الطاقة الحرارية الأرضية إيجابيات وسلبيات قبل الاستعمال

الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة الحرارية المولدة من قلب الأرض والتي يتم تخزينها في طبقات الأرض وتدفئتها. الطاقة الحرارية هي في الأساس الحرارة المخزنة في المادة ، والتي في هذه الحالة هي الأرض.

ما هي الطاقة الحرارية الأرضية؟

تعمل الطاقة الحرارية الأرضية بشكل أفضل للقضاء على الغاز الطبيعي أو النفط لأنها بديل رائع لتقليل فواتير الطاقة والحصول على إعفاءات ضريبية. يستخدم درجة حرارة الأرض التي يتم التحكم فيها (بين 32 إلى 75 درجة فهرنهايت) للحفاظ على منزلك باردا في الصيف ودافئا في الشتاء.

في البداية ، لن يكون من المنطقي تركيب محطة تدفئة حرارية أرضية ، خاصة مع ارتفاع التكاليف الأولية ، لكنها تؤدي إلى وفورات اقتصادية هائلة على المدى الطويل.

دعونا نناقش مزايا وعيوب الطاقة الحرارية الأرضية. يلخصها الجدول ثم ناقشناها بالتفصيل في المستقبل.

إيجابيات الطاقة الحرارية الأرضية سلبيات الطاقة الحرارية الأرضية

إنه صديق للبيئة للغاية عند مقارنته بمصادر الطاقة الأخرى ؛ إنتاج صفر انبعاثات غازات الدفيئة* يتطلب تركيب محطة للطاقة الحرارية الأرضية استثمارا يصل إلى 7 ملايين دولار.

الطاقة الحرارية الأرضية عالية الكفاءة ، حوالي 400 ٪. أكثر كفاءة من 90٪ من مصادر الطاقة. يتطلب مساحة مفتوحة كبيرة للتثبيت وسيتطلب حفرا واسع النطاق.

الطاقة الحرارية الأرضية هي مورد متجدد. هذا يعني أنها أبدية ودائمة طالما أن الأرض موجودة. تتطلب مضخات التدفئة للطاقة الحرارية الأرضية الكهرباء للعمل. على الرغم من أنه لا يكاد يذكر.

الطاقة الحرارية الأرضية في متناول الجميع. من المنازل الصغيرة إلى أكبر المساحات التجارية ، يمكن لأي شخص الاستفادة منها. تتطلب محطة الطاقة الحرارية الأرضية الكثير من المياه التي قد يكون من الصعب الحصول عليها في المناطق المتضررة من الجفاف.

نظرا لأن محطات الطاقة الحرارية الأرضية لا تعمل بالغاز أو النفط ، فلا توجد تقلبات في التكلفة مع تغيرات في أسعار النفط. يمكن أن تكون النباتات الحرارية الأرضية الكبيرة خطرة على سطح الأرض.

الطاقة الحرارية الأرضية تساعد على تقليل الفواتير. توفير ما يقرب من 60٪ على التدفئة و 50٪ على التبريد. من الصعب جدا إصلاح الحلقات تحت الأرض لمضخات مصدر الحرارة في حالة تلفها.

تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية الطاقة الحرارية المنتجة بالفعل في قلب الأرض. هذا يحسن الكفاءة ويجعلها متاحة بسهولة.

معظم محطة الطاقة الحرارية الأرضية تحت الأرض مع تغييرات صغيرة فوق سطح الأرض في تصميم المناظر الطبيعية.

يمكن أن تعمل محطات الطاقة الحرارية الأرضية على مدار العام لأنها ليست موسمية.

مضخة التدفئة على محطة الطاقة الحرارية الأرضية ليست خطيرة. خاصة عند إيقاف التشغيل مثل الأفران عندما ينفد النفط أو الغاز.

الطاقة الحرارية الأرضية مؤهلة للحصول على تخفيضات ضريبية. هذا يعني أنه إذا قمت بتثبيت محطة للطاقة الحرارية الأرضية ، فستمنحك الحكومة إعفاءات ضريبية.

لا تلوث ضوضائي. لا يحتوي مصنع الطاقة الحرارية الأرضية على ضاغط أو مروحة مما يجعلها تعمل بهدوء.

تتمتع محطات الطاقة الحرارية الأرضية بعمر افتراضي طويل جدا ، يستمر حتى 30 عاما في المتوسط.

يحتوي المصنع على عدد أقل من الأجزاء المتحركة مما يعني انخفاض تكاليف الصيانة.

الطاقة الحرارية الأرضية لديها إمكانات عالية للغاية. مع مزيد من التطوير ، يمكن أن تولد 2 TW من الطاقة للعالم بأسره.

* مضخة التدفئة الحرارية الأرضية نفسها تنتج صفر انبعاثات. ومع ذلك ، إذا تم الحصول على الحد الأدنى من الكهرباء المستخدمة من قبل المضخات الحرارية من مصادر الطاقة غير المتجددة ؛ ثم من الواضح أن الانبعاثات قد تم إنتاجها خلال العملية.

الآن دعونا ندخل في مزيد من التفاصيل حول إيجابيات وسلبيات الطاقة الحرارية الأرضية.

مزايا الطاقة الحرارية الأرضية

متجدده

يقال إن الطاقة الحرارية الأرضية تدوم طالما استمرت الأرض. تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية خزانات الحرارة تحت سطح الأرض مما يجعلها مستدامة ومتجددة.

بالنظر إلى درجة حرارة قلب الأرض 5000K حتى الآن ، وأنها انخفضت بمقدار 250K فقط منذ تشكل النظام الشمسي قبل 450 مليار سنة ؛ نحن نتطلع إلى معدل تخفيض 55 درجة كل مليار سنة.

عند قراءة هذه البيانات ، يبدو أن الأمر سيستغرق 91 مليار سنة حتى تبرد الأرض إلى 0K حيث لا يمكن أن يوجد كائن حي!

هذا هو السبب في أننا يمكن أن نطمئن إلى أن الطاقة الحرارية الأرضية متجددة.

صديقة للبيئة

عند مقارنتها بمصادر الطاقة الأخرى ، تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية أكثر ملاءمة للبيئة. لفهم هذا بشكل أفضل ، فإن البصمة الكربونية من الطاقة الحرارية الأرضية لا تذكر عند مقارنتها بالوقود الأحفوري.

ومع ذلك ، إذا تم استخدام الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء لتشغيل المضخة الحرارية في مضخات مصدر الحرارة ؛ ثم يمكن أن يكون هناك بصمة بيئية غير مباشرة كما هو موضح أسفل الجدول مباشرة.

المستدامه

تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية أكثر استقرارا واستدامة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لأنها يمكن أن تكون محاصرة بطريقة تجعل إمداداتها ثابتة أو بالطريقة التي نريدها أن تكون. وحيث أننا لا نستطيع أن نحبس طاقة الرياح والطاقة الشمسية؛ وحتى لو فعلنا ذلك، فقد لا يعطي نتائج واعدة.

إمكانات هائلة

الطاقة الحرارية الأرضية لديها الكثير من الإمكانات. يبلغ الاستهلاك الإجمالي للعالم حوالي 12 جيجاوات فقط في الوقت الحالي. مع البحث والتطوير المناسب واستخدام المزيد من الاحتياطيات ، يمكننا زيادة إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية بشكل كبير حتى 2 تيراوات من الطاقة للعالم بأسره.

مصدق

الطاقة الحرارية الأرضية موثوقة ومتسقة عند مقارنتها بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح. يمكننا أن نتوقع أن تكون تقديرات البحث دقيقة لأن البيانات متسقة وموثوقة.

لا حاجة للوقود

لا تتطلب محطة الطاقة الحرارية الأرضية أي وقود لتشغيل الطاقة وإنتاجها. في حين أن محطات الطاقة التقليدية تتطلب الكثير من الوقود من أجل إنتاج الطاقة. كما اقترحنا ، فإن الطاقة الحرارية الأرضية "نظيفة وخضراء".

توفر الأرض أفضل درجات الحرارة لمحطات الطاقة الحرارية

وقد لوحظ أن أفضل درجة حرارة يمكن لمحطة توليد الطاقة الحرارية الأرضية أن تجعل توربيناتها تعمل بفعالية هي 150 درجة مئوية. السخانات تحت الأرض لديها درجات حرارة كافية لتشغيل تلك التوربينات وإنتاج الكهرباء. يمكن الحصول على الفرق في درجة الحرارة من الأرض أو إضافته من سطح الأرض فقط إذا لزم الأمر. يمكن أن تكون الأرض أساسا بمثابة مساحة كبيرة لمضخات الطاقة الحرارية الأرضية المثبتة على عمق 2 متر فقط تحت السطح.

البحث والتطوير المستمر

يساعدنا البحث والتطوير المستمران في العثور على أماكن جديدة لتركيب محطات الطاقة الحرارية الأرضية. وهذا يساعد أيضا على تحسين عملية الطاقة وتحقيق أقصى استفادة من محطات الطاقة هذه. على مر السنين ، تتزايد مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية وتنمو الصناعة. إذا واصلنا إحراز تقدم من هذا القبيل ، القضاء على سلبيات الطاقة الحرارية الأرضية قريبا جدا.

عيوب الطاقة الحرارية الأرضية

استثمار أولي مرتفع

يعتبر استثمارا طويل الأجل ، حيث أن الطاقة الحرارية الأرضية مكلفة للغاية. هناك حاجة إلى حوالي 2-7 مليون دولار لإنشاء محطة واحدة للطاقة الحرارية الأرضية قادرة على توليد 1 ميجاوات من الطاقة. لذلك ، فإن التكاليف المقدمة مرتفعة.

زلازل

لا يمكن تجاهل عيوب محطات الطاقة الحرارية الأرضية واسعة النطاق. محطات الطاقة الحرارية الأرضية لديها القدرة على التسبب في الزلازل. وذلك لأن محطات الطاقة الحرارية الأرضية تتطلب الحفر ومحطات الطاقة الحرارية الأرضية الأكبر حجما التي تتطلب حفرا مفرطا لديها إمكانات أكبر لإحداث زلزال.

في معظم الحالات ، يتم إنشاء محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية بعيدا عن البلدات والمدن. وبهذه الطريقة إذا حدثت الزلازل ، فسيكون لها تأثير أقل على السكان.

الآثار الجانبية البيئية

كما ناقشنا سابقا ، لا تطلق محطات الطاقة الحرارية الأرضية غازات الدفيئة أثناء العمليات. ومع ذلك ، أثناء حفر العديد من الغازات المحاصرة تحت الأرض يمكن إطلاقها في الغلاف الجوي.

الموقع مقيد

يمكن اعتبار هذا أكبر عيب لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية. يتم بناء هذه النباتات حيث تتوفر الطاقة في إمدادات وفيرة مثل السخانات. ثم يتم استخدام هذه المواقع وتقييدها للاستخدام العام. إذا كنت تعيش بالقرب من مثل هذا الموقع ، فقد تضطر إلى مواجهة مشاكل.

لذلك يجب أن تكون حذرا قبل الانتقال إلى حي بالقرب من محطات الطاقة الحرارية.

الإستدامة

يجب إدارة الطاقة الحرارية الأرضية بشكل صحيح من أجل الحفاظ على استدامتها. يجب ضخ سوائل الطاقة مرة أخرى إلى الخزانات بشكل أسرع من استنفادها.

التعرض للمواد الكيميائية

أثناء الحفر بحثا عن محطات الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن للعمال التعرض لمختلف المواد الكيميائية الضارة المحاصرة تحت الأرض. يمكن أن يكون إطلاق هذه المواد الكيميائية خطيرا جدا على صحة العمالة.

استنتاج

تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بمزايا هائلة ويمكن أن تثبت أنها مورد كبير لتوليد الكهرباء المتجددة في جميع أنحاء العالم.

ومع ذلك ، نحن بحاجة إلى المضي قدما بحذر بالنظر إلى هذه العيوب. ومن المأمول أن يؤدي البحث والتطوير المستمران إلى الحد من المخاطر المرتبطة بالطاقة الحرارية الأرضية.