هزینه حفاری پاشنه آشیل انرژی زمین گرمایی

ميزنفت/ انرژی زمین گرمایی امروزه یکی از گسترده ترین منابع انرژی سبز قابل دسترس در جهان است. طبق محاسبات، مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در 11کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل 50 هزار برابر کل انرژی بدست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز در جهان است.

علیرغم قابل دسترس بودن، تقاضای آن در مقایسه با انرژی بادی و خورشیدی به دلیل هزینه های بالای حفاری، بسیار کم است.به طوری که حدود 50 درصد کل هزینه های انرژی زمین گرمایی مربوط به  هزینه های حفاری آن است. اما با این وجود از مزایای آن می‏‎ ‎توان به اثرات ناچیز آن بر محیط زیست، میزان بسیار کم انتشار گازهای گلخانه ای و دسترسی آن در اکثر نقاط جهان اشاره کرد. مقدار گاز ‏CO2‎‏ تولید شده در نیروگاه های زمین گرمایی به ترتیب معادل 15 درصد نیروگاه های گاز سوز، 10 درصد نیروگاه های نفت سوز و 8 درصد نیروگاه های زغال سنگ سوز بوده و هم چنین میزان تولید اکسید نیتروژن و گوگرد آن تقریباً در حدود صفر است.

انرژی زمین گرمایی همچنین می تواند به کاهش هزینه های سوخت های متعارف، کاهش گازهای گلخانه ای فزاینده، مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش اتکاء به سوخت های فسیلی متعارف کمک کند. انرژی ژئوترمال را می توان در تمام مدت 24 ساعت شبانه روز و در هر 365 روز سال استخراج و استفاده کرد و همچنین مستقل از شرایط جوی است.‏

تاسیسات انرژی زمین گرمایی در 24 کشور دنیا مستقر شده اند‏‎.‎‏ کل ظرفیت نصب شده تاسیسات جئوترمال در سراسر دنیا از 1.3 گیگاوات در سال 1975 به بیش از 13 گیگاوات در سال 2015 افزایش یافته است‎.‎‏ ایالات متحده با ظرفیت 3.6  گیگاواتی بیشرین سهم را در این انرژی داراست (28 درصد ظرفیت جهانی).

محققان در دانشگاه ‏North Dakota‏ همچنین معتقدند که انرژی زمین گرمایی پتانسیل این را دارد که یکی از بزرگترین بخش های پورتفولیوی انرژی ایالات متحده آمریکا باشد. سوال اینجاست که چطور ممکن است از لحاظ اقتصادی از این منبع عظیم انرژی پاک که در زیر زمین ذخیره شده بهره برداری انجام داد؟
حفاری های نفت و گاز می تواند بخش مهمی را در توسعه انرژی زمین گرمایی ایفا کند.‏

‎ هر بشکه نفت حدود 7 بشکه آب داغ به همراه دارد که می تواند جهت تولید برق به وسیله توربین های ژئوترمال مورد استفاده قرار گیرد. محققان، آنا کروول و ویل گانسولد در مقاله ای که در ‏Journal Geosphere‏ منتشر شد بیان کردند: “حوزه های رسوبی تولید نفت و گاز در کلرادو، ایلیونی، میشیگان و داکوتای شمالی حاوی آب سازندهایی هستند که حرارت آن برای تولید نیروی زمین گرمایی کفایت می کند”.‏

‎حوزه ی دنور – خولیبورگ (که در وایومینگ، نبراسکا و کلرادو گسترده شده و دارای یک سطح تقریبا 155 هزار کیلومتر مربعی می باشد) بالاترین ظرفیت را برای مقیاس وسیع داراست و از لحاظ اقتصادی در تولید انرژی زمین گرمایی امکان پذیر است.‏

‏در 12 ماه مه 2016 دپارتمان انرژی آمریکا طی گزارشی نخستین موفقیت تجاری در تولید برق از انرژی زمین گرمایی مخازن نفت و گاز را در این کشور اعلام کرد.‏
‏روش دیگر استفاده از انرژی ژئوترمال، چاه های نفت و گاز متروکه است. چاه متروکه چاهی است که تولیداتش از لحاظ اقتصادی متوقف شده است. دمای سنگ های داغ زیر زمین به ازای هر کیلومتر افزایش عمق بین 35 تا 50 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. چاه های قدیمی نفت و گاز کیلومترها زیر زمین را حفر می کردند تا به منابع دسترسی پیدا کنند. حدود 20 تا 30 میلیون چاه نفت متروکه در سراسر دنیا وجود دارد که این چاه های نفت متروکه میزان بسیار زیادی انرژی گرمایی را در خود دارند که با استفاده از فناوری ‏double-pipe‏ می توانند جهت استفاده از انرژی جئوترمال مورد استفاده قرار گیرند. به این صورت که آب از طریق لوله به   قسمت های تحتانی مخزن جریان پیدا کند و پس از داغ شدن به سطح مخزن پمپاژ شده و توربین جئوترمال را جهت تولید برق به جریان درآورد‎.‎‏ ‏
آیا تاکنون انرژی زمین گرمایی مقرون به صرفه بوده است؟

‏از زمان کاهش قیمت نفت در سال 2014 شرکت های حفاری و خدمات نفتی هزاران شغل را به منظور کاهش هزینه های عملیاتی و شناور ماندن در بازار کاهش داده اند. گزارش منتشر شده در آوریل 2015 اظهار داشت که ‏Continental Resourses‏ و گروه ‏MOL‏ مجارستان سیستمی را مورد آزمایش قرار داده اند که می تواند با استفاده از آب داغ موجود در چاه های نفت، برق تولید کند. با وجود قریب به 25 میلیارد گالن آب که از حفاری های سالانه در ایالات متحده بدست می آید، این سیستم (اگر از لحاظ تجاری در آینده نزدیک توسعه پیدا کند) می تواند برق معادل با 3 نیروگاه ذغال سوز طی شبانه روز را تولید کند.‏

‏   ‏Continental Resourses‏ با دانشگاه ‏North Dakota‏ در رابطه با این پروژه زمین گرمایی همکاری نمودند. این گروه لوله های آب داغ را به ژنراتورهای زمین گرمایی برای تولید برق اتصال دادند که یا می تواند به شبکه فروخته شود و یا به خطوط برق موجود اتصال داده شود. اگرچه کاربرد تجاری این طرح به طور کامل مشخص نشده، طبق تخمینی که توسط دپارتمان انرژی آمریکا انجام گرفته، یک ژنراتور تولید برق زمین گرمایی 350 کیلو واتی، هزینه را به بیش از 100 هزار دلار به ازای هر چاه نفت به طور سالانه کاهش می دهد. این نشان می دهد که انرژی زمین گرمایی پتانسیل این را دارد که نه تنها از لحاظ هزینه ها کارایی داشته باشد، بلکه درآمد اضافی و اشتغال را برای شرکت های حفاری ایجاد کند.‏

دیگر حمایت کنندگان از انرژی زمین گرمایی یک شرکت مستقر در آمریکا به نام ‏Hypersciences‏ به دنبال نوعی فناوری است که این امکان را فراهم سازد که بتوان به انرژی زمین گرمایی در اعماق بسیار زیاد (حدود 2مایل زیر زمین) دسترسی پیدا کرد. اگر ‏Hypersciences‏ در این فناوری موفق شود به طور قابل ملاحظه ای هزینه های حفاری ژئوترمال که هم اکنون بین ۵ تا 20 میلیون دلار برای هر چاه است کاهش خواهد یافت. به طوری که این فناوری موجب حفاری سوراخ های وسیع تری در مقایسه با حفاری های متعارف خواهد شد. همچنین این شرکت توسط شرکت بزرگ نفت شل حمایت می شود که یک میلیون دلار هم قبلا برای یک پروژه مشابه تامین مالی انجام داده است. ‏

*نتیجه
‏اگرچه ایالات متحده آمریکا به عنوان پیشرو در تولید انرژی زمین گرمایی دنیا مشهور شده است، اما بخش کوچکی از مصرف کل انرژی این کشور از طریق زمین گرمائی تامین می شود، به طوری که یک چاه معمولی پتانسیل تولید 54 کیلووات برق را دارد که بسیار کمتر از حداکثر ظرفیت سایر انواع انرژی از قبیل خورشیدی، هسته ای و غیره است.

با این حال انرژی زمین گرمایی می تواند شرکت های حفاری را به تولیدات کم کربن در مقایسه با سایر منابع انرژی یاری دهد. هنوز بزرگترین و مهمترین محدودیت، هزینه های بالای حفاری در ارتباط با انرژی زمین گرمایی به حساب می آید؛ اگرچه پیشرفت های تازه و امید بخشی توسط محققان و شرکت هایی مثل ‏Hypersciences‏ بدست آمده است ولی انرژی زمین گرمایی تنها زمانی می تواند به مسیر خودادامه دهد که هزینه های مربوط به آن کاهش یابد. انرژی زمین گرمایی حقیقتا شایسته توجه می باشد که خوشبختانه با توجه به پیشرفت های روز افزون این توجه در حال بدست آمدن است. ‏

مهرزاد گرامی
m92gerami@gmail.com
دانشجوی کارشناسی ارشد اقتصاد انرژی

شنبه ۶ شهريور ۱۳۹۵ ساعت ۰۹:۱۱