כיצד להפיק את המרב מאנרגיה גיאותרמית בעולם של היום

La אנרגיה גיאותרמית זו אחת האנרגיות מתחדשת מבוגר יותר ובו בזמן פחות מנוצל אם נשווה אותו לאחרים כמו אנרגיית שמש או רוח. למרות היותה טכנולוגיה ידועה מזה עשרות שנים, השימוש בה זכה לרלוונטיות רבה יותר בשנים האחרונות עקב העלייה בביקוש למקורות אנרגיה ברי קיימא ונקיים.

אנרגיה גיאותרמית משתמשת בחום הפנימי של כדור הארץ כדי לייצר חשמל או לספק חימום. על ידי קידוח פני כדור הארץ באזורים עם פעילות תרמית גבוהה, ניתן לגשת לשכבות עמוקות יותר שבהן הטמפרטורה גבוהה מספיק כדי לחמם מים. תהליך זה משחרר קיטור המשמש להעברת טורבינות המחוברות למחוללי חשמל, או ישירות לחימום תשתיות עירוניות וכפריות. הפקת החום הזה מתבצעת בעיקר במקומות ספציפיים, המאופיינים בנוכחות של גורמים גיאולוגיים כמו הרי געש או תקלות טקטוניות, מה שהופך את תפוצת הצמחים הגיאותרמיים לבלתי אחידה על פני כדור הארץ.

תהליך הפקת האנרגיה הגיאותרמית

מנצל את אנרגיה גיאותרמית זהו תהליך טכני המצריך קידוח לתוך כדור הארץ במקומות שבהם הטמפרטורה התת-קרקעית גבוהה מספיק כדי לעשות שימוש במשאבים תרמיים. סוג זה של אנרגיה נמצא בעומקים הנעים בין 3.000 ל-10.000 מטר מתחת לפני כדור הארץ. בעומקים אלו, מי התהום מחוממים על ידי הסלעים החמים עד שהם מגיעים לטמפרטורות שעלולות לעלות על 300 מעלות צלזיוס במקרים מסוימים.

ההליך מתחיל בקידוח בארות המאפשרות הוצאת מים וקיטור מבפנים כדור הארץ. קיטור זה מתועל כדי להפעיל טורבינה אחת או יותר המחוברות לגנראטורים חשמליים. לאחר השימוש, ניתן להזריק מחדש מים וקיטור אל תת הקרקע כדי שהמחזור יתחיל מחדש, מה שהופך את המערכת הזו ל לולאה סגורה שממזער את המיצוי המסיבי של משאבים תת קרקעיים.

סוגי משאבים גיאותרמיים

ישנם מספר סוגים של משאבים גיאותרמיים שניתן להשתמש בהם להפקת אנרגיה:

• מערכות גיאותרמיות יבשות: הם מורכבים מאזורים שבהם תצורות הסלע התת-קרקעיות אינן מכילות מים, אך יש בהן טמפרטורות גבוהות מספיק. מערכות אלו דורשות הזרקת מים לסלעים כדי לייצר קיטור.
• מאגרי קיטור יבשים: במערכת מסוג זה, האדים נלכדים בחללים תת קרקעיים. ניתן לחלץ קיטור זה ישירות כדי להניע את הטורבינות.
• מאגרי מים חמים: הם הנפוצים ביותר. במאגרים אלה, מי התהום נמצאים בטמפרטורה גבוהה ולאחר מיצוי הם הופכים לקיטור כשהלחץ מופחת.
• מערכות גיאותרמיות משופרות (EGS): כאן תצורות סלע משתנות על ידי שבירה שלהן (בדומה לשבר הידראולי בתעשיית הגז), ומאפשרות למים להסתובב דרך הסדקים ולהתחמם, תוך יצירת קיטור.

מבחינת טכנולוגיה, ישנן מספר דרכים להמיר חום גיאותרמי לחשמל:

1. מפעלי קיטור יבשים: הם משתמשים ישירות בקיטור גיאותרמי כדי להזיז את הטורבינות.
2. מפעלי קיטור פלאש: המים החמים בלחץ גבוה מפורקים והופכים לקיטור, שמניע לאחר מכן את הטורבינות.
3. צמחי מחזור בינארי: משתמשים בנוזל משני עם נקודת רתיחה נמוכה יותר ממים, מה שמאפשר להפיק אנרגיה בתצורות עם טמפרטורות נמוכות יותר.

יתרונות השימוש באנרגיה גיאותרמית

לאנרגיה גיאותרמית יש מספר יתרונות שהופכים אותה לחלופה אטרקטיבית למקורות אנרגיה מתחדשים אחרים:

• האם משאבים מתחדשים, שכן כמות האנרגיה התרמית הזמינה בתוך כדור הארץ היא כמעט בלתי מוגבלת בקנה מידה אנושי.
• הוא מסוגל לייצר כל הזמן אנרגיה 24 שעות ביום, שלא כמו אנרגיית השמש או הרוח, התלויות בתנאי מזג האוויר ובשעה ביום.
• לאנרגיה גיאותרמית יש א טביעת רגל פחמן נמוכה, אשר תורם להפחתת שינויי האקלים. אין בעירות או פליטות משמעותיות של גזי חממה.
• לאס צמחים גיאותרמיים תופסים מעט מקום בהשוואה למפעלים סולאריים או הידרואלקטרים.

יתר על כן, מחקרים בינלאומיים מדגישים שאנרגיה גיאותרמית יכולה להיות פתרון מפתח עבור רבים מדינות מתפתחות בעלי פוטנציאל גיאותרמי משמעותי. אזורים כמו אפריקה, אסיה וחלקים של דרום אמריקה יש להם משאבים גיאותרמיים עצומים שיכולים לעזור להפחית את התלות שלהם בדלקים מאובנים ולשפר את הגישה לחשמל.

מגמה חדשה: אנרגיה גיאותרמית ברחבי העולם

אנרגיה גיאותרמית זכתה לרלוונטיות מיוחדת במדינות כגון ארצות הברית e אינדונזיה, שהן מובילות בעולם הן בקיבולת מותקנת והן בפרויקטים חדשים. ארה"ב, מצידה, הגיעה להספק מותקן של יותר מ-3.900 מגה-ואט בשנת 2023, בעוד אינדונזיה הרחיבה את הקיבולת שלה ל-2.418 מגה-ואט, עם השקעה משמעותית שמטרתה הרחבה בשנים הקרובות.

מדינות אחרות כמו טורקיה, הפיליפינים y מקסיקו הם התקדמו גם בתחום הזה. טורקיה, למשל, הצליחה לחרוג מ-1.600 מגוואט של קיבולת מותקנת בשנת 2023, ולמרות שהצמיחה שלה איטית יותר, היא נותרה אחת המדינות המובילות באירופה.

אתגרים וחסרונות

למרות יתרונותיו הרבים, השימוש באנרגיה גיאותרמית אינו חף מאתגרים. המגבלה הראשונה היא שרק באזורים גיאוגרפיים ספציפיים, כמו אלה עם פעילות וולקנית ושבר טקטוני, נמצאים משאבים גיאותרמיים בכמויות שניתן להשתמש בהן להפקת אנרגיה. כתוצאה מכך, יישומו ברמה הגלובלית מוגבל.

בנוסף, עלויות חיפוש וקידוח גבוהות ראשי תיבות הם גורם קריטי. קידוח לעומק רב הוא תהליך יקר ביותר, ושלב החיפושים טומן בחובו סיכונים, שכן הצלחה בהוצאת משאבים יעילים לא תמיד מובטחת.

חיסרון נוסף הוא שלמרות שייצור החשמל יכול להיות קבוע ברגע שהמפעל פועל, יכולת הניצול שלו תלויה מאוד בתנאים הגיאולוגיים של המקום. שינויים בזמינות של משאבים תרמיים יכולים להיות תנודות ביעילות המפעל.

כמו כן, יש לציין שבמקרים מסוימים, שימוש לא נכון במתקנים עלול להוביל להתדרדרות תת קרקעית, שעלולה לגרום נזק לאקוויפרים או אפילו לעורר רעידות אדמה קלות הידועות בשם רעידות אדמה שנגרמו.

לכן, יש עדיין חסמים כלכליים וטכניים שיש להתגבר עליהם כדי שאנרגיה גיאותרמית תוכל להתרחב ברחבי העולם. עם זאת, מגבלות אלו מטופלות באמצעות התקדמות טכנולוגית והטמעת מערכות להפחתת סיכונים.

עם פרויקטים מתמשכים והתקדמות מתמשכת בטכנולוגיות קידוח ויצור חדשות, אנרגיה גיאותרמית ממשיכה למצב את עצמה כאחד הפתרונות הברי-קיימאים והבריאים ביותר מבחינה אסטרטגית לעתיד האנרגיה העולמית.