بتكلفة زهيدة... هكذا يمكن الحصول على الطاقة الحرارية أسفل المنزل

ترجمات - السياق

"هل يكون هنا مستقبل الطاقة والعالم لا يدري"، هكذا استهلت "وول ستريت جورنال"، تقريرها، عن أهمية استغلال العالم للطاقة الحرارية الأرضية، باعتبارها إحدى التقنيات المستدامة والمتجدِّدة، لتلبية حاجات الولايات المتحدة الأمريكية من الطاقة.

وذكر التقرير، أن صناعة الطاقة الحرارية الأرضية، مستخدمة بشكل جيد، في الولايات المتحدة الأمريكية، وذلك لبساطة توصيلها، إذ يمكن لأي شخص، الاستعانة بعامل لحفر بضع مئات من الأمتار، وتركيب مضخة حرارية، لتوزيع المياه الساخنة على المنازل، بما يقرب من 15 إلى 30 ألف دولار أمريكي.

وأشار التقرير، إلى أن الأمريكيين عرفوا أهمية الطاقة الحرارية الأرضية، بعد أن كشفت الخرائط التي تم استخدامها في حفر الملايين من آبار النفط والغاز في الولايات المتحدة خلال القرن الماضي، التوصيل الحراري أو المحتوى المعدني للصخور الأساسية، في كل منطقة على حدة.

وأوضح أن الاستخدام التقليدي للبحث عن الطاقة الحرارية الأرضية، يحتاج لمزيد من الابتكار، خصوصًا بالنسبة للمواد عالية الحرارة، وتدريبات العمل في درجات الحرارة العالية، وهو ما قد يكون معقَّدًا ولكن ليس مستعصيًا على الحل.

 وشدَّد التقرير، على أهمية توجيه المزيد من التركيز على الطاقة الحرارية الأرضية العميقة، بدلًا من الألواح الشمسية وأحواض الكربون وتوربينات الرياح، فمن شأن هذه التكنولوجيا، تغيير صناعة الطاقة، في الثلاثين عامًا المقبلة.

الحل تحت الأقدام

وأشار التقرير إلى أهمية العمل على زيادة استغلال البحث عن الطاقة الحرارية الأرضية، مشيرة إلى أن «الحل قد يكون تحت الأقدام»، ووجَّهت رسالة لكل أمريكي جاء فيها: "احفر بعمق كافٍ، ولا تستغرب ارتفاع درجة الحرارة، كلما تعمَّقت أكثر، فإن الحرارة ترتفع نحو 25 درجة مئوية لكل كيلومتر، أو 75 درجة فهرنهايت لكل ميل، وكلما تعمَّقت أكثر، يظهر البخار المتصاعد من الينابيع الساخنة.. من هنا تبدأ عملية دفع المياه الساخنة إلى الخارج، لتوليد البخار والكهرباء، لكنها حيلة خالية من الكربون، وتمنحنا طاقة نظيفة وخضراء، رغم أنها لا تستخدم كثيرًا".

مزايا الحفر

كشفت الصحيفة مزايا هائلة للحفر لأميال، وضخ المياه في الخزانات الجوفية، وأبرزها بالتأكيد توليد المشعات، وهي تصميم لنقل الطاقة الحرارية من وسط إلى آخر من أجل تدفئة المكان، إذ ثم يتم دفع المياه الساخنة إلى الخارج لتوليد البخار والكهرباء.

وفي ما يتعلق بكيفية للحصول على هذه الطاقة، يجب الحصول على مساحة سطح كبيرة بما يكفي للتبادل الحراري، إذ يمكن أن تبلغ مساحة بئر الزيت العمودية النموذجية من 1000 إلى 10000 قدم مربع، ولو كانت الولايات المتحدة لجأت إليها، خلال الثلاثين عامًا الماضية، لجعلتها مستقلة في مجال الطاقة.

وقال موكول شارما، المهندس بجامعة تكساس، وأحد رواد صناعة الطاقة الحرارية، إن الأمر ليس صعباً، فمن خلال خرائط قديمة، كانت تستخدم للبحث عن النفط والغاز، يمكن معرفة الأماكن التي تتضمَّن طاقة حرارية أرضية.

وأشار شارما، الذي يمتلك شركة ناشئة تسمى Geothermix تعمل على تطوير أنظمة طاقة حرارية جوفية محسَّنة، إلى أن هذه الخرائط توضح العمق الذي تحتاجه للحفر، للوصول إلى حرارة ساخنة بدرجة كافية، لتوليد الكهرباء بتكلفة زهيدة، عادة على عمق 0.5 إلى 6 كيلومترات.

ثم بعد الحفر، يمكن للمرء أن يحفر الصخور أفقياً وهيدروليكيًا، لإنشاء خزان تحت الأرض، وبذلك يمكنه الحصول على 10 ملايين قدم مربعة من مساحة السطح للمبادل الحراري.

طاقة تجارية

يعتقد شارما، في حديثه لـ "وول ستريت جورنال"، أنه سيكون لدى الولايات المتحدة أنظمة عدة للطاقة الحرارية الأرضية العميقة، القابلة للتطبيق تجاريًا، التي تعمل خلال السنوات الخمس المقبلة، بتكلفة ربما تتراوح بين 10 و 15 مليون دولار لكل من شركته وشركات أخرى مثلSage Geosystems .

ومن المتوقَّع أن يكون المشروع أكثر كفاءة مع أنظمة الجيلين الثاني والثالث، بحلول عام 2030، مع استخدام المزيد من التكنولوجيا.

وقال شارما: "في المستقبل، قد لا نضطر حتى إلى تكسير الصخور، لكننا نستخدم التجاويف الأفقية والأنابيب لتدوير السائل، من خلال أنظمة الحلقة المغلقة، مع تبادل الحرارة عبر الأنابيب، إذ يمكننا القيام بذلك في أي مكان، إذا تم التنقيب بعُمق كافٍ، سواء تحت مدينة نيويورك، أو أي مدينة أمريكية أخرى".

تأتي أهمية الحديث عن الطاقة الحرارية الأرضية، لأنها البديل للألواح الشمسية، التي ثبت تكلفتها العالية جدًا، لكن يبدو -حسب "وول ستريت جورنال" أن البشر مازالوا يمتنعون عن الحفر في الأرض (خوفًا من الاتساخ) مع أن الحفر والحصول على الطاقة الأرضية، أرخص كثيرًا وأعلى كفاءة من الألواح.