انرژی زمینگرمایی چیست؟ در دنیایی که تقاضا برای برق با رشد هوش مصنوعی، بازگشت صنایع و الکتریکیسازی اقتصادها روز به روز افزایش مییابد، یافتن منابع پایدار انرژی اهمیت حیاتی پیدا کرده است. انرژی زمینگرمایی، گرمای موجود در اعماق زمین، یکی از معدود منابع تجدیدپذیری است که میتواند بدون وابستگی به شرایط جوی، به طور مداوم و ۲۴ ساعته برق تولید کند.
در این گزارش از برقاب، به بررسی ۲۷ کشوری که بیشترین مقدار برق را از این منبع پاک (انرژی زمینگرمایی) تولید میکنند میپردازیم و جایگاه ایران را در این رتبهبندی جهانی تحلیل خواهیم کرد.
انرژی زمینگرمایی؛ منبعی پایدار در دل زمین
انرژی زمینگرمایی، گرمایی به حساب میآید که در پوسته جامد زمین ذخیره شده و منشا آن عمدتا فعالیتهای آتشفشانی، تجزیه مواد رادیو اکتیو و گرمای هسته زمین است. این انرژی در قالب آب گرم یا بخار داغ از اعماق زمین استخراج شده و برای تولید برق یا گرمایش مستقیم مورد استفاده قرار میگیرد.
مزیت اصلی انرژی زمینگرمایی نسبت به سایر منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، پایداری و قابلیت اطمینان بالای آن است. نیروگاههای زمینگرمایی میتوانند در تمام ساعات شبانهروز و بدون توجه به شرایط آب و هوایی، برق تولید کنند. این ویژگی، آنها را به گزینهای ایدهآل برای تامین برق پایه تبدیل کرده است؛ نقشی که امروزه عمدتا توسط سوختهای فسیلی ایفا میشود.
بیشتر بخوانید: فلرینگ چیست؟
۲۷ کشور برتر در تولید برق زمینگرمایی
بر اساس دادههای گردآوریشده از پایگاه Global Energy Monitor، در حال حاضر ۲۷ کشور در جهان به صورت عملیاتی از انرژی زمینگرمایی برای تولید برق استفاده میکنند. در ادامه، این کشورها بر اساس ظرفیت نصب شده (بر حسب مگاوات) رتبهبندی میکنیم:
|
رتبه |
کشور | ظرفیت عملیاتی (مگاوات) |
| ۱ | ایالات متحده |
۳.۷۳۴ |
|
۲ |
اندونزی | ۲.۴۳۲ |
| ۳ | فیلیپین |
۱.۹۳۷ |
|
۴ |
ترکیه | ۱.۷۲۶ |
| ۵ | نیوزیلند |
۱.۳۷۷ |
|
۶ |
مکزیک | ۹۴۱ |
| ۷ | ایتالیا |
۸۳۴ |
|
۸ |
کنیا | ۸۱۷ |
| ۹ | ایسلند |
۷۷۹ |
|
۱۰ |
ژاپن | ۶۱۸ |
| ۱۱ | کاستاریکا |
۲۵۳ |
|
۱۲ |
السالوادور | ۲۱۱ |
| ۱۳ | نیکاراگوئه |
۱۵۹ |
|
۱۴ |
شیلی | ۸۱ |
| ۱۵ | روسیه |
۵۰ |
|
۱۶ |
گواتمالا | ۴۶ |
| ۱۷ | کرواسی |
۳۶ |
|
۱۸ |
هندوراس | ۳۵ |
| ۱۹ | پاپوا گینه نو |
۳۰ |
|
۲۰ |
پرتغال | ۲۴ |
| ۲۱ | آلمان |
۱۹ |
|
۲۲ |
گوادلوپ (فرانسه) | ۱۵ |
| ۲۳ | تایوان |
۵ |
|
۲۴ |
کانادا | ۵ |
| ۲۵ | ایران |
۵ |
|
۲۶ |
مجارستان | ۳ |
| ۲۷ | فرانسه |
۲ |
تحلیل منطقهای تولید برق زمینگرمایی
قاره آمریکا؛ پیشتازی ایالات متحده و ظرفیتهای بکر
ایالات متحده با ظرفیت نصب شده ۳.۷۳۴ مگاوات، در صدر جدول تولیدکنندگان برق زمینگرمایی جهان قرار دارد. این کشور حدود ۱.۳۰۰ مگاوات بیشتر از نزدیکترین رقیب خود تولید میکند و بزرگترین میدانهای زمینگرمایی جهان مانند مجموعه نیروگاههای گِیزرز در کالیفرنیا را در اختیار دارد.
در آمریکای لاتین، مکزیک با ۹۴۱ مگاوات در رتبه ششم و کاستاریکا با ۲۵۳ مگاوات در رتبه یازدهم قرار دارند. کشورهای آمریکای مرکزی مانند السالوادور (۲۱۱ مگاوات) و نیکاراگوئه (۱۵۹ مگاوات) سهم قابل توجهی از برق خود را از این منبع تامین میکنند. شیلی نیز با ۸۱ مگاوات در حال توسعه ظرفیتهای خود است.
آسیا؛ قدرت اول زمینگرمایی جهان با حلقه آتش
قاره آسیا نقش بسیار مهمی در صنعت زمینگرمایی جهان ایفا میکند. اندونزی با ۲.۴۳۲ مگاوات و فیلیپین با ۱.۹۳۷ مگاوات به ترتیب در رتبههای دوم و سوم جهان ایستادهاند. مجموع ظرفیت این دو کشور حتی از ایالات متحده نیز بیشتر است.
دلیل این ظرفیت بالا، موقعیت جغرافیایی ویژه این کشورها در منطقه حلقه آتش اقیانوس آرام است. در این ناحیه، صفحات تکتونیکی به یکدیگر برخورد کرده و فعالیتهای آتشفشانی گستردهای ایجاد میکنند که منابع عظیم زمینگرمایی را در دسترس قرار میدهد.
ژاپن نیز با وجود پتانسیل بسیار بالا (۶۱۸ مگاوات)، هنوز نتوانسته از تمام ظرفیتهای آتشفشانی خود بهرهبرداری کند. ترکیه با جهشی چشمگیر به ظرفیت ۱.۷۲۶ مگاوات دست یافته و رتبه چهارم جهان را به خود اختصاص داده است.
اروپا؛ پیشگامی ایتالیا و ایسلند
در اروپا، ایتالیا با ۸۳۴ مگاوات بزرگترین تولیدکننده برق زمینگرمایی است. اولین نیروگاه زمینگرمایی تجاری جهان در سال ۱۹۱۱ در شهر لاردِرلو ایتالیا راهاندازی شد. ایسلند با ۷۷۹ مگاوات نمونهای منحصربهفرد در جهان است. این کشور نسبت به جمعیت خود (حدود ۳۸۰ هزار نفر) بزرگترین ظرفیت سرانه زمینگرمایی را دارد و حدود ۸۵ درصد خانههای آن با این انرژی گرم میشوند. آلمان (۱۹ مگاوات)، کرواسی (۳۶ مگاوات) و مجارستان (۳ مگاوات) دیگر کشورهای اروپایی این فهرست هستند.
آفریقا؛ کنیا، تنها نماینده قاره سیاه
تنها کشور آفریقایی حاضر در این فهرست، کنیا با ظرفیت ۸۱۷ مگاوات است. این کشور در منطقه دره بزرگ ریفت قرار دارد که پتانسیل بالایی برای تولید انرژی زمینگرمایی دارد. علاقه به بهرهبرداری از این منابع در سالهای اخیر افزایش یافته اما صنعت زمینگرمایی در آفریقا هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد.
چرا برخی کشورها در تولید برق زمینگرمایی موفقتر هستند؟
موفقیت کشورها در بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی به عوامل متعددی بستگی دارد:
۱- شرایط زمینشناسی
مهمترین عامل، قرارگیری در مناطق دارای فعالیت آتشفشانی و مرز صفحات تکتونیکی است. کشورهای واقع در حلقه آتش اقیانوس آرام (مانند اندونزی، فیلیپین، ژاپن، نیوزیلند، شیلی و سواحل غربی آمریکا) و کمربند چینخورده آلپ-هیمالیا (مانند ترکیه و ایتالیا) از این مزیت برخوردار هستند.
۲- سرمایهگذاری و سیاستگذاری
توسعه نیروگاههای زمینگرمایی نیازمند سرمایهگذاری اولیه بالا و ریسکپذیری در اکتشاف است. کشورهایی که با حمایتهای دولتی، تعرفههای تشویقی و مشارکت بخش خصوصی این مسیر را هموار کردهاند، موفقتر بودهاند.
۳- فناوری و دانش فنی
استخراج انرژی از اعماق زمین به فناوری پیشرفته حفاری و دانش مهندسی نیاز دارد. کشورهای پیشرو در این زمینه، توانستهاند با توسعه فناوری بومی یا انتقال آن، ظرفیت خود را افزایش دهند.
جایگاه ایران در تولید برق زمینگرمایی
بر اساس این گزارش، جمهوری اسلامی ایران با ظرفیت نصبشده ۵ مگاوات در رتبه بیست و پنجم جهان قرار دارد. این مقدار نشاندهنده سهم بسیار ناچیز ایران در تولید برق از این منبع پاک و تجدیدپذیر است.
در حال حاضر، تنها نیروگاه زمینگرمایی ایران در منطقه مشکین شهر (استان اردبیل) قرار دارد. این نیروگاه که توسط وزارت نیرو و با همکاری شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی و پژوهشگاه نیرو احداث شده، اولین و تنها نیروگاه زمینگرمایی خاورمیانه محسوب میشود. فاز اول این نیروگاه با ظرفیت ۵ مگاوات در سال ۱۴۰۰ به بهرهبرداری رسید و پتانسیل نهایی آن تا ۵۰ مگاوات پیشبینی شده است.
پتانسیلهای زمینگرمایی ایران
ایران بر روی کمربند زمینگرمایی جهانی قرار دارد و از پتانسیل بالایی برای توسعه این انرژی برخوردار است. مطالعات انجام شده توسط سازمان انرژیهای نو ایران (سانا) و پژوهشگاه نیرو، مناطق مستعد متعددی را شناسایی کردهاند:
- منطقه مشکینشهر (سبلان): مهمترین منطقه با پتانسیل بسیار بالا
- منطقه خوی-ماکو: دارای چشمههای آب گرم متعدد
- منطقه سهند: با فعالیتهای آتشفشانی گذشته
- مناطق رامسر و تفتان: با پتانسیلهای حرارتی مناسب
برآوردهای اولیه حاکی از پتانسیل حداقل ۲۰۰ مگاوات برق قابل استحصال از منابع زمینگرمایی کشور است، اما تاکنون تنها ۵ مگاوات آن محقق شده است.
آینده انرژی زمینگرمایی در جهان
در حال حاضر، انرژی زمینگرمایی تنها حدود یک درصد از برق جهان را تامین میکند اما پیشرفتهای فناورانه در حال افزایش تعداد مکانهایی است که استخراج این انرژی در آنها امکانپذیر خواهد بود.
فناوری زمینگرمایی پیشرفته
نیروگاههای فعلی از مناطقی استفاده میکنند که سنگهای بسیار نفوذپذیر دارند و پوسته زمین در آنها نازکتر است. فناوریهای جدید با عنوان زمینگرمایی پیشرفته روش متفاوتی به کار میگیرند. در این فناوری، سنگهای داغ و خشک موجود در اعماق زمین (به طور معمول ۳ تا ۱۰ کیلومتر) شکاف داده میشوند تا گرمای درون زمین آزاد و سپس با استفاده از سیالات به سطح منتقل گردد.
آژانس بینالمللی انرژی (IEA) پیشبینی میکند که نسل جدید انرژی زمینگرمایی تا سال ۲۰۵۰ میتواند حدود ۱۵ درصد از رشد تقاضای برق جهان را تامین کند.
چالشها و فرصتها
چالشها: هزینه بالای اکتشاف و حفاری، ریسک سرمایهگذاری، محدودیت جغرافیایی و نیاز به فناوری پیشرفته
فرصتها: قابلیت تولید مداوم (۲۴/۷)، عدم وابستگی به شرایط جوی، ضریب ظرفیت بالا (به طور معمول بیش از ۸۰ درصد)، طول عمر زیاد نیروگاهها و کاهش انتشار گازهای گلخانهای
نتیجهگیری
انرژی زمینگرمایی با وجود سهم یک درصدی فعلی در تولید برق جهان، به دلیل پایداری و قابلیت اطمینان بالا، آینده روشنی پیش رو دارد. کشورهای واقع در حلقه آتش اقیانوس آرام مانند ایالات متحده، اندونزی و فیلیپین پیشتاز این صنعت هستند و کشورهای تازهواردی مانند ترکیه با سرمایهگذاری گسترده توانستهاند جایگاه خود را ارتقاء دهند.
ایران با برخورداری از پتانسیل قابل توجه زمینگرمایی، به ویژه در مناطق آتشفشانی سبلان، سهند و تفتان، در ابتدای راه قرار دارد. ظرفیت فعلی ۵ مگاواتی در مقایسه با پتانسیل چندصد مگاواتی کشور و نیز در قیاس با کشورهای پیشرو، بسیار ناچیز است. توسعه این صنعت نیاز به عزم ملی، سرمایهگذاری هدفمند، انتقال فناوری و حمایت از بخش خصوصی دارد.
در عصری که امنیت انرژی و کاهش آلودگی هوا از اولویتهای اصلی کشورهاست، توجه جدیتر به انرژی زمینگرمایی میتواند سبد انرژی کشور را متنوعتر کرده و به پایداری شبکه برق کمک شایانی نماید.
سوالات متداول
انرژی زمینگرمایی چگونه برق تولید میکند؟
در نیروگاههای زمینگرمایی، با حفر چاههای عمیق به مخازن آب داغ یا بخار زیرزمینی دسترسی پیدا میکنند. بخار استخراج شده مستقیما به توربینها هدایت شده و ژنراتورها را به حرکت درمیآورد. در روشهای غیرمستقیم، از آب داغ برای به جوش آوردن مایعاتی با نقطه جوش پایین (سیال ثانویه) و چرخاندن توربین استفاده میشود.
چرا ایسلند با وجود جمعیت کم، چنین ظرفیت بالایی دارد؟
ایسلند در منطقه پر جنب و جوش زمینساختی میانه اقیانوس اطلس قرار دارد و از منابع عظیم زمینگرمایی برخوردار است. این کشور با سرمایهگذاری گسترده از دهه ۱۹۷۰، فناوری خود را توسعه داده و امروزه علاوه بر تامین برق، حدود ۸۵ درصد گرمایش خانههای خود را نیز از این منبع تامین میکند.
آیا نیروگاه زمینگرمایی آلودگی دارد؟
نیروگاههای زمینگرمایی در مقایسه با نیروگاههای فسیلی، آلودگی بسیار ناچیزی دارند. با این حال، ممکن است مقادیر کمی از گازهای گلخانهای (عمدتا دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن) که در اعماق زمین محبوس شدهاند، آزاد کنند. فناوریهای مدرن میتوانند این انتشار را به حداقل برسانند یا حتی گازها را دوباره به درون مخزن تزریق کنند.
پتانسیل ایران در انرژی زمینگرمایی چقدر است؟
بر اساس مطالعات سازمان انرژیهای نو ایران (سانا)، پتانسیل برق قابل استحصال از منابع زمینگرمایی کشور حداقل ۲۰۰ مگاوات برآورد شده است. مناطق مستعد شامل مشکین شهر (دامنه سبلان)، منطقه خوی-ماکو، سهند و تفتان هستند.
هزینه تولید برق زمینگرمایی نسبت به سایر منابع چگونه است؟
هزینه سرمایهگذاری اولیه نیروگاههای زمینگرمایی بالاست (به ویژه برای اکتشاف و حفاری)، اما هزینههای جاری آن پایین بوده و سوخت آن رایگان است. در بلند مدت، هزینه تولید برق زمینگرمایی رقابتی بوده و با توجه به ضریب ظرفیت بالای این نیروگاهها (بیش از ۸۰ درصد)، از نظر اقتصادی توجیه دارد.
ایتا
