الطاقة الحرارية الأرضية .. مورد نظيف

الاقتصادية - السعودية
تستخدم محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية الموارد المائية التي تشترك في مكونين رئيسين هما: الماء والحرارة. وتتطلب محطات الطاقة الحرارية الأرضية وجود موارد مائية ذات درجة حرارة عالية (300 إلى 700 درجة فهرنهايت) التي قد تتوافر إما من الآبار البخارية الجافة أو آبار المياه الساخنة. ويمكننا استخدام هذه الموارد من خلال حفر الآبار في الأرض ونقل البخار أو الماء الساخن إلى السطح عبر الأنابيب. ويراوح عمق الآبار الحرارية الأرضية بين كيلو متر وكيلو مترين. وهناك ثلاثة أنواع رئيسة لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية:
- محطات البخار الجاف التي تستخدم البخار المنقول مباشرة بالأنابيب من خزان الطاقة الحرارية الأرضية لتشغيل توربينات المولدات.
- محطات البخار السريع التي تتلقى المياه الساخنة ذات الضغط المرتفع من عمق الأرض وتحولها إلى بخار لتشغيل توربينات المولدات. وعندما يبرد البخار يتكثف إلى ماء ويحقن مرة أخرى إلى الأرض لاستخدامه مرارا وتكرارا. ومعظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية تنتمي لمحطات البخار السريع.
- محطات توليد الطاقة ثنائية الدورة التي تنقل الحرارة من الماء الساخن الأرضي إلى سائل آخر. وتتسبب الحرارة في تحويل السائل الثاني إلى البخار الذي يستخدم لتشغيل توربينات المولدات.
وتتمتع المملكة بتوافر العديد من الموارد الحرارية الأرضية داخلها، التي تقع أساسا في الأجزاء الغربية والجنوبية الغربية من المملكة. وترتبط هذه الموارد بالنشاط التكتوني العام للبحر الأحمر وكذلك بسلسلة من الصخور والتلال البركانية. وتعتبر منطقة جازان نظام حرارية أرضية واعدا، يضم عددا من الينابيع الساخنة ذات الصلة الهيكلية، وتبلغ درجة حرارة سطحها من 46 إلى 78 درجة مئوية. ويستهدف هذا العمل بشكل أساسي استكشاف وتحديد إمكانات هذه الموارد من خلال تحليل صور الأقمار الصناعية المتاحة، وتطبيق عدد من المؤشرات الجغرافية، وإجراء المسح الجيوفيزيائي الكهربائي ثنائي الأبعاد، وكذلك تقدير الوفر المحتمل للطاقة الحرارية الأرضية في إنتاج الطاقة.
وتم تحليل صور الأقمار الصناعية المتاحة من أقمار ETM، وTM 5 ولاندسات 7. وأجريت دراسة أرضية حرارية لتحديد درجة حرارة، وتدفق حرارة، ونوع المياه بالتشكيلات الجوفية. وأجري عدد من التحليلات الكهربائية ثنائية الأبعاد في منطقة الدراسة بغرض دراسة التوجهات تحت السطحية للانحرافات الحرارية الأرضية. وتمت معالجة وتفسير بيانات المقاومة المسجلة لتحديد التكوين الأفقي والرأسي للخزانات الحرارية الأرضية المحتملة.
وكشفت هذه الدراسة وجود العديد من الانحرافات الحرارية الأرضية الجيدة في محافظة جازان التي يعتبر "الخوبا" أكثر مواردها الحرارية الأرضية أهمية. حيث يتميز بخصائص سطح بترو حرارية جيدة (ارتفاع في درجة الحرارة يصل إلى 78 درجة مئوية، ومعدل تدفق جيد) وخصائص تحت سطحية واعدة (امتدادات رأسية وأفقية جيدة)، وكذلك خصائص حرارية محتملة.
ويبدو أن الطاقة الحرارية الأرضية مورد نظيف وثابت علميا، ويمكن الاعتماد عليه لتوفير احتياجات مجتمع مستدام والمساعدة في تحسين البيئة العالمية. وعلى الرغم من بدء دراسات حول استكشاف الموارد الحرارية الأرضية في المملكة عام 1980، إلا أنه منذ ذلك الحين لم يتم إجراء أي مشاريع مهمة للطاقة الحرارية الأرضية، باستثناء احتمال توافر بعض مواقع الموارد الغنية بالحرارية الأرضية. وقد تم في عام 2009 تسجيل أول تحديد مكاني للخواص الحرارية للتربة الجوفية المطلوبة لتصميم المبادلات الحرارية لبئر. وفي هذه الدراسة تمت معالجة جوانب مستقبل الطاقة الحرارية الأرضية أولا. ثم تم شرح جوانب الطاقة العرضية لبعض موارد الحرارة الأرضية المتاحة باستخدام مؤشر طاقة عرضية. وأخيرا تم عرض ومناقشة النتائج التي تم التوصل إليها. ومن المتوقع التغلب على بعض المعوقات التي تحول دون الاستفادة من موارد الطاقة الحرارية الأرضية في المملكة، وأن يصبح استخدام الطاقة الحرارية الأرضية خيارا قابلا للتطبيق في المستقبل القريب.