الطاقة الحرارية الأرضية.. أمل "عالمي" محفوف بمطبات التكلفة والوقت
تستكشف صناعة النفط والغاز إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية لتوفير المزيد من الكهرباء والتدفئة النظيفة.
بينما تتميز الطاقة الحرارية الأرضية بأنها لا تعتمد على الطقس مثل مصادر الطاقة الخضراء الأخرى، فإن هذا النوع من الطاقة له تكاليف تطوير أعلى ومدة زمنية أطول من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
يمكن أن تكون الطاقة الحرارية الأرضية، من الناحية النظرية، مناسبة تماما لصناعة النفط والغاز ومقدمي خدمات الحفر فهي تتضمن رسم خرائط للموارد الجوفية والاستكشاف والحفر.
تعاونت العديد من الشركات الكبرى ومقدمي الخدمات مؤخرا مع شركات ناشئة ومع شركات التكنولوجيا والهندسة لاستكشاف فرص تطوير الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة وأماكن أخرى.
لكن ما زالت هناك عقبات كبيرة، فلقد لعبت عمليات الحفر والتطوير الباهظة الثمن، ومخاطر الحفر تحت السطحي، وتوافر خدمات الحفر التي تعتمد غالبا على دورة صناعة النفط، والعوائد الأضعف من النفط والغاز، دورا في إعاقة تطوير الطاقة الحرارية الأرضية على الرغم من وجود العديد من المجالات في العالم مع إمكانات عالية.
الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر طاقة متجددة لأن الحرارة تنتج باستمرار داخل الأرض، على عكس الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لا تعتمد الطاقة الحرارية الأرضية إذا كانت الشمس تشرق أو تهب الرياح.
اعتبارا من نهاية عام 2021، استحوذت محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية على 0.5% من إجمالي سعة توليد الطاقة المتجددة المثبتة في جميع أنحاء العالم، بإجمالي قدرة مركبة تبلغ حوالي 14.4 غيغاواط، وفقا لبيانات من الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (إيرينا).
كانت السعة المركبة التراكمية في نهاية عام 2021 أعلى بنسبة 44% مما كانت عليه في عام 2010.
تعد حصة الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة منخفضة بالمثل، على الرغم من أن الولايات المتحدة تفتخر بأكبر قدرة طاقة حرارية أرضية في العالم عند 3.7 غيغاواط.
تُظهر بيانات إيرينا أن محطات الطاقة الحرارية الأرضية، التي تستخدم التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء، أنتجت حوالي 0.4% من إجمالي توليد الكهرباء في الولايات المتحدة، وحوالي 2% من توليد الكهرباء من الطاقة المتجددة في عام 2021.
تسهم كاليفورنيا ونيفادا بأكثر من 90% من توليد الطاقة الحرارية الجوفية الحالية في الولايات المتحدة، مع مساهمات إضافية من محطات في ألاسكا وهاواي وأيداهو ونيو مكسيكو وأوريجون ويوتا.
على الرغم من إمكانات موارد الطاقة الحرارية الأرضية، إلا أن حصتها في توليد الطاقة المتجددة ومنشآتها لا تزال منخفضة للغاية، حيث قامت بعض الأسماء الرئيسية في صناعة النفط والغاز مؤخرا بزيادة الجهود للاستفادة من هذه الإمكانات ودراسة التقنيات المتقدمة للقيام بذلك.
على سبيل المثال، أعلنت شركة النفط والغاز الأمريكية العملاقة شيفرون في سبتمبر/أيلول عن اتفاقية تعاون مشترك مع شركة ميتسوي أويل إكسبلوريشن المحدودة اليابانية (MOECO) لاستكشاف الجدوى الفنية والتجارية لتوليد الطاقة الحرارية الجوفية المتقدمة في اليابان.
سيقوم هذا التعاون بدراسة إمكانات موارد الطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء اليابان وسيقوم بتقييم فعالية تقنية الحلقة المغلقة المتقدمة (ACL) لمشروع تجريبي مشترك مستقبلي في اليابان.
في نهاية العام الماضي، أعلنت شركة Chevron، من خلال شركة Chevron New Energies التجارية، عن مشروع مشترك مع Baseload Capital لتطوير مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة. تم تحديد Weepah Hills، نيفادا، كموقع محتمل لمشروع أول.
في نفس الوقت تقريبا، أطلقت شركة Baker Hughes اتحاد الطاقة الحرارية الأرضية Wells2Watts، والذي يهدف إلى تحويل الآبار الحرارية الأرضية الجافة غير المنتجة وآبار النفط والغاز غير المنتجة إلى آبار حرارية أرضية قادرة على توليد طاقة كهربائية متجددة.
الكونسورتيوم عبارة عن شراكة صناعية خاصة شكلتها شركة Baker Hughes وContinental Resources وINPEX وChesapeake Energy.
تقوم شركة Baker Hughes، بالإضافة إلى مزود خدمات حفر حقول النفط الرئيسية، SLB، بحفر الآبار الحرارية الأرضية لعقود. تقول إس إل بي، الاسم الجديد لشركة شلمبرجير، إنها كانت جزءا من 80% من مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في العالم.
أظهرت دراسة حديثة للباحثين في 5 جامعات في تكساس أن شركات النفط والغاز الكبرى تدعم أيضا بالاستثمارات في الشركات الناشئة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية والمشاريع التجريبية والعروض التوضيحية في تكساس، أكبر ولاية أمريكية منتجة للنفط.
كتب مؤلفو الدراسة: "يمكن أن تلعب صناعة النفط والغاز دورا مهما بشكل خاص في تطوير تطبيقات جديدة أكثر قابلية للتوسع عالميا يمكن أن توسع قاعدة موارد الطاقة الحرارية الأرضية".
تحذر الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) من أن مشاريع توليد الطاقة الحرارية الأرضية لها، في المتوسط، تكاليف رأسمالية مرتفعة نسبيا مقارنة بالطاقة الكهرومائية، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والرياح البرية، نظرا لارتفاع تكاليف التطوير وخصائص المخاطر المختلفة جدا مقارنة بتقنيات توليد الطاقة المتجددة الأخرى.
وقالت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) في تقرير عام 2023 لتقييم سوق وتكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية العالمية: "بالمقارنة مع تقنيات الطاقة الأخرى، فإن مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية لها جداول زمنية أطول لتطوير المشاريع، وتتطلب نفقات رأسمالية أعلى مقدما وتواجه مخاطر عالية خلال المراحل الأولى من الاستكشاف".
قالت أماندا كولكر، عالمة الأرض ومديرة برنامج الطاقة الحرارية الأرضية في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، لصحيفة وول ستريت جورنال إن صناعة تكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية هي "في طليعة بعض الاختراقات".
يمكن أن تلعب صناعة النفط والغاز دورا في تحقيق اختراقات في تكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية المتقدمة، لكن التكاليف المرتفعة والعوائد المنخفضة قد تظل عقبات أمام تعميم توليد الطاقة الحرارية الأرضية.
