اين حرارت به روشهاي متفاوتي از جمله فورانهاي آتشفشاني، آبهاي موجود در درون زمين و يا بواسطه‌ي خاصيت رسانايي از بخشهايي از زمين به سطح آن هدايت مي‌شود. به آبهاي داغ و بخاراتي كه در قسمتهاي با عمق كم يا متوسط پوسته زمين (٤٥٠٠-١٠٠متر) و يا در درون گسلها يا خلل و فرج سنگهاي متخلخل قرار گرفته‌اند، منابع زمين گرمايي مي‌گويند. اين منابع بيش از ٩٠ درصد منابع انرژي زمين گرمايي را تشكيل مي‌دهند.
از انرژي «سيال داغ» اين نوع از منابع، مي‌توان بطور مستقيم براي كاربردهاي حرارتي (و بطور غيرمستقيم) در توليد برق استفاده كرد.
قرار گيري ايران در مرزهاي تكتونيكي از نيروهاي عظيم نهفته در كالبد ايران حكايت دارد. قرارگرفتن در كمربند تكتونيكي حاشيه‌ي صفحات باعث شده است كه گستره‌ي ايران از لحاظ زمين ساختاري بسيار فعال باشد.
معمولاً وقتي راجع به منابع ژئوترمال سخن مي‌گوييم، منظور بخشي از منابع ژئوترمال است كه قابل دسترسي باشد؛ بدين معنا كه كل انرژي حرارتي ذخيره شده بين سطح زمين و عمق معيني در پوسته‌ي آن كه مقدار تقريبي آن با توجه به ميانگين ساليانه‌ي دماي محل؛ مورد استفاده براي تامين انرژي قرار مي‌گيرد.
در كشور ايران، به منظور برنامه‌هايي براي دستيابي به اطلاعات و فناوريهاي روز جهان درباره استفاده ازمنابع انرژي زمين گرمايي، پتانسيل سنجي و اجراي پروژه‌هاي متعدد، برنامه احداث نيروگاههاي زمين گرمايي در مشگين شهر از حدود ١٠ سال پيش، وارد مرحله‌ي اكتشاف شده و پس از آن كارهاي ژئوفيزيك و ژئوشيمي محدوده مخزن زمين گرمايي مشخص شد.
هر كدام از چاههاي حفر شده به طور متوسط قادر به توليد پنج مگاوات برق هستند. باتوجه به لزوم افزايش ظرفيت نصب شده نيروگاهي ٢٩,٠٠٠ مگاواتي فعلي به ٩٠.٠٠٠ مگاوات در سال ٢٠٢٠ به نظر مي‌رسد بهره‌برداري از انرژيهاي تجديدپذير به منظور تغيير در سبد انرژي اجتناب ناپذير باشد.
به همين خاطر بكارگيري انرژي ژئوترمال حداقل در نواحي شمال غربي كشور مي‌تواند به عنوان گزينه‌اي به منظور «تغيير كاربري» سوختهاي فسيلي مطرح شود و اين نكته آنجا حائز اهميت مضاعف مي‌شود كه باوجود همه فعاليتهاي عمراني صورت پذيرفته در سنوات پس از انقلاب، ظرفيت نصب شده نيروگاهي كشور صرفا ٢٢,٠٠٠ مگاوات افزايش يافته است.
مناقصه تامين توربين زمين‌گرمايي مشگين شهر انجام شد كه از مجموع پنج شركت كننده در مناقصه، مدارك دو شركت ايراني تكميل و به مشاور طرح تحويل داده شده است.
در توليد برق از انرژي زمين‌گرمايي معمولاً ميزان سرمايه‌گذاري اوليه براي انجام اكتشافها مربوطه و نصب نيروگاه نسبت به نيروگاههاي ديگر بالاتر است. اما به دليل پايين بودن هزينه‌هاي تعمير و نگهداري و نياز نداشتن به سوخت در حين بهره‌برداري از نيروگاه، عملاً «قيمت تمام شده برق» در نيروگاههاي زمين‌گرمايي با نيروگاههاي متعارف سوخت فسيلي قابل مقايسه و از انواع ديگر انرژيهاي نو به مراتب ارزان‌تر است.
كشور ما با به نتيجه رسيدن يك طرح سخت و طولاني به نهمين عضو باشگاه جهاني داراي فناوري تأمين انرژي زمين گرمايي (ژئوترمال) اضافه شده است. هر پروژه زمين‌گرمايي داراي هزينه سرمايه‌گذاري خاص خود براي توسعه و بهره‌برداري است.
بطور كلي هزينه‌هاي بهره‌برداري از منابع انرژي زمين‌گرمايي به دو بخش عمده تقسيم مي‌شوند: ١- هزينه‌هاي مرحله اكتشافي، ٢- هزينه‌هاي نصب نيروگاه.
پس از اتمام اين مطالعه‌ها، احتمال موفقيت در دستيابي به يك مخزن قابل بهره‌برداري، حدود ٣٠ درصد است و هزينه متعارف اين نوع مطالعات در دنيا ٣٠٠ هزار دلار برآورد شده است.
پروژه توليد ٥ مگاوات برق از انرژي گرمايي زمين در مشگين شهر تاكنون ٨٠ ميليارد تومان هزينه برده است. برآوردهاي سانا (سازمان انرژيهاي نو ايران) نشان مي‌دهد در آينده براي رسيدن به توليد ٣٠ مگاوات برق؛ به حدود ٢٥٠ ميليارد تومان بودجه نياز است.
سوابق جهاني
نخستين چاههاي ژئوترمال در سال ١٩١٩ در ژاپن و در سال ١٩٢١ در كاليفرنيا حفر شدند. هم‌اكنون ايسلند در حال ساخت يك پايگاه هيدروژني با بهره‌گيري از ذخاير عظيم انرژي هيدروليك (آب ـ برق) و زمين گرمايي است.
ساخت اين تأسيسات، الگويي براي توليد هيدروژن به روش الكترونيكي از آب (انرژي پاك و تجديدپذير) است. مناطق ساحلي اقيانوس آرام، كشورهاي حاشيه آن و جزيره هاوايي، بزرگ ترين منابع انرژي ژئوترمال دنيا هستند.
درحال حاضر، بزرگترين نيروگاه ژئوترمال دنيا در «گي ستر» كاليفرنيا و جزيره‌ي آتشفشاني «كيلائوآ» در هاوايي قرار دارند، اما تنها ٠,٦ درصد از برق توليد شده را در بر مي‌گيرند.
براساس آمار منتشر شده در سال جاري ميلادي، هزينه استفاده از انرژي زمين گرمايي برحسب سنت بر كيلووات ساعت، بسيار به هزينه برق حاصل از سوختهاي فسيلي نزديك است.
براساس گزارش ارائه شده در سال ٧٧ توسط سازمان انرژيهاي نو ايران، مناطق تفتان و بزمان، طبس، شيراز، مركزي، منطقه غرب، منطقه مشهد، نيشابور، سبزوار، قوچان، بجنورد، گرگان، بستك، لار، زابل، خاش، سيرجان، زاهدان، رامسر مناطق مستعد توليد برق از انرژي گرماي زمين هستند.
نيروگاه زمين گرمايي طبس نيز هم‌اكنون در فاز مطالعاتي قرار دارد و به زودي به مرحله اجرا در مي‌آيد. تاكنون پروژه‌هاي متنوعي در خصوص شناسايي مناطق مذكور در كشور طراحي و اجرا شده است، يكي از مهمترين دست آوردهاي پروژه‌هاي ياد شده، توجيه‌پذيري اجراي پروژه‌هاي پتانسيل سنجي منابع زمين گرمايي در چند استان كشور، در حال پيگيري است از جمله:
ـ اكتشاف اوليه انرژي زمين گرمايي در استان خراسان.
- بررسي ظرفيت انرژي زمين گرمايي در منطقه دماوند.
- پتانسيل سنجي انرژي زمين گرمايي در منطقه محلات.
- اكتشاف مقدماتي منابع انرژي زمين گرمايي در استان آذربايجان غربي.
- مطالعات اكتشافي سطح الارضي تكميلي در منطقه زمين گرمايي محلات.
بررسي‌هاي ژئوشيمياي رخساره‌هاي گرمايي اطلاعات بسياري در مورد فعاليت آتشفشاني و روابط بين سيستمهاي زمين گرمابي و سيستمهاي ساختاري آتشفشان و گسترش فعاليت آن با زمان در اختيار ما قرار مي‌دهد.
وضع پمپ حرارتي زمين گرمائي در ايران و جهان
با نصب سامانه زمين گرمايي در يك هتل، مي‌توان مصرف سوخت فسيلي را به طور كامل حذف كرد و سالانه ٧٣٣ تن از انتشار گاز دي اكسيد كربن كاست كه اين رقم معادل جذب دي اكسيد كربن به وسيله ٦٧ هكتار جنگل است و نصب اين سامانه هم كاهش خالص مصرف ١٥٣ مگاوات ساعت برق در سال را به دنبال دارد.
در حال حاضر با استفاده از فناوريهاي جديد، امكان نصب مبدل در داخل چاه نيز فراهم بوده و به اين ترتيب مشكل دفع و تزريق مجدد سيال زمين گرمايي به داخل زمين نيز برطرف شده است. با اين روش آب تميز شهري به پمپ به داخل شبكه لوله‌هاي مبدل درون چاهي تزريق شده و آب گرم فاقد هرگونه آلودگي براي مصرف گوناگون از چاه استخراج مي‌شود.
در حال حاضر بزرگترين و مهمترين طرح استفاده از انرژي زمين گرمايي براي گرمايش منطقه‌اي در كشور ايسلند، شهر ريكياويك، پايتخت كشور ايسلند وجود دارد.
در اين كشور از سيستم گرمايش ناحيه‌اي زمين گرمايي آبگرم مصرفي بيش از ١٨٠ هزار نفر از چند ميدان زمين گرمايي با دماي حدود ٨٠ درجه سانتيگراد تأمين مي‌شود.
در ايران نيز مطالعه گسترده بر روي پمپ حرارتي زمين گرمايي از سال ١٣٨٠ در معاونت امور انرژي آغاز و اين مطالعات منجر به تغيير يك كولر گازي به پمپ حرارتي زمين گرمائي شد.
در ايران پمپ حرارتي زمين گرمايي در پنج شهر مختلف آب و هوايي كه داراي اقليم مختلف هستند نصب و راه‌اندازي شده است. اين پنج شهر عبارت است از: مشكين شهر، طالقان، رشت، اهواز و بندرعباس. همچنين نخستين سامانه «هيت پمپ» نيز در آينده نزديك به بهره‌برداري مي‌رسد.
استفاده از سامانه‌هاي هيت پمپ مي‌تواند در صرفه‌جويي برق و سوخت تأثيرگذار باشد. حفظ محيط زيست، صرفه‌جويي در مصرف انرژي، تأمين سرمايش و گرمايش از مزاياي استفاده از طرحهاي سامانه تهويه مطبوع در كشور است، با استفاده از اين سامانه‌ها تنشهاي تحميلي به شبكه برق به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌يابد.
دانش فني طراحي و اجراي اين سامانه‌ها در كشور وجود دارد و اگر مزيتهاي اقتصادي و رقابت‌پذيري آن حل شود، به راحتي مي‌توان اين سامانه‌ها را اجرا كرد. سامانه‌هاي تهويه مطبوع زمين گرمايي در سطح جهان به سرعت در حال فراگير شدن است و در پنج سال گذشته بالاترين نرخ رشد را در ميان تمام سامانه هاي انرژي تجديدپذير دارا بوده‌اند.
الهه زارعي ـ كارشناسي ارشد زمين شناسي
منبع:شانا