تحت البركان: الطاقة الحرارية الأرضية هي مفتاح مستقبل الطاقة في المملكة العربية السعودية
ستؤدي التزامات المملكة العربية السعودية بتحقيق انبعاثات صافية صفرية بحلول عام 2060 والمبادرة السعودية الخضراء الجديدة إلى دفع المزيد من الاستثمارات نحو مصادر الطاقة المتجددة وزيادة دمج الطاقة الحرارية الأرضية بشكل متزايد.بول سوليفان10 نوفمبر 2021
يتدفق بخار شديد الحرارة من بئر اختبار في الحقل البركاني في محطة هيليشيدي لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية في ريكيافيك إنرجي في أيسلندا ، 28 يوليو 2011 (AP Photo / Brennan Linsley)
بول سوليفان
زميل غير مقيم
بينما تتطلع المملكة العربية السعودية إلى تحول الطاقة ، يفكر الخبراء في كيفية تطوير الطاقة الحرارية الأرضية في المملكة. مع جغرافيا تتكون من العديد من البراكين ، هناك إمكانات كبيرة لتسخير مورد الطاقة المتجددة هذا في البلاد. والفوائد عديدة: تعمل الطاقة الحرارية الأرضية باستمرار ، ولها بصمة صغيرة ، ويمكن استخدامها لإنتاج كهرباء منخفضة الكربون. لا تعتمد على الطقس مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، مما يجعلها أكثر موثوقية . التزامات المملكة العربية السعودية الأخيرة بتحقيق صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2060 والمبادرة السعودية الخضراء الجديدةستقود المزيد من الاستثمارات نحو مصادر الطاقة المتجددة وزيادة دمج الطاقة الحرارية الأرضية بشكل متزايد.
إمكانات الطاقة الحرارية الجوفية في المملكة العربية السعودية
وفقًا لبعض التقارير ، حددت المملكة العربية السعودية هدفًا لتحقيق 1 جيجاوات من سعة الطاقة الحرارية الأرضية بحلول عام 2030. وقد بحثت العديد من الدراسات في إمكانات الطاقة الحرارية الجوفية في المملكة العربية السعودية ووجدت أنها جيدة بشكل مدهش في بعض المناطق . هناك الكثير من الإمكانات في حقل الحمم البركانية في حارات رهط في غرب المملكة العربية السعودية ، حول مكة والمدينة ، وكذلك جازان والليث على ساحل البحر الأحمر. كما أن كون الحارات البركانية ليست بعيدة عن مراكز الطلب على الكهرباء والمياه في غرب المملكة العربية السعودية يساعد أيضًا في الوصول إليها.الطاقة الحرارية الجوفية 101
يعتمد نوع الطاقة الحرارية الجوفية التي يمكن أو يجب أن تستخدمها المملكة العربية السعودية على جيولوجيا المناطق المراد استغلالها وكذلك ما يمكن أن يكون عمليًا اقتصاديًا وسياسيًا واجتماعيًا.في حالة وجود صخور شديدة الحرارة في الأعماق ، تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية حرارة الأرض لتحويل المياه إلى بخار أو استخدام المياه الحرارية الجوفية ، أو المياه المالحة الجوفية ، من أعماق سطح الأرض ، لتوليد البخار. يدير البخار التوربينات التي تولد الكهرباء. تأتي الحرارة الجوفية من تكوين الأرض والنشاط الإشعاعي الطبيعي للأرض في الأعماق. نظرًا لأن مصدر الوقود هو حرارة الأرض ، يمكن للطاقة الحرارية الأرضية أن تولد الكهرباء باستمرار في المناطق التي تكون فيها الجيولوجيا مناسبة.
ومع ذلك ، لا تتطلب الطاقة الحرارية الأرضية دائمًا صخورًا شديدة الحرارة من أعماق سطح الأرض. يمكن للمملكة العربية السعودية أيضًا استغلال المناطق الحرارية الأرضية ذات درجات الحرارة المنخفضة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية الثنائية. في هذه العملية ، يتم إحضار المحلول الملحي الحراري الدافئ لتسخين سوائل العمل ، مثل الميثانول أو الأمونيا. عندما يتم وضعهم في الغليان ، تصبح سوائل العمل بخارًا ، مما يؤدي إلى تشغيل التوربين.
المصدر: إدارة معلومات الطاقة الأمريكية
بدلاً من ذلك ، تستخدم محطات البخار الجاف البخار الذي يتدفق مباشرة من الخزان الحراري الأرضي لتشغيل التوربين. وتقوم منشآت البخار الخفيف بإحضار الماء الساخن عالي الضغط من تحت الأرض وتحويله إلى بخار لتشغيل التوربين.
المصدر: إدارة معلومات الطاقة الأمريكيةالمصدر: إدارة معلومات الطاقة الأمريكية
تطبيقات أخرى للطاقة الحرارية الجوفية
خارج إنتاج الكهرباء ، يمكن للمملكة العربية السعودية استخدام الطاقة الحرارية الأرضية للتدفئة والتبريد بمضخات الحرارة الجوفية. يتطلب ذلك خبرة في الحفر والأنابيب والسباكة والكهرباء - وهي المهارات التي طورتها المملكة العربية السعودية على مر السنين إلى مستويات متقدمة مع صناعة النفط. باستخدام المضخات الحرارية ، يمكن للمملكة العربية السعودية تقليل الحاجة إلى مصادر أخرى للتدفئة والتبريد ، وبذلك ، ستوفر موارد النفط والغاز وتقلل من تكاليف الكهرباء.يمكن أن تكون المضخات الحرارية مصدرًا للتبريد والتدفئة أقل استهلاكًا للوقود بكثير من استخدام الوقود الأحفوري. في معظم مناطق العالم ، من 21 إلى 40 قدمًا تحت السطح ، هناك درجة حرارة ثابتة على مدار السنة تقارب 50 درجة فهرنهايت. خلال الأيام التي تكون أكثر برودة من 50 درجة ، يمكن رفع الدفء النسبي للأرض عبر الأنابيب والمراوح الموجودة تحت الأرض أو المبادلات الحرارية المتصلة بطابق الطابق السفلي من المبنى ، على سبيل المثال. وفي الأيام الحارة ، يمكن أيضًا التحدث عن برودة الأرض. يمكن أيضًا أن تكون أنظمة المضخات الحرارية مركزية ومشتركة عبر المباني من خلال أنظمة تدفئة وتبريد المناطق.
المصدر: وزارة الطاقة الأمريكيةالمصدر: وزارة الطاقة الأمريكية
يمكن للمملكة العربية السعودية أيضًا استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لتحلية المياه . تنتج المملكة العربية السعودية كمية هائلة من المياه العذبة من خلال محطات كثيفة الكربون تعمل بالنفط والغاز. إن التحول إلى الطاقة الحرارية الأرضية لتزويد بعض محطات تحلية المياه في المملكة العربية السعودية بالوقود يمكن أن يمنح المملكة العربية السعودية طريقة أنظف لإنتاج المياه العذبة.
الطاقة الحرارية الأرضية لها العديد من التطبيقات المباشرة الأخرى . يمكن استخدامه للبسترة وتجفيف الفواكه والخضروات وتسخين الصوبات وبرك تربية الأحياء المائية أو مصايد الأسماك. سيؤدي دمج الطاقة الحرارية الأرضية على نطاق واسع إلى تقليل استخدام الوقود الأحفوري وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المملكة العربية السعودية.
التغلب على العراقيل في السعودية
هناك العديد من العوائق التي تحول دون دمج المملكة العربية السعودية للطاقة الحرارية الأرضية ، على الرغم من أنه يمكن التغلب عليها جميعًا. على سبيل المثال ، يمكن معالجة نقص الوعي حول الطاقة الحرارية الأرضية وقبولها من خلال التعليم والاتصالات الاستراتيجية. حقيقة أن المملكة العربية السعودية لديها الكثير من النفط غير المكلف للخروج من الأرض تعمل أيضًا ضد تطوير أنظمة الطاقة هذه. يمكن أن تنطوي عملية استغلال الصخور الساخنة في الأعماق على حفر مكلف. ومع ذلك ، فإن السعوديين لديهم بالفعل خبرة الحفر مع أرامكو السعودية وغيرها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للسعوديين الاستفادة من عملية حفر آبار النفط: عندما يتم حفر بئر عميق للنفط أو الغاز ، من المحتمل أن يكون هناك اكتشاف متزامن للمياه الساخنة. قد يتم إعادة توظيف آبار النفط التي شهدت انخفاضًا في ربحيتهالموارد الطاقة الحرارية الأرضية كما يتم النظر في الولايات المتحدة. ستكون هناك حاجة أيضًا إلى الاستثمار في تطوير البنية التحتية حول الآبار الجوفية. هذا مجال آخر يمكن أن يستفيد من خبرة أرامكو السعودية وكذلك شركات الكهرباء السعودية ومقاوليها.هناك العديد من المصالح الخاصة المحيطة بالنفط والغاز والتي يمكن أن تعرقل تطوير الطاقة الحرارية الأرضية كبديل. لبدء الاستثمار في الطاقة الحرارية الأرضية ، أو على أرض الواقع ، قد تكون هناك حاجة إلى دعم حكومي سياسيًا وفي شكل حوافز مالية للشركات السعودية والأجنبية للمشاركة. وبما أن الطاقة الحرارية الأرضية هي فكرة جديدة للجمهور السعودي ، فقد يكون هناك شعور بالمخاطر المرتبطة بهذه الاستثمارات.
ومع ذلك ، فقد تم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية بقدرات مختلفة لمئات السنين في أجزاء كثيرة من العالم. ومن المرجح أن يساعد تعليم وتدريب السعوديين ، خاصة في سن مبكرة ومن خلال المناهج المدرسية ، حول الطاقة الحرارية الأرضية والإمكانيات الهائلة التي توفرها للبلاد على رفع مستوى راحة السعوديين. من المرجح أن يؤدي تطوير مرافق الطاقة الحرارية الأرضية في البلاد إلى مزيد من البحث والتطوير حول إمكاناتها وتحفيز المزيد من الاستثمار في تطوير الطاقة الحرارية الأرضية. سيؤدي هذا أيضًا إلى زيادة الثقة في أن هذه الأنظمة يمكن أن تعمل في البلاد ، مما يكمل الدائرة الفاضلة المطلوبة.
فوائد الطاقة الحرارية الجوفية
مع تقدم المملكة العربية السعودية في عملية تحول الطاقة الخاصة بها ، يمكن أن تجد المملكة العديد من الفوائد في دمج الطاقة الحرارية الجوفية في مزيج الطاقة الخاص بها بحزم أكبر. يمكن للمملكة العربية السعودية إعادة توظيف آبار النفط والغازالتي أصبحت غير مربحة وحتى تلك التي قد يتم إغلاقها مع تقدم انتقال الطاقة في المملكة العربية السعودية. علاوة على ذلك ، كلما زادت الكهرباء التي تنتجها الطاقة الحرارية الأرضية ، كلما قلت الحاجة إلى النفط والغاز لتوليد تلك الكهرباء. يمكن أن يؤدي استخدام المضخات الحرارية الجوفية الضحلة إلى توفير كميات هائلة من الطاقة وتقليل تكاليف الكهرباء. لن تستخدم تحلية المياه الجوفية وإنتاج الكهرباء الحرارية الأرضية أي نفط أو غاز ، خاصة إذا كانت المرافق وخطوط الأنابيب اللازمة مكهربة بواسطة الطاقة الحرارية الأرضية. كمصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه يمكنه العمل على مدار 24 ساعة في اليوم بغض النظر عن الطقس ، يمكن أن تساعد الطاقة الحرارية الأرضية في تعزيز تنويع الطاقة والموثوقية والمرونة والأمن.يمكن أن تساعد الطاقة الحرارية الأرضية المملكة العربية السعودية أيضًا على تقليل بصمتها الكربونية حيث تعمل المملكة على اعتماد إطار دائري لاقتصاد الكربون . الطاقة الحرارية الأرضية لها تأثير أقل على البيئة من حرق الوقود الأحفوري. تنتج أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية مستوى أقل بكثير من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مقارنة بالنفط والغاز الطبيعي ، حيث تنبعث منها كميات صغيرة فقط من ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون. ويمكن أن يؤدي استخدام الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا إلى تحسين جودة الهواء.
بينما تعمل المملكة العربية السعودية على تحقيق التزامها الصافي الصفر لعام 2060 والمضي قدمًا في أهداف المبادرة السعودية الخضراء ، فإنها ستجد فرصة كبيرة في تطوير مواردها الهائلة من الطاقة الحرارية الأرضية. في حين أنه ستكون هناك بالتأكيد صعوبات - لبناء الدعم العام والبنية التحتية اللازمة - للمملكة العربية السعودية الغنية بالبراكين ، والتي تتمتع بموهبة جيولوجية ، يمكن للطاقة الحرارية الأرضية أن تفتح مسارات جديدة لقيادة الطاقة في المملكة
Under the Volcano: Geothermal is Key to Saudi Arabia’s Energy Future
Saudi Arabia’s commitments to achieve net-zero emissions by 2060 and the new Saudi Green Initiative will drive more investments toward renewables and increasingly greater incorporation of geotherma…
agsiw.org