דפים

26 באוגוסט 2012

אנרגיה גיאו-תרמית



התחום האחד שבו קיימת אפשרות טכנית ומעשית להפיק אנרגיה מתחדשת בכמויות גדולות הוא האנרגיה הגיאו-תרמית.

ליבת כדור הארץ מורכבת ממאגמה – כלומר מסלע מותך בטמפרטורות בין 600-1300 מעלות, צלסיוס. תכולת האנרגיה במאגמה היא עצומה. לו הצלחנו לנצל אפילו חלק קטן מאנרגיה זו היינו מספקים חלק גדול מצרכי האנרגיה של האנושות. הבעיה היא טכנית-הנדסית: כיצד חודרים לעומק, עד למאגמה, וכיצד מוציאים משם את האנרגיה.
 תמונה: מאגמה זורמת בהוואי (ויקיפדיה)

במקומות מסוימים כבר מנצלים אנרגיה זו. במקומות אלה יש מאגרי מים תת קרקעיים בלחץ וטמפרטורה גבוהים בתוך שכבת סלע חמה. חלק מהמים מוצאים דרכם למעלה דרך סדקים בסלע ויוצרים את הגייזרים הידועים בפארק יוסמיטי, בצפון קליפורניה, ארה"ב. מספר חברות קדחו קידוחים אל מאגרי מים אלה, ודרך הקדחים מתפרץ קיטור, המניע טורבינות ומפיק חשמל. מספר תחנות כוח גיאו-תרמיות כבר פועלות בצפון קליפורניה (ואולי בעוד מספר מקומות) ומפיקות חשמל בכמות של 1300 MW . זאת אנרגיה מתחדשת, נקייה מזיהום וזולה מאד.

הבעיה היא שמספר המקומות בעולם בו קיימים מאגרי מים תת קרקעיים בתוך סלע לוהט והמתאימים לכן, להקמת תחנות כוח אלה, הוא קטן מאד, ולכן כמות האנרגיה הניתנת להפקה קטנה. בנוסף – אורך החיים של התחנות קטן, כי המים במארגים שנפרצו אוזלים בהדרגה, והקידוח מפסיק לייצר קיטור אחרי מספר שנים.

המאמר הזה מספר על פיתוח טכנולוגיה חדשה, בעזרת הפראקינג (כן, אותו פראקינג שהכרנו ממהפכת הפקת הגז מסלע צפחה), להפקת אנרגיה גיאו-תרמית בכמויות גדולות בהרבה. גיאולוגים מכירים מזמן שכבות של סלע חם (בטמפרטורה של כמה מאות מעלות צלסיוס) הנמצאות קרוב יחסית לפני השטח, במקומות רבים בעולם. הבעיה היא שהסלע החם יבש, אין בו מים, ולכן לא נוצר קיטור שיכול לעלות למעלה. הרעיון של הפראקינג הוא לרסק או לסדק את הסלע, וליצור חללים שלתוכם מחדירים מים מלמעלה. המים מתחממים ורותחים ואז מתפרץ הקיטור שיכול להניע טורבינות.

שש חברות שונות פועלות במקומות שונים בארה"ב (אורגון, אלסקה, נבדה, קליפורניה ואיידהו) כדי להקים מפעלים ניסיוניים להפקת חשמל בשיטות אלה. החברות קיבלו מענקים ממשרד האנרגיה בארה"ב למטרה זו, בסכומים די צנועים (מיליונים בודדים או עשרות מיליונים מעטים*), וגם גייסו הון מקרנות הון סיכון.

הקידוחים נמצאים בשלבי מימוש שונים, לרוב בשלב של השגת רישיונות פעולה. מנהל המקרקעין האמריקאי, BML, ערך סקר השפעה סביבתי ומצא ושאין פגיעה בסביבה. בכול זאת, גופי סביבה, כדרכם בקודש, מערימים קשיים ויוצרים התנגדויות. הדבר כמובן לא הגיוני, כי האנרגיה הגיאו-תרמית היא התקווה הגדולה והממשית ביותר להפקה של אנרגיה נקייה ומתחדשת בכמויות רציניות.
כבר הוכח שניתן, בעזרת הפראקינג, להגביר את התפוקה של האנרגיה מקדחים גיאו-תרמיים ישנים, שתפוקתם הלכה וירדה בגלל המים שאזלו. הטכנולוגיה החדשה הזו, לניצול האנרגיה הגיאו-תרמית, מנצלת את הידע והטכנולוגיה שפותחו לצורך הפקת גז ונפט בשיטות של קידוח לעומק ופראקינג.

בניגוד למקורות "אנרגיה מתחדשת" הנוכחיים – בעיקר שמש ורוח, האנרגיה הגיאו-תרמית מבטיחה מאד. אין בה בעיה של חוסר רציפות וחוסר אמינות (כלומר חוסר שליטה בהפקה). המרכיבים הטכנולוגיים (קידוח ופראקינג) פשוטים יחסית, והם כבר נוסו ופועלים בנסיבות דומות (הפקת הגז). כמויות האנרגיה הזמינות (כמות השכבות של סלע חם) הן אדירות. המחיר גם הוא נמוך. אם הניסויים הנערכים עתה יוכתרו בהצלחה (יש סיכוי טוב) זו תהיה מהפכה של ממש בהפקת אנרגיה.

אינני יודע בדיוק מה המצב בארץ, מבחינה גיאולוגית, אבל, מאחר ואנו נמצאים באזור בעל פעילות געשית, מן הסתם יש גם אצלנו שכבות סלע חם המתאימות להפקת אנרגיה גיאו-תרמית. צריך להיות ערניים ולהביא את הטכנולוגיה לארץ, מיד לכשיוכח שהיא פועלת.

אם יש תקווה למקור חדש של אנרגיה מתחדשת ונקייה, זו האנרגיה הגיאו-תרמית, ולא תחנות הרוח המגוחכות, או הפאנלים הסולאריים הפרימיטיביים.

יעקב




*הערה שולית: תשוו את המענקים הזעירים האלה למענקים בסך מאות מיליוני דולרים שניתנו לחברות הפאנלים הסולאריים שפשטו את הרגל, או לחברות מכוניות החשמליות שהולכות באותו כיוון....








5 תגובות:

עוזי גייגר אמר/ה...

מה עם הידרואלקטריקה?

זו גם צורה של אנרגיה מתחדשת , די .זמינה וזולה

יעקב אמר/ה...

אכן.
אבל הפוטנציאל שלה כבר מומש ברובו. כלומר - במרבית המקומות בהן יש אפשרות להקים סכרים הידרואלקטריים, הסכרים כבר הוקמו. הנושא היה מאד פופולארי בשנות ה 50 וה 60. בארצות מסוימות כמו שוודיה, שוויץ וקנדה מפיקים אחוזים ניכרים מהאנרגיה מהידרו (בשוויץ - 33%, בשוודיה וקנדה אולי 50%, בארה"ב כ 7%)
הבעיה עם הידרו היא לא שזה לא טוב אלא שאין מספיק נהרות ומפלים לניצול נוסף של ההידרו - הוא מוגבל מבחינה כמותית.

זה לא אומר שהארגונים הירוקים לא מתנגדים גם להידרו. בשנה שעברה הם עצרו תוכנית לבניית שני סכרים גדולים בצ'ילה, ואילו בארה"ב הם לוחצים להריסה של סכרים קיימים והשבת הטבע לקדמותו, למצב בתולי. (אכן, ככול הידוע לי, לפחות סכר אחד נהרס כבר מסיבה זו).

הירוקים (חלק מהם לפחות) הם באופן גורף, נגד כול פיתוח, גם כזה שהוא מתחדש ובלתי מזהם.

NirD אמר/ה...

איזו טעות פרוידיאנית מצד קפיטליסט:
"אם הניסויים הנערכים עתה יוכתרו בהצלחה (יש סיכוי טוב) זו תהיה מהפכה של ממשל בהפקת אנרגיה."
האם בטכנולוגיה החדשה ניתן לכבות באופן מיידי תחנה או להפחית את ההספק שלה?

עוד מסמר בארון הקבורה של הכדאיות של אנרגיה סולארית...

יעקב אמר/ה...

אני לא נגד אנרגיה סולארית, אבל אני לא חושב שהיא מסוגלת לספק חלק ממשי של הצרכים (מקסימום - חלק קטן).

האנרגיה הגיאו-תרמית, אם תעבוד (ולא תגרום לבעיות בלתי צפויות) עשויה לספק כמויות גדולות של אנרגיה במחיר נמוך, וכמעט ללא זיהום. זה דבר גדול, בלי קשר לאנרגיה הסולארית.

אנונימי אמר/ה...

לא יוסמיטי, ילוסטון