توضح الخريطة الحرارية الأرضية مصدر الطاقة النظيفة من الساحل إلى الساحل

يوثق بحث جديد من مختبر الطاقة الحرارية الأرضية بجامعة ساوثرن ميثوديست (SMU) ، بتمويل من منحة من Google.org ، موارد مهمة للطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء الولايات المتحدة. تظهر هذه النتائج أن الموارد الحرارية الأرضية قادرة على إنتاج أكثر من ثلاثة ملايين ميغاواط من الطاقة الخضراء - أي عشرة أضعاف القدرة المركبة لمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم اليوم.

صورة الائتمان: SMU وجوجل

انقر على الخريطة للحصول على عرض موسع.

يُظهر التخطيط المتطور الناتج من البحث ، عبر Google Earth ، أنه يمكن الوصول إلى احتياطيات هائلة من هذا المصدر الأخضر المتجدد للطاقة المولدة من حرارة الأرض باستخدام التكنولوجيا الحالية.

أصدر باحثو SMU ورقة تتضمن تفاصيل البحث إلى مجلس موارد الطاقة الحرارية الأرضية في 25 أكتوبر 2011.

تنقح نتائج البحث الجديد ، الذي أجراه ديفيد جيويل جيوفيزيائي SMU الجيوفيزيائي ومنسق مختبر الطاقة الحرارية الأرضية ماريا ريتشاردز ، المواقع القادرة على دعم إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية على نطاق واسع في ظل مجموعة واسعة من الظروف الجيولوجية ، بما في ذلك المناطق المهمة في الثلثين الشرقيين من الولايات المتحدة الأمريكية.

تعتمد الكميات والمواقع المقدرة للحرارة المخزنة في قشرة الأرض المشمولة في هذه الدراسة على ما يقرب من 35000 موقع بيانات - أي ما يقرب من ضعف العدد المستخدم في Blackwell و Richards '2004 Geothermal Map of North America.

يصف هذا الفيديو الكمية الكبيرة جدًا من الطاقة المتاحة باستخدام طريقة الأنظمة الحرارية الأرضية المحسّنة.

لقد اقتصر إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية الأمريكي التقليدي إلى حد كبير على الثلث الغربي من البلاد في مواقع نشطة تكتونيًا. على سبيل المثال ، يضم حقل السخانات شمال سان فرانسيسكو موطنا لأكثر من عشرة من محطات توليد الطاقة الكبيرة التي تنتج الكهرباء عن طريق استغلال الخزانات البخارية التي تحدث بشكل طبيعي لأكثر من 40 عامًا.

يمكن للتقنيات الحديثة وأساليب الحفر المساعدة في تطوير الموارد في مجموعة واسعة من الظروف الجيولوجية وفي المناطق التي لم تكن تعتبر مناسبة من قبل لإنتاج الطاقة الحرارية الأرضية. كشفت البيانات الأولية التي صدرت من دراسة SMU في أكتوبر 2010 عن مورد للطاقة الحرارية الأرضية في ولاية وست فرجينيا مكافئ لإمدادات الطاقة الموجودة في الولاية (أساسها الفحم).

قال كارل غويل ، المدير التنفيذي لرابطة الطاقة الحرارية الأرضية:

يغير كل من الباحثين من Google و SMU بشكل أساسي الطريقة التي ننظر بها إلى الكيفية التي يمكننا بها استخدام حرارة الأرض لتلبية احتياجاتنا من الطاقة ومن خلال القيام بذلك ، فإننا نقدم مساهمات كبيرة لتعزيز أمننا القومي وجودة البيئة.

أضاف بلاكويل:

لن يتحسن هذا التقييم لإمكانات الطاقة الحرارية الأرضية إلا بمرور الوقت. تفترض دراستنا أننا نستغل جزءًا صغيرًا فقط من الحرارة المخزنة المتوفرة في قشرة الأرض ، ومن المتوقع أن تنمو قدراتنا على التقاط تلك الحرارة بشكل كبير مع تحسين عوامل تحويل الطاقة واستغلالها من خلال التقدم التكنولوجي والتقنيات المحسنة.

في هذا التقدير الأحدث SMU لإمكانات الموارد ، استخدم الباحثون بيانات إضافية عن درجة الحرارة والتحليل الجيولوجي المتعمق لخرائط تدفق الحرارة الناتجة لإنشاء خرائط محدثة لدرجات الحرارة من 3.5 كم إلى 9.5 كيلومترات (11500 إلى 31000 قدم أو 2.2 إلى ما يقرب من 6 أميال). كشف هذا التحديث أن بعض الظروف في الثلثين الشرقي للولايات المتحدة هي في الواقع أكثر سخونة من بعض المناطق في الجزء الغربي من البلاد.

تشمل المناطق ذات الأهمية الحرارية الأرضية اتجاه الآبالاش (غرب ولاية بنسلفانيا ، فرجينيا الغربية ، شمال لويزيانا) ، ومنطقة داكوتا الجنوبية التي يتم تسخينها بواسطة طبقات المياه الجوفية ، ومناطق جرانيتات الطابق السفلي المشعة تحت الرواسب مثل تلك الموجودة في شمال إلينوي وشمال لويزيانا. لا يزال ساحل الخليج يتم تحديده كمنطقة موارد ضخمة وحوض رسوبي واعد للتنمية. يتمتع حوض راتون في جنوب شرق كولورادو بدرجات حرارة مرتفعة للغاية ويتم تقييمه من قبل ولاية كولورادو إلى جانب شركة طاقة في المنطقة.

عند تحديد إمكانات إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية ، تتناول دراسة SMU الجديدة الاعتبارات العملية للحفر ، وتقيِّد التحليل بالحرارة المتاحة في القشرة العليا البالغة 6.5 كم (21،500 قدم ، حوالي 4 أميال) من القشرة للتنبؤ بالميغاوات من الطاقة المتاحة.

أثارت ثلاث تكنولوجيات جديدة بالفعل تطور الطاقة الحرارية الأرضية في المناطق ذات النشاط التكتوني أو البركاني القليل أو معدوم:

1. انخفاض درجة الحرارة الحرارية المائية يتم إنتاج الطاقة من المناطق التي تحدث فيها أحجام عالية من السوائل والتي تحدث بشكل طبيعي في درجات حرارة تتراوح بين أقل من درجة الغليان إلى 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت). هذا التطبيق ينتج حاليا الطاقة في ألاسكا وأوريجون وأيداهو ويوتا.

2. الجيوفيولوجيا والسوائل الناتجة: الطاقة الحرارية الأرضية - يتم إنتاج النفط و / أو الغاز الطبيعي مع الكهرباء المولدة من السوائل الحرارية الجوفية الساخنة المستمدة من نفس البئر. يتم تثبيت الأنظمة أو يتم تثبيتها في Wyoming و North Dakota و Utah و Louisiana و Mississippi و Texas.

3. أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المعززة (EGS) - المناطق التي تحتوي على نسبة منخفضة من السوائل ، ولكن درجات الحرارة المرتفعة التي تزيد عن 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت) ، يتم "تعزيزها" عن طريق حقن السوائل وغيرها من تقنيات هندسة المكامن. عادة ما تكون موارد EGS أعمق من الطاقة الحرارية المائية وتمثل الحصة الأكبر من إجمالي موارد الطاقة الحرارية الأرضية القادرة على دعم محطات الطاقة ذات السعة الأكبر.

خلاصة القول: قام باحثون في مختبر الطاقة الحرارية الأرضية بجامعة ساوثرن ميثوديست (SMU) بتوثيق موارد طاقة حرارية مهمة في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، قادرة على إنتاج أكثر من ثلاثة ملايين ميغاواط من الطاقة الخضراء - أي ما يعادل 10 أضعاف السعة المركبة لمحطات طاقة الفحم اليوم. أصدر ديفيد بلاكويل وماريا ريتشاردز ورقة تتضمن تفاصيل البحث إلى مجلس موارد الطاقة الحرارية الأرضية في 25 أكتوبر 2011.

اقرأ المزيد في SMU

الطاقة تحت الأرض: إحضار الحرارة من داخل الأرض

جيفرسون تستر: الطاقة الحرارية الأرضية على قيد الحياة وبصحة جيدة