هل يمكننا استخدام البراكين لإنتاج الكهرباء؟

أطفال فضوليون هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار.إذا كان لديك سؤال وترغب في أن يجيب عليه أحد الخبراء، أرسله إلى Curiouskidsus@theconversation.com.

---

هل يمكننا استخدام البراكين لتوليد الكهرباء؟- لورانس، 7 سنوات، دبلن، كاليفورنيا

---

إن تحويل الحمم البركانية الساخنة من بركان نشط إلى كهرباء سيكون أمرا خطيرا وغير موثوق به.لا تثور البراكين في جداول زمنية يمكن التنبؤ بها، وتبرد الحمم البركانية بسرعة كبيرة.ولكن العديد من البلدان، بما في ذلك الولايات المتحدة, لقد وجدوا طرقًا للاستفادة من الحرارة البركانية لإنتاج الكهرباء.

الطاقة الحرارية الأرضية تأتي من الحرارة الناتجة عن العمليات الطبيعية في أعماق الأرض.في معظم المناطق، تعمل هذه الحرارة فقط على تسخين الصخور والمياه الجوفية القريبة من السطح.ولكن في المناطق النشطة بركانيًا، تكون الحرارة أكثر كثافة.في بعض الأحيان يذيب الصخور، تشكيل الصهارة.

تعمل البراكين مثل فتحات حرارية عملاقة، حيث ترفع الصهارة بالقرب من سطح الأرض.قد تثور بعض هذه الصخور المنصهرة، لكن الكثير منها يظل تحت الأرض، مما يؤدي إلى تسخين الصخور والمياه المحيطة.حيث يرتفع الماء الساخن إلى السطح، فإنه يتشكل الينابيع الساخنة والسخانات والتي يمكن أن تستمر لآلاف السنين.

ولتسخير هذه الطاقة لتوليد الكهرباء، يحدد المهندسون المناطق التي تكون فيها الصهارة قريبة من السطح حفر آبار عميقة وصولاً إلى الصخور الساخنة والمياه.تقوم هذه الآبار برفع البخار إلى السطح، حيث يتم توجيهه إلى محطة توليد الكهرباء لتدوير التوربينات وتوليد الكهرباء.

بعد أن ينتج الكهرباء، يبرد البخار ويتكثف مرة أخرى إلى الماء الساخن.يمكن استخدام الماء ل تحويل سائل مختلف بنقطة غليان أقل بكثير, ، مثل البيوتان, لتشغيل مولد ثاني.ثم يتم ضخه مرة أخرى تحت الأرض لإعادة تسخينه.

تنتج الأرض الحرارة باستمرار، وبالتالي فإن الطاقة الحرارية الأرضية هي مورد متجدد.وتنتج محطات الطاقة الحرارية الأرضية أقل بكثير من التلوث والنفايات وانبعاثات الغازات الدفيئة التي تدفئ مناخ الأرض أكثر من حرق الفحم أو الغاز أو النفط أو استخدام الطاقة النووية.

مصادر الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن تستمر لعقود أو حتى لفترة أطول.على عكس مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، فإن الطاقة الحرارية الأرضية متاحة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، 365 يومًا في السنة.

النقاط الساخنة للطاقة الحرارية الأرضية في العالم

تُستخدم الطاقة الحرارية الأرضية بالفعل في العديد من الأماكن حول العالم، خاصة في المناطق التي بها الكثير من النشاط البركاني.على سبيل المثال، تأتي كل الكهرباء تقريبًا في أيسلندا من مصادر متجددة، بالإضافة إلى الطاقة الحرارية الأرضية توريد حوالي 25%.وتقع البلاد فوق العديد من البراكين النشطة، مما يجعلها مكانًا مثاليًا لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية.

بعض الولايات المتحدةالدول, بما في ذلك كاليفورنيا ونيفادا, ، لديها محطات للطاقة الحرارية الأرضية، وذلك بفضل مناطقها البركانية.مواقع الطاقة الحرارية الأرضية النشطة الأخرى، مثل حديقة يلوستون الوطنية في وايومنغ، محمية من التنمية.

تحديات الطاقة الحرارية الأرضية

لماذا لا يتم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية على نطاق واسع مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية؟أولاً، يجب أن تكون محطات الطاقة الحرارية الأرضية قريبة من البراكين أو غيرها من الأماكن التي يكون فيها الجو حارًا بشكل غير عادي تحت السطح.لا توجد هذه الموارد دائمًا بالقرب من المدن الكبيرة أو الصناعات التي تستخدم الكثير من الكهرباء.

ثانياً، قد يكون حفر الآبار العميقة وبناء محطات توليد الطاقة مكلفاً.ومع ذلك، فإن الفوائد طويلة المدى للطاقة الحرارية الأرضية غالبا ما تفوق التكاليف الأولية.

ثالثا: في بعض الحالات الحفر وضخ المياه تحت الضغط يمكن أن يسبب الزلازل الصغيرة.ويعمل العلماء والمهندسون على ذلك التنبؤ وإدارة هذا التأثير.

وعلى الرغم من هذه التحديات، فإن الاستفادة من الحرارة الطبيعية للأرض يمكن أن تخلق مصدرًا متجددًا وموثوقًا ونظيفًا للطاقة.مع تحسن التكنولوجيا، ستتجه المزيد من الأماكن حول العالم إلى الطاقة الحرارية الأرضية لإضاءة حياة الناس.تعد البراكين بمثابة تذكير بوجود قوة عظيمة في أعماق الأرض تنتظر استغلالها.

---

مرحبًا أيها الأطفال الفضوليون!هل لديك سؤال تود أن يجيب عليه أحد الخبراء؟اطلب من شخص بالغ أن يرسل سؤالك إليه CuriousKidsUS@theconversation.com.من فضلك أخبرنا باسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.

وبما أن الفضول ليس له حد عمري - أيها البالغون، أخبرنا بما تتساءل عنه أيضًا.لن نتمكن من الإجابة على كل الأسئلة، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.