אנרגיה גאותרמית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
תאור כללי של הסביבה האופיינית לתחנת כוח גאותרמית
המבנה הפנימי של כדור הארץ
אזורים פעילים בקרום כדור הארץ: תנועת הלוחות ואזורים פעילים וולקנית
תמונה של תחנת כוח גאותרמית בנבדה, ארצות הברית

אנרגיה גאותרמית (Geothermal Power) פירושה שימוש בחום גאותרמי לייצור חשמל.

המושג גאותרמי מקורו במילה היוונית גאו (geo) שפרושה ארץ והמילה תרמל (thermal) שפרושה חום. מקור החום הוא החום בתוך כדור הארץ מתחת לקרום כדור הארץ. מקור אנרגיה זה נחשב למקור שאינו מתכלה. האזורים בעולם שבהם האנרגיה הגאותרמית זמינה הם האזורים הפעילים מבחינה טקטונית. החום עולה לפני השטח באזורים הוולקניים עם הלבה הרותחת שמקורה במעמקים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

המקום הראשון שבו יוצר חשמל מקיטור גאותרמי, כלומר קיטור שמקורו מן האדמה, היה לרדרלו (Larderello) באיטליה. ההצלחה סימנה את הערך הכלכלי של השימוש בחום הגאותרמי בתעשייה. ייצור החשמל הגאותרמי במקום היה הצלחה כלכלית. ביפן נקדחה באר גאותרמית בשנת 1919 ובאזור הגייזרים אשר בקליפורניה שבארצות הברית בשנת 1921. בשנת 1958 החלה לפעול תחנת כוח גאותרמית קטנה בוואירקאי אשר בניו זילנד ובמקסיקו בשנת 1959. ההספק הגאותרמי המותקן בעולם היה בשנת 1995, 6,833 מגה ואט ובשנת 2000 7,974 מגה ואט. השימוש באנרגיה גאותרמית שלא לייצור חשמל הסתכם בשנת 2001 לפי הערכה בכ-20,000 מגה ואט חום. האנרגיה הגאותרמית משמשת תפקיד חשוב במאזן האנרגיה של מספר מדינות מתפתחות כמו הפיליפינים, ניקרגואה, אל סלוודור, קוסטה ריקה, קניה, אינדונזיה ומקסיקו.

ייצור חשמל[עריכת קוד מקור | עריכה]

השדה הגאותרמי הגדול בעולם נמצא באזור הגייזרים בקליפורניה, צפונית ל סן פרנסיסקו. ייצור החשמל במקום שהחל בשנת 1960 מגיע ליותר מאלפיים מגה ואט בשנת 2001. שדה גדול נוסף בארצות הברית נמצא באזור הסלטון סי. בנוסף לארצות הברית מייצרים חשמל גאותרמי באיטליה, צרפת, ניו זילנד, מקסיקו, ניקרגואה, קוסטה ריקה, רוסיה, איסלנד, הפיליפינים, אינדונזיה, יפן, קניה, אתיופיה וגואטמלה. גם קנדה בוחנת אפשרות לייצור חשמל ממקור גאותרמי. ברוב המקומות האלה משתמשים בקיטור לייצור חשמל ובמיעוטם גם במים חמים. כך למשל באיסלנד, בנוסף לייצור חשמל, המים מחוממים עד לטמפרטורה של כ-82 מעלות צלזיוס ומוזרמים לעיר הבירה רייקיאוויק, שם משתמשים בהם לרחצה, הסקה ואף להפשרת מדרכות משלג.

טכנולוגיות שונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנם מקומות בהם הזרם הגאותרמי יוצא מן האדמה בעצמו כמו בגייזרים. בדרך כלל צריך לקדוח באר אל המאגר התת-קרקעי. גם במקרה של קידוח באר ישנה אפשרות שהלחץ במאגר די גבוה והזרם הגאותרמי יצא בעצמו מראש הבאר. ישנה גם אפשרות להתקין משאבה לתוך הבאר ולשאוב את המים החמים מהמאגר אל ראש הבאר. מקור החום הגאותרמי הזמין לשימוש הוא בדרך כלל תערובת של מים וקיטור. רוב תחנות הכוח לייצור חשמל ממקורות גאותרמיים משתמשות בקיטור ומחזירות את המים החמים ללא שימוש חזרה לאדמה.

במקרים בהם הטמפרטורה של הזרם הגאותרמי אינה גבוהה דיה, כמות המים בתערובת גבוהה והקיטור דל מכדי לשמש להפקת חשמל יעילה, ולעתים אף איננו קיים כלל (למשל, כאשר משתמשים במשאבה). במקרים אלו ניתן להשתמש בטכנולוגיה בינארית, בה המים שחוממו על ידי הזרם הגאותרמי מחממים, בעזרת מחליפי חום, גז הרותח בטמפרטורות הנמוכות מנקודת הרתיחה של המים (כגון בוטאן או פנטאן). הגז הזה מתפשט בטורבינות וגורם לסיבוב של הגנרטורים ולייצור חשמל. יחידה בינארית כזו יכולה לשמש גם לניצול אנרגיית החום של הקיטור, על ידי שימוש במחליף חום בצד הקיטור.

דרך אחרת לייצור חשמל גאותרמי, שפותחה במעבדה הלאומית לוס אלמוס שבארצות הברית, ונבחנת בשנים האחרונות (בין היתר, בעמק הריין בצרפת), היא שיטה הקרויה (EGS), והיא ישימה במקומות בהם ישנו מקור חום קרוב יחסית לפני הקרקע (מדובר ב-5 קילומטרים ויותר) ללא מים. מקום כזה מוגדר כסלעים יבשים (dry rocks) ודורש תהליך מורכב של החדרת מים שיחוממו ושאיבת המים החמים או הוצאת התערובת של מים חמים וקיטור לשימוש בתחנת הכוח הגאותרמית. בבאר כזו מבצעים מספר קידוחים עמוקים לעומק שבו נמצאים הסלעים, ומזרימים בצינור אחד מים ובצינור האחר או האחרים עולים אדי מים אל פני השטח ומניעים טורבינת חשמל.

על פי אומדנים שנעשו, כ-60% מפני כדור הארץ, מתאימים לשימוש בשיטה זו, ולכן מומחים בתחום של האנרגיה הגאותרמית מאמינים כי שיטה זו תוכל להוות תחליף נפוץ לשימוש בדלקים פוסיליים, לאחר שהמדענים והמהנדסים יתגברו על הקשיים הטכניים וההנדסיים שכרוכים בה. מחקר בMIT העריך את הפוטנציאל האנרגטי של יישום טכנולוגיה זו בארצות הברית ב-100 גיגה ואט. ב-2008 הכריזה חברת אורמת על התחלת ניסוי בטכנולוגיה זו בשיתוף משרד האנרגיה האמריקאי באתר תחנת הכוח דזרט פיק‏[1].

הזרקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשנים האחרונות, עם גידול הדאגה לאיכות הסביבה, מרבים להחזיר לקרקע את המים החמים ואת הקונדנסט שהתעבה מן הקיטור במהלך תהליך ייצור החשמל. החדרת המים חזרה לקרקע נעשית בדרך כלל בלחץ תוך שימוש בבארות הזרקה מיוחדות. המיקום והעומק של בארות ההחדרה נבחרים בקפדנות כדי לא לקרר ולא להשפיע לרעה על המאגר הגאותרמי שבו משתמשים להפקת החשמל. התופעה של קירור המאגר וירידת הלחץ של בארות ההפקה הן תופעות ידועות הדורשות קידוחים חדשים ו/או טיפול חוזר בבארות קיימים לאורך חיי תחנת הכוח הגאותרמית.

אנרגיה גאותרמית בישראל[עריכת קוד מקור | עריכה]

חברת "אורמת תעשיות" הישראלית מפתחת, מייצאת ומנהלת ייצור חשמל על תשתית שדות גאותרמיים באתרים רבים בעולם. ב-2009 התגלה לראשונה בישראל מקור גאותרמי המתאים לייצור חשמל, ברמת הגולן[2].

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Geothermal Energy Utilization and Technology Edited by Mary H Dickson & Mario Fanelli, 2005. Published by Earthscan UK &USA
  • Power from the Earth Geothermal development in New Zealand Published by ECNZ Geothermal Group, Wairakei, ISBN 0-477-01715-0
  • McGraw-Hill Encyclopedia of Engineerung, Sybil P. Parker Editor in Chief. 1983 McGraw-Hill Book Company ISBN 0-07-045486-8

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא אנרגיה גאותרמית בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]