چکیده :

بهرهبرداري از انرژي زمین گرمایی براي گرمایش محیطی و منطقههاي، یکی از مناسبترین و متداولترین روشهاي استفادةهمستقیم از حرارت زمین است که چندین دهه تجربه در منـاطق وسـیعی از جهـان،هباعـث کسـب اطلاعـات مفیدي از نحوةهاجراي پروژه هاي زمین گرمایی و نتایج حاصله گردیده استگهه ه

این تحقیق به بررسی اقدامات اولیه انجام شده جهت استفاده مستقیم از انرژي زمین گرمایی پرداخته و در ادامه به کمک نرم افزار GISهو اطلس زمین گرمایی ایران ، شهرهاي واقع در حوزههاي زمین گرمایی را مورد شناسایی قرار می دهدگهه ه

در ادامه به بررسی میزان مصرف ۴هحامل انرژي هنفت سفید، نفت کوره، نفـت گـاز و گـاز طبیعـیاهدر بخـش خانگی، تجاري و عمومی جهت مصـارف گرمایشـی در شـهر هـاي فـوق الـذکر پرداختـه و در نهایـت ملاحظـات اقتصادي وزیست محیطی حاصل از جایگزینی سیستم گرمایشیهمتعارف هبا انرژي زمین گرمـایی را مـورد ارزیـابی قرار میدهد و نشان میدهد که در صورت بهره برداري از انـرژي زمـین گرمـایی بـا کـاربري گرمـایش سـاختمانهاو فضاهاي خانگی،تجاري و عمومی در شهرهاي واقع در حوزه هاي زمین گرمایی سالانه چه مقدارهصـرفه جـویی در حاملهاي انرژي فوق خواهیم داشت که میتواند براي صادرات اختصاص یافته و درآمد زیادي را عاید کشور نمایدگهه ه
ههه
واژههاي کلیدي: هانرژي زمین گرمایی، سیستم متمرکز شهري، GIS
هه
مقدمه:
هه

زمین منبع عظیمی از انرژي حرارتی است که این حرارت به طریقهههاي متفاوتی از جمله فورانهـاي آتشفشـانی، آبهاي موجود در سیستمهاي زمینهگرمایی و یا بواسطه خاصـیت رسـانایی هHeatهflowاهاز بخشههـاي درونـی بـه سطح زمین هدایت میهشودگهانرژي حرارتی موجود در زیر پوسته زمین، انرژي زمینهگرمایی نامیده میهشودگ

حرارت به طور مداوم از هسته زمین به خارجهآن جریان میهیابد و به لایه هاي سـنگی در سـطوح بـالاتر منتقـل میگرددگههنگامیکه حرارت و فشار کافی وجود داشته باشـد برخـی از سـنگها ذوب شـده و تشـکیل مـواد مـذاب را میهدهندگهدر اکثر موارد، مواد مذاب در زیر پوسته زمین باقی مانده و سبب گرم کردن سنگها و آبهاي جوي نفوذي

۱

اولین کنفرانس سالانه انرژي پاك

مرکز بین المللی علوم و تکنولوژي پیشرفته و علوم محیطی ۴ و ۵ اسفند ماه ۱۳۸۹ کرمان

The First Annual Clean Energy Conference on International Center for Science, High Technology & Environmental Sciences

اطراف خودآهگاه تا ۳۷۰هدرجه سانتیگراد میهشودگهبخش اعظم این آبها در داخل شکافها و فضاهاي خالی موجود در سنگهاي متخلخل پوسته محبوس شده و ذخیرهاي طبیعی از آب داغ را فراهم میهآهورد که منبع زمینهگرمایی یـا سیستم زمینهگرمایی نام داردهکه امروزه بشر قادر است با استحصال این آبهاي گرم زیرزمینی از آنهـا بهـره بـرداري نمایدگکاربردهاي انرژي زمینهگرمایی بطور کلی به دو بخش عمده طبقه بندي میهگرددص۱شگ
 هتولید برقههاستفاده غیرمستقیم از انرژي حرارتیا

 هاستفاده مستقیم از انرژي حرارتی

استفاده حرارتی از انرژي زمینهگرمایی به معناي بهرهبرداري از انرژي حرارتی درون زمین است در این حالـت، انرژي زمینهگرمایی به انرژي الکتریکی تبدیل نمیهشود بلکه به صورت مستقیم از انـرژي حرارتـی آن اسـتفاده مـی گرددگهبطور کلی مخازن زمینهگرمایی که دماي آنها کمتر از ۱۵۰هدرجه سانتیگراد هستند بـراي تبـدیل بـه انـرژي الکتریکی داراي توجیه اقتصادي بالایی نیستندص۲شگهلذا این گونه مخازن زمینهگرمـایی جهـت بهـرهگیـري مسـتقیم از انرژي حرارتی مورد استفاده قرار میگیرند و به طور کلی، درجه حرارت سیال زمینهگرمایی مورد نیاز براي اسـتفاده حرارتی به مراتب کمتر از میزان مورد نیاز برايهتولید الکتریسته میباشد ولی نرخ استحصال حرارت در ایـن حالـت بمراتب بیشتر از تولید الکتریسته استگ

بطور کلی استفادههاي مستقیم از انرژي زمینهگرمایی را میتوان در چند گروه طبقه بندي کرد که در هر گـروه کاربردهاي مختلفی وجود دارد که با توجه به شـرایط اقتصـادي، اجتمـاعی، جغرافیـایی و اکولـوژیکی هـر منطقـه مواردي خاصی قابل استفاده می باشدث
 هتامین گرمایش منطقه ايه((District heatingه ه
 هکاربردهاي کشاورزي (Agricultural applications)ه ه
 هکاربردهاي صنعتی (Industrial applications)هه ه
 هاستحمام و آبدرمانی (Bathing and balneology)ه ه
 هذوب برف و یخ (Snow and ice melting)ه ه
 هپمپ حرارتی زمینهگرمایی (Geothermal heat pump)ه ه

استفادههاي گرمایشی از منابع آبهاي داغ زیر زمینی پس از جاذبهههاي گردشگري و آبدرمانی سنتی، قدیمیترین و رایج تـرین نـوع اسـتفاده از ایـن منـابع اسـتگهتـامین گرمـایش سـاختمانها بصـورت مسـتقل و منفـرد ه Space heatingاهو یا بطور محلی و منطقه ايهDistrict heatingاهانجام میگیرد به این صورت که آب گرم مورد نیـاز با دمایی حدود ۶۰هدرجه سانتیگراد یا بیشتر جهت تامین حرارت یک سیستم گرمایش منطقه اي از یک یا چند چاه حفر شده در یک مخزن زمین گرمایی تامین میگرددگهآبهاي زمین گرمـایی از درون یـک مبـدل حرارتـی ه Heat exchangerاهعبور نموده و از این طریق حرارت آنها به آب شهري و در نهایـت بـه سـاختمانها منتقـل میگـرددص۱شه وص۳شهآب زمین گرمایی پس از عبور از داخل مبدل مجددا بـه درون مخـزن زمـین گرمـایی تزریـق میگـرددگههشـکل شماره۱ا

۲

اولین کنفرانس سالانه انرژي پاك

مرکز بین المللی علوم و تکنولوژي پیشرفته و علوم محیطی ۴ و ۵ اسفند ماه ۱۳۸۹ کرمان

The First Annual Clean Energy Conference on International Center for Science, High Technology & Environmental Sciences

شکل شماره۱ـ تامین گرمایش ساختمانها بصورت محلی و منطقه اي((District heating

از آنجا که این روش تامین حرارت، روش اقتصادي و بی آلایش از نظر محـیط زیسـت اسـت ،کـاربرد آن در بسیاري از کشورها رو به افزایش میباشدگهمطابق نمودار شماره یک، ۱۴بهاز کل انرژي تولیـد شـده زمـین گرمـایی براي کاربرد مستقیم مربوط به گرمایش منطقه اي استص۲شگ
ه ه

q
گرمایشهحوضچهههاي
سایر گرمایشهگلخانههاي زراعی خشکهکردن
۶هصق
محصولاتهکشاورزي
صهنق بهتق شهنق
کاربردهايهصنعتی
پمپهحرارتیهزمین حهصق
ذوبهبرفهوهیخ
گرمایی
بتهن
۹شق
گرمایشهفضا

شهشلق
استحمامهوهآبدرمانی
ق۹هشص

نمودار شماره ۱ـ استفاده مستقیم از انرژي زمین گرمایی در دنیا در سال ۲۰۱۰

هه
در جدول شماره ۱همیزان بهره برداري ۱۵هکشور اول دنیا در کاربرد مستقیم انرژي زمین گرمایی بهههمراه نـرخ سرانه استفاده همصارف حرارتی اهدر سال ۲۰۱۰هارایه شده استص۸شهگه ه

۳

اولین کنفرانس سالانه انرژي پاك

مرکز بین المللی علوم و تکنولوژي پیشرفته و علوم محیطی ۴ و ۵ اسفند ماه ۱۳۸۹ کرمان

The First Annual Clean Energy Conference on International Center for Science, High Technology & Environmental Sciences

ه ه
کشور KWh سرانه استفاده مستقیم از انرژي زمین گرمایی KWh
yr yr

چین ۲/۰۹×۱۰۱۰ ۱۵/۶
ایالات متحده امریکا ۱/۵۷×۱۰۱۰ ۵۱
سوئد ۱/۲۵×۱۰۱۰ ۱۳۸۰
ترکیه ۱/۰۲×۱۰۱۰ ۱۴۳
ژاپن ۰/۷۱×۱۰۱۰ ۵۶
نروژ ۰/۷۰×۱۰۱۰ ۱۴۰۰
ایسلند ۰/۶۷×۱۰۱۰ ۲۱۰۰۰
فرانسه ۰/۳۵۹×۱۰۱۰ ۵۴۰
آلمان ۰/۳۵۴×۱۰۱۰ ۴۳/۳
هلند ۰/۲۹×۱۰۱۰ ۱۸۱
ایتالیا ۰/۲۷۶×۱۰۱۰ ۴۷/۵
مجارستان ۰/۲۷۱×۱۰۱۰ ۲۶۸
نیوزلند ۰/۲۶×۱۰۱۰ ۴۴۰
کانادا ۰/۲۴×۱۰۱۰ ۷۱۰
سوئیس ۰/۲۱×۱۰۱۰ ۲۷۰

جدول شماره :۱ میزان بهره برداري از انرژي زمین گرمایی در ۱۵کشور اول دنیا به همراه نرخ سرانه استفاده

هه
منابع انرژي زمین گرمایی در ایران
هه

از سالیان بسیار دور ایرانیان از منابع آبهاي گرم براي استحمام و آبدرمانی استفاده می کردندگهاما علاقه مندي به استفاده از انرژي صنعتی از زمین گرمایی در ایران برمی گردد به زمانیکه کارشناس سازمان ملل متحد »جیمز مـک نیت«هدر دسامبر سال ۱۹۷۴ههبه ایران سفر کردگهدر سال ۱۹۷۵هقراردادي بین ایـران و ایتالیـا بـه منظـور پـژوهش و اکتشاف انرژي زمین گرمایی در بخش شمال غرب کشور منعقد گردیدگهه ه

در سال ۱۹۸۳هنتیجه پژوهش منجر به معرفی ۴همنطقه پتانسیل دار انرژي زمین گرمایی در شمال غـرب کشـور گردیدگهاین ۴همنطقه شاملثهسبلان،هدماوند، خويآهماکو و سهند میهباشدگه