พลังงานความร้อนใต้พิภพคืออะไร?

พลังงานความร้อนใต้พิภพถือเป็นทางเลือกหนึ่งแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

Payal Mehta ภาพโดย Pixabay

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานหมุนเวียนประเภทหนึ่งที่ได้รับจากความร้อนที่มาจากภายในโลก กระบวนการควบคุมพลังงานนี้กระทำผ่านรูขนาดใหญ่บนพื้นดิน เนื่องจากความร้อนของโลกของเราอยู่ใต้พื้นผิวโลก ที่มาของกรีกคำว่า "ความร้อนใต้พิภพ" เกิดขึ้นจากคำว่า ภูมิศาสตร์ซึ่งหมายถึงโลกและ เทอร์โมซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิ

แหล่งพลังงานนี้สามารถใช้ได้โดยตรง (โดยไม่ต้องผลิตพลังงานในโรงไฟฟ้า ใช้ความร้อนที่เกิดจากพื้นดินเท่านั้น) หรือทางอ้อม (เมื่อความร้อนถูกส่งไปยังอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า) พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถใช้ทำน้ำร้อนในพื้นที่ที่อยู่อาศัยหรือแม้แต่เมืองทั้งเมืองในช่วงฤดูหนาว นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการผลิตความร้อนและสำหรับใช้ในเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องใช้ความร้อนในโรงเรือน พื้นที่ตกปลา หรือพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจ

ในบราซิล พลังงานความร้อนใต้พิภพถูกใช้ในพื้นที่พักผ่อนเท่านั้น สองเมืองที่ใช้แหล่งความร้อนเพื่อการท่องเที่ยว ได้แก่ Poços de Caldas (MG) และ Caldas Novas (GO) สถานที่เหล่านี้อาศัยการเกิดน้ำร้อนจากกระบวนการความร้อนใต้พิภพ นอกจากอุณหภูมิสูงแล้ว น้ำเหล่านี้ยังมีแร่ธาตุจำนวนมากที่ดีต่อผิวหนังและร่างกาย เช่น โพแทสเซียม ซีลีเนียม แคลเซียม สังกะสี คลอไรด์ และแมกนีเซียม

โครงสร้างโลก

โลกถูกปกคลุมด้วยเปลือกโลก ซึ่งเป็นชั้นหินบาง ๆ ที่พบเหนือเสื้อคลุม เป็นชั้นที่มีความลึกมากและโดยทั่วไปประกอบด้วยแมกมา ผลของกระบวนการหลอมเหลว วัสดุนี้เป็นส่วนผสมของหินในสถานะของเหลวหรือสีซีด ก๊าซและผลึกที่ละลายในน้ำ

ความร้อนภายในทั้งหมดนี้ปรากฏขึ้นในบางพื้นที่ของพื้นผิว โดยปกติแล้วจะเกิดการปะทุของภูเขาไฟ รอยแยกทางธรณีวิทยา หรือบริเวณที่มีความร้อนภายใน ทำให้เกิดไอน้ำกีย์เซอร์และน้ำพุร้อน

พืชความร้อนใต้พิภพ

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพจะเปลี่ยนพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ได้จากความร้อนที่มาจากภายในโลกเป็นไฟฟ้า และติดตั้งใกล้บริเวณที่มีไอน้ำและน้ำร้อนปริมาณมาก ด้วยวิธีนี้ แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพจะให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกสร้างขึ้นในอิตาลีในปี พ.ศ. 2447

พลังงานความร้อนใต้พิภพเกิดขึ้นได้อย่างไร?

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพมีหน้าที่ในการเปลี่ยนความร้อนภายในของโลกให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ขั้นตอนแรกในกระบวนการนี้คือการจับน้ำร้อนหรือไอน้ำภายในโลกผ่านท่อที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ จากนั้นไอน้ำจะถูกส่งไปยังพืชซึ่งถูกปล่อยออกมาภายใต้แรงกดดันที่รุนแรง เมื่อปล่อยออกมา ไอน้ำจะเคลื่อนกังหันที่หมุนด้วยกลไก สุดท้าย กังหันจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตพลังงานไฟฟ้า

ในระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าบางระบบที่ใช้ความร้อนของโลก น้ำจะถูกฉีดเข้าไปในดินใต้ผิวดินที่มีความร้อนเพื่อให้กลายเป็นความร้อนและกลับคืนมาในรูปของไอน้ำ ซึ่งเช่นในกรณีก่อนหน้านี้ กังหันจะกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า .

วิธีการเจาะขั้นสูงอยู่ระหว่างการพัฒนา โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มการใช้ประโยชน์จากแหล่งไฟฟ้านี้และลดต้นทุนที่เกิดจากการสูญเสียเครื่องจักร หากเป็นไปได้ แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถแข่งขันในตลาดพลังงานทั่วโลก ซึ่งปัจจุบันควบคุมโดยการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

พลังงานความร้อนใต้พิภพในบราซิลและทั่วโลก

สามประเทศที่ผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพมากที่สุดในโลก ได้แก่ สหรัฐอเมริกา ฟิลิปปินส์ และอินโดนีเซีย นอกจากนี้ ประเทศอื่นๆ ยังเลือกใช้การผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพ เช่น จีน ญี่ปุ่น ชิลี เม็กซิโก ฝรั่งเศส เยอรมนี สวิตเซอร์แลนด์ ฮังการี และไอซ์แลนด์

ปัจจุบัน ประมาณ 25 ประเทศทั่วโลกใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ และในบราซิลไม่มีศักยภาพในการสำรวจพลังงานประเภทนี้มากนัก เนื่องจากมีการสำรวจในพื้นที่การเปลี่ยนแปลงระหว่างแผ่นเปลือกโลก นอกจากนี้ ยังไม่มีแรงจูงใจที่จะใช้มันมากนัก เนื่องจากประเทศมีเมทริกซ์พลังงานที่แข็งแกร่งซึ่งสร้างขึ้นบนฐานน้ำ นอกเหนือจากการใช้แหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น ก๊าซธรรมชาติ

ข้อดีของพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ข้อได้เปรียบหลักของพลังงานความร้อนใต้พิภพคือ:

  • มันไม่ทำงานโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง จึงไม่มีความจำเป็นต้องนำเข้าและซื้อวัตถุดิบช่วยลดต้นทุนการผลิต ใช้จ่ายในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพน้อยกว่าโรงไฟฟ้าน้ำมันหรือนิวเคลียร์ซึ่งมีต้นทุนสูงในการจัดหาผลิตภัณฑ์ขั้นต้น
  • ไม่ปล่อยก๊าซที่ก่อมลพิษ ซึ่งหมายความว่าไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รุนแรงขึ้น ต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิล
  • ไม่เป็นอันตรายต่อดิน แม้จะมีการเจาะภายใน แต่พลังงานความร้อนใต้พิภพไม่ได้กัดเซาะดิน น้ำท่วมพื้นที่ขนาดใหญ่ หรือปนเปื้อนน้ำใต้ดิน เช่นเดียวกับแหล่งพลังงานอื่นๆ
  • ไม่เปราะบางต่อสภาพอากาศ ความแปรผันของสภาพอากาศไม่รบกวนการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ ไม่เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม เป็นต้น
  • ประโยชน์สำหรับพื้นที่รอบนอก ในพื้นที่ที่ไม่มีการเข้าถึงโครงข่ายไฟฟ้าในวงกว้าง โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพสามารถตอบสนองความต้องการของประชากรได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้ง
  • มีการผลิตที่ยืดหยุ่น การผลิตไฟฟ้าที่โรงงานเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามความต้องการ ไม่ขึ้นอยู่กับแหล่งน้ำหรือความพร้อมของวัตถุดิบ และอื่นๆ

ข้อเสียของพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ข้อเสียเปรียบหลักคือ:

  • เป็นไปได้ที่จะจมดิน แม้ว่าจะไม่ทำให้พื้นดินสึกหรอ แต่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถสึกหรอบริเวณด้านในของเปลือกโลกซึ่งอาจทำให้เกิดแรงกระแทกกับพื้นผิวได้ ดังนั้นในบางกรณีจำเป็นต้องฉีดน้ำหรือส่วนประกอบอื่นเพื่อเติมองค์ประกอบภายใน
  • มลพิษทางเสียงและความร้อนในท้องถิ่นสูง โดยทั่วไป โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพส่งเสียงดังมาก เนื่องจากการเพิ่มความร้อนในท้องถิ่นทำให้ไม่สามารถติดตั้งใกล้กับบ้านและชุมชนได้
  • การปล่อย H2S (ไฮโดรเจนซัลไฟด์) นอกจากไอน้ำแล้ว เป็นเรื่องปกติที่จะมีการปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งอาจไม่ส่งผลกระทบต่อบรรยากาศ แต่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ นอกจากจะกัดกร่อนสูงและมีกลิ่นไม่พึงประสงค์แล้ว
  • ดำเนินการในบางแห่งเท่านั้น เช่นเดียวกับแหล่งพลังงานส่วนใหญ่ ความร้อนใต้พิภพสามารถทำงานได้ในพื้นที่ที่เหมาะสมเท่านั้น โดยมีความร้อนภายในสูงและเข้าถึงพื้นที่ความร้อนได้ง่ายและราคาไม่แพง สิ่งนี้ทำให้การใช้งานในสถานที่ส่วนใหญ่ไม่สามารถทำได้
  • การปนเปื้อนที่เป็นไปได้ของแม่น้ำและทะเลสาบ ของเหลวความร้อนสามารถปลดปล่อยองค์ประกอบแร่ธาตุที่หากเก็บรักษาไว้ไม่ถูกต้อง อาจส่งผลต่อแหล่งน้ำในบริเวณใกล้กับโรงไฟฟ้า
  • ต้นทุนการลงทุนสูง แม้ว่าการบำรุงรักษาโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพจะมีขนาดเล็ก แต่การก่อสร้างและการติดตั้งนั้นมีราคาแพงเนื่องจากเทคโนโลยีที่ใช้ในกระบวนการ ซึ่งเป็นปัจจัยที่อาจเปลี่ยนแปลงได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

แม้จะเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่พลังงานความร้อนใต้พิภพยังคงมีข้อเสียที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น การสัมผัสกับไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณมาก อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อสุขภาพของคนงานได้หลากหลาย

อาการระคายเคืองในตา จมูก หรือลำคอเป็นอาการเบื้องต้นบางประการ ปัญหายังส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจ ทำให้ความจำเสื่อม ปวดหัว และแม้กระทั่งการทำงานของมอเตอร์บกพร่อง นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญยังกล่าวว่าอาการต่างๆ เช่น หัวใจล้มเหลว ไตวาย อาเจียน คัน และผิวหนังเป็นสีแดง อาจปรากฏขึ้น ไม่ต้องพูดถึงผลที่ตามมาซึ่งไม่สามารถรักษาให้หายได้ เช่น ความผิดปกติทางจิต