نگاه اجمالی
اگر در مناطق غیر آتشفشانی حفاریهایی به عمق 4 تا 5 کیلومتر انجام شود ممکن است مقدار افزایش دما به حدود 100 تا 130 درجه سانتیگراد برسد. بنابراین در جوار مناطق آتشفشانی ، مثلا
دماوند یا
سبلان که تودههای مذاب گرمای خود را به افقهای بالا میرسانند، با
حفاری میتوان در اعماق 1 تا 3 کیلومتر به دمای 100 تا 350 درجه سانتیگراد رسید. در چنین حالتی میتوان به کمک سیستم حفاری از انرژی محصور شده این تودههای داغ کم عمق که گرمای خود را به سنگهای اطراف منتقل میکند، استفاده کرد.
بسیاری از مناطق ژئوترمالی با دمای بالا در مناطق آتشفشانی فعال یا جوان وجود دارند. ژئوترمالهایی که به
فعالیتهای آتشفشانی وابستهاند به سه دسته تقسیم میشوند. ذخایر هیدروترمال ، سنگهای داغ و خشک و
ذخایر ماگمایی.
ذخایر هیدروترمال
ذخایر هیدروترمال ، به علت وزن خاص و استثنایی خود یعنی وجود آب داغ و بخار پرفشار آسانتر بدست میآیند و میتوان آنها را مهار کرد. به علت آنکه فاز بخار این ذخایر از اهمیت بیشتری برخوردار است. استفاده از آن در بعضی مناطق رواج پیدا کرده است. با ارزشترین منابع ژئوترمال محسوب میشوند.
استفاده از انرژی ژئوترمال چشمه آب گرم برای تولید اسید بوریک
یکی از این نقاط چشمه آب گرم لاردلو ایتالیا است. بیش از 200 سال است که از آب چشمهها
اسید بوریک استخراج میکنند و برای آن که شرکت مسئول ، مقدار محصول خود را افزایش دهد، حفاریهای زیادی انجام داده است تا به این وسیله منابع بیشتری به دست آید.
استفاده از آب گرم و نیروی بخار
ایسلندیها برای استفاده از آب گرم و نیروی بخار حفاریهایی از سال 1925 انجام دادهاند. در حال حاضر ایسلندیها بیش از 250 میدان ژئوترمل در اختیار دارند. تقریبا 70 درصد پایتخت ایسلند از گرما و آب گرم طبیعی استفاده میکنند. این آبها از حدود 100 چاه حفاری به عمق 300 تا 2300 متر بدست میآید. این آب دارای دمای حدود 100 درجه سانتیگراد است و در داخل
بازالتهای حفرهدار به تله افتاده است. بنابرین وقتی چاهها لبریز از آب شد با عمل پمپاژ آب را خارج میکنند.
استفاده از انرژی ژئوترمال برای تولید الکتریسیته
در سلسله کوههای ساحلی شمال سانفرانسیسکو
سنگهای آتشفشانی جوانی وجود دارند که باعث فعالیتهای آبفشان در این ناحیه است. همین امر متخصصین را بر آن داشت تا با حفاری از
انرژی ژئوترمال ذخیره شده این منطقه استفاده کنند و نهایتا برای تولید
الکتریسیته در سال 1959 حفاریهایی انجام دادند. بیش از 300 چاه به عمق 500 تا 26000 متر حفر گردید و به این ترتیب به بخار آب گرم و پرفشار دست یافتند. این بخار آب در
ماسه سنگ شیلی خردشده این منطقه به تله افتاده بود. امروزه
تولید برق از آن از مرز 2000 مگاوات گذشته است که برای یک شهر 2 میلیون نفری کافی به نظر میرسد. به این ترتیب عظیمترین تاسیسات مولد الکتریسیته از نیروی ژئوترمال در دنیا ایجاد میشود.
سنگهای داغ و خشک
در سالهای اخیر ، تولید نیروی حرارتی از سنگهای خشک و داغ نیز مورد توجه بوده است. این موضوع خاص مناطقی است که درجه زمین گرمایی آنها بیش از حد متعارف یعنی حدود 60 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر عمق باشد. در عین حال زمین باید از سنگهای غیر قابل نفوذ تشکیل شده باشد. در این شرایط ، اگر چاههایی در سنگهای درز و ترکدار به عمق 3 تا 4 کیلومتر حفر شود. سرانجام به سنگهای داغی میرسد که میتواند آبهای موجود در این اعماق را گرم نماید. جهت استفاده از نیروی ژئوترمال ، در این قبیل مناطق دو چاه به موازات هم و به فاصله مشخصی حفر می کنند. دریکی ازآنها آب وارد می نمایند.
باتوجه به درجات زمین گرمایی منطقهای ، آب ضمن فرورفتن تدریجا گرم میشود وقتی ممکن است به بخار تبدیل شود، با توجه به
تراوایی زمین ، میتوان به کمک مکندههایی آب را از طریق چاه دوم به بالا کشید. بطور کلی فرآیند تولید و ساخت مخازن ژئوترمال مصنوعی با استفاده از سنگهای داغ اعماق زمین ، موضوع پیچیدهای است و به تجربه زیاد و مطالعه نیازمند است. ولی اگر به موفقیت برسد پتانسیل خوبی به بار خواهد آورد.
ذخایر ماگمایی
فکر استفاده از سنگهای مذاب به عنوان منبع گرمایی توجه بعضی از محققین را به خود جلب کرده است. بطور کلی هر گرم
ماگما واجد تقریبا 1000 ژول انرژی حرارتی است. به عقیده Decker.R , and Decker . B ، انرژی موجود در یک کیلومتر مکعب ماگما آنقدر زیاد است که میتواند به مدت 200 سال نیاز شهری مانند سانفرانسیسکو را تامین کند. مسلما دستیابی به این نیروی خارقالعاده ، به تکنولوژی پیشرفته نیاز دارد که در حال حاضر با آن فاصله بسیار داریم.
مباحث مرتبط با عنوان
