چشم‌انداز تولید انرژی زمین‌گرمایی در جهان

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) گزارشی مبنی‌بر ارزیابی بازار جهانی زمین‌گرمایی و فناوری منتشر کرده است که نشان می‌دهد تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی از کل ظرفیت نصب‌شده در سال ۲۰۲۱ با نرخ ۳.۵ درصد در سال افزایش یافته است و به ۱۵.۹۶ گیگاوات برق (GWe) رسیده است که ۰.۵ درصد از ظرفیت نصب‌شده تجدیدپذیر را تشکیل می‌دهد.

استفاده از انرژی زمین‌گرمایی برای اهداف گرمایش و سرمایش از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۰ با نرخ متوسط سالانه ۹ درصد افزایش یافته است و در سال ۲۰۲۰ به ۱۰۷ گیگاوات حرارتی (GWth) رسیده است. پتانسیل منابع هیدروترمال و زمین‌گرمایی به‌ترتیب ۲۰۰ گیگاوات و پنج هزار گیگاوات ساعت برآورد می‌شود.

طبق گزارش هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیم (IPCC) انرژی زمین‌گرمایی می‌تواند تقریباً ۱۸ درصد از تقاضای جهانی برق را برآورده کند و برق مورد نیاز برای ۱۷ درصد از جمعیت جهان را تولید کند. هیدروترمال (آب گرم یا بخار به دام‌افتاده) تنها نوع انرژی زمین‌گرمایی است که به‌طور گسترده توسعه یافته است و فناوری‌های جدید برای استفاده از سنگ‌های خشک داغ (که با حفاری عمیق در سنگ قابل‌دسترسی هستند)، منابع تحت فشار زمین (آب‌نمک تحت فشار مخلوط با متان) و ماگما در حال بررسی‌های بیشتر برای استفاده هستند.

اثرات زیست‌محیطی تولید انرژی زمین‌گرمایی بی‌خطر در نظر گرفته می‌شود؛ میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در چرخه حیات نیروگاه‌های زمین‌گرمایی با صددرصد تزریق مجدد ۱۱.۳ گرم دی‌اکسید کربن در هر کیلووات‌ساعت تخمین زده می‌شود و میزان مصرف آب و زمین مورد نیاز آن به‌ترتیب ۰.۶۶ لیتر در کیلووات‌ساعت و ۷.۵ کیلومترمربع در تراوات‌ساعت برآورد شده است. نیروگاه‌های زمین‌گرمایی با بهره‌گیری از مدیریت صحیح مخازن با ضریب ظرفیت بیش از ۸۰ درصد قادر به تأمین برق پایدار و قابل اعتماد هستند.

گزارش‌ها نشان می‌دهد که ادغام برق زمین‌گرمایی در شبکه ایالات متحده آمریکا می‌تواند حدود ۲۱ دلار در هر کیلووات‌ساعت صرفه‌جویی کند، اما با وجود این مزایا، تولید این انرژی با چالش‌های زیادی همچون هزینه‌های اولیه بالا، موانع فنی و زمان‌بندی طولانی توسعه مواجه است. این چالش‌ها فرصت‌های متنوعی را برای بازیگران اصلی بازار انرژی زمین‌گرمایی برای بهبود فناوری و ارائه تکنیک‌ها و روش‌های مقرون‌به‌صرفه با کمک سیاست‌های حمایتی ایجاد می‌کنند.

چشم‌انداز انرژی زمین‌گرمایی

بسیاری از کشورها با تعیین اهداف توسعه بلندپروازانه، امیدواری خود به مزایای این انرژی را نشان داده‌اند. برای مثال ایالات متحده آمریکا متعهد شده است که تا سال ۲۰۵۰ ظرفیت زمین‌گرمایی نصب‌شده را به ۶۰ گیگاوات برساند. کنیا که پیشتاز انرژی زمین‌گرمایی در جهان است و بزرگترین ظرفیت زمین‌گرمایی در دست ساخت را دارد، اعلام کرده است که ظرفیت برق زمین‌گرمایی خود را تا سال ۲۰۳۰ دوبرابر و به ۱.۶ گیگاوات خواهد رساند. این کشور پس از تکمیل پروژه‌های در حال ساخت، به یکی از پنج کشور برتر تبدیل خواهد شد که بیشترین انرژی زمین‌گرمایی را در جهان تولید می‌کنند.

کشورهای دیگر نیز در حال تسریع تولید انرژی زمین‌گرمایی خود هستند؛ کلمبیا اولین مجوز تولید برق زمین‌گرمایی خود را به یک شرکت کانادایی اکتشاف نفت و گاز اعطا کرده است و پیش‌بینی می‌شود تولید اولیه ۱۵ تا ۶۰ کیلووات داشته باشد.

مزایای انرژی زمین‌گرمایی

از جمله مزایای استفاده از زمین‌گرمایی می‌توان به دوستدار محیط‌زیست بودن، تجدیدپذیر بودن، پایداری و قابلیت اعتماد بالا اشاره کرد. این انرژی نسبت به منابع سوخت فسیلی همچون زغال‌سنگ با محیط‌زیست سازگارتر است و ردپای کربن بسیار کمی برجای می‌گذارد. علاوه بر این، یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که تا زمانی که زمین پابرجاست، دوام خواهد داشت. مخازن داغ درون زمین به‌طور طبیعی دوباره پر می‌شوند و این منبع انرژی را قابل‌تجدید و پایدار می‌کنند.

زمین‌گرمایی در مقایسه با سایر منابع تجدیدپذیر همچون باد و خورشید منبع انرژی قابل‌اعتمادتری است چرا که برخلاف انرژی بادی یا خورشیدی همیشه برای استفاده در دسترس است. از آنجایی که زمین نسبت به هوا در برابر تغییرات فصلی مقاوم‌تر است، می‌تواند همواره به عنوان یک منبع حرارتی با یک پمپ زمین‌گرمایی در عمق دو متری زیر زمین عمل کند.

محاسبه انرژی تولیدشده از این منبع آسان است زیرا مثل سایر منابع انرژی همچون خورشید و باد در نوسان نیست، بنابراین می‌توان توان خروجی یک نیروگاه زمین‌گرمایی را با درجه بالایی از دقت پیش‌بینی کرد. در حال حاضر اکتشافات زیادی در زمینه انرژی زمین‌گرمایی وجود دارد و فناوری‌های جدیدی برای بهبود فرایند تولید انرژی ایجاد در حال گسترش هستند. این تکامل سریع می‌تواند بسیاری از معایب فعلی انرژی زمین‌گرمایی را کاهش دهد.

معایب انرژی زمین‌گرمایی

بزرگ‌ترین نقطه ضعف انرژی زمین‌گرمایی محدودیت آن به مناطق خاص است، نیروگاه‌های زمین‌گرمایی باید در مکان‌هایی ساخته شوند که انرژی قابل بهره‌برداری باشد. این انرژی یک منبع گران‌قیمت به شمار می‌آید که حدود دو تا هفت میلیون دلار برای نیروگاهی با ظرفیت یک مگاوات تخمین زده می‌شود. با این حال این هزینه‌ها را می‌توان به‌عنوان بخشی از یک سرمایه‌گذاری بلندمدت در نظر گرفت که قابل‌جبران است.

اگرچه انرژی زمین‌گرمایی معمولاً گازهای گلخانه‌ای آزاد نمی‌کند، اما بسیاری از این گازها زیر سطح زمین ذخیره می‌شوند و حین حفاری در جو آزاد می‌شوند. با این وجود میزان انتشار این گازها به‌مراتب کمتر از انتشارات مربوط به سوخت‌های فسیلی است.

یکی از خطراتی که فرایند تولید این انرژی به دنبال دارد، افزایش وقوع زلزله به دلیل ایجاد تغییر در ساختار زمین در نتیجه حفاری است. این مشکل در مورد نیروگاه‌های زمین‌گرمایی تقویت‌شده شایع‌تر است که آب را وارد پوسته زمین می‌کنند تا شکاف‌هایی را برای بهره‌برداری بیشتر از این منبع باز کند.

فهرست کشورهایی با بیشترین میزان تولید انرژی زمین‌گرمایی

برای گردآوری این فهرست از آمار انرژی‌های تجدیدپذیر ۲۰۲۳ آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده شده است و کشورهایی که بیشترین انرژی زمین‌گرمایی را در جهان تولید می‌کنند بر حسب گیگاوات ساعت (GWh) تولیدی در سال ۲۰۲۱ در لیست ظاهر می‌شوند.

ایالات متحده آمریکا، ۱۹۰۷۷ گیگاوات ساعت

ایالات متحده در صدر فهرست کشورهایی است که بیشترین انرژی زمین‌گرمایی را در جهان تولید می‌کنند و در سال ۲۰۲۱ میزان ۱۹۰۷۷ گیگاوات ساعت انرژی زمین‌گرمایی تولید کرده است. در سال ۲۰۲۳، ایالات متحده حدود ۰.۴ درصد (۱۷ میلیارد کیلووات ساعت) از کل تولید برق در مقیاس شهری را در نیروگاه‌های زمین‌گرمایی هفت ایالت خود تولید کرد.

اندونزی، ۱۵۸۹۹ گیگاوات ساعت

جغرافیای اندونزی این کشور را در موقعیتی منحصربه‌فرد برای بهره‌برداری از انرژی زمین‌گرمایی قرار می‌دهد. در کنار آتشفشان، فعالیت لرزه‌ای اطراف بسیار فعال است و پتانسیل انرژی زمین‌گرمایی فراوانی را برای این کشور رقم زده است به‌طوری که حدود ۴۰ درصد از منابع بالقوه زمین‌گرمایی جهانی را در خود جای داده است.

در حال حاضر، این کشور دومین تولیدکننده بزرگ انرژی زمین‌گرمایی پس از ایالات متحده آمریکا است که در سال ۲۰۲۱ انرژی تولیدشده آن به ۱۵۸۹۹ گیگاوات ساعت رسیده است.

ترکیه، ۱۰۷۹۳ گیگاوات ساعت

ترکیه در بین پنج کشور برتر تولیدکننده انرژی زمین‌گرمایی در جهان قرار دارد و با تولید ۱۰۷۹۳ گیگاوات ساعت در سال ۲۰۲۱ در رتبه سوم قرار گرفته است. بر اساس داده‌های وزارت انرژی و منابع طبیعی این کشور، ظرفیت تولید برق زمین‌گرمایی نصب‌شده در ترکیه تا پایان آوریل ۲۰۲۴ به ۱۶۹۱.۴ مگاوات رسیده است که تقریباً تمام این تولید در غرب ترکیه است. همزمان با افزایش سالانه ظرفیت تولید انرژی زمین‌گرمایی، استفاده از این نوع انرژی در بخش‌هایی همچون گرمایش منازل مسکونی، فعالیت‌های کشاورزی و مواد غذایی در حال گسترش است.

فیلیپین، ۱۰۶۸۱ گیگاوات ساعت

فیلیپین یکی از بزرگ‌ترین نیروگاه‌های زمین‌گرمایی جهان را دارد و ظرفیت کل منابع انرژی زمین‌گرمایی آن در سال ۲۰۲۳ به حدود ۱۹۵۲ مگاوات رسیده است. این کشور با تولید ۱۰۶۸۱ گیگاوات ساعت انرژی زمین‌گرمایی در سال ۲۰۲۱ در رتبه چهارم کشورهای برتر قرار دارد.

نیوزلند، ۸۴۴۷ گیگاوات ساعت

نیوزلند در میان کشورهایی که بیشترین انرژی زمین‌گرمایی را در جهان تولید می‌کنند، با تولید ۸۴۴۷ گیگاوات ساعت در سال ۲۰۲۱ در رتبه پنجم قرار گرفته است. منابع زمین‌گرمایی ۱۸.۵ درصد از کل عرضه برق نیوزلند را به خود اختصاص داده است و سال‌های زیادی است که قوم مائوری از این منابع برای اهداف پخت‌وپز، شست‌وشو، حمام کردن، گرمایش و استفاده‌های تشریفاتی استفاده می‌کنند. آنها همچنین از مواد معدنی زمین‌گرمایی به‌عنوان رنگ و محافظ چوب استفاده می‌کنند.

کشورهای دیگر به ترتیب میزان انرژی زمین‌گرمایی تولیدی در سال ۲۰۲۱ از این قرار هستند:

ایتالیا، ۵۹۱۴ گیگاوات ساعت

ایسلند، ۵۸۰۲ گیگاوات ساعت

کنیا، ۵۱۸۳ گیگاوات ساعت

مکزیک، ۴۲۴۳ گیگاوات ساعت

ژاپن، ۳۰۰۸ گیگاوات ساعت

کاستاریکا، ۱۶۰۲ گیگاوات ساعت

ال‌سالوادور، ۱,۵۵۹ گیگاوات ساعت

نیکاراگوئه، ۷۳۴ گیگاوات ساعت

روسیه، ۴۲۱ گیگاوات ساعت

هندوراس، ۳۴۸ گیگاوات ساعت