المناطق البركانية التي تُعتبر تاريخياً مجالات للدمار وعدم الاستقرار، ظهرت باعتبارها مجالات حيوية لابتكار الطاقة المستدامة وتنشيطها الاقتصادي، والحرارة الشديدة التي تغذي النشاط البركاني في نفس الوقت تخلق احتياطيات هائلة من الطاقة الحرارية الأرضية، وبالنسبة للبلدان والمجتمعات المحلية الواقعة على طول أحزمة بركانية نشطة، فإن هذا المورد يمثل فرصة غير متناظرة لتحقيق الاكتفاء الذاتي للطاقة، وتعزيز التقدم الصناعي، ووضع الأساس اللازم لتحقيق الانتعاش

The Geothermal Advantage: Why Volcanoes Matter

إن الطاقة الحرارية الأرضية مستمدة أساسا من مصدرين رئيسيين: فسخ النظائر المشعة التي تحدث بصورة طبيعية داخل قشر الأرض والحرارة المتبقية الناجمة عن تكوين الكوكب، وتركيز المناطق البركانية بشكل فريد على هذه الحرارة بالقرب من السطح من خلال غرف الماغي ونظم الاحتواء الحراري الهيدروجيني، مما يؤدي إلى وجود خزانات ميسرة من البخار المسخن ومياه ساخنة على نحو يتجاوز حدود درجة حرارة سطحية نسبياً.

ويكمن القوام الرئيسي للطاقة الحرارية الأرضية في اتساقها وموثوقيتها غير المتناظرين، فخلافاً للمصادر المتجددة المتقطعة مثل الطاقة الشمسية والريحية، توفر محطات الطاقة الحرارية الأرضية توليداً متواصلاً للكهرباء على مدار الساعة، و365 يوماً في السنة، بغض النظر عن التباينات المناخية أو الموسمية، وهذه القدرة الثابتة على التحميل الأرضي لتحل محل مصادر الطاقة القائمة على الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي، مما يحقق تخفيضات في انبعاثات غازات الدفيئة تتجاوز 99 في المائة مقارنة بالطلب التقليدي.

الطرق التكنولوجية: من الحرارة إلى السلطة

:: تحويل الحرارة الحرارية الأرضية من المصادر البركانية إلى كهرباء صالحة للاستخدام، ينطوي على اختيار وتطبيق التكنولوجيا المصممة وفقا للخصائص المحددة لمستودع الطاقة الحرارية الأرضية، وهناك ثلاثة تصميمات رئيسية لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية:

  • Dry Steam Plants:] The earliest geothermal technology, these plants channel steam directly from underground reservoirs to turbines, converting thermal energy into electrical power. Dry steam plants require high-temperature steam reservoirs and are less common but highly efficient where applicable.
  • Flash Steam Plants:] The most widely utilized design globally, flash steam plants extract high-pressure hot water from the ground and rapidly depressurize ( "flash " ) it into steam, which drives turbines. This method efficiently exploits high-temperature reservoirs.
  • ]Binary Cycle Plants:] These plants use a secondary working liquid with a low boiling point, such as isobutane or pentane, which is vaporized by geothermal heat to power turbines. Binary cycle technology enables power generation from moderate-temperature reservoirs (100°C-1,80°C)

وقد أدت التطورات الهامة في تكنولوجيا الحفر إلى تعزيز التنمية الحرارية الأرضية، إذ يتيح الحفر المباشر حفر آبار متعددة من موقع سطحي واحد، مما يقلل من الاضطرابات البيئية، كما أن تقنيات التحفيز التي تستخدمها أجهزة الحفر في مجال الأحواض المائية، والتي تتكيف مع صناعات النفط والغاز، وتحسن القدرة على التدفق والتدفق المتدفق، مما يزيد من معدلات استخراج الطاقة.

وتصبح محطات الدورة الملزمة جذابة بوجه خاص للبلدان النامية والمناطق النائية نظرا لقدرتها على العمل في الموارد ذات الطابع الأدنى، والبناء النظامي، والانبعاثات الجوية القريبة من الصفر خلال التشغيل، وهذا الانعكاس يوسع النطاق الاقتصادي للطاقة الحرارية الأرضية عبر البركانية، بل وحتى بعض المناطق غير الزراعية، ويعزز الوصول اللامركزي للطاقة والتصنيع المحلي.

الآثار الاقتصادية: الوظائف، الإيرادات، المرونة

إن تطوير الطاقة الحرارية الأرضية يحفز على تحقيق فوائد اقتصادية قوية تتجاوز توليد الكهرباء إلى حد بعيد، ويمكن أن تؤدي مرحلة بناء محطة توليد الطاقة الحرارية الأرضية التي تبلغ 50 مليونا و 000 2 وظيفة مباشرة على مدى فترة متعددة السنوات، تغطي طائفة واسعة من الأدوار الماهرة وشبه الماهرة، بما في ذلك الجيولوجيون، وأخصائيو الحفر، والمهندسون المدنيون، ومشغلو المعدات، ومشغلو البناء، ولدى التكليف، تحتفظ هذه المحطات بخمسين إلى 100 وظيفة دائمة في مجال الصيانة تشمل عمالا.

وعلاوة على ذلك، تنشط مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية سلاسل الإمداد المحلية، وتحفز الطلب على المواد والخدمات مثل الخرسانة، وصناعة الفولاذ، وسوائل الحفر، ولوجستيات النقل، وخدمات المطاعم، والسكن، وتحسن الهياكل الأساسية، وشبكات المياه، والشبكات الكهربائية - التي كثيرا ما ترافق التنمية الحرارية الأرضية، وتوفِّر فوائد إضافية للمجتمعات المجاورة، وتمكين من تحقيق تقدم اجتماعي - اقتصادي أوسع.

كما أن الطاقة الحرارية الأرضية تفكك مسارات متنوعة من الإيرادات من خلال التطبيقات المسببة لحرارة النفايات، وتستخدم نظم التدفئة المحلية السوائل الحرارية الأرضية المنخفضة الحرارة في المباني السكنية والتجارية الدافئ، وتستفيد المؤسسات الزراعية من الحرارة الأرضية في عمليات الاحتباس الحراري، وتعزز غلة المحاصيل، وتزيد من المواسم الزراعية، وتزيد مزارع تربية الأحياء المائية من إنتاج الأسماك، بينما تحسن مرافق جفاف الأخشاب نوعية المنتجات وتخفض فترات التجهيز.

ومن الناحية الاستراتيجية، تُقلل الطاقة الحرارية الأرضية من أمن الطاقة الوطنية والاستقرار الاقتصادي من خلال خفض الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد، وبالنسبة للدول الجزرية في المحيط الهادئ ومنطقة البحر الكاريبي، فإن استبدال الكهرباء التي تنتج عنها الديزل والتي تولد الطاقة الحرارية الأرضية يحقق وفورات كبيرة في فواتير استيراد الوقود، التي كثيرا ما تستهلك حصة كبيرة من الناتج المحلي الإجمالي، وهذه الوفورات تُعمم محليا، وتُحسن الأرصدة التجارية وتُحمّل المستهلكين من تقلبات أسعار النفط العالمية المتقلبة(ج).

التحديات الملاحية: المخاطر والبيئة والمجتمع

وعلى الرغم من مزاياها، فإن التنمية الحرارية الأرضية تواجه عقبات كبيرة يجب معالجتها بفكر، ويتمثل التحدي الأول في ارتفاع الاستثمارات الرأسمالية الأولية المطلوبة، لا سيما فيما يتعلق بالاستكشاف والحفر، ويمكن أن تبلغ تكلفة آبار الاستكشاف ما بين ٥ ملايين دولار و ١٥ مليون دولار لكل منها، ويمكن أن تكون معدلات النجاح في المناطق غير المستغلة ) " حقول " ( منخفضة إلى ٥٠ في المائة، وغالبا ما يتجاوز تطوير مشروع الطاقة الحرارية الأرضية البالغ ٥٠ مليونا، بما في ذلك الاستكشاف، والحفر، والربط، والحواجز المالية الخاصة، والبناء الزراعي.

(ب) إن الإدارة البيئية أمر حاسم في مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية، فالهياكل الأساسية السطحية مثل أبراج الحفر، والخطوط الأنابيب، والطرق المؤدية إلى النقل، قد تفتت النظم الإيكولوجية البركانية الحساسة، وموائل الأحياء البرية المضطربة، بينما تكون الكائنات الحية الناتجة عن الزلزال المرتبطة بالعمليات الحرارية الأرضية، أقل عموماً من عتبة التصورات البشرية، فإن الرصد السيزمي المستمر أمر أساسي للحيلولة دون المخاطر.

فالمشاركة المجتمعية والإدماج الاجتماعي هما ركائز حيوية لنجاح المشروع، وكثيرا ما يتحمل السكان المحليون الضجيج في مجال البناء، وزيادة حركة المرور، وتغيرات استخدام الأراضي، مع حصولهم على منافع مباشرة محدودة، وتنفيذ آليات شفافة ومنصفة لتقاسم المنافع - مثل اتفاقات تقاسم الإيرادات، وتوفير الكهرباء المجانية أو المدعومة، وحصص العمل التي تخدم السكان المحليين، وإنشاء صناديق استئمانية مجتمعية تتيح الحصول على ترخيص اجتماعي بالعمل.

وكثيرا ما تتخلف الأطر المؤسسية والتنظيمية عن القدرة التقنية في العديد من المناطق الغنية بالموارد الحرارية الأرضية، إذ أن ضعف النظم القانونية، وتشتت إجراءات الترخيص، وعدم كفاية الرقابة البيئية يمكن أن يتسبب في تأخيرات في المشاريع أو فشلها، ويجب على الحكومات التي تسعى إلى اجتذاب الاستثمار الحراري الأرضي أن تعطي الأولوية لتوجيهات واضحة في مجال السياسات، وتبسيط عقود الامتيازات، وإنشاء هيئات تنظيمية مستقلة لتعزيز ثقة المستثمرين وضمان التنمية المستدامة.

Geothermal Hotspots: A Global Tour of Opportunity

وادي شرق أفريقيا

إن نظام التحول في شرق أفريقيا هو أحد أكثر الحدود واعدة في العالم، وهو ما يقوم عليه التباعد بين التكتون والنشاط البركاني الوفير، وتقود كينيا أفريقيا إلى ما يزيد على 950 ميغاواط من الطاقة الحرارية الأرضية التي تم تركيبها، ومعظمها من حقول الأوكلارى الواقعة قرب حديقة هيل غايت الوطنية، وقد وضعت الحكومة الكينية أهدافا طموحة لتوسيع نطاق القدرة على إنتاج 5 أنواع من الوقود الحراري بحلول عام 2035.

حلقة النار في المحيط الهادئ

وفي أمريكا الجنوبية، وهي حزام تكتوني يعم المحيط الهادئ، تستضيف بعض أكبر إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية في العالم، وتشمل هذه المنطقة بلدانا مثل إندونيسيا والفلبين ونيوزيلندا وبابوا غينيا الجديدة، والسواحل الغربية في أمريكا الشمالية والجنوبية، فضلا عن العديد من الدول الجزرية في المحيط الهادئ، وتملك إندونيسيا وحدها مورداً حرارياً يقدر بنحو 29 جيواناً، ولكن نحو 2.5 جيو.

أيسلندا وأوروبا

وتجسد أيسلندا الاستخدام الناجح للطاقة الحرارية الأرضية، حيث تستمد حوالي ٢٥ في المائة من الكهرباء و ٩٠ في المائة من التدفئة السكنية من مصادر الحرارة البركانية، وأصبحت هذه الدولة مصدرة عالمية للخبرة الحرارية الأرضية والتكنولوجيا والمنتجات الكثيفة الطاقة، بما في ذلك صهر الألمنيوم الذي يولده الطاقة الحرارية الأرضية النظيفة.

المناطق البركانية لأمريكا الشمالية

وتقود الولايات المتحدة على الصعيد العالمي طاقة حرارية جغرافية ثابتة، يبلغ مجموع عدد المواقع الحرارية الأرضية الرئيسية 3.7 غيروس، وتشمل منطقة غيزر في كاليفورنيا، وادي الامبراطورية، ومنطقة الحوض الكبير في نيفادا، وتدير إدارة النفط الجيوفيزي التابعة للولايات المتحدة إمكانية توسيع نطاق توليد الكهرباء الحرارية الأرضية إلى 60 جيو في عام 2050، تكملها تطبيقات كبيرة للاستخدام المباشر في منطقة يوماليتو البريطانية.

منطقة البحر الكاريبي وأمريكا اللاتينية

وتمتلك عدة دول جزرية كاريبية، منها دومينيكا وسانت لوسيا ومونتسيرات، موارد حرارية أرضية قادرة على استبدال الكهرباء المولدة بالديزل باهظة الثمن، مما يقلل من تكاليف الطاقة ويعزز أمن الطاقة، وقد أنشأت بلدان أمريكا الوسطى مثل كوستاريكا والسلفادور ونيكاراغوا حافظات كبيرة للطاقة الحرارية الأرضية، وتقوم المصارف الإنمائية الإقليمية، بما فيها مصرف التنمية الكاريبي والشركاء الدوليون مثل الاتحاد الأوروبي، بتمويل استكشاف الطاقة وبناء القدرات في جميع أنحاء المنطقة الخالية من الطاقة الحرارية.

السياسات والاستثمار: تحرير الموارد

وتتسم القيادة الحكومية بأهمية حاسمة للتغلب على المخاطر الرئيسية المتأصلة في استكشاف وتنمية الطاقة الحرارية الأرضية، وكثيرا ما تشمل مبادرات القطاع العام إجراء دراسات استقصائية شاملة عن علم الأرض، وتمويل الحفر الأولي للثقوب، وتوفير ضمانات بالخسائر الأولى أو تأمين مخاطر الاستكشاف، ووضع أطر تنظيمية مستقرة وشفافة، وأنشأت بلدان كثيرة كيانات مكرسة لتنمية الطاقة الحرارية الأرضية، على سبيل المثال، وشركة كينجين للتنمية الطبيعية في كينيا، وشركة بيرتام للمقاولات.

وقد أثبتت الحوافز المالية، مثل تعريفات التغذية، واتفاقات شراء الطاقة مع تسعير ثابت، والعطلات الضريبية، فعاليتها في اجتذاب رأس المال الخاص إلى المشاريع الحرارية الأرضية، كما أن الصكوك الدولية لتخفيف المخاطر، بما في ذلك الخطة العالمية للتنمية الحرارية الأرضية التابعة للبنك الدولي ومرفق التخفيف من المخاطر الحرارية الأرضية التابع للاتحاد الأفريقي، تقدم منح وقروضاً ميسرة لتمويل أنشطة الحفر المتعلقة بالمخاطر البيئية.

وتوفر النماذج الوطنية الناجحة دروسا قيّمة: حققت أيسلندا اقتصاداً حرارياً جغرافياً من خلال الاستثمار المستمر الذي تقوده الدولة، والتعليم التقني القوي، والتكامل بين القطاعات، وقد استغل نهج كينيا فائدة عامة لتطوير مجالات حرارية جغرافية أولية، تليها عمليات عطاء تنافسية لاجتذاب مشاركة القطاع الخاص في مشاريع جديدة، وهي تؤكد أهمية الأطر السياساتية المنسقة، وبناء القدرات، وتعاون أصحاب المصلحة من أجل إطلاق الإمكانات الحرارية الأرضية بفعالية.