سامانههای زمینگرمایی که گرما را از اعماق زمین بهرهبرداری میکنند نسبت به دیگر انرژیهای تجدیدپذیر به زیرساختهای زمینی بسیار کمتری نیاز دارند.
فناوریهای جدیدی که در اصل برای استخراج نفت و گاز از اعماق زمین طراحی شدهاند، اکنون به لطف سامانههای زمینگرمایی تقویتشده (EGS) میتوانند درهای آیندهای بدون سوختهای فسیلی را بگشایند.
یک پژوهش جدید از دانشگاه استنفورد که در نشریه Cell Reports Sustainability منتشر شده است نشان میدهد EGS میتواند در عین رقابتی نگه داشتن قیمت برق، به طور چشمگیری میزان زیرساخت بادی، خورشیدی و ذخیرهسازی باتری مورد نیاز برای گذار به انرژی پاک را کاهش دهد.
مارک جیکوبسون، نویسنده اصلی این مطالعه، میگوید: «ESG یک فناوری پاک و تجدیدپذیر امیدوارکننده است که در کنار باد، خورشید، نیروگاههای آبی و باتریها برای تامین برق جهان در همه حوزهها کار میکند.» او میافزاید: «این فناوری امنیت انرژی را تامین میکند و در عین حال آلودگی هوای مرتبط با انرژی و گرم شدن جهانی را با هزینههای اندک از میان میبرد.»
سامانههای زمینگرمایی تقویتشده چگونه کار میکنند؟
برخلاف نیروگاههای زمینگرمایی متعارف که به مناطق آتشفشانی و مرزهای صفحات تکتونیکی، مانند ایسلند، محدود هستند، در EGS تا عمق حدود هشت کیلومتری حفاری میشود، سیال به درون سنگهای ترکدار تزریق میشود و سپس سیال گرمشده برای تولید برق دوباره به سطح پمپاژ میشود.
پژوهشگران سناریوهایی را با و بدون EGS مقایسه کردند و دریافتند افزودن EGS به ترکیب انرژیهای تجدیدپذیر به «صرفهجویی قابل توجه در زیرساخت» منجر میشود.
وقتی EGS تنها ۱۰ درصد برق مورد نیاز را تامین میکرد، نیاز به ظرفیت باد خشکی ۱۵ درصد، ظرفیت خورشیدی ۱۲ درصد و الزامات ذخیرهسازی باتری ۲۸ درصد کاهش یافت.
نیاز کلی به زمین نیز از ۰.۵۷ درصد به ۰.۴۸ درصد از مجموع مساحت سرزمینی کشورها کاهش پیدا کرد. به گفته پژوهشگران، این موضوع میتواند برای کشورهای کوچک یا پرجمعیتی مانند تایوان و کره جنوبی جذاب باشد.
این مطالعه همچنین نشان داد که انرژی پاک و تجدیدپذیر، چه با EGS و چه بدون آن، به طور چشمگیری هزینهها را کاهش میدهد. در هر دو سناریو، هزینههای سالانه انرژی در مقایسه با «مصرف معمول سوختهای فسیلی» حدود ۶۰ درصد کاهش مییابد.
در این مطالعه آمده است: «وقتی هزینههای بهداشتی و اقلیمی، مانند بیماریهای ناشی از آلودگی هوا و بالا آمدن سطح دریا، نیز در نظر گرفته شود، مجموع هزینههای اجتماعی تقریبا ۹۰ درصد کاهش مییابد.»
از آنجا که EGS برق پیوسته تولید میکند، کارشناسان میگویند این فناوری میتواند برای تامین برق مراکز داده خارج از شبکه که به دلیل رواج هوش مصنوعی در سراسر جهان به سرعت در حال گسترش هستند، بسیار مفید باشد.
آیا EGS ارزانتر خواهد شد؟
هزینه بالا سالها مانعی جدی بر سر راه گسترش EGS بوده است، اما کارشناسان پیشبینی میکنند این هزینهها تا سال ۲۰۳۵ به طور قابل توجهی کاهش یابد.
جیکوبسون این موضوع را به بهبود سرعت حفاری نسبت میدهد و میگوید: «این سرعتها امکان میدهد پروژههای EGS به سرعت تکمیل شوند؛ برخلاف انرژی هستهای که از مرحله احداث تا بهرهبرداری در جهان به ۱۲ تا ۲۳ سال زمان نیاز دارد.»
او اضافه میکند: «همچنین، بر خلاف هستهای، EGS با خطراتی مانند گسترش تسلیحات، ذوبشدن هسته راکتور، نشت محل نگهداری پسماندهای رادیواکتیو یا استخراج اورانیوم از معادن زیرزمینی روبهرو نیست.»