ভূ-তাপীয় শক্তি এবং এর ব্যবহার, ভূ-তাপীয় শক্তির সম্ভাবনা

পৃথিবীর অভ্যন্তরে প্রচুর তাপশক্তি রয়েছে। এখানে অনুমান এখনও বেশ ভিন্ন, কিন্তু সবচেয়ে রক্ষণশীল অনুমান অনুযায়ী, যদি আমরা নিজেদেরকে 3 কিমি গভীরতায় সীমাবদ্ধ করি, তাহলে 8 x 1017 kJ ভূ-তাপীয় শক্তি। একই সময়ে, আমাদের দেশে এবং সারা বিশ্বে এর বাস্তব প্রয়োগের স্কেল নগণ্য। এখানে সমস্যা কি এবং ভূ-তাপীয় শক্তি ব্যবহার করার সম্ভাবনা কি?

ভূ-তাপীয় শক্তি হল পৃথিবীর তাপের শক্তি। পৃথিবীর প্রাকৃতিক তাপ থেকে নির্গত শক্তিকে ভূ-তাপীয় শক্তি বলে। শক্তির উত্স হিসাবে, পৃথিবীর তাপ, বিদ্যমান প্রযুক্তির সাথে মিলিত, বহু, বহু বছর ধরে মানবতার চাহিদা সরবরাহ করতে পারে। এবং এটি এমন উষ্ণতাকেও স্পর্শ করে না যা খুব গভীরভাবে চলে, এমন অঞ্চলগুলিতে যা এখন পর্যন্ত পৌঁছানো যায় না।

লক্ষ লক্ষ বছর ধরে, এই তাপ আমাদের গ্রহের অন্ত্র থেকে নির্গত হয়, এবং কোরের শীতল হওয়ার হার প্রতি বিলিয়ন বছরে 400 ° C এর বেশি হয় না! একই সময়ে, পৃথিবীর কেন্দ্রের তাপমাত্রা, বিভিন্ন উত্স অনুসারে, বর্তমানে 6650 ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে কম নয় এবং ধীরে ধীরে এর পৃষ্ঠের দিকে হ্রাস পাচ্ছে। পৃথিবী থেকে 42 ট্রিলিয়ন ওয়াট তাপ ক্রমাগত বিকিরণ হয়, যার মাত্র 2% ভূত্বকের মধ্যে থাকে।

পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ তাপীয় শক্তি সময়ে সময়ে হাজার হাজার আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাত, ভূমিকম্প, পৃথিবীর ভূত্বকের নড়াচড়া এবং অন্যান্য, কম লক্ষণীয়, তবে কম বিশ্বব্যাপী, প্রাকৃতিক প্রক্রিয়াগুলির আকারে ভয়ঙ্করভাবে প্রকাশ করে।

এই ঘটনার কারণ সম্পর্কে বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিকোণ হল যে পৃথিবীর তাপের উৎপত্তি গ্রহের অভ্যন্তরে ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম এবং পটাসিয়ামের তেজস্ক্রিয় ক্ষয় এবং সেইসাথে পদার্থের মহাকর্ষীয় বিচ্ছেদের সাথে সম্পর্কিত। এর মাঝখানে.

পৃথিবীর ভূত্বকের গ্রানাইট স্তর, 20,000 মিটার গভীরতায়, মহাদেশগুলির তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের প্রধান অঞ্চল এবং মহাসাগরগুলির জন্য, উপরের আবরণটি সবচেয়ে সক্রিয় স্তর। বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে মহাদেশগুলিতে, প্রায় 10,000 মিটার গভীরতায়, ভূত্বকের নীচের তাপমাত্রা প্রায় 700 ডিগ্রি সেলসিয়াস, যখন মহাসাগরগুলিতে তাপমাত্রা মাত্র 200 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছে।

পৃথিবীর ভূত্বকের ভূ-তাপীয় শক্তির দুই শতাংশ একটি ধ্রুবক 840 বিলিয়ন ওয়াট, এবং এটি প্রযুক্তিগতভাবে অ্যাক্সেসযোগ্য শক্তি। এই শক্তি আহরণের সর্বোত্তম স্থানগুলি হল মহাদেশীয় প্লেটের প্রান্তের কাছাকাছি এলাকা, যেখানে ভূত্বক অনেক পাতলা, এবং ভূমিকম্প এবং আগ্নেয়গিরির ক্রিয়াকলাপের এলাকা-যেখানে পৃথিবীর তাপ পৃষ্ঠের খুব কাছাকাছি প্রকাশিত হয়।

ভূ-তাপীয় শক্তি কোথায় এবং কী আকারে ঘটে?

বর্তমানে, ভূতাপীয় শক্তির বিকাশ সক্রিয়ভাবে নিযুক্ত রয়েছে: মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, আইসল্যান্ড, নিউজিল্যান্ড, ফিলিপাইন, ইতালি, এল সালভাদর, হাঙ্গেরি, জাপান, রাশিয়া, মেক্সিকো, কেনিয়া এবং অন্যান্য দেশ, যেখানে গ্রহের অন্ত্র থেকে তাপ 300 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বাষ্প এবং গরম জলের আকারে পৃষ্ঠে উঠে যায়, বাইরে যায়।

আইসল্যান্ড এবং কামচাটকার বিখ্যাত গিজার, সেইসাথে বিখ্যাত ইয়েলোস্টোন ন্যাশনাল পার্ক, আমেরিকার ওয়াইমিং, মন্টানা এবং আইডাহোতে অবস্থিত, প্রায় 9,000 বর্গকিলোমিটার এলাকা জুড়ে, এর উজ্জ্বল উদাহরণ হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে।

ভূ-তাপীয় শক্তি সম্পর্কে কথা বলার সময়, এটি মনে রাখা খুব গুরুত্বপূর্ণ যে এটি বেশিরভাগই কম সম্ভাবনার, অর্থাৎ, কূপ ছেড়ে যাওয়া জল বা বাষ্পের তাপমাত্রা বেশি নয়। এবং এটি উল্লেখযোগ্যভাবে এই জাতীয় শক্তি ব্যবহারের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।

আসল বিষয়টি হ'ল বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য আজ কুল্যান্টের তাপমাত্রা কমপক্ষে 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস হওয়া অর্থনৈতিকভাবে সমীচীন। এই ক্ষেত্রে, এটি সরাসরি টারবাইনে পাঠানো হয়।

এমন ইনস্টলেশন রয়েছে যা কম তাপমাত্রায় জল ব্যবহার করে। তাদের মধ্যে, জিওথার্মাল জল গৌণ কুল্যান্টকে (উদাহরণস্বরূপ, ফ্রেয়ন) গরম করে, যার ফুটন্ত পয়েন্ট কম। উৎপন্ন বাষ্প টারবাইন ঘুরিয়ে দেয়। কিন্তু এই ধরনের ইনস্টলেশনের ক্ষমতা ছোট (10 - 100 কিলোওয়াট) এবং তাই শক্তির খরচ উচ্চ তাপমাত্রার জল ব্যবহার করে পাওয়ার প্ল্যান্টের তুলনায় বেশি হবে।

নিউজিল্যান্ডে জিওপিপি

ভূ-তাপীয় আমানত হল গরম জলে ভরা ছিদ্রযুক্ত শিলা। এগুলি মূলত প্রাকৃতিক জিওথার্মাল বয়লার।

কিন্তু পৃথিবীর পৃষ্ঠে ব্যয় করা জল যদি ফেলে দেওয়া না হয়, তবে বয়লারে ফিরে আসে? একটি প্রচলন ব্যবস্থা তৈরি? এই ক্ষেত্রে, শুধুমাত্র তাপীয় জলের তাপ নয়, আশেপাশের পাথরগুলিও ব্যবহার করা হবে। এই ধরনের একটি সিস্টেম তার মোট সংখ্যা 4-5 গুণ বৃদ্ধি করবে। নোনা জলের সাথে পরিবেশ দূষণের বিষয়টি সরানো হয়, কারণ এটি ভূগর্ভস্থ দিগন্তে ফিরে আসে।

গরম জল বা বাষ্পের আকারে, তাপ পৃষ্ঠে বিতরণ করা হয়, যেখানে এটি সরাসরি ভবন এবং ঘর গরম করতে বা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও উপযোগী হল পৃথিবীর পৃষ্ঠের তাপ, যা সাধারণত কূপ খননের মাধ্যমে পৌঁছানো হয়, যেখানে গ্রেডিয়েন্ট প্রতি 36 মিটারে 1 °C বৃদ্ধি পায়।

এই তাপ শোষণ করতে, তারা ব্যবহার করে তাপ পাম্প… গরম জল এবং বাষ্প বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে এবং সরাসরি গরম করার জন্য ব্যবহার করা হয়, এবং জলের অনুপস্থিতিতে গভীরভাবে কেন্দ্রীভূত তাপ তাপ পাম্প দ্বারা একটি দরকারী আকারে রূপান্তরিত হয়। ম্যাগমার শক্তি এবং আগ্নেয়গিরির নীচে যে তাপ জমা হয় তা একই উপায়ে বের করা হয়।

সাধারণভাবে, জিওথার্মাল পাওয়ার প্ল্যান্টে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য অনেকগুলি আদর্শ পদ্ধতি রয়েছে, তবে আবার সরাসরি বা তাপ পাম্পের মতো স্কিমে।

সবচেয়ে সহজ ক্ষেত্রে, বাষ্পটি কেবল একটি পাইপলাইনের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক জেনারেটরের টারবাইনে নির্দেশিত হয়। একটি জটিল স্কিমে, বাষ্পটি প্রাক-শুদ্ধ হয় যাতে দ্রবীভূত পদার্থগুলি পাইপগুলিকে ধ্বংস না করে। একটি মিশ্র স্কিমে, জলে দ্রবীভূত গ্যাসগুলি জলে বাষ্পের ঘনীভবনের পরে নির্মূল হয়।

অবশেষে, একটি বাইনারি স্কিম রয়েছে যেখানে একটি কম স্ফুটনাঙ্ক (তাপ এক্সচেঞ্জার স্কিম) সহ আরেকটি তরল কুল্যান্ট হিসাবে কাজ করে (তাপ নিতে এবং জেনারেটর টারবাইন চালু করতে)।

সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ হল জল এবং লিথিয়াম ক্লোরাইড সহ ভ্যাকুয়াম শোষণ তাপ পাম্প। ভ্যাকুয়াম ওয়াটার পাম্পে বিদ্যুৎ খরচের কারণে পূর্বের তাপীয় পানির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।

60 - 90 ° সে তাপমাত্রার কূপের জল ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবনে প্রবেশ করে। উৎপন্ন বাষ্প একটি টার্বোচার্জার দ্বারা সংকুচিত হয়। প্রয়োজনীয় কুল্যান্ট তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে চাপ নির্বাচন করা হয়।

যদি জল সরাসরি হিটিং সিস্টেমে যায়, তবে তা 90 - 95 ° সে, যদি হিটিং নেটওয়ার্কগুলিতে যায়, তবে 120 - 140 ° সে। কনডেন্সারে, ঘনীভূত বাষ্প শহরের গরমে সঞ্চালিত জলে তার তাপ দেয়। নেটওয়ার্ক, গরম করার সিস্টেম এবং গরম জল।

ভূ-তাপীয় শক্তির ব্যবহার বাড়ানোর জন্য অন্য কোন বিকল্প আছে?

একটি দিকনির্দেশ বৃহৎভাবে ক্ষয়প্রাপ্ত তেল এবং গ্যাসের আমানতের ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত।

আপনি জানেন যে, পুরানো ক্ষেত্রগুলিতে এই কাঁচামালের উত্পাদন জল বন্যার পদ্ধতি দ্বারা সঞ্চালিত হয়, অর্থাৎ, কূপে জল পাম্প করা হয়, যা জলাধারের ছিদ্রগুলি থেকে তেল এবং গ্যাসকে স্থানচ্যুত করে।

হ্রাসের অগ্রগতির সাথে সাথে, ছিদ্রযুক্ত জলাধারগুলি জলে ভরা হয়, যা আশেপাশের শিলাগুলির তাপমাত্রা অর্জন করে এবং এইভাবে জমাগুলি একটি জিওথার্মাল বয়লারে রূপান্তরিত হয়, যেখান থেকে একই সাথে তেল উত্তোলন করা এবং গরম করার জন্য জল পাওয়া সম্ভব।

অবশ্যই, অতিরিক্ত কূপগুলি ড্রিল করতে হবে এবং একটি সঞ্চালন ব্যবস্থা তৈরি করতে হবে, তবে এটি একটি নতুন জিওথার্মাল ক্ষেত্র বিকাশের চেয়ে অনেক সস্তা হবে।

আরেকটি বিকল্প হল কৃত্রিম ভেদযোগ্য অঞ্চল গঠন করে শুকনো শিলা থেকে তাপ আহরণ করা। পদ্ধতির সারমর্ম হল শুষ্ক শিলায় বিস্ফোরণ ব্যবহার করে ছিদ্র তৈরি করা।

এই ধরনের সিস্টেম থেকে তাপ নিষ্কাশন নিম্নরূপ বাহিত হয়: দুটি কূপ একে অপরের থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে ড্রিল করা হয়। জল একটিতে পাম্প করা হয়, যা গঠিত ছিদ্র এবং ফাটলগুলির মাধ্যমে দ্বিতীয়টিতে চলে যায়, শিলা থেকে তাপ সরিয়ে দেয়, উত্তপ্ত হয় এবং তারপরে পৃষ্ঠে উঠে যায়।

এই ধরনের পরীক্ষামূলক ব্যবস্থা ইতিমধ্যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইংল্যান্ডে কাজ করছে। লস আলামোসে (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র), দুটি কূপ - একটি 2,700 মিটার গভীরতা সহ এবং অন্যটি - 2,300 মিটার, হাইড্রোলিক ফ্র্যাকচারিং দ্বারা সংযুক্ত এবং 185 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উত্তপ্ত সঞ্চালিত জলে ভরা। ইংল্যান্ডে, রোসেমেনিয়াসে খনন, জল 80 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত হয়।

জিওথার্মাল পাওয়ার প্লান্ট

শক্তির সম্পদ হিসাবে গ্রহের তাপ

ইতালীয় শহরের কাছে লারেডেরেলো একটি কূপ থেকে শুকনো বাষ্প দ্বারা চালিত একটি বৈদ্যুতিক রেলপথ চালায়। সিস্টেমটি 1904 সাল থেকে চালু রয়েছে।

জাপানের গিজার ক্ষেত্র এবং সান ফ্রান্সিসকো বিশ্বের আরও দুটি বিখ্যাত স্থান যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য শুষ্ক গরম বাষ্প ব্যবহার করে। আর্দ্র বাষ্পের জন্য, এর আরও বিস্তৃত ক্ষেত্রগুলি নিউজিল্যান্ডে এবং আয়তনে ছোট - জাপান, রাশিয়া, এল সালভাদর, মেক্সিকো, নিকারাগুয়ায়।

আমরা যদি ভূ-তাপীয় তাপকে একটি শক্তির সম্পদ হিসাবে বিবেচনা করি, তাহলে এর মজুদ বিশ্বব্যাপী মানবজাতির বার্ষিক শক্তি খরচের তুলনায় কয়েক বিলিয়ন গুণ বেশি।

পৃথিবীর ভূত্বকের তাপীয় শক্তির মাত্র 1%, 10,000 মিটার গভীরতা থেকে নেওয়া, মানবজাতির দ্বারা ক্রমাগত উত্পাদিত তেল এবং গ্যাসের মতো জীবাশ্ম জ্বালানির মজুদের শতগুণ ওভারল্যাপ করার জন্য যথেষ্ট হবে, যা অপরিবর্তনীয় হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। মৃত্তিকা এবং পরিবেশ দূষণ।

এটি অর্থনৈতিক কারণে। কিন্তু জিওথার্মাল পাওয়ার প্ল্যান্টগুলিতে খুব মাঝারি কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমন হয়, প্রতি মেগাওয়াট ঘন্টায় প্রায় 122 কেজি বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়, যা জীবাশ্ম জ্বালানী শক্তি উৎপাদন থেকে নির্গমনের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম।

ইন্ডাস্ট্রিয়াল জিওপিই এবং জিওথার্মাল এনার্জি প্রসপেক্ট

7.5 মেগাওয়াট ক্ষমতার প্রথম শিল্প জিওপিই 1916 সালে ইতালিতে নির্মিত হয়েছিল। তারপর থেকে, অমূল্য অভিজ্ঞতা সঞ্চিত হয়েছে.

1975 সালের হিসাবে, বিশ্বে জিওপিপি-এর মোট ইনস্টল করা ক্ষমতা ছিল 1278 মেগাওয়াট, এবং 1990 সালে এটি ইতিমধ্যে 7300 মেগাওয়াট ছিল। ভূ-তাপীয় শক্তির বিকাশের বৃহত্তম আয়তন হল মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, মেক্সিকো, জাপান, ফিলিপাইন এবং ইতালিতে।

ইউএসএসআর অঞ্চলে প্রথম জিওপিই 1966 সালে কামচাটকায় নির্মিত হয়েছিল, এর ক্ষমতা 12 মেগাওয়াট।

2003 সাল থেকে, মুতনোভস্কায়া ভৌগলিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রটি রাশিয়ায় কাজ করছে, যার শক্তি এখন 50 মেগাওয়াট - এটি এই মুহূর্তে রাশিয়ার সবচেয়ে শক্তিশালী ভূ-বিদ্যুৎ কেন্দ্র।

বিশ্বের বৃহত্তম জিওপিপি কেনিয়ার ওলকারিয়া IV, যার ক্ষমতা 140 মেগাওয়াট।

ভবিষ্যতে, খুব সম্ভবত ম্যাগমার তাপ শক্তি গ্রহের সেইসব অঞ্চলে ব্যবহার করা হবে যেখানে এটি পৃথিবীর পৃষ্ঠের নীচে খুব বেশি গভীর নয়, সেইসাথে উত্তপ্ত স্ফটিক শিলাগুলির তাপ শক্তি, যখন ঠান্ডা জল কয়েক কিলোমিটার গভীরে একটি ড্রিল করা গর্তে পাম্প করা হয় এবং গরম জল পৃষ্ঠে বা বাষ্পে ফেরত দেওয়া হয়, তারপরে তারা গরম করে বা বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

প্রশ্ন উঠেছে - কেন বর্তমানে ভূ-তাপীয় শক্তি ব্যবহার করে এত কম সম্পন্ন প্রকল্প রয়েছে? প্রথমত, কারণ তারা অনুকূল জায়গায় অবস্থিত, যেখানে জল হয় পৃথিবীর পৃষ্ঠে ঢেলে দেয়, বা খুব অগভীরভাবে অবস্থিত। এই ধরনের ক্ষেত্রে, গভীর কূপগুলি ড্রিল করার প্রয়োজন হয় না, যা ভূ-তাপীয় শক্তি বিকাশের সবচেয়ে ব্যয়বহুল অংশ।

তাপ সরবরাহের জন্য তাপীয় জলের ব্যবহার বিদ্যুতের উৎপাদনের তুলনায় অনেক বেশি, তবে তারা এখনও ছোট এবং শক্তি সেক্টরে উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করে না।

জি থার্মাল শক্তি শুধুমাত্র প্রথম পদক্ষেপ গ্রহণ করছে এবং বর্তমান গবেষণা, পরীক্ষামূলক-শিল্প কাজ তার আরও উন্নয়নের স্কেল জন্য একটি উত্তর দিতে হবে।