الطاقة الحرارية الأرضية في ألمانيا: حل ثوري لانتقال الطاقة؟

الطاقة الحرارية الأرضية في ألمانيا: حل ثوري لانتقال الطاقة؟

تلعب الطاقة الحرارية الأرضية في ألمانيا دورًا مركزيًا متزايدًا في تحول الطاقة وإمدادات الطاقة المحايدة للمناخ المرغوبة. يقوم مشروع بحثي حالي بقيادة جامعة يوهانس جوتنبرج ماينز (JGU) بالتحقيق في التغيرات الصخرية المرتبطة بدرجات الحرارة في خزانات الطاقة الحرارية الأرضية من أجل فهم أفضل للمخاطر مثل الزلازل وزيادة القبول الاجتماعي لمشاريع الطاقة الحرارية الأرضية. بدأ المشروع، المسمى TRIGGER، في 1 أبريل 2025 ويتلقى تمويلًا بقيمة مليوني يورو تقريبًا من الوزارة الفيدرالية للشؤون الاقتصادية والطاقة، منها حوالي مليون يورو مخصصة لمجموعات JGU. يشمل المشاركون في JGU خبراء من مختلف المجالات مثل علم الزلازل البركانية والتكتونية والجيولوجيا الهيكلية بالإضافة إلى الديناميكا الجيولوجية والعمليات المتحولة، مما يوضح النهج الشامل للبحث. عالي جامعة ماينز الهدف الرئيسي من التحقيقات هو تحليل التشوهات وتدفقات السوائل وعمليات الكسر داخل الصخور.

أحد الجوانب المهمة لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية هو التدرج في درجات الحرارة، والذي يبلغ متوسطه ثلاث درجات لكل 100 متر في ألمانيا، ويصل حتى إلى خمس درجات في منطقة غرابن العليا في الراين. وتركز مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية العميقة على خزانات المياه الحرارية التي يزيد عمقها عن 1500 متر ويمكن استخدامها اقتصاديا لتوليد الكهرباء أو الحرارة. تبلغ درجات حرارة الحقن في منطقة الراين الأعلى جرابن عادة 70 درجة مئوية. كما تدعم الوزارة الاتحادية للتعليم والبحث العلمي الأبحاث الرامية إلى تحسين استخدام الطاقة الحرارية الأرضية العميقة من أجل التغلب على التحديات التقنية وزيادة توافر التكوينات الجيولوجية المناسبة، على سبيل المثال في حوض شمال ألمانيا وسفوح جبال الألب.

استكشاف واستخدام الطاقة الحرارية الأرضية العميقة

توفر الطاقة الحرارية الأرضية العميقة القدرة على تغطية ما يصل إلى 25% من احتياجات ألمانيا الحرارية. ومع ذلك، فإن أقل من 1% من الحرارة المتولدة من مصادر الطاقة المتجددة في ألمانيا تأتي حاليًا من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية العميقة. ولمواصلة تطوير هذه التكنولوجيا، هناك حاجة إلى أساليب جيوفيزيائية لتحديد مصادر الحرارة محليًا في باطن الأرض. تعتمد كيفية عمل الطاقة الحرارية الأرضية العميقة على استخراج الماء الساخن من بئر وإعادة الماء البارد إلى بئر آخر، مما يسمح بتوزيع الحرارة بكفاءة عبر شبكات التدفئة في المناطق.

تخطط مدينة برلين لتصبح محايدة مناخيا بحلول عام 2045، ويعد تحويل إمداداتها الحرارية إلى مصادر الطاقة المتجددة جزءا حاسما من هذه الاستراتيجية. إن أكثر من 90% من الحرارة الحالية تأتي من الوقود الأحفوري، الذي يحتاج إلى التغيير بشكل عاجل. ويقدر الجيولوجيون أن الطاقة الحرارية الأرضية العميقة يمكن أن توفر ما يصل إلى 20% من الحرارة اللازمة في منطقة العاصمة. لقد أثبتت هذه التكنولوجيا نفسها بالفعل في العديد من الأنظمة الألمانية ويمكن استخدامها قريبًا كعنصر أساسي في شبكات التدفئة المحلية والإقليمية. ومع ذلك، يجب أولاً إجراء دراسة شاملة للظروف والموارد الإقليمية الخاصة من أجل استغلال الإمكانات الكاملة Berlin.de ملحوظات.

التحديات والفرص التقنية

واحدة من أكبر التحديات في استخدام الطاقة الحرارية الأرضية العميقة هي المخاطر التقنية والاقتصادية التي تمنع التنفيذ على نطاق واسع. تعد الزلازل المستحثة موضوعًا رئيسيًا يتم تناوله في إطار المشاريع البحثية التي تم إطلاقها. يهدف البحث المستمر للتركيبة المجهرية والكيميائية الدقيقة للعينات إلى توفير فهم أعمق لعمليات الطاقة الحرارية الأرضية، مما يساعد على تقليل هذه المخاطر وتعظيم كفاءة استخدام الطاقة الحرارية الأرضية. ويؤكد الخبراء أن هذا البحث سيتم استخدامه أيضًا لتطوير الأدوات التي تعمل على تحسين تخطيط وتنفيذ ومراقبة مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية العميقة من أجل تعزيز الاستخدام على نطاق واسع، مثل بمبف ذكرت.

باختصار، يمكن للطاقة الحرارية الأرضية في ألمانيا أن تلعب دورًا حاسمًا في تحقيق الأهداف المناخية، بشرط استمرار الجهود البحثية المناسبة والتغلب على التحديات المتبقية.