الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة: استغلال فرن الأرض الناري

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 19 نيسان

ملخص البصيرة

تسعى الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة إلى استغلال الحرارة الشديدة تحت الأرض، مما يوفر بديلاً قويًا ومستدامًا لمصادر الطاقة التقليدية. وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا تمثل تحديًا بسبب الظروف الشديدة والمتطلبات الفنية، إلا أنها تتمتع بالقدرة على زيادة إنتاج الطاقة من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية بشكل كبير. وقد يؤدي تبنيها إلى تحولات كبيرة في أمن الطاقة، وخلق فرص العمل، والاستدامة البيئية، وهو ما يمثل تغييراً محورياً في كيفية توليد المجتمعات للطاقة.

سياق الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة

تتعمق الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة في قشرة الأرض لتسخير الحرارة الهائلة، والتي توجد عند درجات حرارة وضغوط تتجاوز النقطة الحرجة حيث لم يعد الماء موجودًا كسائل أو غاز ولكن كسائل فوق حرج. يَعِد هذا النهج بفتح آفاق جديدة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية من خلال الاستفادة من الخزانات الجوفية الأكثر سخونة بشكل كبير من تلك التي تصل إليها أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية التقليدية. وفي نيوزيلندا، تهدف الأبحاث التي يقودها معهد العلوم الجيولوجية والنووية (GNS) إلى استغلال هذه الموارد الحرارية الأرضية الأعمق والأكثر سخونة، مما قد يؤدي إلى إحداث ثورة في قطاع الطاقة بمصدر طاقة أكثر فعالية واستدامة.

ومن خلال الحفر لعمق يصل إلى 6 كيلومترات تحت سطح الأرض، يستطيع العلماء الوصول إلى الخزانات التي تتجاوز درجات حرارتها 400 درجة مئوية. ورغم أن هذا المسعى يمثل تحديًا تقنيًا بسبب الظروف القاسية، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى تضخيم إنتاج الطاقة بشكل كبير من نفس الحجم من السوائل الحرارية الأرضية المستخرجة. تعد منطقة تاوبو البركانية في نيوزيلندا مثالًا رئيسيًا لمنطقة ذات إمكانات هائلة لمثل هذا الاستكشاف، بدعم من صندوق المسعى التابع لوزارة الأعمال والابتكار والتوظيف (MBIE). 

كما تبذل جهود دولية في اليابان وإيطاليا وأيسلندا والولايات المتحدة لتسخير الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة. ومع ذلك، يبقى التحدي هو التغلب على العقبات الهندسية الكبيرة التي تفرضها البيئات القاسية تحت الأرض. تعد الابتكارات في تقنيات الحفر وبناء الآبار وإدارة السوائل فوق الحرجة ضرورية لتحقيق إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة. 

التأثير التخريبي

ومع زيادة سهولة الوصول إلى هذه الأنظمة وزيادة كفاءتها، يمكن للطاقة المتجددة أن تحل محل الوقود الأحفوري بشكل متزايد، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة ويعزز أمن الطاقة. بالنسبة للأفراد، قد يعني ذلك أسعار طاقة أكثر استقرارًا وتقليل البصمة البيئية مع انخفاض الاعتماد على الوقود المستورد. وقد تحتاج شركات الطاقة إلى التكيف مع هذا التحول من خلال الاستثمار في تقنيات الطاقة الحرارية الأرضية، وإعادة تعريف نماذج الأعمال التقليدية التي تتمحور حول الموارد غير المتجددة.

بالنسبة للحكومات، فإن اعتماد الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة على نطاق واسع يوفر أداة لتحقيق الأهداف المناخية الطموحة. وقد تحتاج أطر السياسات إلى التطور لدعم استكشاف موارد الطاقة الحرارية الأرضية وتطويرها، بما في ذلك حوافز البحث والتطوير، فضلاً عن المبادئ التوجيهية لضمان الممارسات المسؤولة بيئياً. يمكن أن تشهد المناطق التي تتمتع بإمكانات الطاقة الحرارية الأرضية زيادة في الاستثمار وتطوير البنية التحتية، مما يؤدي إلى تنشيط الاقتصاد الإقليمي.

يمكن أن يشهد مشهد الطاقة العالمي تغيرات كبيرة مع نضوج الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة. ويمكن للبلدان التي تمتلك موارد الطاقة الحرارية الأرضية أن تصبح لاعبين رئيسيين في سوق الطاقة العالمية، أو تصدير الكهرباء أو الاستفادة من قدراتها في مجال الطاقة الحرارية الأرضية. وقد يؤدي هذا التحول إلى إمدادات طاقة عالمية أكثر تنوعا ومرونة، مما يقلل الاعتماد على نطاق ضيق من مصادر الطاقة والتوترات الجيوسياسية المرتبطة بها غالبا. ومع تعزيز التعاون الدولي في مجال البحث والتطوير في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، يمكن للتقدم التكنولوجي المشترك وأفضل الممارسات أن يؤدي إلى تسريع التحول العالمي إلى الطاقة المتجددة. 

آثار الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة

قد تشمل الآثار الأوسع للطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة ما يلي: 

• فرص عمل جديدة في قطاع الطاقة المتجددة، وخاصة في مجال استكشاف الطاقة الحرارية الأرضية والحفر وتشغيل محطات الطاقة.
• تحول في متطلبات سوق العمل، مما يتطلب مهارات جديدة وبرامج تدريبية للعمال الذين ينتقلون من صناعات الوقود الأحفوري إلى قطاعات الطاقة المتجددة.
• تستثمر الحكومات في البنية التحتية والأبحاث لدعم التوسع في الطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة، مما يؤثر على مخصصات الميزانية والسياسات المالية.
• زيادة التنمية المحلية والنمو الاقتصادي في المناطق التي تتمتع بإمكانات الطاقة الحرارية الأرضية، مما يساهم في تنشيط الريف وتقليل الهجرة إلى المناطق الحضرية.
• نماذج أعمال جديدة في قطاع الطاقة، تركز على الاستدامة وإدارة الموارد على المدى الطويل بدلاً من الربح على المدى القصير.
• التغييرات في استخدام الأراضي وأنظمة التخطيط لاستيعاب محطات الطاقة الحرارية الأرضية وحماية موارد الطاقة الحرارية الأرضية.
• التحولات الجيوسياسية حيث أصبحت البلدان التي تتمتع بموارد كبيرة من الطاقة الحرارية الأرضية لاعبين رئيسيين في سوق الطاقة العالمية.

أسئلة للنظر فيها

• كيف يمكن للطاقة الحرارية الأرضية فوق الحرجة أن تحول نهج مجتمعك نحو الاستدامة والتنمية الاقتصادية؟
• كيف يمكن للأفراد والحكومات المحلية التعاون لدعم تطوير الطاقة الحرارية الأرضية مع الحفاظ على الطبيعة؟