يستخدم توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية حرارة الأرض لإنتاج طاقة مستدامة وموثوقة، مما يجعلها عنصرًا حاسمًا في قطاع الطاقة والمرافق العامة. وهو ينطوي على الاستفادة من خزانات الحرارة الطبيعية للأرض لتوليد الكهرباء، وتوفير مصدر طاقة مستمر وصديق للبيئة.
فهم الطاقة الحرارية الأرضية
الطاقة الحرارية الأرضية مشتقة من حرارة الأرض، والتي تنشأ من اضمحلال العناصر المشعة والحرارة المتبقية من وقت تكوين الأرض. ويمكن تسخير هذه الطاقة بطرق متعددة، إحداها من خلال توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية. تستخدم محطات الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة الطبيعية القادمة من باطن الأرض لتشغيل التوربينات وإنتاج الكهرباء.
كيف يعمل توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية
يستخدم توليد الكهرباء الحرارية الأرضية حرارة الأرض لتوليد الطاقة. تتضمن العملية حفر الآبار في القشرة الأرضية للوصول إلى خزانات المياه الساخنة والبخار. يتم بعد ذلك إحضار هذا الماء الساخن والبخار إلى السطح واستخدامهما في تشغيل التوربينات المرتبطة بالمولدات التي تنتج الكهرباء.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من محطات الطاقة الحرارية الأرضية:
- محطات توليد الطاقة بالبخار الجاف: تستخدم هذه المحطات البخار مباشرة من خزانات الأرض لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء.
- محطات توليد الطاقة بالبخار الفلاشي: تستخدم هذه المحطات الماء الساخن عالي الضغط من خزانات الأرض. عندما يتم جلب هذا الماء إلى السطح، فإنه يتحول بسرعة إلى بخار، والذي يستخدم بعد ذلك لتشغيل التوربينات.
- محطات توليد الطاقة ذات الدورة الثنائية: في هذه المحطات، يتم استخدام الماء الساخن من خزانات الأرض لتسخين سائل ثانوي ذو نقطة غليان أقل، مثل الأيزوبيوتان أو الأيزوبنتان. يتم بعد ذلك استخدام البخار الناتج عن السائل الثانوي لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء.
فوائد توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية
يوفر توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية العديد من المزايا، بما في ذلك:
- متجددة ومستدامة: الطاقة الحرارية الأرضية هي مورد متجدد، حيث تتجدد حرارة الأرض الطبيعية باستمرار. كما أنه مصدر للطاقة المستدامة، مع تأثير ضئيل على البيئة مقارنة بالوقود الأحفوري.
- مستقرة وموثوقة: على عكس الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لا تعتمد الطاقة الحرارية الأرضية على الظروف الجوية ويمكن أن توفر مصدرًا مستقرًا وموثوقًا للكهرباء.
- انبعاثات منخفضة: تنتج محطات الطاقة الحرارية الأرضية الحد الأدنى من انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يجعلها بديلاً أنظف لمحطات الطاقة التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري.
- الفوائد الاقتصادية المحلية: يمكن لمشاريع الطاقة الحرارية الأرضية أن تخلق فرص عمل وتحفز النمو الاقتصادي المحلي في المناطق التي تتمتع بموارد الطاقة الحرارية الأرضية.
الطاقة الحرارية الأرضية في قطاع الطاقة والمرافق
إن استخدام توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية لديه القدرة على إحداث ثورة في قطاع الطاقة والمرافق من خلال توفير مصدر مستدام وموثوق للكهرباء. ويمكن أن يساعد في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري والمساهمة في تحقيق أهداف الطاقة المتجددة.
علاوة على ذلك، يمكن للطاقة الحرارية الأرضية أن تلعب دورًا مهمًا في تنويع مزيج الطاقة، وتعزيز أمن الطاقة، والتخفيف من آثار تغير المناخ. ومن الممكن أن يؤدي اندماجها في قطاع الطاقة والمرافق إلى إنشاء بنية تحتية للطاقة أكثر مرونة واستدامة.
مع استمرار العالم في التحول نحو مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة، يبرز توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية كحل واعد لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء مع معالجة المخاوف البيئية.
ختاماً
يحمل توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية إمكانات هائلة في قطاع الطاقة والمرافق، مما يوفر مصدرًا مستدامًا وموثوقًا للكهرباء. ومن خلال تسخير الحرارة الطبيعية للأرض، توفر الطاقة الحرارية الأرضية فرصة للحد من انبعاثات الكربون، وتعزيز أمن الطاقة، والمساهمة في مستقبل أكثر اخضرارًا. إن اعتمادها ودمجها في مشهد الطاقة العالمي يمكن أن يمهد الطريق لمستقبل طاقة أكثر استدامة ومرونة.
مراجع
- https://www.energy.gov/eere/geothermal/how-geothermal-electricity-works
- https://www.irena.org/geothermal
- https://www.geothermal-energy.org/geothermal_energy.html