نخستین تلاش ها برای تولید برق از انرژی زمین گرمایی در لاردلو ایتالیا و در سال ۱۹۰۴ میلادی صورت پذیرفت که البته با ارتقای تحقیق و پژوهش و رشد تکنولوژیکی در مقیاس صنعت، در سال های اخیر در زمینه پمپ های حرارتی زمین گرمایی پیشرفت های قابل ذکری حاصل شده است.

بهره برداری از انرژی زمین گرمایی همانند دیگر انرژی های نو به دو روش نیروگاهی و غیرنیروگاهی صورت می پذیرد که روش غیرنیروگاهی آن به دلیل بهره مندی برای سیستم گرمایش منازل، ذوب برف و پیشگیری از یخبندان در معابر در کنار تولید برق از اهمیت بیشتری در مقایسه با موارد دیگر استفاده از ژئوترمال برخوردار است.

● ژئوترمال در ایران

استفاده از انرژی گرمایی در ایران به سال های بسیار دور زمانی که به صورت سنتی و در قالب حمام ها و استخرهای شنا استفاده می شد برمی گردد. بهره مندی از ذخایر نفتی و گازی در سال های گذشته سبب شد که به این نوع انرژی توجهات کمتری صورت گیرد که در نهایت با گسترش آلودگی های زیست محیطی و گزارش های مربوط به روند رو به تزایل منابع فسیلی و بهره برداری از این نوع انرژی در بسیاری از کشورهای جهان، مطالعات احداث اولین نیروگاه زمین گرمایی در کشور توسط سازمان انرژی های نو در مشکین شهر صورت پذیرفت که در حال اجرا است. تاکنون ۳ حلقه اکتشافی به عمق های ۳ هزار و ۲۰۰، ۳ هزار و ۱۷۰ و ۲ هزار و ۲۰۰ متری جهت برآورد و تخمین پتانسیل انرژی گرمایی در منطقه سبلان حفاری شده است که نتایج اولیه آن، حاکی از وجود پتانسیل بالا جهت احداث نیروگاه در این منطقه است. پروژه پمپ حرارتی تبریز جهت تأمین گرمایش و سرمایش ساختمان ها، علاوه بر پروژه سبلان پروژه دیگری است که در کشورمان در حال انجام است.

در سال های اخیر، بسیاری از کشورهای اروپایی تحقیقات بسیاری در رابطه انرژی زمین گرمایی انجام داده اند تا با استفاده از روش های جدید بتوانند از مخارج سالانه انرژی و در مقیاسی بزرگتر، هزینه های مربوط به حساب های ملی بکاهند. به عنوان مثال در کشور سوئد، با استفاده از سیستم لوله گذاری در زیر معابر، به مقدار قابل توجهی از هزینه های پخش شن و ماسه در زمستان برای جلوگیری از یخ زدگی معابر کاسته شده است. همچنین استفاده از این خطوط لوله زیرگذر، به کاهش به نسبت شگرفی در استهلاک آسفالت ها به دلیل عدم استفاده از مواد ساینده نظیر شن و ماسه منجر شده است. جالب است بدانید کشوری نظیر نروژ هم که از ذخایر و منابع فسیلی زیادی بهره مند است از این سیستم خط لوله در زیر معابر بهره می برد. البته کاملاً درست است که سرما و برودت سالانه کشورهای اسکاندیناوی قابل مقایسه با ایران و در نتیجه عامل درستی برای تصمیم گیری نیست، اما بهره مندی از این نوع انرژی بر حسب نیاز روزافزون جهانی و مسایل زیست محیطی، بی شک باید در دستور کار مدیران و تصمیم سازان ارشد کشورمان قرار گیرد.

در حال حاضر، بر اساس گزارش IEA، ۲۴ کشور جهان، رقمی معادل ۵۶ هزار و ۷۸۰ گیگاوات ساعت انرژی زمین گرمایی تولید می کنند که معادل ۳/۰ درصد کل مصرف انرژی دنیا است. یکی از خصوصیاتی که سبب شده ژئوترمال از سایر انرژی های نو متمایز گردد، منبع مورد نیاز آن است که همیشه و بدون محدودیت زمانی در دسترس است، اما در سایر منابع انرژی های نو و با اندکی چشم پوشی در مورد خورشید منبع اصلی انرژی، تابعی است از شرایط زمانی و مکانی که در فصول مختلف متغیر است. به عنوان مثال، برای برخورداری از انرژی بادی، هیدروالکتریسیته (برق آبی)، انرژی حاصل از جزر و مد که البته در حال حاضر در ایران کاربردی ندارد و حتی خورشیدی، می بایست حتماً از آفتاب، آب، باد و شرایط مناسب جوّی بهره برد که البته همان طور که ذکر شد نسبت به زمان متغیر خواهد بود. اما به دلیل حرارات بسیار زیاد هسته زمین که در اعماق هسته به ۶ هزار درجه نیز می رسد زمان خاصی برای بهره برداری از آن وجود ندارد و به همین دلیل بوده است که سرمایه گذاری برای بهره مندی از این نوع انرژی در سال های گذشته رشدی تصاعدی را تجربه نموده است.

بر اساس گزارش وزارت انرژی آمریکا، سرمایه گذاری در انرژی زمین گرمایی این کشور در سال ۲۰۰۷ معادل ۳ میلیارد دلار بوده و این سرمایه گذاری با رشد سالانه ۱۸۳ درصدی در حال افزایش است. ایسلند با سرمایه گذاری خود در انرژی زمین گرمایی و توسعه آن، در حال حاضر ۵۳ درصد از انرژی مورد نیاز خود را از انرژی زمین گرمایی تأمین می کند که با احتساب سایر انرژی های نو، مجموع انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده در این کشور، رقمی معادل ۷۳ درصد است و تنها معادل ۲۷ درصد از انرژی مورد نیاز خود را و آن هم برای تأمین سوخت هواپیما، کشتی و خودرو – از انرژی فسیلی تأمین می کند. جالب آن است که این کشور برای استقلال هرچه بیشتر از منابع فسیلی، طرح استفاده از سوخت هیدروژنی را مطرح نموده است که از این طریق بتواند وابستگی خود را به انرژی فسیلی به صفر برساند. گفتنی است تولید انرژی زمین گرمایی در ایسلند معادل ۱۷۰ مگاوات می باشد که این رقم معادل ۸۶ درصد از گرمای منازل این کشور را به خود اختصاص می دهد.

در حال حاضر در حدود ۷۰ کشور جهان به صورت مستقیم از انرژی گرمایی استفاده می کنند که بیش از نیمی از حرارت به دست آمده از آن را برای مصارف گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها استفاده می کنند و مابقی آن را برای مصارف صنعتی و کشاورزی مورد بهره برداری قرار می دهند. بر اساس گزارش وزارت انرژی آمریکا، برای هر مگاوات انرژی زمین گرمایی، به طور متوسط به ۲ تا ۵/۶ میلیون دلار سرمایه نیاز است. همچنین هزینه ثابت تأسیس نیروگاه زمین گرمایی برای هر کیلووات در حدود هزار و ۱۵۰ تا ۳ هزار دلار می باشد.

خاصیت خورندگی سیال در نیروگاه های زمین گرمایی که می تواند به فلزات تأسیساتی آسیب برساند، به همراه انتشار گازهای گوگرد و دی اکسیدکربن البته حدود ۵ درصد مواد منتشر شده به وسیله نیروگاه های فسیلی است از دیگر نگرانی های مربوط به این منبع انرژی است که تا حدودی مانعی برای توسعه آن به شمار می رود.