אנרגיה גיאותרמית נתפסת כאחת החלופות לשימוש בדלקים מאובנים לייצור חשמל
תמונה של Payal Mehta מ- Pixabay
אנרגיה גיאותרמית היא סוג של אנרגיה מתחדשת המתקבלת מחום שמקורו בתוך כדור הארץ. תהליך רתימת האנרגיה הזו נעשה באמצעות נקבים גדולים בקרקע, מכיוון שהחום של כדור הארץ שלנו ממוקם מתחת לפני כדור הארץ. ממוצא יווני, המילה "גיאותרמית" נוצרת על ידי המונחים גיאו , שפירושם כדור הארץ, ותרמה , המקביל לטמפרטורה.
ניתן להשתמש במקור אנרגיה זה באופן ישיר (מבלי לדרוש ייצור אנרגיה בצמחים, תוך שימוש רק בחום שנוצר על ידי האדמה) או בעקיפין (כאשר החום נשלח לתעשייה ההופכת אותו לאנרגיה חשמלית). ניתן להשתמש באנרגיה גיאותרמית לחימום מים באזורי מגורים או אפילו בערים שלמות במהלך החורף. ניתן להשתמש בו גם לייצור חום ולשימוש בתנורי חימום או מכשירים תרמיים בחממות, בשטחי דיג או באזורי בילוי.
בברזיל משתמשים באנרגיה גיאותרמית רק באזורי פנאי. שתי ערים המשתמשות במקורות התרמיים שלהן לתיירות הן פוסוס דה קלדאס (MG) וקאלדאס נובאס (GO). במקומות אלה יש הופעת מים המחוממים על ידי התהליך הגיאותרמי. בנוסף לטמפרטורות הגבוהות, במים אלה יש כמויות גדולות של מינרלים הטובים לעור ולכל האורגניזם, כמו אשלגן, סלניום, סידן, אבץ, כלורידים ומגנזיום.
מבנה כדור הארץ
כדור הארץ מכוסה בקרום כדור הארץ, שכבה דקה של סלעים שנמצאת מעל המעטפת, שכבה עם עומק גבוה ומורכבת בעצם ממאגמה. התוצאה של תהליך היתוך, חומר זה הוא תערובת של סלעים בצורת נוזל או רסק, גזים מומסים וגבישים.
כל החום הפנימי הזה מתבטא באזורים מסוימים על פני השטח, בדרך כלל בהתפרצויות געשיות, סדקים גיאולוגיים או אזורי חימום פנימיים, מה שגורם להיווצרות גייזרי קיטור ומעיינות חמים.
צמחים גיאותרמיים
הצמחים הגיאותרמיים הופכים את האנרגיה הגיאותרמית המתקבלת מהחום שמקורו בפנים כדור הארץ לחשמל, ומושתלים אותם קרוב לאזורים בהם יש כמות גדולה של קיטור ומים חמים. באופן זה, המאגרים הגיאותרמיים מספקים את האנרגיה הדרושה להפעלת מחוללי הטורבינה המייצרים חשמל. המפעל הגיאותרמי הראשון הוקם באיטליה בשנת 1904.
כיצד מייצרים אנרגיה גיאותרמית?
מפעלים גיאותרמיים אחראים להמרת החום הפנימי של כדור הארץ לאנרגיה חשמלית. השלב הראשון בתהליך זה הוא לכידת מים חמים או אדים בתוך כדור הארץ באמצעות צינורות שתוכננו במיוחד. ואז, קיטור זה מופנה לצמחים, שם הוא משוחרר בלחץ חזק. כאשר הוא משוחרר, הקיטור מזיז טורבינות המסתובבות מכנית. לבסוף הטורבינות מניעות את הגנרטור המייצר חשמל.
במערכות מסוימות של ייצור אנרגיה חשמלית דרך חום כדור הארץ, מזריקים מים לתחתית המחוממת כך שהם הופכים לחום וחוזרים בצורה של קיטור, שממש כמו במקרה הקודם מניע את הטורבינות המפעילות את הגנרטור. .
שיטות קידוח מתקדמות נמצאות בפיתוח, במטרה להגדיל את הניצול של מקור חשמלי זה ולהפחית את העלויות הנובעות מאובדן מכונות. אם הדבר אפשרי, מקורות גיאותרמיים יכולים להתחרות בשוקי האנרגיה העולמיים, הנמצאים כיום בשליטת השימוש בדלקים מאובנים.
אנרגיה גיאותרמית בברזיל ובעולם
שלוש המדינות עם הייצור הגדול ביותר של אנרגיה גיאותרמית בעולם הן ארצות הברית, הפיליפינים ואינדונזיה. בנוסף אליהם, מדינות אחרות בחרו בייצור אנרגיה גיאותרמית, כמו סין, יפן, צ'ילה, מקסיקו, צרפת, גרמניה, שווייץ, הונגריה ואיסלנד.
נכון לעכשיו, כ -25 מדינות על כדור הארץ משתמשות באנרגיה גיאותרמית, ובברזיל אין פוטנציאל גדול לניצול אנרגיה מסוג זה, מכיוון שהיא נחקרת באזורי מעבר בין לוחות טקטוניים. בנוסף, אין תמריץ רב לשימוש בו. זאת בשל העובדה כי במדינה יש מטריצת אנרגיה חזקה המונחת על בסיסי מים, בנוסף לשימוש במקורות אנרגיה אחרים כגון גז טבעי.
יתרונות האנרגיה הגיאותרמית
היתרונות העיקריים של אנרגיה גיאותרמית הם:
- הוא אינו פועל על ידי שריפת דלקים. לפיכך, אין צורך לייבא ולרכוש חומרי גלם, מה שמפחית את עלויות הייצור. הוצאות פחות על תחנות כוח גיאותרמיות מאשר על נפט או תחנות גרעיניות, שעלותן גבוהה לרכישת מוצרים ראשוניים;
- הוא אינו פולט גזים מזהמים. המשמעות היא שהיא אינה תורמת להעצמת אפקט החממה, בניגוד לדלקים מאובנים;
- אל תפגע באדמה. למרות קידוחים פנימיים, אנרגיה גיאותרמית אינה שוחקת את האדמה, אינה מציפה שטחים גדולים או מזהמת מי תהום, כמו במקורות אנרגיה אחרים;
- זה לא פגיע לאקלים. וריאציות אקלימיות אינן מפריעות להפעלת מפעלים גיאותרמיים, בניגוד למה שקורה באנרגיית שמש או רוח, למשל.
- תועלת לאזורים המרוחקים. באזורים בהם אין גישה מספקת לרשת החשמל, מפעלים גיאותרמיים יכולים לענות על צרכי האוכלוסייה, במיוחד באזורים המתאימים להתקנתם;
- יש לו ייצור גמיש. ייצור החשמל במפעלים אלה יכול להשתנות בהתאם לביקוש, ולא תלוי בין היתר במאגרי המים או בזמינות חומרי הגלם.
חסרונות האנרגיה הגיאותרמית
החסרונות העיקריים הם:
- הטבעה אפשרית של השטח. למרות שלא נשחקו האדמה, הצמחים הגיאותרמיים יכולים לשחוק את האזורים הפנימיים של הקרום, מה שעלול לגרום לרעידות על פני השטח. לכן, במקרים מסוימים, יש צורך להזריק מים או רכיב אחר למילוי הרכבים הפנימיים;
- זיהום רעש וחימום מקומי גבוה. באופן כללי, המפעלים הגיאותרמיים משמיעים המון רעים, עובדה שבנוסף לחימום המקומי הגבוה הופכת את המתקן קרוב לבתים וקהילות לבלתי אפשרי;
- פליטת H2S (מימן גופרתי). יחד עם אדי מים, מקובל לשחרר גופרית דו-חמצנית, שאולי לא תוקפת את האטמוספירה, אך מזיקה לבריאות האדם, בנוסף להיותה מאוד מאכלת ובעלת ריח לא נעים;
- פועל במקומות מעטים בלבד. כמו ברוב מקורות האנרגיה, ניתן להפעיל גיאותרמית רק באזורים נוחים, עם חימום פנימי גבוה והגישה אליהם אזורים תרמיים קלה ופחות יקרה. זה מונע את השימוש בו ברוב המקומות;
- זיהום אפשרי של נהרות ואגמים. נוזלים תרמיים יכולים לשחרר תרכובות מינרלים שאם לא נשמרים כראוי, הם יכולים להשפיע על מסלולי מים באזורים הקרובים לצמחים;
- עלות השקעה גבוהה. אומנם תחזוקת המפעלים הגיאותרמיים היא קטנה, אך הקמתם והתקנתם יקרים בשל הטכנולוגיה המשמשת בתהליך, גורם שניתן לשנותו בשנים הקרובות.
למרות היותו מקור אנרגיה מתחדש ואינו פולט גזי חממה, עדיין יש לאנרגיה גיאותרמית חסרונות משמעותיים. חשיפה בקנה מידה גדול למימן גופרתי, למשל, עלולה לגרום למגוון נזקים לבריאות העובד.
גירויים בעיניים, באף או בגרון הם חלק מהתסמינים הראשוניים. בעיות עלולות להשפיע גם על מערכת הנשימה, ולגרום לאובדן זיכרון, כאבי ראש ואפילו פגיעה בתפקוד המוטורי. בנוסף, מומחים אומרים כי תסמינים כמו אי ספיקת לב, אי ספיקת כליות, הקאות, גירוד ואדמומיות בעור עשויים להופיע, שלא לדבר על השלכות בלתי הפיכות אפשריות, כמו הפרעות פסיכולוגיות.
