیاب می باشد و یا در مناطقی که قبلا آتشفشان فعال بوده، وجود دارند. دسترسی به زمین گرمایی در همه نقاط زمین مقرون به صرفه نیست.