พลังงานความร้อน อธิบายประโยชน์ของพลังงานความร้อนจากใต้พิภพ

พลังงานความร้อน ใต้พิภพทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นพลังงานจากธรรมชาติหรือวิศวกรรม มีประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม เช่น ความน่าเชื่อถือ มันสามารถจ่ายไฟฟ้าได้ไม่หยุดนิ่ง เนื่องจากโลกร้อนอยู่เสมอและแผ่ความร้อนออกมาอย่างคาดเดาได้ ไม่สามารถพูดถึงลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ได้เช่นเดียวกันเนื่องจากลมจะสงบลงและดวงอาทิตย์ก็ตก ความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการออกแบบ เช่นเดียวกับความร้อนใต้พิภพตามธรรมชาติ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

ซึ่งหมายความว่าความร้อนจะไม่ทำให้โลกหมดไป ไม่ได้หมายความว่าไซต์จะไม่เสื่อมสภาพ เจฟเฟอร์สัน เทสเตอร์ ผู้เชี่ยวชาญออกแบบทางวิศวกรรม ขุดความร้อนจากภูมิภาคนี้ใต้ดินได้เร็วกว่าที่แร่ธาตุกัมมันตภาพรังสีเติมในหินและการนำไฟฟ้าผ่านโลก ในที่สุด หินที่อยู่ระหว่างการฉีดและหลุมผลิตจะเย็นลง แต่เช่นเดียวกับการปลูกพืชหมุนเวียน สามารถเจาะบ่อน้ำใหม่บริเวณใกล้เคียงได้ ซึ่งหินก็ร้อนเช่นเคย หมุนบ่อน้ำหลายๆคู่ ก็จะได้น้ำร้อนไปเรื่อยๆ

โดยรวมแล้ว กระบวนการนี้ดึงความร้อนเพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ ในก้อนหินก้อนใหญ่และความร้อนของโลกในปริมาณเล็กน้อยจนน่าขัน ไม่มีระบบใดที่จะฝันถึงการทำให้โลกเย็นลง ความร้อนใต้พิภพเชิงวิศวกรรมและธรรมชาติใช้โรงไฟฟ้าแบบเดียวกันซึ่งสะอาดมาก พืชคู่การออกแบบที่สะอาดที่สุด ไม่ปล่อยก๊าซสู่สิ่งแวดล้อม ไม่แม้แต่ไอน้ำน้ำหมุนเวียนอยู่ในท่อและต้มของเหลวอื่นเพื่อหมุนกังหันของโรงงาน โรงงานไอน้ำและแฟลช ซึ่งพ่นไอน้ำออกมาเป็นฟอง

การปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเล็กน้อยตามธรรมชาติ และมีสครับเบอร์ที่แทบไม่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์เล็ดลอดออกมาเลย นอกจากนี้ โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพยังใช้พื้นที่ไม่มากนัก 7,460 ตารางเมตรต่อเมกะวัตต์ มาดูกันว่าแหล่งพลังงานอื่นเปรียบเทียบกันอย่างไร แผงโซลาร์เซลล์เป็นแผงที่แย่ที่สุดในอวกาศ โดยกินพื้นที่กว่า 66,000 ตารางเมตรต่อไฟฟ้าหนึ่งเมกะวัตต์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

โรงไฟฟ้าถ่านหินและเหมืองถ่านหินมีพื้นที่ 430,556 ตารางฟุตต่อเมกะวัตต์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้พื้นที่ถึง 107,639 ตารางฟุตต่อเมกะวัตต์ พลังงานความร้อนใต้พิภพยังสร้างความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศอีกด้วย เนื่องจากทรัพยากรอยู่ในบ้านและสำหรับทุกวัตถุประสงค์ ไม่จำกัด จึงไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับต้นทุนการนำเข้า และไม่เหมือนกับพลังงานนิวเคลียร์ ผลพลอยได้จากความร้อนใต้พิภพไม่สามารถใช้เป็นอาวุธได้

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของความร้อนใต้พิภพเชิงวิศวกรรมเหนือความร้อนใต้พิภพตามธรรมชาติคือทำงานได้เกือบทุกที่ ความร้อนใต้พิภพวิศวกรรมต้องการหินร้อนเท่านั้น เจาะลึกพอที่ใดก็ได้ แล้วจะเจอหินร้อน ปีเตอร์ โรส ผู้เชี่ยวชาญออกแบบทางวิศวกรรม แห่งมหาวิทยาลัยยูทาห์กล่าว ต้นทุนของพลังงานความร้อนใต้พิภพประดิษฐ์ ดอลลาร์ เซ็นต์ และวัตต์ ไม่สามารถหลีกเลี่ยงเศรษฐกิจได้ นักลงทุนต้องการทราบว่าระบบความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม

จะจ่ายให้ตัวเองได้เร็วเพียงใด และผู้บริโภคมีความกังวลเกี่ยวกับต้นทุนของพลังงานไฟฟ้า ส่วนที่แพงที่สุดของพลังงานความร้อนใต้พิภพเชิงวิศวกรรมคือการขุดเจาะบ่อน้ำ ในการเจาะหลุมลึก 2.5 ไมล์ หนึ่งหลุม ซึ่งเป็นหลุมขนาดกลางนั้น มีค่าใช้จ่ายประมาณ 5 ล้านเหรียญสหรัฐ หากความร้อนเกิดขึ้นลึกลงไปอีก 6.2 ไมล์ ค่าขุดเจาะจะพุ่งสูงถึง 20 ล้านเหรียญสหรัฐต่อหลุม ค่าใช้จ่ายเหล่านี้อาจลดลงหลายล้านต่อหลุมตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการขุดเจาะ

เมื่อสร้างบ่อน้ำและโรงไฟฟ้าแล้ว ระบบก็มีราคาไม่แพงนัก ความร้อนจากโลกเป็นอิสระ ผู้ประกอบการจ่ายเงินเพื่อให้เครื่องสูบน้ำสูบน้ำและบำรุงรักษาบ่อน้ำ ยังจ่ายเงินให้กับการขุดเจาะหลุมใหม่ทุกๆห้าถึง 10 ปีอีกด้วย เทสเตอร์กล่าว โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่พัฒนาเต็มที่แล้วสามารถผลิตไฟฟ้าได้ระหว่าง 1 ถึง 50 เมกะวัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับบ้านเรือนในสหรัฐอเมริกาโดยเฉลี่ย 800 ถึง 41,000 หลัง

ผลผลิตน้อยกว่าโรงไฟฟ้า พลังงานความร้อน ใต้พิภพ ตามธรรมชาติบางแห่งและอ่อนกว่าเมื่อเทียบกับ 2,000 เมกะวัตต์ ที่โรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถจัดหาได้ นักลงทุนสามารถได้รับข้อเสนอที่ดีในท้ายที่สุด โดยแต่ละปีจะได้รับเงินคืน 17 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ของเงินที่ใช้ไปกับการสร้างส่วนใต้ดินของระบบ เช่นเดียวกับที่ได้รับจากแหล่งน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติ สำหรับผู้บริโภค ค่าไฟฟ้าขึ้นอยู่กับว่าระบบรีดความร้อนจากหินได้ดีเพียงใด ค่าใช้จ่ายจะลดลงหากน้ำไหลผ่านหินมากขึ้น

และหากน้ำที่กู้คืนมาร้อนขึ้น ผู้ทดสอบและเพื่อนร่วมงานดำเนินการจำลองในสถานที่หกแห่งของสหรัฐอเมริกา ซึ่งระบบความร้อนใต้พิภพที่ออกแบบทางวิศวกรรมจะใช้งานได้จริง ประเมินว่าระบบความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมระบบแรกจะไม่มีประสิทธิภาพ โดยจะได้น้ำร้อน 20 กิโลกรัมต่อหลุมผลิตต่อวินาที ทำให้ค่าไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 18 ถึง 75 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง แต่ด้วยเทคโนโลยีที่สมบูรณ์ สามารถเก็บเกี่ยวน้ำร้อนได้ 80 กิโลกรัม

จากหลุมผลิตแต่ละแห่งต่อวินาที ต้นทุนอาจลดลงถึง 4 ถึง 9 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง อยู่ในช่วงหรือต่ำกว่าต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน การเพิ่มกำลังขับและการลดต้นทุนเป็นปัญหาทางวิศวกรรมที่จัดการได้ ไม่จำเป็นต้องค้นพบสิ่งใหม่ที่สำคัญหรือค้นหาวัสดุใหม่ ต้องวางระบบโครงสร้างใต้ผิวดินใหม่โดยมีความรู้ที่ดีขึ้นว่ามีอะไรอยู่ในนั้น มันเป็นเส้นทางที่เดินได้สบายกว่ามาก พลังงานความร้อนใต้พิภพประดิษฐ์ทั่วโลก ความร้อนใต้พิภพเชิงวิศวกรรม

ยังคงมีการทดลองอยู่ทั่วโลก แต่มีโรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กอยู่ไม่กี่แห่ง ญี่ปุ่นระเบิดฉากพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ออกแบบไว้ตั้งแต่เนิ่นๆด้วยการสาธิตที่ด้านข้างของภูเขาไฟ ณ ไซต์ที่เรียกว่าฮิจิโอริ การทดสอบที่ยาวนานที่สุดดำเนินการเป็นเวลาหนึ่งปี และเก็บเกี่ยวความร้อนได้มากพอที่จะเดินเครื่องโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก 130 กิโลวัตต์ การทดสอบหยุดลงเนื่องจากเครื่องหนึ่งเย็นลงอย่างมากถึง 63 องศาฟาเรนไฮต์ในหนึ่งปี

แนวโน้มดูดีในออสเตรเลีย เพราะทั่วทั้งทวีป แหล่งกัมมันตภาพรังสีสร้างความร้อนให้กับหินชั้นใต้ดินที่ตื้น แตกร้าว และตอนนี้อยู่ภายใต้ความเครียดที่เหมาะสม ในลุ่มน้ำคูเปอร์ซึ่งปัจจุบันใช้สำหรับน้ำมันและก๊าซ นักสำรวจพบแผ่นหินแกรนิตขนาด 386 ตารางไมล์ ร้อนฉ่าที่อุณหภูมิ 482 องศาฟาเรนไฮต์ บริษัทจีโอไดนามิกส์จำกัด ทำการตักไซต์ขึ้นมา จมลงในบ่อน้ำ 2 บ่อ ซึ่งเรียกว่า ฮาบาเนโร-1 และ ฮาบาเนโร-2 ทำให้หินแตกและเริ่มไหลเวียนของน้ำ

กำลังมีการสร้างโรงไฟฟ้า ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้หลายร้อย ถึงหลายพันเมกะวัตต์ ทำให้สามารถแข่งขันกับโรงไฟฟ้าถ่านหินได้ หากมีหลุมจำนวนมากเข้าสู่ทุ่งใหญ่ ขณะนี้ฝรั่งเศสและเยอรมนีกำลังผลิตไฟฟ้าโดยวิศวกรรมความร้อนใต้พิภพ โรงงานหนึ่งแห่งในโซลตซ์-ซู-ฟอร์ท ประเทศฝรั่งเศส ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 1 เมกะวัตต์ ส่วนอีกแห่งในเมืองรถม้า ประเทศเยอรมนี ผลิตได้ 2 ถึง 3 เมกะวัตต์ โรสกล่าว ผลผลิตขนาดเล็กเหล่านี้สามารถเติบโตได้

หากโครงการระดมเงินเพื่อเจาะหลุมเพิ่มเติม ในสหรัฐอเมริกา ความร้อนใต้พิภพเชิงวิศวกรรมกำลังเริ่มต้นขึ้นแล้ว การสาธิตครั้งแรกจะจัดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพตามธรรมชาติที่ไกเซอร์ ในแคลิฟอร์เนีย และที่โรงงานไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ และเบรดี้ในเนวาดา ในการสาธิต เทคนิควิศวกรรมความร้อนใต้พิภพจะช่วยกู้บ่อน้ำแห้งและเพิ่มการผลิตไฟฟ้าที่ไซต์ การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐฯ

โดยมีแผนที่จะสาธิตความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมากขึ้นในมิดเวสต์และในแอ่งหินร้อนทางตะวันออกของแม่น้ำมิสซิสซิปปี นั่นจะดึงดูดจินตนาการของรัฐและสมาชิกรัฐสภาจำนวนมากขึ้น และจะช่วยได้มากหากทำให้เชื่อว่านี่ไม่ใช่แค่ทรัพยากรจากตะวันตกเท่านั้น โรสกล่าว หากทุกอย่างเป็นไปได้ด้วยดี โรงไฟฟ้าแบบสแตนด์อโลนอาจปรากฏขึ้นในสหรัฐอเมริกาภายในห้าปี โรสกล่าว

บทความที่น่าสนใจ : อุ้งเชิงกราน อธิบายเกี่ยวกับปัญหาทั่วไปของอุ้งเชิงกรานหลังคลอด