אנרגיה גיאותרמית בדרך כלל תמצא ליד הרי געש פעילים.
אריק גבה, CC BY-SA

איסלנד עומדת להיכנס למים חמים כמו לבה. כמה קילומטרים מתחת לפני האדמה, אסדת קידוח בשם תור חודרים במהרה האזור סביב תא מאגמה, בו סלע מותך מכדור הארץ הפנימי מחמם מים שחלחלו דרך קרקעית הים. מים אלה - עד 1,000 מעלות צלזיוס ורווי כימיקלים מאכלים - יובאו בסופו של דבר אל פני השטח והחום שלהם יהפוך לאנרגיה שמישה.

זהו אתגר הנדסי עצום, ואשר עשוי לפתח עידן חדש של ייצור כוח גיאותרמי. פרויקטים גיאו-תרמיים קיימים ברחבי העולם זקוקים למים המחוממים לפחות מ- 300 ° C, אז למה ללכת למאמץ והוצאות נוספים אלה?

התשובה היא פשוטה: מים בטמפרטורות הקיצוניות ביותר קיימים במצב המתואר "סופר-קריטי", שם הוא מתנהג לא כנוזל אמיתי, וגם לא כגז אמיתי, והוא מסוגל לשמור על כמות פנומנלית של אנרגיה. מים סופר-קריטיים יכולים להפיק עד פי עשרה יותר כוח מאשר מקורות גיאותרמיים רגילים.

איסלנד היא מדינה הבנויה על הרי געש 130 שנחים מעל א גבול צלחת שונה מה שמביא אספקה ​​רציפה של מאגמה חמה וטרייה מהמעיל רק כמה קילומטרים מתחת. האיסלנדים השתמשו בזה, וכעת מייצרים יותר מרבע מהחשמל שלהם גיאותרמית, גישה למים בטמפרטורה רותחת בטווח של 2km מהשטח.

השמיים פרויקט קידוחי עמוק באיסלנד (IDDP) הוקם כדי לגלות מה קורה בעומקים מתחת ל- 4km בקרום האיסלנדי. ב- 2009, במהלך רגל הקידוח הראשונה שלהם, הם בטעות מכה בכיס מאגמהובסופו של דבר ייצבה את המערכת ליצירת ה- הקיטור החם ביותר מיוצר אי פעם בחקירה גאותרמית: 450 ° C.

חור הקידוח השני שנמצא כעת בקידוח נועד להקיש על המים המסתובבים העמוקים החודרים לסלע סביב תא מאגמה מתחת לחצי האי Reykjanes ליד רייקיאוויק.

עקוב אחר הרי הגעש

המבוכה של עושר גיאותרמי המוצעת באיסלנד אינה יוצאת דופן, אך בשום אופן אינה ייחודית. אכן, בעוד שלמדינה יש אחת מההפקות החשמליות הגיאו-תרמיות הגבוהות ביותר מבחינת נתח האנרגיה הכולל, היא איננה הגבוהה ביותר, והיא גם לא נמצאת בחמש המדינות המובילות ביכולתה של סך כל יכולתה הגיאו-תרמית. למעשה, המדינות בחמישייה עשויות להפתיע.

יצרנית החשמל הגיאו-תרמית הגדולה ביותר בעולם היא ארה"ב, עם כ 3,450 MW קיבולת ב- 2015שמרכזו ברובו בקליפורניה (תחנת כוח גרעינית טיפוסית מייצרת סביב 1,000 MW). אחריו נמצאים הפיליפינים ואינדונזיה, בגובה 1,870 ו- 1,340 MW בהתאמה. שביל מקסיקו וניו זילנד בקצב של מעל 1,000 MW כל אחד, ואיסלנד (665 MW) מגיעה במקום השביעי אחרי איטליה (916 MW).

הרי געש הם הגורם השכיח במשאבים הגאותרמיים של כל המדינות הללו. ארה"ב גם ניצלה את אזור התקלה העצום של סן אנדראס ואת יכולתה להוביל חום ונוזלים דרך הקרום.

בחיפוש אחר האתר הגיאותרמי המושלם

כדי שאנרגיה גיאותרמית תצליח צריך להיות חום, היא חייבת להיות נגישה, ואתם חייבים להיות מסוגלים להזיז מים סביבה. שלושת הדרישות הפשוטות הללו יכולות להיות קשה למצוא יחד.

ברוב כדור הארץ החומר החם פשוט עמוק מכדי להיות בהישג יד כלכלית. הטמפרטורה של קרום כדור הארץ עולה בדרך כלל על ידי 25 ° C לכל עומק 1km; כדי שגיאותרמיות תהיה חסכונית, הערך חייב להיות קרוב יותר ל- 50 או אפילו 150 ° C / km. המשמעות היא שאתה צריך להיות ליד משהו יוצא דופן מבחינה גאולוגית: קרום דקיק (כך שאתה קרוב יותר למעטפה החמה), או תכונות כמו גבולות צלחות או הרי געש שיכולים לכוון חום או מאגמה אל פני השטח.

אם מתקיים תנאי זה, עליכם עדיין להיות מסוגלים להזיז מים. סלעים אינם דומים זה לזה, מכיוון שחלקם יכולים לאפשר למים לזרום בקלות דרך הנקבוביות והגבולות בין הגרגרים, בעוד שאחרים דומים יותר למחסום. אם מים לא יכולים לזרום לקדחת הבור, לא ניתן יהיה להביא אותם לפני השטח.

אם אין באזור החם מים טבעיים אז המהנדסים יכולים לשאוב מעט למטה. עם זאת, אם הסלעים מונעים את זרימתם ויתפזרם, המים פשוט יקררו את האזור מייד סביב חור הקידוח, מה שהופך אותו לחסר טעם מבחינה גאותרמית.

בדומה לאלפי זהב, אלמנטים נדירים של אדמה או אדמה חקלאית טובה, הגיאולוגיה של אזור שולטת בגישה למשאב חשוב זה. בכל מקום בו הרי געש פעילים עלולים להפיק תועלת מהחקירה הגאותרמית בטמפרטורה הגבוהה שהחלוצה עשתה IDDP. זה כולל כל מדינה סביב האוקיאנוס השקט טבעת אש - הזדמנות אולי להפיק תועלת מהרי הגעש שמנקדים את נופיהם.

על המחבר

פיט רולי, קצין מדעי בכיר, מדעי כדור הארץ, אוניברסיטת פורטסמות

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספרים קשורים:

at InnerSelf Market ואמזון