Geology Science

مطالب تخصصی زمین شناسی

انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال

انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال

 

فهرست مطالب :

انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال

مکان هاي مناسب براي بهره برداري از انرژي زمين گرمايي

انرژي زمين گرمايي، کاربردها و مزيت ها

تکنيک حفر چاه

معايب استفاده از انرژي ژئوترمال

انرژي ژئوترمال در ايران(مرور سه دهه گذشته ، چشم انداز آينده)

انرژي ژئوترمال و نقش سازمان زمين شناسي كشور:

منابع مورد استفاده

 

انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال

در حقيقت زمين منبع عظيمي از انرژي حرارتي مي باشد. هر چه به اعماق زمين نزديكتر مي شويم حرارت آن افزايش مي يابد بطوريكه اين حرارت در هسته زمين به بيش از پنج هزار درجه سانتيگراد مي رسد. اين حرارت به طريقه هاي متفاوتي از جمله فورانهاي آتشفشاني، آبهاي موجود در درون زمين و يا بواسطه خاصيت رسانايي از بخش هايي از زمين به سطح آن هدايت مي شود. در يك سيستم زمين گرمايي حرارت ذخيره شده در سنگها و مواد مذاب اعماق زمين بواسطه يك سيال حامل به سطح زمين منتقل مي شود. اين سيال عمدتاً نزولات جوي مي باشد كه پس از نفوذ به اعماق زمين و مجاورت با سنگهاي داغ حرارت آنها را جذب نموده و در اثر كاهش چگالي مجدداً به طرف سطح زمين صعود مي نمايد و موجب پيدايش مظاهر حرارتي مختلفي از قبيل چشمه هاي آب گرم، آبفشانها و گل فشانها در نقاط مختلف سطح زمين مي گردد.

استفاده از حرارت توسط انسان به زمانهاي بسيار دور بر مي‌گردد. وقتي که انسانهاي ما قبل تاريخ در جستجوي پناهگاه در ته غارها اقدام به گريز از سرماي يخبندان کردند. با دور شدن از سطح زمين خود را در پناه تغييرات فصول قرار داده و در حقيقت از انرژي زمين گرمايي استفاده مي‌کردند.

چشمه‌هاي آب گرم ، چشمه‌هاي آب گرم جهنده و فواره‌هاي بخار ، صور نمايشي از گرماي زمين هستند. که در هر زمان مورد استفاده مردمان بوده است و امروزه سعي در بهره برداري از اين انرژي بصورت مدرن و در اندازه‌هاي بيشتر است. چشمه‌هاي شناخته شده با دماي بالا از مدتها پيش مورد بهره برداري قرار گرفته است، ولي اشکال عمده آن وجود چشمه‌هايي در نقاط کمياب و مشخص از زمين است.

در حقيقت دو نوع انرژي تشخيص داده مي شود:

» انرژيهاي پايين

» انرژي هاي بالا.

با وجود اين مرز بين اين دو بطور آشکار مشخص نيست، ولي انرژي پايين آن دمايي است که توليد الکتريسته با آن ممکن نبوده يا عملا قابل استفاده نيست. مقادير مساعد بين 120 تا 180 درجه سانتيگراد نوسان مي‌کند. توزيع دما در زير زمين تابعي از دو فرآيند است:

از يک طرف افزايش منظم دما با عمق ، نتيجه شار گرماي هدايت شده از داخل زمين به سمت سطح آن است. اين گرما که اساسا از مواد راديو اکتيو سنگها ناشي مي شود، گراديان زمين گرمايي يا افزايش دما در واحد عمق حتي در ناحيه‌اي با لايه‌هاي زميني يا طبيعت متفاوت شار حرارتي تقريبا ثابت و گراديان بطور غير قابل اغماض تغيير مي‌کند. شناسايي اين گراديان در يک ناحيه معين سبب ارزيابي دماي حاکم بر عمقي مي شود که در آن سفره آبي قابل استخراج وجود دارد.

فرآيند ديگري که به توزيع دماها در زير زمين حاکم است. همرفت يا جابجايي است. خاک قابل نفوذ به جريان سريع آب در جهت قائم اجازه مي‌دهد و به اين دليل همرفت توليد مي شود. اين همرفت مخصوصا در مورد يک رگه بخار اهميت دارد، از اين انرژي زمين گرمايي (با انرژي بالا) بسيار جالب براي توليد الکتريسته استفاده مي شود.

رشد روز افزون جمعيت‚ توسعه شهر نشيني و نيز اقتصاد انرژي در كشور ما توليد 90000 هزار مگاوات برق در سال 2020 را اجتناب ناپذير ساخته است. حدود 98% از ظرفيت توليد فعلي ( 29000 مگا وات ) نيروگاه هاي برق كشور به كاربرد سوخت هاي فسيلي متكي است حال اينكه محدوديت منابع سوخت فسيلي‚ رشد مصرف داخلي و عدم وجود منابع كافي جهت صادرات از يكسو و موازين و معيارهاي زيست محيطي توسعه پايدار از سوي ديگر كاربرد انرژي هاي تجديد شونده درسبد توليد را اجتناب ناپذير ساخته است.

انرژي زمين گرمايي يا ژئوترمال، از حرارت درون زمين به دست مي آيد. در طول عمر زمين، مقدار زيادي انرژي حرارتي در هسته زمين ذخيره شده است. با نزديک تر شدن به هسته زمين، ميزان حرارت تا 4000 درجه سانتي گراد افزايش مي يابد. در عمق 70 کيلومتري زمين ، تفتال مذاب با مخلوطي از انواع کاني هاي مذاب در حال گردش وجود دارد. معمولاً در طبقات رسوبي به ازاي هر صد متر افزايش عمق، به طور متوسط 3 درجه به دماي زمين افزوده مي شود.

بشر تاکنون موفق به دستيابي مستقيم به حرارت هسته زمين نشده ولي در استفاده از مراکز انرژي پرحرارت موجود در اعماق نزديک تر به سطح زمين موفق بوده است. در اين مراکز، آب هاي داغ ذخيره مي شوند و از طريق لايه سنگ هاي نفوذ ناپذير به سطح زمين رخنه مي کنند و چشمه هاي آب گرم را تشکيل مي دهند. در بعضي از مناطق با حفر چاه مي توان به آب گرم و بخار دست يافت. از حرارت زمين گرمايي براي گرمايش مکان ها و محله هاي مسکوني، مصارف صنعتي و توليد برق استفاده مي کنند.

در سال 1904، نخستين بار در شهر لاردرلوي ايتاليا از انرژي زمين گرمايي براي توليد برق استفاده شد. پيشروان استفاده از انرژي ژئوترمال ايتاليا، زلاندنو، آمريکا، فرانسه ، ژاپن ، ايسلند و مجارستان هستند. در ايران امکان استفاده از منابع انرژي زمين گرمايي در مناطق دماوند ، سبلان ، ماکو ، خوي و سهند وجود دارد.در حال حاضر ، ميزان توليد برق از انرژي ژئوترمال 1/0 درصد کل انرژي جهان است. در سال 1996 کل ظرفيت نصب شده انرژي زمين گرمايي در 52 کشور جهان به 6500 مگاوات برق (Mwe) رسيد و جمع برق توليدي، افزون بر 38 هزار گيگاوات ساعت (GWH) شد.

هزينه توليد برق از انرژي زمين گرمايي 25 تا 30 درصد کمتر از هزينه توليد برق از زغال سنگ، نفت يا انرژي هسته اي است. در سال 1978 هزينه توليد هر بشكه نفت 21 دلار تخمين زده شد؛ در حالي که موسسه تحقيقاتي استانفورد آمريکا اين هزينه را 35دلار هر بشکه برآورد مي کند. کارشناسان انرژي زمين گرمايي، هزينه استفاده از انرژي زمين گرمايي را معادل هزينه توليد برق آبي برآورد مي کنند.

 منابع زمين گرمايي «نيمه گرمايي»، «خيلي گرم» و « فشرده» هستند. نخستين چاه هاي ژئوترمال در سال 1919 در ژاپن و در سال 1921 در کاليفرنيا حفر شدند. هم اکنون ايسلند در حال ساخت يک پايگاه هيدروژني با بهره گيري از ذخاير عظيم انرژي هيدروليک (آب – برق) و زمين گرمايي است. ساخت اين تاسيسات، الگويي براي توليد هيدروژن به روش الکترونيکي از آب که يک انرژي پاک و تجديدپذير است.

آمريکا منابع عظيم ژئوترمال دارد که از مناطق آتشفشاني اين کشور تهيه مي شود. مناطق ساحلي اقيانوس آرام و کشورهاي حاشيه آن و جزيره هاوايي، بزرگ ترين منابع انرژي ژئوترمال دنيا هستند. در حال حاضر، بزرگ ترين نيروگاه ژئوترمال دنيا در «گي ستر» کاليفرنيا و جزيره آتشفشاني «کيلائوآ» در هاوايي قرار دارند،اما تنها 6/0 درصد از برق توليد شده را در برمي گيرند.

انرژي ژئوترمال از آب موجود در لايه هاي دروني زمين که در مناطق بسيار گرم قرار دارند، استخراج مي شود. بخار موجود در سفره هاي زير زميني پس از رسيدن به سطح زمين مي توانند توربين هاي توليد كننده نيروي ژنراتورهاي برق را به حرکت در آورند. البته بايد توجه داشت که تمام نقاط گرم زمين سفره هاي آب گرم ندارند. براي استخراج و دست يابي به گرماي صخره هاي درون زمين بايد دو يا چند حفره در سطح زمين ايجاد کرد. سپس براي نفوذ به درون سنگ ها بايد مته هاي بادي را با فشار زياد به کارانداخت تا سنگ ها شکسته شوند. آنگاه درون سوراخ هاي ايجاد شده در سنگ ها مايعي تزريق مي شود تا گرما به سطح زمين منتقل شود. اين مايع تزريق شده مي تواند آب يا حتي هوا باشد که پس از بازگشت از زمين بسيار گرم مي شود. هم اکنون ميزان ذخاير ژئوترمال کره زمين نزديک به 15 هزار بار بيش از ذخاير شناخته شده نفت است. اين رقم بسيار سرگيجه آور است و به راحتي مي تواند مشکلات انرژي آينده را حل کند.

 

مکان هاي مناسب براي بهره برداري از انرژي زمين گرمايي:

 

1- محل برخرود صفحات قاره اي و اقيانوسي فرورانش؛ مثلا حلقه ي آتش دور اقيانوس آرام

2- مراکز گسترش؛ محلي که صفحات قاره اي از هم دور مي شوند، نظير ايسلند و دره ي کافتي آفريقا

3- نقاط داغ زمين؛ نقاطي که ماگما را پيوسته از جبه به طرف سطح زمين مي فرستند و رديفي از آتشفشان را تشکيل مي دهند.

 

انرژي زمين گرمايي، کاربردها و مزيت ها

از زمان هاي دور، مردم از آب زمين گرمايي که آزادانه در سطح زمين به صورت چشمه هاي گرم جاري بودند، استفاده کرده اند رومي ها براي مثال از اين آب براي درمان امراض پوستي و چشمي بهره مي گرفتند در پمپئي براي گرم کردن خانه ها از آن استفاده مي شد بومي هاي آمريکا نيز از آب زمين گرمايي براي پختن و مصارف دارويي بهره مي گرفتند امروزه، با حفر چاه به درون مخازن زمين گرمايي، و مهار آب داغ و بخار، از آن براي توليد نيروي الکتريسيته در نيروگاه زمين گرمايي و يا مصارف ديگر بهره برداري مي کنند .

در نيروگاه زمين گرمايي، آب داغ و بخار خارج شده از مخازن زمين گرمايي، نيروي لازم براي چرخاندن ژنراتور توربين را فراهم مي آورد و انرژي الکتريسيته توليد مي کند آب مورد استفاده، از طريق چاه هاي تزريق به مخزن برگشت داده مي شود تا دوباره گرم شود و در عين حال، فشار مخزن حفظ، و توليد آب داغ و بخار تقويت شود و ثابت باقي بماند انرژي زمين گرمايي در رآكتورهاي هسته اي طبيعي در داخل زمين براثر تجزيه راديو ايزوتوپها عناصر ناپايدارمانند اورانيوم، توريوم، پتاسيم و... بوجود مي آيد. درجه حرارت داخل زمين به ازاي هر 100 متر عمق حدود 3 درجه سانتيگراد افزايش مييابد. استفاده از اين گرما به صورت مستقيم امكانپذير نيست و انسان تا كنون ازگرمايي توانسته استفاده كند كه در آبهاي زير زميني وجود دارد و در حال حاضر بهره برداري از انرژي گرمايي درون زمين تنها به صورت آب گرم و بخار آب امكانپذير است.

   از گرماي درون زمين تنها در مكانهايي ميتوان استفاده كرد كه شرايط زمين شناسي ژئوترمال را داشته باشند مناطقي كه در كمربند آتشفشاني و زلزله قراردارند . در كل كشورهايي ميتوانند از انرژي گرمايي درون زمين استفاده كنند كه چشمه هاي آب گرم و آبهاي معدني فراوان دارند.

هم اكنون از گرماي درون زمين كشورهاي آمريكا، روسيه، ايتاليا، فرانسه، ژاپن، ايسلند، نيوزلند، مجارستان، مكزيك، فيليپين ، السالوادور و..... استفاده ميكنند و از اين ميان بزرگترين توليدكنندگان برق از انرژي زمين كشورهاي آمريكا، فيلپين، مكزيك، ژاپن و ايتاليا هستند.ايتاليا نخستين كشوري است كه براي شبكه راه آهن برقي خود از انرژي ژئوترمال استفاده كرده است. ايتاليا در نزديك شهر پيزا حدود 600 kw كيلو وات برق از اين طريق توليد مي كند. فرانسه از سال 1971 استفاده از انرژي زمين گرمايي را شروع كرده است. 660 واحد زمين گرمايي،آب گرم و گرماي مورد نياز 200 هزار واحد مسكوني رادر اين کشور تامين ميكنند. نروژ اولين كشوري است كه از انرژي زمين گرمايي براي گرم كردن باند فرودگاه ها و جلوگيري از يخزدگي آنها استفاده كرده است. ايسلند 85 درصد انرژي مورد نياز خود را از منابع زمين گرمايي تامين مي كند.

در خصوص ظرفيتهاي نصب شده جهان براي استفاده از انرژيهاي زمين گرمايي، نظريههاي مختلفي وجود دارد. يك تحقيقي محافظه كارانه صحبت از توليد 9000 تا 11000 mw مگاوات برق در 40 كشور جهان مي كند. در نيروگاههاي زمين گرمايي از آبهاي داغ و نيز بخارهاي داغ طبيعي كه از چاههاي حفر شده از اعماق زمين بالا آورده شده است براي به حركت در آوردن توربينهاي بخار و توليد برق استفاده مي شود.

از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود. تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد. این در حالی است که بیش از 64 کشور   جهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی  در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.

 

روشهاي به كار رفته در اين مورد به قرار زير است:

 

1-نيروگاههاي برق سيكل بخار خشك

2- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تبخير آني يك مرحله اي آب داغ

3- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تبخير آني دو مرحلهاي آب داغ

4- نيروگاههاي برق زمين گرمايي دو مداره

5- نيروگاههاي برق زمين گرمايي تركيبي زمين گرمايي- فسيلي

 

 

1- نيروگاه خشک: اين نيروگاه روي مخازن ژئوترمالي که بخار خشک با آب خيلي کم توليد مي کنند، ساخته مي شوند در اين روش، بخار از طريق لوله به طرف نيروگاه هدايت مي شود و نيروي لازم براي چرخاندن ژنراتور توربين را فراهم مي کند اين گونه مخازن با بخار خشک کمياب است بزرگترين ميدان بخار خشک در دنيا، آب گرم جيزرز در 90 مايلي شمال کاليفرنياست که توليد الکتريسيته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان يکي از موفق ترين پروژه هاي توليد انرژي جايگزين محسوب مي شود

 

2- نيروگاه بخار حاصل از آب داغ: اين نوع نيروگاه روي مخازن داراي آب داغ احداث مي شود در اين مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح مي آيد و به دليل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشي از آن به بخار تبديل مي شود اين بخار براي چرخاندن توربين به کار مي رود چنين نيرگاه هايي عموميت بيشتري دارند، زيرا بيشتر مخازن زمين گرمايي حاوي آب داغ هستند فناوري مزبور براي اولين بار در نيوزيلند به کار گرفته شد

 

3- نيروگاه ترکيبي بخار و آب داغ: در اين سيستم، آب گرم از ميان يک مبدل گرمايي مي گذرد و گرما را به يک مايع ديگر مي دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائين تري مي جوشد مايع دوم در نتيجه ي گرم شدن به بخار تبديل مي شود و پره هاي توربين را مي چرخاند سپس متراکم مي شود و مايع حاصله دوباره مورد استفاده قرار مي گيرد آب زمين گرمايي نيز دوباره به درون مخازن تزريق مي شود اين روش براي استفاده از مخازني که به اندازه ي کافي گرم نيستند که بخار با فشار توليد کنند، به کار مي رود.

 

4-نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی

در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.

 

5-نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری)

در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده  و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری  نسبت به آب دارد منتقل میکند. در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند.

 

از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی ، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.

 

نيروگاه زمين گرمايي مشكين شهر

در كنفرانس جهاني زمين گرمايي در سال 1992 هشدار داده شده است كه استفاده بي رويه از سوختهاي فسيلي باعث صدمات جبران ناپذيري بر محيط زيست مي شود و برآورد شده است كه به ازاء هر كيلووات ساعت برق توليد شده از سوخت ذغال سنگ حدود 2/1 كيلو گرم گاز دي اكسيد كربن CO2 ايجاد و به اتمسفر راه مييابد. اين مقدار گاز دي اكسيدكربن با جايگزين كردن ذغال سنگ توسط نفت به 9/0 ، توسط گاز طبيعي به 4/0 و توسط انرژي ژئوترمال به 13/0 كيلوگرم تقليل مييابد.

كميسيون Public Service of Nevada هزينه هاي جانبي سوختهاي فسيلي را برآورد كرده است. اين هزينه ها شامل هزينههاي رفع آلودگي هاي مختلف ناشي از سوختهاي فسيلي از جمله2 گازهاي CO ،CO ، CH4 ،NO2،SO2 و... است . اگر اين هزينه ها به هزينه توليد الكتريسته از سوختهاي فسيلي اضافه شود در اين صورت توليد برق از ژئوترمال مقرون به صرفه خواهد بود.

در كل هزينه سرمايه گذاري اوليه نيروگاههاي ژئوترمال در حدود هزينه نيروگاههاي فسيلي مي باشد. هزينه توليد الكتريسته G/KWH ژئوترمال كمتر از هزينه توليد الكتريسته از انرژيهاي فسيلي است. اين هزينه در حدود 4 تا 6 سنت براي هر كيلو وات ساعت برق توليدي است. حدود 40 درصد كل هزينه سرمايهگذاري به عمليات شناسايي و اكتشاف مخزن، حفاري اكتشافي و توسعه اي مربوط مي شود. 50 درصد مربوط به هزينه تهيه دستگاهها و لوله كشي در نيروگاه و 10 درصد به ساير فعاليتها مربوط مي شود.

 

تکنيک حفر چاه

يکي از اشکالات عمده ژئوترمال اين است که چشمه‌ها يا در نقاط مشخص و کمياب است و يا در مناطقي که قبلا آتشفشان فعال بوده ، وجود دارند. اگر بياييم در اين مناطق زمين را تا عمق 2 الي 3 کيلومتري حفر کنيم، دمايي به اندازه 200 تا 300 درجه سانتيگراد پيدا مي شود. دسترسي به زمين گرمايي در همه نقاط زمين مقرون به صرفه نيست. همانند کمربند زلزله ، مناطقي که مقرون به صرفه است ژئوترمال ناميده مي شود.

 

»» روش اول : استفاده از بخار داغ محبوس شده در داخل زمين: بخار داغ 250 درجه سانتيگراد است و با فشار زياد قابل دسترس است. بخار داغ آب معمولا در عمق 2000 متري زمين قرار دارد.

 

»» روش دوم : اين روش درحالت خشک است يعني با با تزريق آب به صخره‌هاي زير زميني که بسيار داغ هستند، مي‌توان آب داغ يا بخار داغ توليد کرد. بهره کار در اين روش 10 الي 17 است. آب لازم براي توليد 1KWh کيلو وات ساعت برق 363 کيلوگرم مي باشد. در صورتي که بخار آب لازم براي توليد 1KWh کيلو وات ساعت برق 5.9 کيلوگرم مي باشد.

 

معايب استفاده از انرژي ژئوترمال :

عيب استفاده از انرژي زمين گرمايي ، ايجاد آلودگي محيط زيست مي باشد. گازهايي که از درون زمين خارج مي‌شوند، هوا را آلوده مي‌کنند و رسوبات حاصله زمين را آلوده مي‌کنند. گازهايي که در اثر زمين گرمايي از آن خارج مي‌شوند عبارتند از: آمونياک، متان، دي اکسيد کربن، نيتروژن، هيدروژن و گوگرد

 

 

انرژي ژئوترمال در ايران(مرور سه دهه گذشته ، چشم انداز آينده)

علي رغم پتانسيل هاي بسيار مناسب به منظور كاربرد انرژي ژئوترمال ، بواسطه سه دليل نبود سياستگذاريهاي كلان در زمينه به كارگيري انرژي هاي تجديد پذير ، فقدان تكنولوژي مناسب در خصوص حفاري عميق ، مهندسي مخازن ، ساخت و نيز بهره برداري از نيروگاههاي ژئوترمال و بالاخره وجود رقيب سرسخت منابع ارزان سوختهاي فسيلي ، بهره برداري از پتانسيل هاي مزبور كماكان جدي گرفته نشده است . از سوي ديگر و همگام با سياست دولت در راستاي كاهش وابستگي به اقتصاد تك محصولي ، تحولي اساسي در سياست دولت مبتني بر كاربرد انرژي هاي تجديد پذير در حال شكل گيري بوده و دواير متعددي با محوريت مركز انرژي هاي نو در وزارت نيرو ، سازمان انرژي اتمي و نيز سازمان زمين شناسي به عنوان متولي تهيه داده هاي پايه در حال كار بر روي موضوع مذكور ميباشند .مطلب حاضر چكيده اي است از آنچه طي سنوات گذشته صورت پذيرفته و نيز مروري است بر چشم انداز آينده .

نيروگاه زمين گرمايي مشكين شهر

 

معرفي 10 ناحيه اميد بخش توسط مركز انژي هاي نو وزارت نيرو. طي فعاليتهاي انجام شده از سال 1374

 

1. فعاليت هاي گذشته :

مطالعات ژئوترمال در ايران از سال 1354 توسط مهندسين مشاور تهران بركلي باهمكاري گروه هاي ايتاليايي شروع و علي رغم توقف آن در سال 1357، منجر به معرفي چهار ناحيه پتانسيل دار به شرح مندرج در شكل يك (صفحه بعد) گرديد.

 

2. فعاليت هاي جديد :

آنچه در طي سنوات اخير و از سال 1374 به بعد نيز توسط مركز انژي هاي نو وزارت نيرو صورت پذيرفته در واقع معرفي 10 ناحيه اميد بخش مي باشد.

اگرچه بررسي گزارشات قديمي و تلفيق آن با نتايج جديد مبين وجود دو پتانسيل عمده در ناحيه دماوند با وسعت تقريبي 5500 كيلومتر مربع و ناحيه خوي – ماكو با وسعت تقريبي 6500 كيلومتر مربع مي باشد و ليكن وجود انديس هاي اميد بخش و نيز فاكتور هاي بهره برداري موثر تر در ناحيه دوم موجب تمركز عمده فعاليت ها بر روي نواحي آتشفشان سبلان و نيز ميدان ژئوترمال خوي – ماكو گشته است .

»  تهيه نقشه زمين شناسي ناحيه خوي

»  برداشت هاي ژئوفيزيكي در ناحيه سبلان به روش گراويمتري و آئرو ماگنتيك

»  و نيز حفاري 7 حلقه گمانه عميق در نواحي آتشفشان سبلان و پيرامون از عمده فعاليت هاي مركز انرژي هاي نو وزارت نيرو در ساليان اخير محسوب ميگردد.

 

 

معرفي چهار ناحيه پتانسيل دار توسط مهندسين مشاور تهران بركلي باهمكاري گروه هاي ايتاليايي

 

نقشه ميدان ژئوترمال مشكين شهر

نقشه ميدان ژئوترمال مشكين شهر

 

همگام با سياست مركز انرژي هاي نو وزارت نيرو در جذب سرمايه گذاري خارجي در سال 1997 تيمي متشكل از كارشناسان ايراني و فيليپيني مبادرت به برداشت هاي تفصيلي زمين شناسي هيدروژئوشيميايي و ژئوفيزيك در ناحيه دره قطور نمودند كه نتايج آن نيز به تفصيل در گزارشات منتشره آورده شده است.

منطقه آذربايجان به دليل قرار گرفتن در كمربند آتشفشاني جهاني آتشفشانهاي سر به فلك كشيده ساوالان، آتشفشانهاي جزيره شاهي و زنبيل داغي،مجموعه آتشفشاني سهند ،آغري داغي، نکهاي آتشفشاني كئچي قالا ، موغيتي، كامتال و .... و وجود چشمه هاي آب گرم ومعدني فراوان مانند سرعين و... شرايط زمين شناسي وجود انرژي ژئوترمال را داراست. طبق مطالعات اوليه، انرژي ژئوترمال آذربايجان 100 ضربدر 10به توان 18 ژول بر آورد شده است.

 

بررسي گزارشات قديمي و تلفيق آن با نتايج جديد مبين وجود دو پتانسيل عمده در آذربايجان است:

1- ناحيه خوي – ماكو با وسعت تقريبي 6500 كيلومتر مربع مي باشد

2- ناحيه کوه ساوالان. وجود انديس هاي اميد بخش و نيز فاكتور هاي بهره برداري موثر تر موجب تمركز عمده فعاليت ها بر روي نواحي آتشفشان ساوالان و نيز ميدان ژئوترمال خوي – ماكو گشته است .

 

 

1 »  محور خوي – ماكو :

   بررسي هاي اخير در اين ميدان با وسعتي در حدود 100 كيلومتر مربع مبين دماي ميانگين 120-90 حداكثر 145 درجه سانتي گراد براي مخزن مي باشد. در سال 1997 تيمي متشكل از كارشناسان ايراني و فيليپيني مبادرت به برداشت هاي تفصيلي زمين شناسي، هيدروژئوشيميايي و ژئوفيزيك در ناحيه دره قطور نمودند و وجود پتانسيل ژئوترمال در اين ناحيه را اثبات کردند. (Delfin , et al ., 1998)

  

2 » محور آتشفشان سبلان:

اوائل سال 1998 همگام با تشكيل تيمي متشكل از كارشناسان نيوزيلندي و ايراني بنابر آن شد تا مطالعاتي تفصيلي بر روي آتشفشان سبلان و پيرلمون آن مشتمل بر منطقه سرعين صورت پذيرد.

در حين اجراي اين پروژه مطالعات تفصيلي زمين شناسي نمونه برداري ژئوشيميايي و رزيستيويتي در 212 ايستگاه و در وسعتي بالغ بر 860 كيلومتر مربع صورت پذيرفت كه منجر به ارائه مدل هيرولوژئولوژيكي جديدي در اين محدوده گرديد.

 (Bromely , et al ,2000)و (ُSahabi , et al , 1999 . Bogie , et al 2000).

اگرچه مدل ارائه شده مذكور منجر به معرفي پنج آنومالي در نواحي پيرامون آتفشان سبلان گشته است و ليكن مطالعات جديدتر توسط تيم كارشناسان ايراني نتايج قبلي را نفي كرده است (غضبان 1382).ظاهرا مشاركت شركت نيوزيلندي در قالب مشاركت فني براي حفاري و چاه پيمايي كماكان در محدوده مورد نظر ادامه دارد.

عمده فعاليت هاي مركز انرژي هاي نو وزارت نيرو در ساليان اخير درآذربايجان عبارتند از:

1- تهيه نقشه زمين شناسي وآنوماليهاي ناحيه خوي

2- برداشت هاي ژئوفيزيكي در ناحيه ساوالان به روش گراويمتري و آئرو ماگنتيك

3- حفاري 7 حلقه گمانه عميق در نواحي آتشفشان ساوالان و پيرامون

 

علي رغم پتانسيل هاي بسيار مناسب به منظور كاربرد انرژي ژئوترمال ، بواسطه سه دليل نبود سياست گذاريهاي كلان در زمينه به كارگيري انرژي هاي تجديد پذير، فقدان تكنولوژي مناسب در خصوص حفاري عميق ، مهندسي مخازن ، ساخت و نيز بهره برداري از نيروگاههاي ژئوترمال و بالاخره وجود رقيب سرسخت منابع ارزان سوختهاي فسيلي ، بهره برداري از پتانسيل هاي مزبور كماكان جدي گرفته نشده است. بهره برداري از انرژي هاي تجديد پذير به منظور تغيير در سبد انرژي اجتناب ناپذير باشد و لذا به كارگيري انرژي ژئو ترمال درآذربايجان ميتواند به عنوان گزينه اي به منظور تغيير كاربري سوخت هاي فسيلي مطرح گردد.با توجه به تجديد پذير بودن انرژي ژئوترمال، عدم آلودگي محيط زيست در نتيجه استفاده از اين انرژي ، وجود منابع عظيم و فراوان اين انرژي در اكثر نقاط آذربايجان و هزينه هاي پايين توليد برق از ژئوترمال در مقايسه باسوختهاي فسيلي باعث خواهد شد كه درآيندهاي نزديك ژئوترمال به عنوان مهمترين منبع تامين كننده انرژي و برق در آذربايجان مطرح شود.

 

نقشه زمين شناسي شمال غرب ايران

 

نقشه زمين شناسي شمال غرب ايران

 

مدل هيدروژئولوژيكي ناحيه سبلان

 

مدل هيدروژئولوژيكي ناحيه سبلان

 

 

 چشم انداز آينده انرژي ژئوترمال در ايران :

  

با عنايت به لزوم افزايش ظرفيت نصب شده نيروگاهي 29.000 مگاواتي فعلي به 90.000 مگاوات در سال 2020 به نظر ميرسد بهره برداري از انرژي هاي تجديد پذير به منظور تغيير در سبد انرژي اجتناب ناپذير باشد و لذا به كارگيري انرژي ژئو ترمال حداقل در نواحي شمال غربي كشور ميتواند به عنوان گزينه اي به منظور تغيير كاربري سوخت هاي فسيلي مطرح گردد و اين نكته آنجا حائز اهميت مضاعف ميگردد كه توجه داشته باشيم علي رغم تمام فعاليت هاي عمراني صورت پذيرفته در سنوات پس از انقلاب ، ظرفيت نصب شده نيرو گاهي كشور صرفا 22.000 مگاوات افزايش ياقته است .

 

انرژي ژئوترمال و نقش سازمان زمين شناسي كشور:

اگرچه سازمان زمين شناسي ماهيتا و نيز بر اساس تفويض اختيارات صورت پذيرفته توسط سازمان برنامه نميتواند متولي اصلي مطالعات انرژي ژئوترمال محسوب گردد و ليكن از آنجا كه تمامي ارگان هاي ذيربط به منظور استارت اوليه نيازمند در دست داشتن نقشه هاي پايه و نيز اطلاعات خام زمين شناسي ميباشند و لذا سازمان به نوعي متولي تهيه داده هاي پايه براي دواير ذيربط بوده و درهمين راستا نيز نقشه هاي متعددي تهيه و به چاپ رسيده كه فهرست آن در بخش اطلاع رساني سازمان موجود است .

پايگاه داده هاي علوم زمين كشور با همكاري سازمان ها و موسسات ذيربط جمع اوري ،سازماندهي و ارائه اطلاعات مربوط به ژئوترمال را جهت كاربران و علاقمندان اين رشته از علوم زمين را اغاز نموده است

نقشه انومالي مقاومت الكتريكي در ناحيه سبلان

نقشه انومالي مقاومت الكتريكي در ناحيه سبلان بر اساس ارزيابي داده هاي مستحصل از برداشت هاي MT

  

 

References

  

1. ENEL, 1980.

Geothermal Power Development Studies in Iran,

General report on Damavand zone, report to the ministry of energy of Iran.

 

2. ENEL, 1982.

Geothermal Power Development Studies in Iran,

General report on Khoy-Maku zone, report to the ministry of energy of Iran.

 

3.Sahabi, F. 1999.

Sabalan volcanic complex with special references to the hydrothermal resources in Meshkin shahr area, NW Iran.

Geosciences journal, no.31-32.

 

4. Noorollahi,Y., Fotouh, M., Barnett, P. 2000.

Geothermal Energy in Iran, GRC Bulletin.

 

5. Lavizeh, F. 2000.

Environmental Management Systems (ISO 14000).

An introduction about essentials and requirements.

Geological Survey of Iran internal Report

 

6. Lavizeh, F. 2000.

Environmental Impact Assessment (EIA) for mineral projects.

Geological Survey of Iran internal report

 

 7. Lavizeh, F. Ghahremani, MR.2001

Reports on heavy metals pollution in Three Rivers, northern Iran

Geological Survey of Iran.

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 18 اردیبهشت1386ساعت   توسط ๑۩۞۩๑ محمد ๑۩۞۩๑  |