آتشفشان‌های‌ ایران،‌ منبع‌ آینده‌ انرژی‌ زمین‌ گرمایی

آتشفشان‌های ایران عمدتا در رشته کوه البرز، آذربایجان و ایران مرکزی واقع شده‌اند. در این گزارش با مروری بر این آتشفشان‌ها، به پتانسیل نواحی آتشفشانی (ولکانیکی) ایران به عنوان منابع انرژی زمین گرمایی نگاهی می‌اندازیم.

دکتر مهدی زارع، عضو هیات علمی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در گفت‌وگو با جام‌جم می‌گوید: دماوند (در ناحیه البرز)، سبلان، سهند (در آذربایجان)، تفتان و بزمان (در سیستان و بلوچستان) معروف‌ترین سامانه‌های آتشفشان‌های ایران هستند. این آتشفشان‌ها عمدتا از نوع چینه‌ای stratovolcan هستند.

تظاهراتی از نوع آب گرم و خروج گازهای فومرولی و چشمه‌های سولفوری و همچنین وجود چشمه‌های تراورتنی در پیرامون بیشتر آنها دیده می‌شود و از این دیدگاه می‌توان آنها را در گروه آتشفشان‌های فعال یعنی آتشفشان‌هایی که اکنون تظاهرات انفجاری در آنها دیده نمی‌شود، دسته‌بندی کرد. آخرین انفجار مهم در دماوند به حدود هفت هزار سال قبل برمی‌گردد.

این انفجار به شکل گیری قله دماوند مرتفع‌ترین قله ایران با ارتفاع 5671 متر منجر شده است. تیپ سنگ‌شناختی گذاره‌های (lava) آتشفشان‌های ایران بیشتر از نوع بینابین فلسیک تا مافیک (از نظر مقدار سیلیس، در حدود بین 48 درصد تا 68 درصد سیلیس) قرار می‌گیرد. دمای اندازه‌گیری شده در محدوده آتشفشان‌های ایران بین 60 تا 200 درجه سانتی‌گراد گزارش شده است.

نیروگاه‌های زمین گرمایی

به گفته دکتر زارع، در 110 سال اخیر استفاده از انرژی زمین گرایی (ژئوترمال) در جهان برای تولید انرژی رایج بوده است.

اولین نیروگاه زمین گرمایی با آزمایش اولین ژنراتور زمین گرمایی توسط پرنس پیرو گنوری کونتی (Prince Piero Ginori Conti) در ایتالیا و با روشن کردن یک لامپ شروع به کار کرد. سال 1911 اولین استفاده تجاری از انرژی زمین گرمایی در دنیا در همین محل آغاز شد سپس ژنراتورهای آزمایشی در ژاپن و شمال کالیفرنیا (در منطقه آبفشان‌های ژیزرس Geysers) ساخته شد.

سال 1958 نیوزیلند هم به جمع سازندگان نیروگاه‌های تجاری زمین گرمایی اضافه شد. اکنون در 20 کشور دنیا از انرژی زمین گرمایی الکتریسیته حدود 11 گیگاوات برق (حدود یک درصد مصرف کنونی در دنیا) تولید می‌شود.

ظرفیت تولید در آینده بین 3 تا 180 برابر تولید کنونی برآورد شده است. انواع نیروگاه‌های زمین گرمایی به اختصار در سه رده بخار خشک (Dry Steam)، بخار سیال (flash steam) و سیکل دوگانه (Binary Cycle) تقسیم‌بندی می‌شوند.

به علت بروز مسائل اخیر در تولید انرژی و نوسانات شدید قیمت نفت و همچنین انفجار در نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما در زلزله و سونامی بیستم اسفند 1390 در ژاپن، در دنیای کنونی به انرژی زمین گرمایی توجه خاصی می‌شود. به گونه‌ای که بیشتر کشورهای اروپای مرکزی و غربی برای مطالعه و بهره‌برداری از انرژی‌های نو (بویژه انرژی زمین گرمایی) سرمایه‌گذاری‌های وسیعی را آغاز کرده‌اند.

جالب است که نیروگاه زمین گرمایی ‌شولتز سو فوره (Soultz-sous-Forêts) در شمال استان آلزاس فرانسه (نزدیک مرز آلمان) پس از یک سرمایه‌گذاری 23 ساله در ژوئیه 2010 به بهره‌برداری رسید و از پاییز 2010 (1389) با تولید 1.5 مگاوات برق برای استفاده در شهر ‌شولتز سو فوره‌ در شبکه تولید برق فرانسه قرار گرفته است.

دکتر زارع با اشاره به بازدیدی که مرداد 1382 در تیمی پژوهشی از سوی دانشگاه استراسبورگ فرانسه از این نیروگاه و برنامه وسیع پژوهشی و عملیاتی برای تولید انرژی زمین گرمایی، در عمق پنج‌کیلومتری زمین با حفر سه چاه، داشته است این طور توضیح می‌دهد: این نیروگاه با ویژگی تولید برق از انرژی زمین گرمایی در عمق زمین در نوع خود اولین و از نظر تولید الکتریسیته به صورت تجاری منحصر به فرد است. بررسی گزارش‌های اخیر نشان می‌دهد در کشور سوئیس در همسایگی فرانسه و همچنین در آلمان هم‌اکنون پژوهش‌های وسیعی برای بهره‌برداری از برق نیروگاه‌های زمین گرمایی در 15 تا 20 سال آینده در دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی در جریان است.

بهره‌برداری از انرژی زمین گرمایی

دکتر زارع در پاسخ به این سوال که آیا در کشور ما هم ظرفیت‌های مشابهی برای بهره‌برداری از انرژی زمین گرمایی وجود دارد، می‌گوید: در ایران پتانسیل‌های استفاده از انرژی زمین گرمایی در 18 ناحیه کشور تاکنون پیدا و مطالـعه اولیه در این زمینه انجام شده است. از میان این 18 پهنه، هفت محدوده دماوند، سهند، سبلان، خوی، تفتان و بزمان به سامانه‌های آتشفشانی مربوطند. استفاده از این پتانسیل‌ها با سرمایه‌گذاری ویژه می‌تواند به بهره‌مندی نسل‌های بعدی از یک منبع انرژی مطمئن و پاک در کشورمان منجر شود.

وی تاکید می‌کند: سرمایه‌گذاری‌های اولیه و زیرساختی در این زمینه‌ها معمولا پرهزینه است، ولی وقتی به درستی پتانسیل مربوط یافت شد و تسلط به فناوری‌های لازم براساس همین سرمایه‌گذاری‌ها فراهم شد، کاربرد چنین علم و فناوری در نواحی دیگر بسیار کم‌هزینه‌تر خواهد بود. به عنوان مثال پروژه شولتز سو فوره در آلزاس فرانسه با سرمایه‌گذاری 80 میلیون یورویی ایجاد شده است که فاز شناخت پژوهشی و اکتشافی با صرف 28میلیون یورو از سال 1987 تا 2001 با حفر یک گمانه پژوهشی، فاز 1 با حفر چاه دوم آزمایشی ـ شبیه‌سازی با صرف 22 میلیون یورو در سال‌های 2001 تا 2007، فاز2 برای ساخت نیروگاه با 25 میلیون یورو بین سال‌های 2007 تا 2009 و فاز سوم بین سال‌های 2010 تا 2012 برای پایش پژوهشی و فناوری نیروگاه با پنج‌میلیون یورو به انجام رسیده است. از این هزینه‌ها 35 میلیون یورو از سوی اتحادیه اروپا، دولت‌های فرانسه و آلمان هریک 15‌میلیون یورو و 15 میلیون یورو هم از سوی شرکای صنعتی (بیشتر آلمانی و فرانسوی) صرف شده است بنابراین اگر کل این هزینه‌ها را با هدف 1.5‌مگاوات برق تولیدی این نیروگاه در نظر بگیریم، عملا کاری بیهوده است که البته چنین نیست.

این سرمایه‌گذاری سنگین برای بهره‌برداری و توسعه علم و فناوری مرتبط با نیروگاه‌های انرژی زمین گرمایی انجام شده که در آینده تمام اروپا و جهان و کشور ما ایران از آن بهره‌مند خواهد شد. در ایران سرمایه‌گذاری اولیه در زمینه انرژی زمین گرمایی در محدوده آتشفشان دماوند و آتشفشان سبلان انجام شده است، ولی هنوز این برنامه‌ها به صورت جدی دنبال نشده تا به بهره‌برداری انرژی الکتریکی بینجامد.