بررسی پروژه ژئوترمال پوتسدام و چشم‌انداز انرژی‌های تجدیدپذیر در آلمان

توسعه انرژی زمین‌گرمایی در ایالت براندنبورگ و شهر پوتسدام

در شهر پوتسدام، مرکز ایالت براندنبورگ آلمان، عملیات حفاری در عمق بیش از یک کیلومتری زمین در جریان است تا شرایط برای تامین گرمایش هزاران خانوار از طریق انرژی زمین‌گرمایی (Geothermie) فراهم شود. این عملیات در محوطه نیروگاه حرارتی Potsdam Süd از ماه ژوئیه آغاز شده و به صورت تقریباً شبانه‌روزی ادامه دارد. هدف نهایی این حفاری‌ها دستیابی به عمق ۱,۵۰۰ متری زمین جهت یافتن ذخایر آب گرم است. شهر پوتسدام برنامه‌ریزی کرده است تا سال ۲۰۳۵ میلادی، سیستم گرمایش شهری (Fernwärme) خود را به طور کامل و بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی تامین کند که در این میان، فناوری زمین‌گرمایی عمیق (Tiefengeothermie) نقشی محوری ایفا می‌کند.

سرمایه‌گذاری، چالش‌ها و موفقیت‌های نخستین در پوتسدام

پروژه نیروگاه حرارتی جنوب پوتسدام یک طرح میلیون یورویی با بودجه تخمینی حدود ۷۸ میلیون یورو است. با وجود سرمایه‌گذاری سنگین، عدم قطعیت در میزان آب گرم قابل برداشت از عمق زمین یکی از چالش‌های اصلی آن به شمار می‌رود. طبق اظهارات تریستان گروتنر (Tristan Grüttner)، مدیر پروژه در شرکت خدمات انرژی شهری EWP، با وجود انجام مطالعات اولیه فراوان، پیش‌بینی دقیق میزان خروجی ممکن نیست؛ با این حال نتایج اولیه مثبت ارزیابی شده و تا پایان سال اطلاعات بیشتری برای تصمیم‌گیری در مورد حفاری‌های تکمیلی به دست خواهد آمد. لازم به ذکر است که پوتسدام پیش از این در سال ۲۰۲۴ نخستین نیروگاه زمین‌گرمایی خود را در محل یک دپوی سابق تراموا به بهره‌برداری رسانده است. این نیروگاه با ظرفیت حرارتی چهار مگاوات، که دو برابر میزان مورد انتظار اولیه است، گرمایش یک محله نوساز را تامین می‌کند.

پتانسیل‌های زمین‌شناسی ایالت براندنبورگ و مکانیسم اثر ژئوترمال

مبنای علمی انرژی زمین‌گرمایی بر این اصل استوار است که با افزایش عمق، دمای زمین افزایش می‌یابد؛ در آلمان این افزایش دما به طور متوسط حدود سه درجه سانتی‌گراد به ازای هر ۱۰۰ متر عمق است. در این فرآیند، آب گرم از لایه‌های عمیق سنگ به سطح زمین پمپ شده، گرمای آن استخراج می‌شود و سپس آب سرد شده مجدداً به زیر زمین هدایت می‌گردد. ایالت براندنبورگ به دلیل قرار گرفتن در حوضه شمال آلمان (Norddeutsches Becken) و دارا بودن لایه‌های سنگ‌ماسه عمیق حامل آب گرم، از بهترین شرایط زیرزمینی برخوردار است. به گفته اینگو زاس (Ingo Sass) از مرکز تحقیقات علوم زمین هلمهولتز در پوتسدام (GFZ)، بخش‌های مرکزی براندنبورگ جزو بهترین مناطق از نظر ویژگی‌های زیرزمینی برای انرژی زمین‌گرمایی محسوب می‌شوند، هرچند دسترسی به حجم کافی آب قابل برداشت همواره شرطی تعیین‌کننده است.

افزایش گرایش به انرژی زمین‌گرمایی در پی بحران انرژی

استفاده از انرژی زمین‌گرمایی منحصر به پوتسدام نیست و شهرهای دیگری در براندنبورگ نظیر نویروپین (Neuruppin) و پرنتسلاو (Prenzlau) نیز در حال بهره‌برداری یا توسعه این منبع انرژی هستند. از زمان بحران انرژی در سال ۲۰۲۲ و پیامدهای ناشی از جنگ اوکراین که منجر به جهش قیمت گاز شد، توجه شرکت‌های خدمات شهری آلمان به این حوزه به شدت افزایش یافته است. طبق اعلام گرگور دیلگر (Gregor Dilger)، مدیرعامل انجمن فدرال زمین‌گرمایی، تعداد پروژه‌های زمین‌گرمایی عمیق پنج برابر شده است. برخلاف انرژی بادی یا خورشیدی، انرژی زمین‌گرمایی در تمامی ساعات شبانه‌روز در دسترس است. با این حال، به گفته مارتینا کلمنت (Martina Klement)، وزیر اقتصاد ایالت براندنبورگ، در حال حاضر تنها حدود ۱۳ درصد از گرمایش این ایالت از انرژی‌های تجدیدپذیر تامین می‌شود که نشان‌دهنده ظرفیت بالای رشد در این بخش است.

ارزیابی ریسک‌ها، هزینه‌ها و چشم‌انداز آینده انرژی در آلمان

اصلی‌ترین موانع توسعه فناوری زمین‌گرمایی، هزینه‌های بسیار بالای اکتشاف و حفاری اولیه است که ریسک مالی عدم دستیابی به منابع کافی (Fündigkeitsrisiko) را به ویژه برای شهرداری‌های کوچک‌تر افزایش می‌دهد. جهت کاهش این موانع، دولت فدرال آلمان برنامه‌های حمایتی از جمله وام‌های ارزان‌قیمت و بودجه‌های تشویقی برای شبکه‌های گرمایشی ارائه می‌دهد که پوتسدام نیز از این کمک‌های مالی بهره‌مند شده است. علاوه بر مسائل مالی، ریسک‌های زیست‌محیطی و انسانی نظیر احتمال بروز زمین‌لرزه‌های کوچک یا آلودگی آب‌های زیرزمینی مطرح است که به اعتقاد کارشناسان، با برنامه‌ریزی دقیق، پایش مستمر و استفاده از تجهیزات ایمنی مدرن قابل کنترل هستند. در نهایت، کارشناسان علوم زمین تاکید می‌کنند که زمین‌گرمایی عمیق در درازمدت منبعی پایدار، مقرون‌به‌صرفه و ایمن در برابر بحران‌ها خواهد بود.