புவிவெப்பச் சக்தி

புவியைக்
புவிவெப்ப ஆற்றல்  (புவியைக் குறிக்கும் geo , வெப்பத்தைக் குறிக்கும் thermos  ஆகிய சொற்கள் கிரேக்க மூலங்களில் இருந்து பெறப்பட்டதாகும்) என்பது புவியில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள வெப்பத்தில் இருந்து பெறப்படும் ஆற்றல் ஆகும். கோள் உருவாகும் போதும் தாதுக்களின் கதிரியக்கச் சிதைவில் இருந்தும் புறப்பரப்பில் இருந்து உறிஞ்சப்படும் சூரிய ஆற்றலில் இருந்தும் இந்த புவிவெப்பச் சக்தி தோன்றுகிறது. கற்காலங்கள் முதல் குளிப்பதற்காகவும் பண்டைய ரோமானிய காலங்கள் முதல் வெளிச் சூடாக்கலுக்காகவும் இது பயன்படுத்தப்பட்டது. ஆனால் தற்போது இது மின்சாரத்தை உருவாக்குவதற்காகவும் மிகவும் பிரபலமாகவுள்ளது. 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. வட்டார வெப்பமாக்கல், வெளிச் சூடாக்கல், ஸ்பாக்கள், தொழிற்துறை செயல்பாடுகள், உப்பு நீக்கம் மற்றும் வேளாண்மைப் பயன்பாடுகள் போன்ற செயல்பாடுகளுக்காக நேரடி புவிவெப்ப சூடாக்கல் திறனின் 28 கிகாவாட் கூடுதலாக நிறுவப்படுகிறது.

புவிவெப்ப ஆற்றலானது விலை பயன்திறன்மிக்கதாகவும், நம்பத்தகுந்ததாகவும், நிலைநிறுத்தத்தக்கதாகவும், சூழ்நிலைக்கு உகந்ததாகவும் உள்ளது. ஆனால் வரலாற்று அடிப்படையில் அது புவிமேலோட்டு தட்டு எல்லைகளுக்கு (tectonic plate boundaries) அருகிலுள்ள பகுதிகளுக்கு உகந்ததாகவே இருந்துள்ளது. வீடு சூடாக்குதல், பரவலான தன்னலப்படுத்தலுக்கான மூல வளங்களை உருவாக்குதல் போன்ற பயன்பாடுகளுக்காகவே சாத்தியமான ஆதாரங்களின் அளவிலும் எல்லையிலும் சமீபத்திய தொழில்நுட்பங்கள் மேம்பாடுகள் அபரிதமான விரிவாக்கத்தை அடைந்துள்ளன. 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 படிம எரிபொருள்களுக்குப் பதிலாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பட்சத்தில் புவி வெப்பமயமாதலை தணிக்க உதவும் சாத்தியத்தை 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 உத்தரவாதம் இல்லை. புவிவெப்ப ஆற்றலின் வருங்கால ஊடுருவலுக்கான முன்னறிவிப்புகளானது தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி, ஆற்றலின் விலை, ஆதரவு நிதிகள் மற்றும் வட்டி விகிதங்களின் அனுமானங்களை சார்ந்து இருக்கிறது.

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 அமைந்துள்ளது. 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. பைனரி சைக்கிள் பவர் பிளாண்ட்களின் (binary cycle power plant) உருவாக்கமும் தோண்டுதல் மற்றும் பிரித்தெடுக்கும் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்களும் மிகப்பெரிய புவியியலுக்குரிய எல்லையின் மேல் மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப அமைப்புகளை செயல்பட வைக்கலாம். ஜெர்மனியில் உள்ள லாண்டோ-ஃபால்ஸ் (Landau-Pfalz) மற்றும் பிரான்ஸின் உள்ள Soultz-sous-Forêts ஆகிய இடங்களில் செயல்முறை திட்டப்பணிகள் செயல்பட்டு வருகின்றன. பாசெல், சுவிட்சர்லாந்து போன்ற நாடுகளில் முன்பு நடைபெற்று வந்த இந்த திட்டப்பணிகள் நிலநடுக்கங்கள் ஏற்பட்ட பிறகு கைவிடப்பட்டன. பிற செயல்முறைத் திட்டப்பணிகள் ஆஸ்திரேலியா, ஐக்கிய இராச்சியம் மற்றும் அமெரிக்க ஒன்றியம் ஆகிய நாடுகளில் கட்டமைப்பின் கீழ் உள்ளன.

நேரடி பயன்பாடு 

2004 ஆம் ஆண்டு தோராயமாக 70 நாடுகள் மொத்தமாக புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கலின் 270 பெடாஜூலை (PJ) நேரடி hபயன்பாட்டினை மேற்கொண்டன. இதில் பாதிக்கும் அதிகமான ஆற்றல் வெளிச்சூடாக்கலுக்காகவும் மற்ற மூன்று பாகங்கள் வெப்பமாக்கப்பட்ட சேர்மங்களுக்காகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன. இதில் எஞ்சிய ஆற்றலானது தொழிற்துறைக்கும் மற்றும் வேளாண்மைப் பயன்பாடுகளுக்காகவும் உபயோகப்படுத்தப்பட்டன. உலகளவில் நிறுவப்பட்ட திறன் என்பது 28 GW ஆக இருந்தது. ஆனால் குளிர்காலத்தில் வெப்பம் அதிகமாகத் தேவைப்படுவதால் திறன் காரணிகள் மிகவும் குறைவாகவே இருக்குமாறு பராமரிக்கப்படுகிறது (சராசரி 30%). 15 GW மொத்த திறனுடன் மதிப்பிடப்பட்ட 1.3 மில்லியன் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றிகள் மூலமாகப் பெறப்பட்ட வெளிச்சூடாக்கலின் 88 PJ இல் கொண்டு மேலே கூறப்பட்ட அளவுகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. உலகளவில் சக்தி உற்பத்தியின் வருடாந்திர வளர்ச்சி விகிதம் 30% ஆக இருப்பதுடன் சுரண்டப்படும் புவிவெப்பச் சக்தியின் காரணமாக வெப்ப ஏற்றிகள் அபரிதமான வளர்ச்சியைப் பெற்றுள்ளன. பெரும்பாலான இந்தப் புதிய வெப்ப ஏற்றிகள் வீட்டு வெப்பமாக்கலுக்காகவே நிறுவப்படுகின்றன.

மின்சார உற்பத்தி மற்றும் வெப்ப மூலங்களின் குறைவான வெப்பநிலை 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 வெளிப்படலாம். இதன் விளைவாக புவிவெப்பமுறை வெப்பமாக்கல் என்பது புவிவெப்ப மின்சாரத்தைக் காட்டிலும் மிக அதிமான புவியியக் 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 வெப்பத்தைக் விடவும் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியின் கொண்டு பெறப்படுகின்றக்கப்படும் வெப்பமானது மிகவும் விலை பயன்திறனுடையதாகவும் தூய்மையானதாகவும் உள்ளது. வழக்கமான புவிவெப்ப தொழில்நுட்பங்களைக் காட்டிலும் இந்த 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 அனைத்து பகுதிகளிலும் வெளிச்சூடாக்கலுக்காக புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

புவிவெப்பமுறை வெப்பமானது பல பயன்பாடுகளுக்கு ஆதரவளிக்கிறது. மொத்த சமூகங்களில் உள்ள கட்டடங்களை வெப்பமாக்குவதற்கு வட்டார வெப்பமாக்கல் பயன்பாடுகளில் வெப்ப நீர் குழாய் நெட்வொர்க்குகள் 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 டையாக்சைடு (), ஹைட்ரஜன் சல்ஃபைடு (), மீதேன் () 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 kg  ஐ வெளியேற்றுகிறது. இது வழக்கமான புதைபடிம எரிபொருள் ஆலைகளின் உமிழ்வு அடர்த்தியின் மிகச்சிறிய பகுதியாகும். அமிலங்கள் மற்றும் வெடிக்கும் திறனுள்ள வேதிப்பொருட்கள் அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் ஆலைகளில் வெறுமையாவதைத் தடுப்பதற்கு வழக்கமாக உமிழ்வு-கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் உபயோகிக்கப்படுகின்றன. கோட்பாடளவில் 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 இரசாயனங்களின் கரைசலை சிறிதளவு கொண்டிருக்கலாம். குளிர்ச்சியாக்கப்பட்ட நீராக இந்த இரசாயனங்கள் கரைசலில் இருந்து வெளியே வருகின்றன. அவை வெளியேறினால் சுற்றுச்சூழலைப் பாதிக்கும் காரணியாகின்றன. நவீன நடைமுறையில் இதன் உற்பத்தியை ஊக்குவிப்பதற்கு பயன்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப திரவங்கள் மீண்டும் பூமியினுள் செலுத்தப்படுகிறது. 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 மாசுவானது வெப்பத்திற்காக நேரடியாக எரியும் பொருட்களுக்கு ஒப்பிடப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக கூட்டு சுழற்சி இயற்கை வாயு ஆலையில் இருந்து மின்சாரத்தின் மூலமாக பெறப்படும் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியானது இயற்கை வாயு அதே அளவில் ஒடுக்கு உளைக்களமாக 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 10,000க்கும் அதிகமான நிலநடுக்கம் சார்ந்த நிகழ்வுகள் ஏற்பட்டதால் பாசெல், சுவிட்சர்லாந்து ஆகிய இடங்களில் இத்திட்டபணி 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.

பொருளாதாரம் 
புவிவெப்ப ஆற்றலுக்கு எரிபொருள் தேவையில்லை என்பதால் எரிபொருள் விலைக்கு ஆகும் செலவு தவிர்க்கப்படுகிறது. ஆனால் இதற்கு ஆகும் மூலதனம் மிகவும் அதிகமாக உள்ளது. பாதிக்கும் அதிகமான செலவினங்களுக்கான துளையிடுதலும் மற்றும் ஆழமான மூலங்களை ஆராயும் போதும் ஏற்படும் முக்கிய ஆபத்துக்கள் தவிர்க்க இயலாததாகிறது. நிவேடாவின் இயல்புமாறாத சிறப்பான இரட்டை இணைப்பானது மின்சார உற்பத்தியில் 4.5 மெகாவாட்களுக்கு (MW) ஆதரவளிக்கிறது. 20% தோல்வி விகிதத்துடன் இதன் தோண்டுவதற்கான செலவு சுமார் $10 மில்லியன் ஆகும்.
மொத்தமாக மின்சார ஆலை கட்டமைப்பு மற்றும் நன்கு தோண்டப்படுவதற்கான செலவானது மின்சாரத் திறனில் ஒவ்வொரு MW க்கும் சுமார் 2-5 மில்லியன் € ஆகிறது. மேலும் சமப்படுத்தப்பட்ட ஆற்றல் செலவு (levelised energy cost) என்பது ஒவ்வொரு kW·hக்கும் 0.04-0.10 € ஆக உள்ளது. மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப அமைப்புகள் மிகவும் அதிக செலவைக் கொண்டதாக உள்ளது. 2007 ஆம் ஆண்டில் இதன் மூலதனம் ஒவ்வொரு MWக்கும் $4 மில்லியன் ஆகவும், ஒவ்வொரு kW·h க்கும் நிலைப்படுத்தப்பட்ட விலைகள் $0.054 க்கு அதிகமாகவும் இருந்தது. நேரடி வெப்பமாக்கல் பயன்பாடுகளில் குறைவான வெப்பநிலைகளில் மிகவும் குறைவான ஆழமுடைய கிணறுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதனால் குறைவான விலைகளுடன் சிறிய அமைப்புகள் மற்றும் அபாயங்கள் போன்றவை சாத்தியமானதாகவே உள்ளன. 10 கிலோவாட் (kW) திறனுடன் குடியிருப்புக்குரிய புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றிகள் வழக்கமாக ஒவ்வொரு கிலோவாட்டுக்கும் சுமார் 1–3 ஆயிரம் டாலர்களில் நிறுவப்படுகின்றன. நகரங்களில் வட்டார வெப்பமாக்கல் அமைப்புகளின் தேவை என்பது புவிக்குரிய அடர்த்தியாக இருந்தால் பொருளாதார அளவுகளில் இருந்து ஆதாயம் பெறுவதாக இருக்கலாம். ஆனால் குழாய்களைப் பதிக்கும் செலவானது மூலதனத்தை விட அதிகமாகிறது. பவேரியாவில் இதைப் போன்ற ஒரு வட்டார வெப்பமாக்கல் அமைப்பின் மூலதனம் ஒவ்வொரு MW க்கும் 1 மில்லியன் € இருக்கலாம் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. மின்சார உருவாக்கிகளைக் காட்டிலும் நேரடி அமைப்புகள் எந்த அளவிலும் மிகவும் எளிமையாகவே உள்ளது. அதே போல் kW·hக்கும் ஆகும் பராமரிப்பு செலவுகளும் மிகவும் குறைவே ஆகும். ஆனால் ஏற்றிகள் மற்றும் அமுக்கிகளை இயக்குவதற்கு அவை அதிகமான மின்சாரத்தை எடுத்துக் கொள்கின்றன. சில அரசாங்கங்கள் மின்சார உற்பத்திக்கு அல்லது நேரடிப் பயன்பாடுகளுக்கான புவிவெப்ப ஆற்றலுக்கு நிதியுதவி அளிக்கின்றன.

புவிவெப்ப ஆற்றல் என்பது உயர்வாக அளவிடத்தக்கதாகும்: ஒரு சிறிய மின் உற்பத்தி நிலையத்தால் ஒரு கிராமத்திற்கு மின்சாரம் அளிக்க முடியும் போது ஒரு மிகப்பெரிய புவிவெப்ப ஆலையால் முழு நகரங்களுக்கும் மின்சாரத்தை அளிக்க முடியும்.

செவ்ரோன் கார்ப்பரேசன் (Chevron Corporation) என்பது புவிவெப்ப மின்சாரத்திற்கான உலகின் மிகப்பெரிய தனியார் உற்பத்தியாளர் நிறுவனம் ஆகும். மிகவும் மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்பத் தளமாக கலிபோர்னியாவில் உள்ள கேய்செர்ஸ் உள்ளது.

மூலவளங்கள் 

புவியின் உள்வெப்பம் இயற்கையாக 44.2 டெராவாட்ஸ் (TW) விகிதத்தில் வெப்பக் கடத்தல் மூலமாக புவியின் மேற்பரப்பிற்கு செலுத்தப்படுகிறது. ஆனால் 30 TW விகிதத்தில் தாதுக்களின் கதிரியக்கச் சிதைவு மூலமாக மீண்டும் நிரப்பப்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் விகிதங்களானது அனைத்து முதன்மையான மூலங்களில் இருந்து மனித இனத்தின் தற்போதைய ஆற்றல் பயன்பாட்டை விட இருமடங்கைக் காட்டிலும் அதிகமானதாகும். ஆனால் இதில் பெரும்பாலானவற்றை திரும்பப் பெறமுடியாது. புவியின் ஆழத்தில் இருந்து வெளிப்படும் வெப்பத்திற்குக் கூடுதலாக கோடைகாலத்தின் போது தளத்தின் மேல் பத்து மீட்டர்களுக்கு சூரிய சக்தி (சூடாகுதல்) சேமிக்கப்பட்டு குளிர்காலத்தில் அந்த ஆற்றல் (குளுமையாகுதல்) வெளியாகிறது.

பருவமாற்றங்களுக்கு அடியில் பூமியின் மேலோடு வழியான வெப்பநிலைகளின் புவிவெப்ப விகிதம் என்பது உலகின் பெரும்பாலான பகுதிகளில் ஒவ்வொரு கிலோமீட்டர் (km) ஆழத்திற்கும் 25–30 °C ஆக இருக்கும். கடத்துகை வெப்பப் பாய்மம் என்பது தோராயமான சராசரியாக 0.1 MW/கிமீ2 ஆக இருக்கும். இந்த மதிப்புகளானது பூமியின் மேலோடு மெலிந்து இருக்கும் புவிமேலோட்டுத் தட்டு எல்லைகளுக்கு அருகில் மிகவும் அதிகமாக இருக்கும். கற்குழம்பு நீர்குழாய்கள், வெப்ப நீரூற்றுகள், வெப்பநீர்ம சுழற்சி அல்லது இவற்றின் இணை ஆகிய யாதேனுமொன்றின் வழியாக திரவ சுழற்சி மூலமாக அவை மேலும் அதிகமாகலாம்.

வீடு வெப்பமாக்கலை வழங்குவதற்கு ஒரு புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியானது உலகின் எப்பகுதியிலும் உள்ள ஆழமற்ற தளத்தில் இருந்து தேவையான வெப்பத்தைப் பெறுகிறது. ஆனால் தொழிற்துறை சார்ந்த பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் ஆழமான மூலங்களில் இருந்து அதிகபட்ட வெப்பநிலைகள் தேவைப்படுகிறது. மின்சார உற்பத்தியின் வெப்பவினைத்திறன் மற்றும் ஆதாயமுடைமை என்பது குறிப்பாக வெப்பநிலையை எளிதில் தூண்டக்கூடியதாக இருக்கும். மிகவும் தேவையாயிருக்கும் பயன்பாடுகள் இயற்கையான வெப்ப பாய்மத்தில் இருந்து மிகச்சிறந்த ஆதாயங்களைப் பெறுகின்றன. குறிப்பாக வெப்ப நீரூற்றைப் பயன்படுத்துவது சிறப்பான ஒன்றாகும். வெப்ப நீரூற்று கிடைக்கவில்லை என்றால் மிகவும் ஆழமாகத் தோண்டி வெப்ப நீர்தேக்கத்தைப் பெறுவதே அடுத்த சிறந்த தேர்வாக உள்ளது. போதிய நீர்த்தேக்கம் கிடைக்கவில்லை என்றால் நீரழுத்த முறிவுடைய அடிநிலப் பாறைக்கு நீரை உட்செலுத்துவதன் மூலமாக செயற்கையான ஒன்றை உருவாக்கலாம். ஐரோப்பாவில் வெப்ப உலர்வு கற்பாறை புவிவெப்பச் சக்தி (hot dry rock geothermal energy) எனவும் வட அமெரிக்காவில் மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்ப அமைப்புகள் எனவும் இந்த இறுதி அணுகுமுறை அழைக்கப்படுகிறது. இயற்கையான நீர்த்தேக்கங்களின் வழக்கமான வெளியேற்றத்தைக் காட்டிலும் இந்த அணுகுமுறையின் மூலம் அளவுகடந்த வளங்கள் கிடைக்கலாம்.

முதலீடுகளின் அளவைப் பொறுத்து மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் புவிவெப்ப ஆற்றலின் வளமானது 35 முதல் 2000 GW வரை மாறுபடுகிறது என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. ஏற்கனவே இருக்கும் புவிவெப்பக் கிணறுகள் அரிதாகவே  ஆழத்தைக் காட்டிலும் அதிகமாக இருக்கும் போது மேம்படுத்தப்பட்ட புவிவெப்பக் கிணறுகள்  வரை ஆழமாக இருக்குமென புவிவெப்ப மூலங்களின் உயர் மதிப்பீடுகளில் ஊகிக்கப்படுகிறது. பெட்ரோலியத் தொழிற்துறையில் இவ்வாறு ஆழமாகத் தோண்டுவது தற்போது சாத்தியமாக இருந்தாலும் இது மிகவும் விலையுயர்ந்த செயல்பாடாகும். உலகின் மிகவும் ஆழமான ஆராய்ச்சிக் கிணறான கோலா சூப்பர்டீப் போர்ஹோல் (Kola superdeep borehole)  ஆழமுடன் உள்ளது. சாக்லினில் (Sakhalin) சாய்வோ தளத்தில் உள்ள எக்சோனின் (Exxon) Z-12 கிணறு போன்ற வணிகரீதியான எண்ணெய்க் கிணறுகள் மூலமாக அண்மையில் இச்சாதனை முன்மாதிரியாகக் கொள்ளப்பட்டது.

நீடிப்புத்திறன் 
புவிவெப்ப ஆற்றல் என்பது நிலைநிறுத்தக்கூடிய ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது. ஏனெனில் வெப்ப பிரித்தெடுத்தல் என்பது புவியின் வெப்ப உள்ளடக்கத்திற்கு சிறிய அளவில் ஒப்பிடப்படுகிறது. 1031 ஜூலின் (3·1015 TW·hr) உள்நிலை வெப்ப உள்ளடக்கத்தைப் புவி கொண்டிருக்கிறது. இதில் சுமார் 20% எஞ்சிய வெப்பமானது கோள் புறச்சேர்வில் (planetary accretion) உள்ளது. மேலும் எஞ்சியவையானது ஆரம்பத்தில் இருந்த உயர் கதிரியக்கச் சிதைவு விகிதங்களைச் சார்ந்து உள்ளது. இயற்கை வெப்பமானது சமனிலையில் பாய்வதில்லை. ஆனால் கோளானது மெதுவாக புவியியல் கால அட்டவணையில் குளுமையடைகிறது. மனித பிரித்தெடுத்தலானது இயற்கையான வெளிப்பாட்டின் நிமிட பகுப்பினை மட்டுமே தடைசெய்கின்றது, அது பெரும்பாலும் தடையை ஏற்படுத்துவதில்லை.

புவிவெப்ப ஆற்றல் என்பது உலகளவில் நிலைநிறுத்தத்தக்கதாக இருந்தாலும் உள்நிலைக் குறைதலைத் தவிர்ப்பதற்குக் கண்டிப்பாகக் கண்காணிக்கப்பட வேண்டும். பத்தாண்டுகளுக்கும் மேலாக தனிப்பட்ட கிணறுகளில் உள்நிலை வெப்பநிலைகள் கீழிறங்கி உள்ளது. மேலும் நீர் நிலைகளானது புதிய சமனிலையில் இயற்கையான ஓட்டத்துடன் அடைகிறது. லார்டெரெலோ, வெராகி மற்றும் ஜெசெர்ஸ் போன்ற மூன்று பழமையான இடங்களில் உள்நிலைக் குறைவின் காரணமாக அவைகளின் உச்ச அளவுகளில் இருந்து அனைத்து உற்பத்தியும் குறைக்கப்பட்டுள்ளது. மாறுபடக்கூடிய விகிதங்களில் வெப்ப மற்றும் நீர் ஆகியவை நிரப்பப்படுவதைக் காட்டிலும் அதிகமான வேகத்தில் பெறப்படுகிறது. உற்பத்தி குறைக்கப்பட்டு நீர் மீண்டும் உட்செலுத்தப்பட்டால் கோட்பாடளவில் இந்த கிணறுகள் அதன் முழு வளங்களைத் திரும்பப்பெறும். ஏற்கனவே சில இடங்களில் இதைப் போன்ற தணிப்பு உத்திகள் நிறைவேற்றப்பட்டுள்ளன. 1913 ஆம் ஆண்டு முதல் இத்தாலியில் உள்ள லாடெரெலோ தளத்திலும், 1958 ஆம் ஆண்டு முதல் நியூசிலாந்தில் உள்ள வேராகி தளத்திலும், 1960 ஆம் ஆண்டு முதல் கலிபோர்னியாவில் உள்ள ஜெசெர்ஸ் தளத்திலும் புவிவெப்பச் சக்தியின் நீண்ட-கால நீடிப்புத் திறன் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.

பல்வேறு ஜெசெர் தளங்களின் அழிவும் புவிவெப்ப ஆற்றல் உருவாக்கத்திற்கு காரணமாக இருந்தது.

வரலாறு 

கற்காலங்களில் இருந்தே வெப்ப நீரூற்றுகள் குளிப்பதற்காகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. கி.மு. மூன்றாம் நூற்றாண்டில் கின் வம்சத்தால் (Qin dynasty) சீனாவின் லிசான் மலையில் கட்டப்பட்ட கல் குளமே மிகவும் பழமையான மருந்து நீரூற்றாக அறியப்படுகிறது. பின்னர் அதே இடத்தில் குவிங் சி (Huaqing Chi) அரண்மனை கட்டப்பட்டது. கி.பி. முதல் நூற்றாண்டில் அக்வே சுலிஸை  ரோமானியர்கள் கைப்பற்றினர். தற்போதைய இங்கிலாந்தின் சோமர்செட்டிலுள்ள பாத் என்பதே அந்த இடமாகும். அங்கு பொதுக் குளியல்கள் மற்றும் தளத்திற்கு அடியில் வெப்பமாக்கல் ஆகியவற்றிற்காக வெப்ப நீரூற்றுகளைப் பயன்படுத்தினர். இந்த குளியல்களுக்கான அனுமதிக் கட்டணங்களே பெரும்பாலும் புவிவெப்ப ஆற்றலின் முதல் வணிகரீதியான பயன்பாட்டிற்கு வழிவகுத்து இருந்திருக்கலாம். பிரான்சின் சவுதெஸ்-ஏய்கெஸில் (Chaudes-Aigues) உள்ள உலகின் பழமையான புவிவெப்ப வட்டார வெப்பமாக்கல் அமைப்பானது 14வது நூற்றாண்டில் இருந்து இயக்கப்பட்டு வருகிறது. 1827 ஆம் ஆண்டில் இத்தாலியின் லார்டெரெல்லோவில் உள்ள எரிமலைக் குழம்பில் (volcanic mud) இருந்து போரிக் அமிலத்தைப் பெறுவதற்கு வெந்நீரூற்று ஆவியைப் பயன்படுத்தியதுடன் ஆரம்பகால தொழிற்துறை சார்ந்த சுரண்டல் தொடங்கியது.

1892 ஆம் ஆண்டில் இதாஹோவின் போய்ஸ் (Boise, Idaho) நகரத்தில் அமெரிக்க ஒன்றியத்தின் முதல் வட்டார சூடாக்கல் அமைப்பானது புவிவெப்பச் சக்தி மூலமாக நேரடியான ஆற்றலைப் பெற்றது. 1900 ஆம் ஆண்டில் ஒரேகனில் உள்ள க்ளாமத் ஃபால்ஸ் (Klamath Falls, Oregon) நகரத்தில் இதே முறை பின்பற்றப்பட்டது. 1926 ஆம் ஆண்டு போய்ஸில் உள்ள பசுமை இல்லங்களை வெப்பமூட்டுவதற்கு ஆழமான புவிவெப்பக் கிணறுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. அதே சமயம் ஐஸ்லாந்து மற்றும் துஸ்கானியில் பசுமை இல்லங்களை வெப்பமூட்டுவதற்கு வெப்ப நீரூற்றுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. 1930 ஆம் ஆண்டு சார்லி லியப் (Charlie Lieb ) அவரது இல்லத்தை சூடாக்குவதற்கு முதன் முதலில் நிலத்தடி வெப்ப மாற்றியைப் பயன்படுத்தினார். 1943 ஆம் ஆண்டு முதல் ஐஸ்லாந்தில் உள்ள வீடுகளை வெப்பமாக்க வெப்ப நீரூற்றுகளில் இருந்து நீராவி மற்றும் வெப்ப நீர் பயன்படுத்தப்பட்டது.

20வது நூற்றாண்டில் ஏற்பட்ட மின்சாரத் தட்டுப்பாடானது அதை உருவாக்கும் மூலமாக புவிவெப்ப ஆற்றலின் முக்கியத்துவத்திற்கு வழிவகுத்தது. 4 ஜூலை 1904 அன்று இளவரசர் பியாரோ ஜினோரி காண்டி (Piero Ginori Conti) முதன் முதலில் புவிவெப்ப ஆற்றல் உருவாக்கியை சோதனை செய்தார். அதே சமயம் லார்டெரெலோ உலர்ந்த நீராவித் தளத்தில் புவிவெப்ப அமிலத்தை பிரித்தெடுக்கும் பணி தொடங்கியது. இது வெற்றிகரமாக நான்கு ஒளி விளக்குகளை செயற்கை முறையில் எரிய வைத்தது. பிறகு 1911 ஆம் ஆண்டு உலகின் முதல் வணிகரீதியான புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி நிலையம் அங்கு கட்டப்பட்டது. 1958 ஆம் ஆண்டு நியூசிலாந்து ஒரு மின் உற்பத்தி நிலையத்தைத் தொடங்கும் வரை அதுவே உலகில் புவிவெப்ப மின்சாரத்தை வழங்கும் ஒரே தொழிற்துறை சார்ந்த உற்பத்தியாளராக இருந்தது.

அச்சமயம் 1852 ஆம் ஆண்டு லார்டு கெல்வின் (Lord Kelvin) ஏற்கனவே வெப்ப ஏற்றியைக் கண்டுபிடித்திருந்தார். 1912 ஆம் ஆண்டு அந்தக் கோட்பாட்டின் உரிமையை வாங்கிய ஹெயின்ரிச் ஜோலி (Heinrich Zoelly) மூலமாக நிலத்தில் இருந்து வெப்பத்தை எடுக்க வெப்ப ஏற்றி பயன்படுத்தப்பட்டது. 1940களில் புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றி வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்பட்டது. ஆரம்பகாலத்தில் ராபர்ட் சீ. வெப்பரால் வீட்டில் உருவாக்கப்பட்ட 2.2 kW நேரடி-பரிமாற்ற அமைப்பே முதல் ஒன்றாக இருக்கலாம். ஆனால் அவரது கண்டுபிடிப்பை துல்லியமாக கூறமுடியாததால் மூலங்கள் இதை ஏற்கவில்லை. 1946 ஆம் ஆண்டு ஜே. டொனால்டு க்ரோக்கெர் பொதுநலவாய கட்டடத்தை (ஒரேகனின் போர்ட்லாந்தில் உள்ளது) வெப்பமாக்குவதற்கு முதல் வணிகரீதியான புவிவெப்பமுறை வெப்ப ஏற்றியை வடிவமைத்து அதை நிரூபித்துக் காட்டினார். 
1948 ஆம் ஆண்டு ஓஹியோ மாநிலப் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் கார்ல் நெயில்சென் அவரது இல்லத்தில் குடியிருப்பிற்கான முதல் திறந்த சுற்றுப் பதிப்பை உருவாக்கினார். 1973 ஆம் ஆண்டு எண்ணெய்ப் பற்றாக்குறையின் விளைவாக சுவீடனில் இந்த தொழில்நுட்பம் மிகவும் பிரபலமடைந்தது. அதன் பின்னர் உலகளவில் மெதுவாக இந்த நுட்பம் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. 1979 ஆம் ஆண்டு பாலிபத்திலின் குழாயின் உருவாக்கமானது வெப்ப ஏற்றியின் பொருளாதார இணக்கத்தினால் மிகப்பெரிய அளவில் வளர்ச்சி பெற்றது.

1960 ஆம் ஆண்டு அமெரிக்க ஒன்றியத்தின் கலிபோர்னியாவில் உள்ள கெசெர்ஸில் பசுபிக் கேஸ் அண்ட் எலெக்ட்ரிக் (Pacific Gas and Electric) மூலமாக முதல் வெற்றிகரமான புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி நிலையத்தின் செயல்பாடு தொடங்கியது. இந்தத் தொடக்க சுழலியானது 30 ஆண்டுகளுக்கும் அதிகமாக நிலைத்திருந்து 11 MW நிகர ஆற்றலை உற்பத்தி செய்தது.

1967 ஆம் ஆண்டு ரஷ்யாவில் பைனரி சுழற்சி மின்சக்தி ஆலை முதன் முதலாக நிரூபித்துக் காட்டப்பட்டது. பின்னர் 1981 ஆம் ஆண்டு அமெரிக்க ஒன்றியத்திலும் இது அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இதற்கு முந்தையவைகளில் இருந்த திட்டத்தில் இருந்து மாறுபட்டு இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைக் கொண்டு மிகவும் குறைவான வெப்பநிலை மூலங்களில் இருந்து மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது. 2006 ஆம் ஆண்டு அலாஸ்காவில் உள்ள செனா வெப்ப நீரூற்றுகளில் பைனரி சுழற்சி ஆலை இயக்கத்திற்கு வந்ததோடு 57 °C குறைந்த திரவ வெப்பநிலையின் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்து சாதனை மேற்கொண்டது.

குறிப்புதவிகள்

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) 

மின் உற்பத்தி நிலையத் தொழில்நுட்பம்
மாற்று சக்தி
புவி
கூகுள் தமிழாக்கம்-சுற்றுச்சூழலியல்