புவிவெப்பச் சக்தி

புவிவெப்ப ஆற்றல் (Geothermal energy) என்பது பூமியின் மேலோட்டிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படும் வெப்ப ஆற்றல் ஆகும். இது கோளின் உருவாக்கம் மற்றும் கதிரியக்கச் சிதைவிலிருந்து ஆற்றலை ஒருங்கிணைக்கிறது. புவிவெப்ப ஆற்றல் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தின் ஆதாரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சூடான நீரூற்றுகளிலிருந்து வரும் தண்ணீரைப் பயன்படுத்தி, புவிவெப்பச் சூடாக்கலானது, எடுத்துக்காட்டாக, பழங்கற்காலத்திலிருந்து குளிப்பதற்கும், ரோமானிய காலத்திலிருந்து வெளி வெப்பமாக்கலுக்கும் பயன்படுத்தப்பட்டது. தொடக்க காலத்தில் தொழில்துறை பயன்பாடானது 1827 ஆம் ஆண்டில் இத்தாலியின் லார்டெரெல்லோவில் எரிமலை சேற்றில் இருந்து போரிக் அமிலத்தைப் பிரித்தெடுக்க வெந்நீரூற்றின் நீராவியைப் பயன்படுத்தியதிலிருந்து தொடங்கியது. புவிவெப்ப ஆற்றலை அதன் முதன்மை வெப்ப ஆதாரமாகப் பயன்படுத்துவதற்கான உலகின் முதல் அறியப்பட்ட கட்டிடம் 1907 இல் தொடங்கப்பட்ட ஓரிகானின் யூனியன் கவுண்டியில் உள்ள ஹாட் லேக் தங்கும் விடுதியாகும். ஒரு இரும சுழற்சி மின் நிலையம் முதன்முதலில் 1967-ஆம் ஆண்டில் சோவியத் ஒன்றியத்தில் செயல்முறை விளக்கமளிக்கப்பட்டது. 1981-ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்காவில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இந்தத் தொழில்நுட்பம் முன்பு இருந்ததை விட மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை வளங்களில் இருந்து மின்சாரம் தயாரிப்பதை அனுமதிக்கிறது. 2006 ஆம் ஆண்டில், அலாஸ்காவில் உள்ள செனா ஹாட் வெந்நீரூற்றில் உள்ள இரும சுழற்சி ஆலை, 57 °செ (135 °பாரன்ஹீட்) குறைந்த வெப்பநிலையில் இருந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்தது. புவிவெப்ப ஆற்றல் மின்சார உற்பத்திக்கு 20 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. காற்று மற்றும் சூரிய ஆற்றலைப் போலல்லாமல், புவிவெப்ப ஆலைகள் வானிலை நிலையைப் பொருட்படுத்தாமல் நிலையான விகிதத்தில் சக்தியை உற்பத்தி செய்கின்றன. புவிவெப்ப வளங்கள் கோட்பாட்டளவில் மனிதகுலத்தின் ஆற்றல் தேவைகளை வழங்கப் போதுமானவை. பெரும்பாலான புவிவெப்ப ஆற்றலைப் பெறுமிடங்கள் கண்டத் தட்டு எல்லைகளுக்கு அருகில் உள்ள பகுதிகளில் நிகழ்கிறது.  2007 ஆம் ஆண்டின் கணக்கின்படி உலகில் உள்ள புவிவெப்ப ஆலைகள் சுமார் 10 கிகாவாட் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. அவை நடைமுறையில் உலகின் மின்சாரத் தேவையில் 0.3% ஐ வழங்குகின்றன. 

புவிவெப்ப ஆற்றலானது விலை பயன்திறன்மிக்கதாகவும், நம்பத்தகுந்ததாகவும், நிலைநிறுத்தத்தக்கதாகவும், சூழ்நிலைக்கு உகந்ததாகவும் உள்ளது. புவியினுள் ஆழமான பகுதியில் பசுமை இல்ல வாயுக்களை புவிவெப்பக் கிணறுகள் வெளியிடுகின்றன. ஆனால் படிம எரிபொருள்களைக் காட்டிலும் ஒவ்வொரு ஆற்றல் அலகிலும் இந்த உமிழ்வுகள் மிகவும் குறைவாகவே உள்ளன. இதன் விளைவாக, புவிவெப்ப ஆற்றலானது தொல்படிவ எரிபொருள்களுக்குப் பதிலாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பட்சத்தில் புவி வெப்பமயமாதலை தணிக்க உதவும் சாத்தியத்தைக் கொண்டுள்ளது.

கோட்பாடளவில் மனித இனத்திற்கு தேவைப்படும் ஆற்றலைக் காட்டிலும் போதுமானதாக புவி வெப்ப மூலங்கள் உள்ளன. ஆனால் அதில் மிகவும் குறைந்த அளவு மட்டுமே பயன்படுத்திக் கொள்ளப்படுகின்றன. இந்த ஆழமான ஆதாரங்களைத் தோண்டுவதற்கும் ஆய்வதற்கும் கோடிக்கணக்கான டாலர்கள் செலவாகின்றன. ஆனால் அந்த முயற்சிகள் வெற்றியடையும் என்பதற்கு எந்த உத்தரவாதமும் இல்லை.

மின்சாரம் 
2005 ஆம் ஆண்டில் 24 நாடுகள் புவிவெப்ப ஆற்றலில் இருந்து மொத்தம் 56,786 கிகாவாட்/மணி (GW·h) (204 PJ) மின்சாரத்தை உலகளாவிய மின்சாரப் பயன்பாட்டின் 0.3% என்பதை நிறைவுசெய்வதற்காக உருவாக்கின. அனைத்து ஆதாரங்களில் இருந்தும் உலகளவின் மின்சார உற்பத்தி வேகமாக நடைபெற்றுக் கொண்டிருப்பதால் ஆண்டுக்கு இதன் உற்பத்தி 3% அதிகரித்து வருகிறது. பெருகி வரும் தொழிற்சாலைகள் மூலமாகவும் அவற்றின் ஆற்றலளவுகளின் முன்னேற்றங்கள் காரணமாகவும் இந்த வளர்ச்சியை அடைய முடிந்தது. காற்று மற்றும் சூரியன் போன்றல்லாமல் புவிவெப்ப சக்தியானது ஆற்றலின் பல்வேறு ஆதாரங்களைச் சார்ந்திருப்பதில்லை. எனவே இதன் திறன் காரணியானது 96% வரை சற்றே உயர்ந்த அளவில் இருப்பதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. 2005 ஆம் ஆண்டில் இதன் உலகளாவிய சராசரி 73% என்று இருந்தது. 2007 ஆம் ஆண்டில் உலகளவில் நிறுவப்பட்ட திறன் 10 கிகாவாட்கள் (GW) ஆகும்.

உலகில் புவிவெப்ப ஆற்றல் மையங்களின் மிகப்பெரிய அமைப்பு த ஜேசர்ஸில் (The Geysers) அமைந்துள்ளது. அதே போல் அமெரிக்க ஒன்றியத்தில் உள்ள கலிபோர்னியாவில் புவிவெப்ப தளங்கள் அமைந்துள்ளன. 2004 ஆம் ஆண்டு முதல் (எல் சல்வடோர் (El Salvador), கென்யா, த பிலிப்பைன்ஸ், ஐஸ்லாந்து, மற்றும் கோஸ்டா ரிக்கா) ஐந்து நாடுகள் புவிவெப்ப மூலங்களில் இருந்து 15% க்கும் அதிகமான மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்தனர்.

புவியின் மேற்பரப்பிற்கு அருகிலேயே கிடைக்கும் உயர்வெப்பமுடைய புவிவெப்ப மூலங்கள் இருக்கும் புவிமேலோட்டுத் தட்டுகளின் முனைகளின் மேல் அண்மையில் புவிவெப்ப மின் ஆலைகள் முழுமையாகக் கட்டப்பட்டன. இரும சுழற்சி மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் துளையிடுதல் மற்றும் பிரித்தெடுத்தல் தொழில்நுட்பத்தில் மேம்பாடுகள் அதிகஅளவிலான புவியியல் வரம்பில் மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப ஆற்றல் அமைப்புகளைச் செயல்படுத்துகின்றன. ஜெர்மனியின் லாண்டாவ்-ஃபால்சு, பிரான்சில் சௌல்ட்சு-செவ்சு-காடுகள், செயல்பாட்டில் உள்ளன, மிக முன்னதாக  சுவிட்சர்லாந்தின் பேசெல் ஆகிய இடங்களில் தொடங்கப்பட்ட செயல்முறைத் திட்டங்கள் நிலநடுக்கங்களைத் தூண்டுவதற்குக் காரணமாக அமைந்த பின்னர் அது நிறுத்தப்பட்டது. ஆஸ்திரேலியா, ஐக்கிய இராச்சியம் மற்றும் ஐக்கிய அமெரிக்க நாடுகளில் மற்ற செயல்முறைத் திட்டங்கள் கட்டுமானத்தில் இருந்தன.

நேரடி பயன்பாடு 
2004 ஆம் ஆண்டு தோராயமாக 70 நாடுகள் மொத்தமாக புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கலின் 270 பெடாஜூலை (PJ) நேரடி பயன்பாட்டினை மேற்கொண்டன. இதில் பாதிக்கும் மேலான ஆற்றல் வெளிச்சூடாக்கலுக்காகவும் மற்ற மூன்று பாகங்கள் வெப்பமாக்கப்பட்ட சேர்மங்களுக்காகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன. இதில் எஞ்சிய ஆற்றலானது தொழிற்துறைக்கும் மற்றும் வேளாண்மைப் பயன்பாடுகளுக்காகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன. உலகளவில் நிறுவப்பட்ட திறன் என்பது 28 GW ஆக இருந்தது. உலகளவில் சக்தி உற்பத்தியின் ஆண்டு வளர்ச்சி விகிதம் 30% ஆக இருப்பதுடன் பயன்படுத்தப்படும் புவிவெப்பச் சக்தியின் காரணமாக வெப்ப ஏற்றிகள் அபரிதமான வளர்ச்சியைப் பெற்றுள்ளன. பெரும்பாலான இந்தப் புதிய வெப்ப ஏற்றிகள் வீட்டு வெப்பமாக்கலுக்காகவே நிறுவப்படுகின்றன.

மின்சார உற்பத்தி மற்றும் வெப்ப மூலங்களின் குறைவான வெப்பநிலைத் தேவைகள் உள்ள இடங்களைக் காட்டிலும் நேரடி வெப்பமாக்கலின் அனைத்து வடிவங்களும் மிகவும் செயல்திறன் மிக்கவையாக உள்ளன. புவிவெப்ப மின் ஆலைகள் அல்லது சிறிய கிணறுகள் அல்லது ஆழமற்ற இடத்தில் புதைக்கப்பட்ட வெப்ப மாற்றிகளுடன் இணைந்து உருவாக்கப்பட்டு வெப்பம் வெளிப்படுத்தப்படலாம். இதன் விளைவாக புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கல் என்பது புவிவெப்ப மின்சாரத்தைக் காட்டிலும் மிக அதிமான புவியியல் எல்லையில் பொருளாதாரம் சார்ந்து உள்ளது. இயற்கையான வெப்பநீரூற்று கிடைக்கும் இடத்தில் வெப்பமான நீர் நேரடியாக வெப்பக்கதிர் வெளியேற்றிகளில் செலுத்தப்படுகிறது. நிலமானது வெப்பமாகவும் உலர்ந்தும் இருந்தால் புவிக்குழாய்கள் அல்லது நிலத்தடி வெப்ப மாற்றிகளின் மூலமாக வெப்பம் சேகரிக்கப்படுகிறது. ஆனால், அறை வெப்பநிலையை விடவும் பூமியின் மேற்பரப்பு குளிர்ச்சியாக இருக்கும் பகுதிகளில் கூட, வழக்கமான உலைக்களங்களின் மூலமாகத் தயாரிக்கப்படும் வெப்பத்தை விடவும் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியின் கொண்டு பெறப்படுகின்ற வெப்பமானது மிகவும் விலை பயன்திறனுடையதாகவும் தூய்மையானதாகவும் உள்ளது. வழக்கமான புவிவெப்ப தொழில்நுட்பங்களைக் காட்டிலும் இந்தச் சாதனங்கள் மிகவும் ஆழமற்ற குளுமையான மூலங்களில் இருந்து பெறப்படுகின்றன. மேலும் காற்று சீரமைத்தல், பருவத்துக்குரிய சக்தி சேமிப்பு, சூரிய சக்தி சேகரிப்பு மற்றும் மின் வெப்பமாக்கல் உள்ளிட்ட பிற பல்வேறு செயல்பாடுகளிலும் அவை பெரும்பாலும் இணைந்து செயல்படுகின்றன. உலகின் அனைத்துப் பகுதிகளிலும் வெளிச்சூடாக்கலுக்காக புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

புவிவெப்பமுறை வெப்பமானது பல பயன்பாடுகளுக்கு ஆதரவளிக்கிறது. மொத்த சமூகங்களில் உள்ள கட்டடங்களை வெப்பமாக்குவதற்கு வட்டார வெப்பமாக்கல் பயன்பாடுகளில் வெப்ப நீர் குழாய் வலையமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஐஸ்லாந்தில் உள்ள ரேயிக்ஜவிக்கில் (Reykjavík) வட்டார வெப்ப அமைப்பில் உபயோகப்படுத்தப்பட்ட நீரானது பனியை உருக்குவதற்கு நடைபாதை மற்றும் சாலையோரங்களின் கீழ் அமைக்கப்பட்டுள்ள குழாயின் வழியாக செலுத்தப்படுகிறது. புவிவெப்ப அகற்றம் (Geothermal desalination) செய்முறைவிளக்கம் அளிக்கப்பட்டுள்ளது.

சுற்றுச்சூழல் விளைவு 

புவியின் ஆழத்தில் இருந்து பெறப்படும் திரவங்கள் குறிப்பாக கார்பன் டைஆக்சைடு (), ஹைட்ரஜன் சல்ஃபைடு (), மீத்தேன் () மற்றும் அம்மோனியா () ஆகியவற்றின் கலவையான வாயுக்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்த மாசுபடுத்திகள் வெளியேறினால் புவி வெப்பமாதல், அமில மழை மற்றும் நச்சுத் தன்மை வாய்ந்த நாற்றங்கள் ஆகியவற்றை ஏற்படுத்துகின்றன. ஏற்கனவே உள்ள புவிவெப்ப மின் ஆலைகள் சராசரியாக மின்சாரத்தின் ஒவ்வொரு மெகாவாட்-மணிக்கும் (MW·h) 122 கிகி கார்பனீராக்சைடை வெளியேற்றுகின்றன. இது வழக்கமான புதைபடிவ எரிபொருள் ஆலைகளின் உமிழ்வு அடர்த்தியின் மிகச்சிறிய பகுதியாகும். அமிலங்கள் மற்றும் வெடிக்கும் திறனுள்ள வேதிப்பொருட்கள் அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் ஆலைகளில் வெறுமையாவதைத் தடுப்பதற்கு வழக்கமாக உமிழ்வு-கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் உபயோகிக்கப்படுகின்றன. கோட்பாட்டளவில் புவிவெப்ப ஆலைகள் இந்த வாயுக்களை கார்பனைக் கைப்பற்றுதல் மற்றும் சேமிப்பு வடிவத்தில் புவியுனுள் செலுத்தி விடுகின்றன.

கரையும் இயல்புடைய வாயுக்களுக்கு கூடுதலாக புவிவெப்ப மூலங்களில் இருந்து பெறப்படும் வெப்ப நீரானது பாதரசம், ஆர்செனிக், போரான், ஆண்ட்டிமணி மற்றும் உப்பு போன்ற நச்சார்ந்த வேதிப்பொருள்களின் கரைசலை சிறிதளவு கொண்டிருக்கலாம். குளிர்ச்சியாக்கப்பட்ட நீராக இந்த வேதிப்பொருள்கள் கரைசலில் இருந்து வெளியே வருகின்றன. அவை வெளியேறினால் சுற்றுச்சூழலைப் பாதிக்கும் காரணியாகின்றன. நவீன நடைமுறையில் இதன் உற்பத்தியை ஊக்குவிப்பதற்கு பயன்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப திரவங்கள் மீண்டும் பூமியினுள் செலுத்தப்படுகின்றன. இதன் மூலம் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்படையும் நிலை குறைவதும் பக்கப் பயனாக உள்ளது.

நேரடி புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கல் அமைப்புகளானது ஏற்றிகளையும் அமுக்கிகளையும் கொண்டுள்ளன. மேலும் இவை பயன்படுத்தும் மின்சாரமானது மாசுபட்ட மூலங்களில் இருந்து பெறப்படலாம். இந்த ஒட்டுச் சுமை (parasitic load) என்பது வழக்கமாக வெப்ப வெளியீட்டின் சிறு பகுதியாகவே உள்ளது. அதனால் இது மின் வெப்பமாக்கலைக் காட்டிலும் எப்போதும் குறைவாகவே மாசுபடுத்துகின்றது. எனினும் எரியும் பொருட்களில் இருந்து மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்பட்டால் பின்னர் புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கலின் நிகர மாசானது வெப்பத்திற்காக நேரடியாக எரியும் பொருட்களுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக கூட்டு சுழற்சி இயற்கை வாயு ஆலையில் இருந்து மின்சாரத்தின் மூலமாக பெறப்படும் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியானது இயற்கை வாயு அதே அளவில் ஒடுக்கு உலைக்களமாக அதிகப்படியான மாசுத்தன்மையை உற்பத்தி செய்கிறது. ஆகையால் புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கல் பயன்பாடுகளின் சூழ்நிலை மதிப்பு என்பது அடுத்த மின்கட்டமைப்பின் உமிழ்வு அடர்த்தியை பெரிதும் சார்ந்திருக்கிறது.

ஆலைக் கட்டுமானமானது நிலத்தின் திடத்தன்மைக்குப் பாதகமானதாக இருக்கும். நியூசிலாந்தில் உள்ள வெராக்கி பீல்ட் (Wairakei field) மற்றும் ஜெர்மனியில் உள்ள ஸ்டவுஃபென் இம் பிரிஸ்கவ் (Staufen im Breisgau) ஆகிய இடங்களில் இத்தகைய அமிழ்தல்கள் ஏற்பட்டுள்ளன. மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப அமைப்புகளானது நீரழுத்த முறிவின் ஒரு பகுதியாக நிலநடுக்கங்களுக்கு காரணமாக உள்ளது. நீர் உட்செலுத்தப்பட்ட முதல் ஆறு நாட்களில் 3.4 ரிட்சர் ஸ்கேல் அளவு வரை 10,000-இற்கும் அதிகமான நிலநடுக்கம் சார்ந்த நிகழ்வுகள் ஏற்பட்டதால் பாசெல், சுவிட்சர்லாந்து ஆகிய இடங்களில் இத்திட்டப்பணி நிறுத்தப்பட்டு விட்டது.

புவிவெப்பமுறைக்கு மிகச்சிறிய நிலப்பரப்பும், தூய்மையான நீரும் தேவைப்படுகின்றன. புவிவெப்ப ஆலைகள் மின்சார உற்பத்தியில் ஒவ்வொரு கிகாவாட்டுக்கும் 3.5 சதுர கிலோமீட்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன (திறனை அல்ல). அதே போல் கரி வசதிகளுக்காகவும் காற்று வசதிகளுக்காகவும் முறையே 32 மற்றும் 12 சதுர கிலோமீட்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு MW·h க்கும் அணுக்கரு, நிலக்கரி அல்லது எண்ணெய் போன்றவற்றிற்காக ஆயிரத்திற்கும் மேற்பட்ட லிட்டர் தூய்மையான நீரைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, அவை ஒவ்வொரு MW·h க்கும் வெறும் 20 லிட்டர் தூய்மையான நீரைப் பயன்படுத்துகின்றன.

மேற்கோள்கள்

புற இணைப்புகள் 

 Alliant Geothermal Energy 
 Bassfeld Technology Transfer - Introduction to Geothermal Power Generation (3.6 MB PDF file)
 Energy Efficiency and Renewable Energy - Geothermal Technologies Program
 Geothermal Energy Association
 International Energy Agency Geothermal Energy Homepage
 MIT-led panel backs geothermal energy source 
 MIT - The Future of Geothermal Energy (14 MB PDF file) 

புவி
மாற்று ஆற்றல்