مزايا وعيوب الطاقة الحرارية الأرضية، وكذلك من أين تأتي الطاقة الحرارية الأرضية. وسنشرح أيضًا الطاقة الحرارية الأرضية، وسنتحدث أيضًا عن مزايا وعيوب الطاقة النووية. كل هذا من خلال مقالتنا. تابع معنا.
مزايا وعيوب الطاقة الحرارية الأرضية
1- مميزات الطاقة الحرارية الأرضية :
– مصدر طاقة صديق للبيئة:
وذلك لأن الأثر الذي يتركه على البيئة لا يقارن بمصادر الطاقة الأخرى كالفحم والوقود، ولا يسبب أي تلوث سواء أثناء الاستخراج أو التحويل أو الاستخدام.
– مصادر الطاقة المتجددة:
الطاقة الحرارية الأرضية هي أحد مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة، أي أنها مهما تم استخدامها فإنها لن تختفي. وذلك لأن الأرض تشع الحرارة من باطنها.
– التوفر:
تتوفر الطاقة الحرارية الأرضية على مساحات شاسعة وفي كل مكان، على عكس مصادر الطاقة الأخرى التي لا تمتلكها إلا دولة أو أخرى. وهذا يجعلها متاحة للجميع ولا تقتصر على أي شخص.
– التواجد بكميات ضخمة:
يبلغ استهلاك العالم الحالي من الطاقة حوالي 15 تيراواط، وهذا لا يعادل شيئا مما يمكن أن تنتجه الطاقة الحرارية الأرضية، كما ذكرنا سابقا، ولكن مع ذلك فإن المحطات التي تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية قليلة في الوقت الحاضر مقارنة بما يمكن إنتاجه منها كميات ضخمة.
– مصدر موثوق ومستمر للطاقة:
توفر الطاقة الحرارية الأرضية مصدرا ثابتا لاستخراج الطاقة، على عكس الموارد المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لأنها مصدر متاح دائما للاستفادة منه.
– التدفئة والتبريد :
ويتطلب الاستخدام الفعال للطاقة الحرارية الأرضية من أجل توليد الكهرباء أن تتجاوز درجة حرارة الماء 150 درجة مئوية لتشغيل التوربينات، ولكن بدلا من ذلك يمكن استغلال فرق درجة الحرارة بين السطح والأرض، لأن الأرض أكثر مقاومة للتغيرات الجوية الموسمية. من الهواء، وبالفعل تقوم شركة ايكيا السويدية باعتماد هذه الطريقة في التبريد والتدفئة.
– تكاليف منخفضة:
وبعد بناء المحطة – التي تكلف الكثير – يصبح إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية غير مكلف على الإطلاق مقارنة بمصادر الموارد الأخرى.
– دقة حساب الطاقة :
من السهل حساب الطاقة الحرارية الأرضية بدقة لأنها ليست كغيرها من مصادر الطاقة التي تتقلب حسب الطقس كالشمس والرياح. ولذلك يمكننا التنبؤ بكمية الطاقة الحرارية الأرضية المستخرجة بدرجة عالية من الدقة قبل القيام بعملية الاستخراج، وهذا قد يساعدنا في استخلاص الكميات المناسبة حسب الحاجة. .
2- عيوب الطاقة الحرارية الأرضية:
– الإضرار بالبيئة:
لا تطلق الطاقة الحرارية الأرضية أي غازات دفيئة عند استخراجها، ولكن هناك بعض الغازات الدفيئة المخزنة تحت الأرض مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. يتم إطلاقها في الغلاف الجوي أثناء عملية الاستخراج.
– الالتزام بموقع المحطة:
أحد أكبر عيوب الطاقة الحرارية الأرضية عند استخراجها هو تقييد مواقع المحطات. ولذلك علينا أن نبني المزيد من المحطات لتعمل على مساحات واسعة، وهو ما يكلفنا الكثير.
– الزلازل:
ويتغير الهيكل الأرضي نتيجة عملية الحفر عندما يتم استخراج الطاقة الحرارية الأرضية بالقرب من محطات توليد الكهرباء. هذه التغييرات تسبب الزلازل، لكن معظم المحطات بعيدة عن المناطق السكنية فلا ضرر منها.
– هبوط الأرض:
ويحدث الهبوط التدريجي للأرض فقط في المناطق التي تقام فيها محطات توليد الكهرباء، مما يؤدي إلى إتلاف الطرق والمباني السكنية وغيرها.
من أين تأتي الطاقة الحرارية الأرضية؟
ويتم الحصول عليها من الحرارة الموجودة في الأرض، ويمكننا استخدام هذه الطاقة ليس فقط للحصول على الطاقة الكهربائية، بل يمكننا الاستفادة منها لتدفئة وتبريد المباني، وفي المنتجعات الصحية، وفي الينابيع الساخنة.
ولكن من أين تأتي هذه الحرارة؟ الحرارة في مركز الأرض هي نتيجة ثانوية للتفاعلات الكيميائية والنووية التي تحدث في أعماق باطن الأرض والتي تحدث منذ مليارات السنين. واحدة من المنتجات الثانوية الأكثر شيوعا لهذه التفاعلات هي الحرارة، والتي تنتقل بعد ذلك ببطء حول الأرض حتى تصل إلى الأماكن التي يمكننا الوصول إليها عن طريق الحفر في الأرض. ولأن هذه التفاعلات تحدث في أعماق باطن الأرض، فإنها ستستمر في الحدوث، وأي كمية من الحرارة نستخدمها سيتم استبدالها أو تجديدها. تعد الطاقة الحرارية الأرضية، جنبًا إلى جنب مع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية، مصدرًا للطاقة المتجددة لأنه يمكننا استخدامها إلى الأبد.
الطاقة الحرارية الأرضية
الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر طاقة بديل ونظيف ومتجدد. وهي طاقة حرارية عالية ذات أصل طبيعي مخزنة في الصهارة في الأرض. وتشير التقديرات إلى أن أكثر من 99% من كتلة الأرض تتكون من صخور تزيد درجة حرارتها عن 1000 درجة مئوية. ترتفع درجة الحرارة كلما تعمقنا في الأرض بمعدل حوالي 2.7 درجة مئوية لكل 100 متر عمق، أي أنها تصل في المتوسط إلى 27 درجة مئوية على عمق كيلومتر واحد أو 55 على عمق كيلومترين، و قريباً. وتستخدم هذه الطاقة الحرارية بشكل رئيسي في توليد الكهرباء، وهذا يتطلب حفر العديد من الأنابيب إلى أعماق كبيرة قد تصل إلى حوالي 5 كيلومترات. في بعض الأحيان يتم استخدام الماء الساخن للتدفئة عندما تكون درجة الحرارة قريبة من سطح الأرض، ونجده على عمق 150 متراً أو أحياناً في مناطق معينة على شكل ينابيع حارة تصل إلى سطح الأرض.
وهذه الطاقة المتجددة نظريا يمكن أن تكون كافية لتغطية احتياجات العالم من الطاقة لمدة 100 ألف سنة قادمة، إلا أن تحويلها إلى طاقة كهربائية عملية مكلفة بسبب عمليات الحفر لأعماق كبيرة والحاجة إلى العديد من الأنابيب لاستخراج الماء الساخن بكميات وفيرة. بكمياتها، على الرغم من أن الطاقة الأساسية (المادة الخام) مجانية ومتوفرة على نطاق واسع ولكن يصعب الحصول عليها.
مزايا وعيوب الطاقة النووية
1- مميزات الطاقة النووية:
– سهولة توفر المواد المستخدمة فيه، وهي عنصر اليورانيوم المشع، وسهولة نقله، على عكس المواد البترولية أو الفحم التي تتطلب جهداً عالياً من أجل استخراجها من الأرض، وتكريرها، ومن ثم نقلهم من مكان إلى آخر.
تعتبر الطاقة النووية أحد مصادر الطاقة النظيفة، وذلك لأنها لا تطلق أي مواد كيميائية أو ملوثات للبيئة أثناء استخدامها من قبل الإنسان، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، والتي تنتج عن عملية احتراق المواد النووية. النفط أو الفحم وما قد يسببه ذلك. وتشمل المشاكل البيئية الرئيسية ظاهرة الاحتباس الحراري أو المطر الحمضي.
– لا تحتاج محطاتها إلى مساحات كبيرة كما هو الحال في مشاريع توليد الطاقة الكهربائية أو طاقة الرياح.
– قدرته العالية على إنتاج كميات هائلة من الطاقة، حيث أن ما يتم إنتاجه من طن واحد من اليورانيوم يعادل ملايين المرات من الطاقة التي ينتجها الفحم أو النفط.
وتتميز بفترات تشغيلها الطويلة والتي تصل إلى فترة زمنية تقدر بحوالي (40) سنة تقريباً، تتمثل في محطاتها.
2- عيوب الطاقة النووية:
– يصعب التخلص من مخلفاتها النووية، ولذلك تلجأ الدول المتقدمة التي تستخدمها إلى دفنها في طبقات جيولوجية عميقة جداً، حتى لا تصل آثارها الضارة إلى الإنسان.
– حاجتها الكبيرة لكميات هائلة من المياه لتشغيل محطاتها.
– تكلفتها المالية العالية، خاصة تلك المحطات طويلة الأمد.
– خلقت العديد من المخاوف الكبرى التي تتمحور حول سلامة الإنسان خوفاً من التسرب الإشعاعي من محطاتها.