भूतापीय उर्जा

भूतापीय शक्ति भूतापीय ऊर्जा से विद्युत उत्पादन है। उपयोग में आने वाली तकनीकों में शुष्क भाप शक्ति स्टेशन, फ्लैश भाप शक्ति स्टेशन और द्विआधारी चक्र शक्ति स्टेशन सम्मिलित हैं। भूतापीय विद्युत उत्पादन वर्तमान में 26 देशों में उपयोग किया जाता है,  जबकि भूतापीय तापन 70 देशों में उपयोग में है।

2019 तक, दुनिया भर में भू-तापीय ऊर्जा क्षमता 15.4 गीगावाट (GW) है, जिसमें से 23.9 प्रतिशत या 3.68 गीगावाट संयुक्त राज्य अमेरिका में भू-तापीय ऊर्जा में स्थापित हैं। 2015 तक तीन वर्षों में अंतर्राष्ट्रीय बाजार 5 प्रतिशत की औसत वार्षिक दर से बढ़े, तब वैश्विक भू-तापीय ऊर्जा क्षमता 2020 तक 14.5–17.6 गीगावाट तक पहुंचने की उम्मीद है। वर्तमान भूगर्भिक ज्ञान और प्रौद्योगिकी के आधार पर भूतापीय ऊर्जा संस्था (जीईए) सार्वजनिक रूप से खुलासा करता है, जीईए का अनुमान है कि अब तक कुल वैश्विक क्षमता का केवल 6.9 प्रतिशत ही उपयोग किया गया है, जबकि जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल ने भू-तापीय ऊर्जा क्षमता की सीमा में होने की सूचना दी है। 35 गीगावाट से 2 टेरावाट। भूतापीय स्रोतों से अपनी विद्युत का 15 प्रतिशत से अधिक उत्पादन करने वाले देशों में अल सल्वाडोर में भूतापीय शक्ति, केन्या में भूतापीय शक्ति, फिलीपींस में भूतापीय शक्ति, आइसलैंड, न्यूजीलैंड में भूतापीय शक्ति और कोस्टा रिका सम्मिलित हैं। इंडोनेशिया में भू-तापीय ऊर्जा की अनुमानित क्षमता 29,000 मेगावाट (मेगावाट) भू-तापीय ऊर्जा संसाधनों की है, जो दुनिया में सबसे बड़ी है; 2017 में इसकी स्थापित क्षमता 1,800 मेगावाट थी।

भू-तापीय ऊर्जा को एक स्थायी ऊर्जा, ऊर्जा का नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत माना जाता है क्योंकि पृथ्वी के आंतरिक ताप अंतर्वस्तु की तुलना में ऊष्मा निष्कर्षण कम होता है। पृथ्वी की ऊष्मा सामग्री की तुलना में ऊष्मा निष्कर्षण कम होता है। भूतापीय विद्युत स्टेशनों के ऊर्जा स्रोतों का जीवन-चक्र हरित गृह -गैस उत्सर्जन औसतन 45 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड प्रति किलोवाट-घंटा बिजली, या पारंपरिक कोयले से चलने वाले संयंत्रों के 5 प्रतिशत से कम है।

विद्युत और ताप दोनों के लिए नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में, भूतापीय में 2050 तक वैश्विक मांग के 3-5% को पूरा करने की क्षमता है। आर्थिक प्रोत्साहनों के साथ, अनुमान है कि 2100 तक वैश्विक मांग के 10% को पूरा करना संभव होगा।

इतिहास और विकास
20वीं शताब्दी में, विद्युत की मांग के कारण भू-तापीय ऊर्जा को एक उत्पादक स्रोत के रूप में माना जाने लगा। प्रिंस पिएरो गिन्नोरी कोंटी ने 4 जुलाई 1904 को लार्डेरेलो, इटली में पहले भू-तापीय विद्युत जनित्र का परीक्षण किया। इसने सफलतापूर्वक चार प्रकाश बल्ब जलाए। बाद में, 1911 में, दुनिया का पहला व्यावसायिक भू-तापीय विद्युत स्टेशन वहाँ बनाया गया था। प्रायोगिक जनित्र  1920 के दशक में बेप्पू, जापान और गीजर, कैलिफोर्निया में बनाए गए थे, लेकिन इटली 1958 तक भू-तापीय विद्युत का दुनिया का एकमात्र औद्योगिक उत्पादक था।

1958 में, न्यूज़ीलैंड भू-तापीय विद्युत का दूसरा प्रमुख औद्योगिक उत्पादक बन गया जब इसके वैराकेई शक्ति स्टेशन को शुरू किया गया। वैराकेई फ्लैश भाप तकनीक का उपयोग करने वाला पहला स्टेशन था। पिछले 60 वर्षों में, शुद्ध तरल पदार्थ का उत्पादन 2.5 किमी से अधिक रहा है3। नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रणाली के विस्तारित विकास के लिए पर्यावरणीय सहमति से संबंधित कई औपचारिक सुनवाई में वैराकेई-तौहारा में कमी एक मुद्दा रही है।

1960 में, पैसिफ़िक गैस और विद्युत ने कैलिफोर्निया में द गीज़र में संयुक्त राज्य अमेरिका में पहले सफल भू-तापीय विद्युत शक्ति स्टेशन का संचालन शुरू किया। मूल टर्बाइन 30 से अधिक वर्षों तक चला और 11 मेगावाट शुद्ध शक्ति का उत्पादन किया।

द्विआधारी चक्र शक्ति स्टेशन को पहली बार 1967 में सोवियत संघ में प्रदर्शित किया गया था और बाद में 1981 में संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रस्तुत किया गया था। 1970 के दशक के ऊर्जा संकट और नियामक नीतियों में महत्वपूर्ण परिवर्तनों के बाद। यह तकनीक पहले की तुलना में बहुत कम तापमान संसाधनों के उपयोग की अनुमति देती है। 2006 में, चेना हॉट स्प्रिंग्स, अलास्का में एक द्विआधारी चक्र स्टेशन, 57 डिग्री सेल्सियस (135 डिग्री फ़ारेनहाइट) के रिकॉर्ड कम द्रव तापमान से विद्युत का उत्पादन करते हुए प्रत्यक्ष आया।

भूतापीय विद्युत स्टेशन हाल ही में विशेष रूप से वहां बनाए गए हैं जहां सतह के पास उच्च तापमान वाले भू-तापीय संसाधन उपलब्ध हैं। द्विआधारी चक्र विद्युत संयंत्रों का विकास और प्रवेधन और निष्कर्षण प्रौद्योगिकी में सुधार एक बहुत अधिक भौगोलिक सीमा पर उन्नत भू-तापीय प्रणालियों को सक्षम कर सकता है। लैंडौ-फाल्ज, जर्मनी और सोल्ट्ज़-सूस-फॉरेट्स, फ्रांस में प्रदर्शन परियोजनाएं शुरू हैं, जबकि बासेल, स्विटजरलैंड में पहले के प्रयास को भूकंप आने के बाद बंद कर दिया गया था। अन्य प्रदर्शन परियोजनाएं ऑस्ट्रेलिया, यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका में भू-तापीय ऊर्जा में निर्माणाधीन हैं।

भू-तापीय विद्युत स्टेशनों की तापीय क्षमता कम है, लगभग 7-10%, क्योंकि वाष्पयंत्र से भाप की तुलना में भूतापीय तरल पदार्थ कम तापमान पर प्राप्त होते हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के अनुसार यह कम तापमान विद्युत उत्पादन के दौरान उपयोगी ऊर्जा निकालने में चक्र दक्षता की दक्षता को सीमित करता है। निष्कासक ऊष्मा बर्बाद हो जाती है, जब तक कि इसे सीधे और स्थानीय रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है, उदाहरण के लिए हरित गृह, लकड़ी मिलों और जिला हीटिंग में। प्रणाली की दक्षता परिचालन लागत को प्रभावित नहीं करती है क्योंकि यह कोयले या अन्य जीवाश्म ईंधन संयंत्र के लिए होती है, लेकिन यह स्टेशन की व्यवहार्यता का कारक है। पंपों की खपत से अधिक ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए, विद्युत उत्पादन के लिए उच्च तापमान वाले भू-तापीय क्षेत्रों और विशेष ताप चक्रों की आवश्यकता होती है। क्योंकि भू-तापीय ऊर्जा ऊर्जा के चर स्रोतों पर निर्भर नहीं करती है, इसके विपरीत, उदाहरण के लिए, हवा या सौर, इसका क्षमता कारक काफी बड़ा हो सकता है - 96% तक का प्रदर्शन किया गया है। हालांकि जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल के अनुसार, 2008 में वैश्विक औसत क्षमता कारक 74.5% था।

संसाधन
पृथ्वी की ऊष्मा की मात्रा लगभग1×1019 TJ (2.8×1015 TWh) है। यह ऊष्मा स्वाभाविक रूप से 44.2 टेरावाट की दर से चालन द्वारा सतह पर प्रवाहित होती है और 30 TW की दर से रेडियोधर्मी क्षय द्वारा इसकी भरपाई की जाती है। ये विद्युत दरें प्राथमिक स्रोतों से मानवता की वर्तमान ऊर्जा खपत से दोगुनी से भी अधिक हैं, लेकिन इनमें से अधिकांश शक्ति बहुत अधिक विसरित है (लगभग 0.1 डब्ल्यू/एम2 औसतन) पुनर्प्राप्त करने योग्य होना चाहिए। पृथ्वी की पपड़ी प्रभावी रूप से एक मोटी अवरोधक कंबल के रूप में कार्य करती है जिसे नीचे की ऊष्मा को छोड़ने के लिए द्रव नलिकाओं (मैग्मा, पानी या अन्य) द्वारा छेद किया जाना चाहिए।

विद्युत उत्पादन के लिए उच्च तापमान वाले संसाधनों की आवश्यकता होती है जो केवल गहरे भूमिगत से ही आ सकते हैं। ऊष्मा  को तरल परिसंचरण द्वारा सतह पर ले जाया जाना चाहिए, या तो मेग्मा नलिकाओं, गर्म झरनों, जलतापीय परिसंचरण, तेल के कुओं, ड्रिल किए गए पानी के कुओं, या इनके संयोजन के माध्यम से। यह संचलन कभी-कभी स्वाभाविक रूप से वहां उपस्थित होता है जहां परत पतली होती है: मैग्मा नलिका ऊष्मा को सतह के करीब लाती है, और गर्म झरने सतह पर ऊष्मा लाते हैं। यदि कोई गर्म पानी का झरना उपलब्ध नहीं है, तो एक कुएं को गर्म जलभृत में ड्रिल किया जाना चाहिए। टेक्टोनिक प्लेट सीमाओं से दूर दुनिया के अधिकांश हिस्सों में भू-तापीय प्रवणता 25-30 डिग्री सेल्सियस प्रति किलोमीटर (किमी) गहराई है, इसलिए विद्युत उत्पादन की अनुमति देने के लिए कुओं को कई किलोमीटर गहरा होना होगा। पुनर्प्राप्ति योग्य संसाधनों की मात्रा और गुणवत्ता प्रवेधन गहराई और टेक्टोनिक प्लेट सीमाओं से निकटता में सुधार करती है।

जमीन में जो गर्म है लेकिन सूखी है, या जहां पानी का दबाव अपर्याप्त है, अंतःक्षिप्त किया गया तरल पदार्थ उत्पादन को उत्तेजित कर सकता है। विकासकर्ता ने एक उम्मीदवार साइट में दो छेद किए, और उनके बीच चट्टान को विस्फोटक या उच्च दबाव वाले पानी से तोड़ दिया। उच्च दबाव वाले पानी से तोड़ किया। फिर वे पानी या तरल कार्बन डाइऑक्साइड को एक बोरहोल में पंप करते हैं, और यह गैस के रूप में दूसरे बोरहोल में ऊपर आता है। इस दृष्टिकोण को यूरोप में गर्म शुष्क चट्टान भू-तापीय ऊर्जा या उत्तरी अमेरिका में उन्नत भू-तापीय प्रणाली कहा जाता है। प्राकृतिक जलभृतों के पारंपरिक दोहन की तुलना में इस दृष्टिकोण से कहीं अधिक क्षमता उपलब्ध हो सकती है।

भू-तापीय ऊर्जा की विद्युत उत्पादन क्षमता का अनुमान निवेश के पैमाने के आधार पर 35 से 2000 गीगावाट तक भिन्न होता है। इसमें सह-उत्पादन, भू-तापीय ताप पंप और अन्य प्रत्यक्ष उपयोग द्वारा पुनर्प्राप्त गैर-विद्युत ताप सम्मिलित नहीं है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की 2006 की एक रिपोर्ट जिसमें उन्नत भू-तापीय प्रणालियों की क्षमता सम्मिलित थी, ने अनुमान लगाया कि 15 वर्षों में अनुसंधान और विकास में 1 अरब अमेरिकी डॉलर का निवेश अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में 2050 तक 100 जीडब्ल्यू विद्युत उत्पादन क्षमता का निर्माण करने की अनुमति देगा।. एमआईटी रिपोर्ट का अनुमान है कि खत्म हो गया 200E9 TJ प्रौद्योगिकी सुधारों के साथ इसे 2,000 ZJ से अधिक तक बढ़ाने की क्षमता के साथ निकालने योग्य होगा - कई सहस्राब्दी के लिए दुनिया की सभी वर्तमान ऊर्जा आवश्यकताओं को प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।

वर्तमान में, भूतापीय कुएँ शायद ही 3 किमी (1.9 मील) से अधिक गहरे हैं। भूतापीय संसाधनों के ऊपरी अनुमान कुओं को 10 किमी (6.2 मील) जितना गहरा मानता है। इस गहराई के निकट प्रवेधन अब पेट्रोलियम उद्योग में संभव है, हालांकि यह एक महंगी प्रक्रिया है। दुनिया का सबसे गहरा शोध कुआं, कोला सुपरदीप बोरहोल (KSDB-3), 12.261 किमी (7.619 मील) गहरा है  से अधिक गहराई तक खोदे गए कुएँ 4 km आम तौर पर ड्रिलिंग लागत लाखों डॉलर में होती है। तकनीकी चुनौतियां कम लागत पर व्यापक बोर ड्रिल करने और चट्टान की बड़ी मात्रा को तोड़ने के लिए हैं।

भू-तापीय ऊर्जा को टिकाऊ माना जाता है क्योंकि पृथ्वी की गर्मी सामग्री की तुलना में गर्मी निष्कर्षण छोटा है, लेकिन स्थानीय कमी से बचने के लिए निष्कर्षण की निगरानी की जानी चाहिए। हालांकि भू-तापीय स्थल कई दशकों तक गर्मी प्रदान करने में सक्षम हैं, व्यक्तिगत कुएं ठंडे हो सकते हैं या पानी से बाहर निकल सकते हैं। लार्डेरेलो, वैराकेई#जियोथर्मल फील्ड और गीजर में तीन सबसे पुराने स्थलों ने अपनी चोटियों से उत्पादन कम कर दिया है। यह स्पष्ट नहीं है कि क्या इन स्टेशनों ने ऊर्जा को अधिक गहराई से फिर से भरने की तुलना में तेजी से निकाला है, या क्या उन्हें आपूर्ति करने वाले जलभृत कम हो रहे हैं। यदि उत्पादन कम किया जाता है और पानी को फिर से इंजेक्ट किया जाता है, तो ये कुएं सैद्धांतिक रूप से अपनी पूरी क्षमता हासिल कर सकते हैं। ऐसी शमन रणनीतियों को कुछ साइटों पर पहले ही लागू किया जा चुका है। 1913 से इटली के लार्डारेलो क्षेत्र में, 1958 से न्यूजीलैंड के वैराकेई क्षेत्र में भूतापीय ऊर्जा की दीर्घकालिक स्थिरता का प्रदर्शन किया गया है। और 1960 से कैलिफोर्निया के गीजर फील्ड में।

शक्ति स्टेशन प्रकार
भूतापीय शक्ति स्टेशन अन्य भाप टर्बाइन तापीय शक्ति स्टेशनों के समान हैं, जिसमें ईंधन स्रोत (भूतापीय के मामले में, पृथ्वी का कोर) से ऊष्मा का उपयोग पानी या किसी अन्य कार्यशील तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए किया जाता है। काम कर रहे तरल पदार्थ का उपयोग जनित्र के टरबाइन को शुरू करने के लिए किया जाता है, जिससे विद्युत का उत्पादन होता है। द्रव को तब ठंडा किया जाता है और ऊष्मा स्रोत में लौटा दिया जाता है।

शुष्क भाप विद्युत स्टेशन
शुष्क भाप स्टेशन सबसे सरल और सबसे पुराने डिज़ाइन हैं। इस प्रकार के कुछ शक्ति स्टेशन हैं, क्योंकि उन्हें एक ऐसे संसाधन की आवश्यकता होती है जो सुपरहिट भाप का उत्पादन करता है, लेकिन वे सबसे सरल सुविधाओं के साथ सबसे कुशल हैं। इन स्थलों पर, जलाशय में तरल पानी उपस्थित हो सकता है, लेकिन सतह पर केवल भाप पैदा होती है, पानी नहीं। पानी या भाप से चलने वाला यन्त्र को शुरू करने के लिए सूखी भाप शक्ति सीधे 150 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक की भू-तापीय भाप का उपयोग करती है। जैसे ही टर्बाइन घूमता है यह एक जनित्र को शक्ति देता है जो विद्युत पैदा करता है और विद्युत क्षेत्र में जोड़ता है। फिर, भाप एक संघनित्र में उत्सर्जित होती है, जहाँ यह वापस एक तरल में बदल जाती है, जो पानी को ठंडा कर देती है। पानी के ठंडा होने के बाद यह एक पाइप के नीचे बहता है जो घनीभूत को वापस गहरे कुओं में ले जाता है, जहाँ इसे फिर से गर्म किया जा सकता है और फिर से उत्पादित किया जा सकता है। कैलिफोर्निया में द गीजर में, विद्युत उत्पादन के पहले 30 वर्षों के बाद, भाप की आपूर्ति कम हो गई थी और उत्पादन काफी कम हो गया था। कुछ पूर्व क्षमता को बहाल करने के लिए, पूरक जल इंजेक्शन 1990 और 2000 के दशक के दौरान विकसित किया गया था, जिसमें पास के नगरपालिका सीवेज उपचार सुविधाओं से अपशिष्ट का उपयोग सम्मिलित था।

फ्लैश भाप शक्ति स्टेशन
फ्लैश भाप स्टेशन गहरे, उच्च दबाव वाले गर्म पानी को कम दबाव वाले टैंकों में खींचते हैं और पानी या भाप से चलने वाला यन्त्र को चलाने के लिए परिणामी चमकीली भाप का उपयोग करते हैं। उन्हें कम से कम 180 °C के द्रव तापमान की आवश्यकता होती है, सामान्यतः अधिक। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। यह आज संचालन में सबसे सामान्य प्रकार का स्टेशन है। फ्लैश भाप प्लांट 360 डिग्री फ़ारेनहाइट (182 डिग्री सेल्सियस) से अधिक तापमान वाले पानी के भूतापीय जलाशयों का उपयोग करते हैं। गर्म पानी अपने ही दबाव में जमीन में कुओं के माध्यम से ऊपर की ओर बहता है। जैसे-जैसे यह ऊपर की ओर बहता है, दबाव कम होता जाता है और गर्म पानी का कुछ हिस्सा भाप में बदल जाता है। इसके बाद भाप को पानी से अलग किया जाता है और टर्बाइन/जनित्र को चलाने के लिए प्रयोग किया जाता है। किसी भी बचे हुए पानी और संघनित भाप को जलाशय में वापस अंतःक्षिप्त किया जा सकता है, जिससे यह एक संभावित स्थायी संसाधन बन जाता है।

द्विआधारी चक्र शक्ति स्टेशन
द्विआधारी चक्र शक्ति स्टेशन सबसे आधुनिक विकास हैं, और तरल तापमान को 57 डिग्री सेल्सियस तक कम कर सकते हैं। मामूली गर्म भू-तापीय पानी एक माध्यमिक तरल पदार्थ द्वारा पारित किया जाता है जिसमें पानी की तुलना में बहुत कम क्वथनांक होता है। यह द्वितीयक तरल पदार्थ को वाष्पीकृत करने का कारण बनता है, जो तब पानी या भाप से चलने वाला यन्त्र को चलाता है। यह आज निर्मित होने वाला सबसे सामान्य प्रकार का भू-तापीय विद्युत स्टेशन है। कार्बनिक रैनकिन चक्र और कलिना चक्र दोनों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के स्टेशन की तापीय दक्षता सामान्यतः  लगभग 10-13% होती है।



दुनिया भर में उत्पादन
अंतर्राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा संस्था ने बताया है कि 2020 के अंत में दुनिया भर में 14,438 मेगावाट (MW) भूतापीय शक्ति प्रत्यक्ष थी, जिससे 94,949 GWh विद्युत पैदा हुई। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। 2021 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में भू-तापीय ऊर्जा ने 3,889 मेगावाट स्थापित क्षमता के साथ भू-तापीय विद्युत उत्पादन में दुनिया का नेतृत्व किया, 2020 से पर्याप्त वृद्धि हुई जब इसने 2,587 मेगावाट का उत्पादन किया। इंडोनेशिया 2021 में प्रत्यक्ष 2,277 मेगावाट क्षमता के साथ दुनिया में भूतापीय ऊर्जा के दूसरे सबसे बड़े उत्पादक के रूप में अमेरिका का अनुसरण करता है।

अल गोर ने द क्लाइमेट प्रोजेक्ट एशिया पैसिफिक समिट में कहा कि इंडोनेशिया भूतापीय ऊर्जा से विद्युत उत्पादन में सुपर शक्ति देश बन सकता है। 2013 में, भारत ने छत्तीसगढ़ में देश की पहली भू-तापीय विद्युत सुविधा विकसित करने की योजना की घोषणा की।

प्रशांत महासागर पर कनाडा में भूतापीय शक्ति एकमात्र प्रमुख देश है जिसने अभी तक भूतापीय शक्ति विकसित नहीं की है। सबसे बड़ी क्षमता का क्षेत्र कनाडाई कॉर्डिलेरा है, जो ब्रिटिश कोलंबिया से युकोन तक फैला हुआ है, जहां उत्पादन उत्पादन का अनुमान 1,550 मेगावाट से लेकर 5,000 मेगावाट तक है।

यूटिलिटी-ग्रेड स्टेशन


दुनिया में भू-तापीय विद्युत संयंत्रों का सबसे बड़ा समूह संयुक्त राज्य अमेरिका में कैलिफोर्निया में भू-तापीय क्षेत्र, द गीजर में स्थित है। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। 2004 तक, पांच देश (अल सल्वाडोर में भूतापीय शक्ति, केन्या में भूतापीय शक्ति, फिलीपींस में भूतापीय शक्ति, आइसलैंड में भूतापीय शक्ति और कोस्टा रिका) अपनी विद्युत का 15% से अधिक भूतापीय स्रोतों से उत्पन्न करते हैं।

नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध 24 देशों में भूतापीय विद्युत उत्पन्न होती है। 2005 के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका में अतिरिक्त 500 मेगावाट विद्युत क्षमता के लिए अनुबंध किए गए थे, जबकि 11 अन्य देशों में निर्माणाधीन स्टेशन भी थे। संवर्धित भू-तापीय प्रणालियां जो कई किलोमीटर गहरी हैं, फ़्रांस और जर्मनी में परिचालित हैं और कम से कम चार अन्य देशों में विकसित या मूल्यांकन की जा रही हैं।

पर्यावरणीय प्रभाव


मौजूदा भू-तापीय विद्युत स्टेशन, जो आईपीसीसी द्वारा समीक्षा किए गए सभी जीवन चक्र उत्सर्जन अध्ययनों के 50वें प्रतिशतक के भीतर आते हैं, औसतन 45 किलोग्राम सीओ का उत्पादन करते हैं, उत्पन्न विद्युत के प्रति मेगावाट-घंटे के बराबर उत्सर्जन (किलो eq/मेगावाट-घंटा|MW·h). तुलना के लिए, एक कोयले से चलने वाला विद्युत संयंत्र 1,001 किग्रा का उत्सर्जन करता है कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) के साथ युग्मित नहीं होने पर प्रति मेगावाट-घंटे के बराबर। चूंकि कई भू-तापीय परियोजनाएं ज्वालामुखीय रूप से सक्रिय क्षेत्रों में स्थित हैं जो स्वाभाविक रूप से हरित गृह  गैसों का उत्सर्जन करती हैं, यह परिकल्पना है कि भू-तापीय संयंत्र वास्तव में भूमिगत जलाशयों पर दबाव को कम करके डी-गैसिंग की दर को कम कर सकते हैं। उच्च स्तर के एसिड और वाष्पशील रसायनों का अनुभव करने वाले स्टेशन सामान्यतः  निष्कासक  को कम करने के लिए उत्सर्जन-नियंत्रण प्रणाली से लैस होते हैं। भूतापीय स्टेशन इन गैसों को कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के रूप में वापस पृथ्वी में अंतःक्षिप्त कर सकते हैं, जैसे कि न्यूजीलैंड में और आइसलैंड में कार्बफिक्स परियोजना में।

किज़िल्डेरे भूतापीय शक्ति प्लांट|किज़िल्डेरे भूतापीय शक्ति प्लांट जैसे अन्य स्टेशन, पास के दो संयंत्रों में सूखी बर्फ में कार्बन डाइऑक्साइड गैस को संसाधित करने के लिए भू-तापीय तरल पदार्थों का उपयोग करने की क्षमता प्रदर्शित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम पर्यावरणीय प्रभाव होता है।

घुलित गैसों के अलावा, भू-तापीय स्रोतों से गर्म पानी में पारा (तत्व), आर्सेनिक, बोरॉन, सुरमा और नमक जैसे जहरीले रसायनों की ट्रेस मात्रा हो सकती है। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। ये रसायन पानी के ठंडा होते ही घोल से बाहर आ जाते हैं, और अगर छोड़े जाते हैं तो पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं। उत्पादन को प्रोत्साहित करने के लिए भू-तापीय तरल पदार्थ को वापस पृथ्वी में अंतःक्षिप्त करने की आधुनिक प्रथा से इस पर्यावरणीय जोखिम को कम करने का पार्श्व लाभ है।

स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। न्यूज़ीलैंड के वैराकेई मैदान में धंसाव हुआ है। बढ़ी हुई भू-तापीय प्रणालियाँ पानी के इंजेक्शन के कारण भूकंपीयता को प्रेरित कर सकती हैं। बेसल, स्विट्जरलैंड में परियोजना को निलंबित कर दिया गया था क्योंकि रिक्टर स्केल पर 3.4 तक मापने वाले 10,000 से अधिक भूकंपीय घटनाएं जल इंजेक्शन के पहले 6 दिनों में हुई थीं। टेक्टोनिक उत्थान के लिए भू-तापीय प्रवेधन के जोखिम को स्टॉफेन इम ब्रिसगौ में अनुभव किया गया है।

भूतापीय में न्यूनतम भूमि और मीठे पानी की आवश्यकता होती है। भूतापीय स्टेशन 404 वर्ग मीटर प्रति गीगावाट-घंटे|GW·h बनाम 3,632 और 1,335 वर्ग मीटर क्रमशः कोयले की सुविधाओं और पवन फार्मों का उपयोग करते हैं। वे परमाणु, कोयले, या तेल के लिए प्रति MW·h 1000 लीटर प्रति MW·h की तुलना में 20 लीटर मीठे पानी का उपयोग करते हैं।

भूतापीय विद्युत स्टेशन गीजर के प्राकृतिक चक्र को भी बाधित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, बेओवावे, नेवादा गीजर, जो अनकैप्ड भूतापीय कुएं थे, डुअल-फ्लैश स्टेशन के विकास के कारण फूटना बंद हो गए।

भूतापीय संचलन प्रणालियों के काम के परिणामस्वरूप स्थानीय जलवायु शीतलन संभव है। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। हालांकि, 1980 के दशक में लेनिनग्राद खनन इंस्टीट्यूट द्वारा दिए गए एक अनुमान के अनुसार, प्राकृतिक जलवायु में उतार-चढ़ाव की तुलना में कूल-डाउन नगण्य होगा।

जबकि ज्वालामुखीय गतिविधि भूतापीय ऊर्जा पैदा करती है, यह जोखिम भरा भी है। 2022 तक पुना जियोथर्मल वेंचर 2018 के निचले पुना विस्फोट के बाद भी पूरी क्षमता तक नहीं लौटा है। [53]

अर्थशास्त्र
भूतापीय ऊर्जा के लिए किसी ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है; इसलिए यह ईंधन लागत में उतार-चढ़ाव के प्रति प्रतिरोधी है। स्टेशन निर्माण भूमि की स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है। हालांकि, पूंजीगत लागत अधिक होती है। आधे से अधिक लागत के लिए प्रवेधन खाते, और गहरे संसाधनों की खोज में महत्वपूर्ण जोखिम सम्मिलित हैं। नेवादा में एक ठेठ कुआं डबलट विद्युत उत्पादन के 4.5 मेगावाट (मेगावाट) का समर्थन कर सकता है और 20% विफलता दर के साथ ड्रिल करने के लिए लगभग 10 मिलियन डॉलर खर्च करता है।

कुल मिलाकर, विद्युत स्टेशन निर्माण और अच्छी तरह से प्रवेधन की लागत लगभग 2–5 मिलियन € प्रति मेगावाट विद्युत क्षमता है, जबकि स्तरीकृत ऊर्जा लागत 0.04–0.10 € प्रति kW·h है। उन्नत भू-तापीय प्रणालियां इन श्रेणियों के उच्च पक्ष पर होती हैं, जिनकी पूंजीगत लागत $4 मिलियन प्रति मेगावाट से अधिक होती है और 2007 में $0.054 प्रति kW·h से अधिक स्तरित लागत होती है।

अनुसंधान से पता चलता है कि जलाशय में भंडारण 100% नवीकरणीय ऊर्जा हो सकता है परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के एक बड़े हिस्से के साथ ऊर्जा प्रणालियों में बढ़ी हुई भू-तापीय प्रणालियों की आंतरायिकता।

भू-तापीय ऊर्जा अत्यधिक मापनीय है: एक छोटा विद्युत स्टेशन एक ग्रामीण गांव को आपूर्ति कर सकता है, हालांकि प्रारंभिक पूंजी लागत अधिक हो सकती है।

सबसे विकसित भू-तापीय क्षेत्र कैलिफोर्निया में गीजर है। 2008 में, इस क्षेत्र ने 725 मेगावाट की कुल उत्पादन क्षमता वाले 15 स्टेशनों का समर्थन किया, जो सभी कैलपाइन के स्वामित्व में थे।

यह भी देखें

 * उन्नत भू-तापीय प्रणाली
 * भूतापीय हीटिंग
 * गर्म सूखी चट्टान भूतापीय ऊर्जा
 * आइसलैंड डीप प्रवेधन प्रोजेक्ट
 * देश के अनुसार नवीकरणीय ऊर्जा विषयों की सूची
 * तापीय बैटरी

बाहरी कड़ियाँ

 * Articles on Geothermal Energy
 * The Geothermal Collection by the University of Hawaii at Manoa
 * GRC Geothermal Library