توليد برق به روش ايسلند

در ماه اکتبر سال 2008 با اوج گرفتن مشکلات اقتصادي، کشور کوچک ايسلند نيز دچار کمبود در زمينه انرژي شد و شرکت هاي حفاري مجبور شدند براي رسيدن به منابع انرژي، اقدام به دوحفاري 5 کيلومتري در عمق دو آتشفشان خاموش اين کشور کنند. دراين منطقه زمين تا حدود يک متر پوشيده از برف و آسمان خاکستري است و دماي هوا آنقدر پايين است که امکان دارد اشک هاي انسان هم يخ بزند!
«ليفسون» يکي از ساکنان ايسلند است که همراه گروهي از زمين شناسان به دنبال پيدا کردن منابع زيرزميني انرژي هستند، يکي از اين حفره ها با عمق 4 کيلومتر در منطقه Krafla (به عنوان يک آتشفشان فعال) عميق ترين منبع زيرزميني حرارتي تلقي مي شود. از اين حفره در طول روزآب جوش، بخار و مواد مايع خارج مي شود و اگر اين نيروي بخار وآب خارج شده بصورت کاملا حرفه اي مهار شود، مي تواند تا سال هاي سال يک منبع بسيار بزرگ توليد انرژي براي ايسلند محسوب شود.
تحوّل استفاده از انرژي هاي زيرزميني در ايسلند از انرژي هاي حرارتي آغاز شد و اين کشور به دليل داشتن يک آتشفشان بسيار بزرگ فعال، مکان مناسبي براي اين پروژه هاست. در اين ميان سنگ هاي متخلخل اسفنجي وجود دارند که مانند سنگ پا حاصل فوران هاي آتشفشاني هستند و حال هدف کنترل اين بخارها، رساندن آن به توربين ها و توليد برق از اين انرژي رايگان است. در دنيا بيش از 50 کشور از انرژي هاي حرارتي و منابع زيرزميني انرژي، مانند آب يا ماگما و بخار سود مي برند و ايسلند در ليست اين کشورها از لحاظ منابع انرژي هاي زيرزميني، در رده چهاردهم قرار دارد.
امروزه بسياري از کشورهاي دنيا از نفت، باد، آب، خورشيد و ...براي انرژي هاي مصرفي خود استفاده مي کنند اما ايسلند پس از شوک نفتي که در سال 1970 رخ داد، تاکنون معروف به توليد و استفاده از انرژي هاي پاک يا بدون آلودگي بوده است.
پروژه «ليفسون» که در طي 10 سال گذشته 22 ميليون دلار هزينه در برداشته، يک بار در سال 2005 توانست به نتايج مثبت برسد اما به گفته کارشناسان همچنان بيشتر شبيه به يک ريسک است و دقيقاً حالت 50-50 دارد.البته وي به همه منتقدانش با دليل و مدرک نشان داده که اگر همين پروژه 50-50 او به واقعيت نزديک شود، مي تواند در يک مقياس عظيم، معادل يک نيروگاه کوچک اتمي انرژي توليد کند و با اين کار تمامي معادلات شرکت هاي انرژي که سرمايه گذاري هاي بزرگي کرده اند به هم خواهد ريخت.
ايسلند در طول دو سال گذشته توانسته از انرژي هاي حرارتي براي توليد برق سود ببرد. اين کار توسط بيرون کشيدن بخار با 35 درجه سانتي گراد از عمق زمين و رساندن آن به توربين بوده و نوع دوم خارج کردن آبي با دماي 200 درجه سانتي گراد از عمق زمين و باز هم منتقل کردن آن به سمت توربين براي چرخاندن آن است. «ليسفون» در اين خصوص مي گويد: اگر ما موفق به انجام اين کار شويم انتظار مي رود که توليد برق 5 تا 10 برابر بيشتر شود. يکي از حسن هاي بزرگ توليد برق به اين روش آن است که مانند نيروگاه فسيلي برق يا اتمي، نياز به سوزاندن ذغال سنگ، نفت يا اورانيوم ندارد و براي همين هيچ پس ماندي از خود به جاي نمي گذارد. اين روش حتي سبب مي شود که آب بتواند مولکولهاي داخلي هيدروژن خود را حفظ کند و سپس آن را به سمت مبدل حرارتي سوق دهد تا بخار بيشتري براي توليد الکتريسيته ايجاد و روانه توربين ها کند.
يکي از شرکت هاي فعاليت کننده در اين زمينه IDDP است که اقدام به حفر يک چاه 4 کيلومتري نموده که از آن آبي با دماي 600 درجه سانتي گراد خارج مي شود که بيشتر شبيه به حباب هاي مواد معدني هستند. اگر چه آب معمولا در اين شرايط به حالت بخار در مي آيد اما فشار داخلي سنگها سبب مي شود که بيشتر آن به حالت مايع باقي بماند و وقتي به سطح زمين مي رسد آماده بهره برداري شود که مي تواند تا 500 مگاوات برق توليد کند که تقريباً به اندازه يک نيروگاه کوچک اتمي يا نيمي از يک نيروگاه بزرگ ذغالي است. در ايسلند نيز تخمين زده شده که منابع زيرزميني انرژي مي تواند سه برابر يک راکتوراتمي ، الکتريسيته توليد کند و اين شرايط، ايسلند را به کشوري مبدل کرده که پنج برابر ايالات متحده انرژي از معادن زيرزميني برق توليد مي کند و نکته جالب اينجاست که مساحت ايسلند به اندازه ايالت کنتاکي آمريکاست!
ايسلندي ها از قرن بيستم پي برده اند که روي چه مخازن ارزشمندي نشسته اند که مي توانند ساليانه 4 تراوات ساعت برق معادل 25 درصد مصرف کشور توليد کنند. تيم اجرايي ابتدا تا عمق 3/8 کيلومتري پيش مي روند اما به دليل آنکه از آن به بعد حسگرها نمي توانند دماي واقعي را تشخيص دهند و خبر بروز يک فوران را بدهند، اين حفاري تا عمق 3 هزار پايي بيشتر ادامه پيدا نمي کند و در اين ميان اگر به سنگ هاي سخت پيروکسين و متا مورفيک که بسيار محکم هستند بر بخورند، حتي سبب توقف کار و شکستن مته هاي حفاري نيز مي شوند!
کشور ايسلند به دليل دارا بودن اين گونه ذخاير و حتي نوع مواد تشکيل دهنده ، شبيه کشورهايي چون ژاپن و ايتالياست، اما ايسلند نخستين کشور در دنياست که تنها از سوخت هاي سبز و پاک استفاده مي کند و اين بدان معني است که روزي مي تواند به راحتي به سوخت هاي فسيلي پشت کند، «ليفسون» در اين خصوص مي گويد :کاري که ما انجام مي دهيم، شعبده بازي نيست، بلکه دست يافتن به منابع و امکانات طبيعي است.
آب هاي پرفشار از عمق 4 کيلومتري بالا آمده و فوران مي کنند A و انرژي گرمايي آنها انتقال داده شده و مبدل به آب پاک و تميز مي شوند.B اين کار سبب ايجاد بخار مورد نياز براي چرخاندن توربين ها مي گرددC که برق توليد مي کنند .چرخه خنک کننده D سبب جذب گرما و متراکم شدن بخار درآب مي شودکه در مبدل گرمايي مورد استفاده مجدد قرار مي گيرد و سپس آب استفاده شده دوباره به زيرزمين پمپ مي شود تا پس از آماده شدن دوباره استفاده گردد.E

منبع:نشريه نوآور شماره 63