توسط : 
فهرست مطالب این مقاله
مخازن زمینگرمایی، مناطقی طبیعی از منابع هیدروترمال هستند. این مخازن در اعماق زمین قرار دارند و معمولاً در بالای سطح زمین قابل شناسایی نیستند. انرژی زمینگرمایی از سه طریق به سطح زمین میرسد: آتشفشانها و دودخانها (حفرههایی در زمین که گازهای آتشفشانی از آنها آزاد میشوند)، چشمههای آب گرم و آبفشانها.
انرژی زمینگرمایی، طبیعی و تجدیدپذیر است و کشورهای بسیاری در جهان از آن برای فرایندهای صنعتی و خانگی استفاده میکنند. بااینحال، بازدهی این نیروگاهها به میزان مناسب بودن منطقهای که در آن قرار گرفتهاند، بستگی دارد. این تناسب، ترکیبی پیچیده از عوامل ژئوفیزیکی است که عمدتاً هنوز ناشناخته هستند. تا امروز، بررسی مناسب بودن یک منطقه برای احداث نیروگاه زمینگرمایی مستلزم بازرسیهای تهاجمی، حفاری، اخذ مجوزها و تأییدیههای مرتبط و هزینههای سنگین بوده است.
بیشتر منابع زمین گرمایی نزدیک مرزهای صفحات تکتونیکی زمین هستند
طبق iea، فعالترین منابع زمین گرمایی معمولاً در امتداد مرزهای اصلی صفحات تکتونیکی یافت میشوند، جایی که بیشتر آتشفشانها در آن قرار دارند. یکی از فعالترین مناطق زمین گرمایی در جهان، «حلقه آتش» نام دارد که اقیانوس آرام را احاطه کرده است.
با نزدیک شدن ماگما به پوسته زمین، آبهای زیرزمینی محبوس در سنگهای متخلخل یا آبهایی که در امتداد شکستگیها و گسلها جریان دارند، گرم میشوند. منابع هیدروترمال همواره دارای دو مؤلفه مشترک هستند: آب (هیدرو) و گرما (حرارتی). زمینشناسان از روشهای مختلفی برای یافتن مخازن زمین گرمایی استفاده میکنند. حفر چاه و آزمایش دمای اعماق زمین، مطمئنترین روش برای یافتن مخزن زمین گرمایی است.
نقشه جهانی شناسایی مناطق مناسب برای نیروگاههای زمینگرمایی
در چارچوب همکاریهای علمی بینالمللی، پژوهشگران نخستین نقشه جهانی با وضوح ۵۰ کیلومتر را برای نشاندادن میزان مناسب بودن یک منطقه برای نصب نیروگاه زمینگرمایی با بازدهی بالا ایجاد کردهاند. این نقشه در طول دو سال و با ترکیب تکنیکهای تحلیل مکانی و هوش مصنوعی، پس از انتخاب و پردازش دقیق دهها پارامتر ژئوفیزیکی مرتبط با نیروگاههای زمینگرمایی جهانی، ایجاد شده است.
این نقشه در فواصل ۵۰ کیلومتری، احتمال مناسب بودن منطقه برای احداث یک نیروگاه با عملکرد بالا را نشان میدهد. قابلیت اطمینان نقشه در مقایسه با حدود ۲۰۰ نیروگاه جدید یا برنامهریزی شده در سراسر جهان ارزیابی شده و بیش از ۹۲ درصد پیشبینی آن صحیح بوده است.
مدل توسعهیافته، متغیرهای زیر را بهعنوان مهمترین عوامل برای ارزیابی پتانسیل زمینگرمایی یک مکان شناسایی کرده است: انتشار دیاکسیدکربن از زمین، چگالی زمینلرزه، ارتفاع، جریان گرمای زمین، ضخامت رسوبات و دمای هوا. ترکیب بهینه این متغیرها بهطور خودکار توسط مدل هوش مصنوعی توسعهیافته توسط محققان آموخته شد و سپس برای تولید نقشه بهکار گرفته شده است.
انرژی زمین گرمایی چه ویژگیهایی دارد؟
انرژی زمینگرمایی قابلیت استفاده در تولید برق، گرمایش ساختمانها و مصارف صنعتی را دارد. اگرچه هزینه احداث نیروگاههای زمینگرمایی نسبتاً بالاست، اما هزینه بهرهبرداری و تأمین انرژی آن بسیار پایین و عملاً رایگان است. این نیروگاهها فضای محدودی را اشغال میکنند، آلایندگی آنها محدود است و علاوه بر تولید برق، در گرمایش، کاربردهای صنعتی و توسعه گردشگری درمانی مبتنی بر آبهای گرم نیز قابل استفاده هستند.
بااینحال، با بهرهبرداری بیش از حد از انرژی زمینگرمایی، ممکن است خاصیت تجدیدپذیری خود را از دست بدهد. عملیات حفاری میتواند با آزادسازی گازهای سمی نظیر آمونیاک، بخار جیوه، آرسنیک و برخی ایزوتوپهای رادیواکتیو همراه باشد. همچنین بخار خروجی از این منابع پرصدا و بالقوه خطرناک است و حفاری در لایههای سختی مانند گرانیت، هزینه تولید انرژی را افزایش میدهد. از منظر زیستمحیطی نیز در برخی موارد، این نیروگاهها بر چشمانداز طبیعی اثر گذاشته و موجب جابهجایی زیستگاههای جانوری شدهاند.
انرژی زمینگرمایی در ایران
در ایران، از سال ۱۳۵۴ مطالعات گستردهای برای شناسایی ظرفیتهای انرژی زمینگرمایی با هدایت وزارت نیرو و همکاری شرکت مشاور ایتالیایی ENEL آغاز شد. این بررسیها مناطق شمالی و شمالغربی کشور را در محدودهای حدود ۲۶۰ هزار کیلومتر مربع پوشش داد. نتایج مطالعات نشان داد که نواحی سبلان (ساوالان)، مشگینشهر، دماوند، خوی، ماکو و سهند با وسعتی بالغ بر ۳۱ هزار کیلومتر مربع، مستعد انجام مطالعات تکمیلی و بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی هستند. در ادامه، برنامههای اکتشافی شامل مطالعات زمینشناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی برای این مناطق تدوین شد.
براساس مطالعات انجامشده، مناطق متعددی در کشور دارای ذخایر قابلتوجه انرژی زمینگرمایی هستند که ازجمله آنها میتوان به مشگینشهر، تفتان و بزمان، طبس، شیراز، نواحی مرکزی و غربی ایران، مشهد، نیشابور، سبزوار، قوچان، بجنورد و گرگان (بهدلیل وجود کانونهای لرزهای و گسلهای فعال)، مناطق جنوبی و همچنین شرق کشور شامل زابل، خاش، سیرجان و زاهدان اشاره کرد.
نیروگاه زمین گرمایی مشگینشهر
با وجود ظرفیت مناسب، بهرهبرداری مستقیم از انرژی زمینگرمایی در ایران تاکنون عمدتاً به استفادههایی نظیر استخرهای آب گرم و حمامهای درمانی محدود بوده است. نیروگاه زمینگرمایی مشگینشهر، نخستین نیروگاه از این نوع در کشور محسوب میشود که در محدودهای به وسعت حدود پنج کیلومتر مربع، در مجاورت روستای موئیل و در دامنههای کوه آتشفشانی سبلان، در جنوب شهرستان مشگینشهر استان اردبیل احداث شده است.
نیروگاه زمینگرمایی مشگینشهر یکی از نیروگاههای مهم کشور با ظرفیت تولید ۵۵ مگاوات برق است. در این نیروگاه، آب از طریق لولهها به اعماق زمین تزریق شده و در دمایی بین ۲۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد به بخار تبدیل میشود. بخار تولیدشده پس از بازگشت به سطح زمین، توربین بخار را به حرکت درآورده و برق تولید میکند.
براساس مطالعات، منطقه مشگینشهر مناسبترین پهنه کشور برای توسعه این نوع نیروگاهها به شمار میرود. هدفگذاری اصلی، احداث نیروگاهی با ظرفیت اسمی ۱۰۰ مگاوات در این منطقه است و بررسیها نشان میدهد دامنههای سبلان توان بالقوه احداث نیروگاههایی با ظرفیت مجموع تا ۴۰۰ مگاوات را دارا هستند.
