الطاقة الحرارية الأرضية في تركيا

تُشكّل الطاقة الحرارية الأرضية جزءًا هامًا من مصادر الطاقة المتجددة في تركيا ، حيث تُستخدم في التدفئة الأرضية وتُنتج 3% من كهرباء البلاد . ^{[ 1 ]} وتُعدّ تركيا ثاني أكبر مستهلك للطاقة الحرارية الأرضية في العالم بعد الصين . ^{[ 2 ] : 51} يتم تدفئة العديد من البيوت الزجاجية والمنتجعات الصحية والمنازل باستخدام المياه الجوفية، ويمكن تدفئة العديد من المباني الأخرى بهذه الطريقة.

اعتاد الناس الاستحمام في الينابيع الساخنة منذ القدم. وفي تركيا، تم توليد الكهرباء من البخار الجوفي لأول مرة في أواخر القرن العشرين، ويوجد في تركيا 63 محطة طاقة حرارية أرضية عاملة اعتبارًا من عام 2022.[ ^{3 ]} تمتلك تركيا ما يقارب 2 جيجاواط من الطاقة الحرارية الأرضية المركبة، ^ما يجعلها رابع أكبر دولة في العالم. ^{[ 4 ]} تقع جميع محطات الطاقة الحرارية الأرضية في غرب الأناضول ، ^{[ 1 ]} نظرًا لتكوينها الجيولوجي المواتي. ^{[ 5 ]} هناك إمكانية لتوليد 5 جيجاواط من الطاقة الحرارية الأرضية إجمالًا، ^{[ 5 ]} بما في ذلك أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسّنة . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

تُعدّ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات الطاقة الحرارية الأرضية الجديدة مرتفعة في تركيا، إذ يمكن للصخور المتحولة أن تُطلق الكربون، إلا أن معدل الانبعاث يتناقص على مدى بضع سنوات. ويُعارض الرأي العام أحيانًا الطاقة الحرارية الأرضية بسبب انبعاثات كبريتيد الهيدروجين ذي الرائحة الكريهة . وللحدّ من انبعاثات كلٍّ من ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، يُعاد حقن السائل بالكامل في الخزان في بعض الأحيان. ^{[ 8 ]}

استُخدمت المياه الجوفية الساخنة في المنتجعات الصحية منذ القرن الثاني قبل الميلاد على الأقل في هيروبوليس ، ^{[ 9 ]} كما في الحمامات الرومانية على سبيل المثال . ^{[ 10 ]} وقد استُخدمت آلاف الينابيع الساخنة ومئات المنتجعات الصحية لأغراض السياحة والعلاج (مثل العلاج بالمياه المعدنية لأمراض الروماتيزم ^{[ 11 ]} ) منذ العصور القديمة، بما في ذلك من قِبل الرومان . ^{[ 12 ]} وفي عام 2007، نشرت الحكومة خطة رئيسية للسياحة الحرارية. ^{[ 13 ]}

في عام 1965، بدأت مديرية أبحاث واستكشاف المعادن الحكومية أولى المسوحات الجيولوجية والجيوفيزيائية في جنوب غرب تركيا. وفي عام 1968 ^، تبيّن أن خزان كيزيلديري الحراري الأرضي، الواقع على الفرع الغربي لوادي بيوك ميندريس ، مناسب لتوليد الكهرباء.  وفي عام 1974، أُنشئت محطة تجريبية صغيرة بقدرة 500 كيلوواط، ووُزّعت الكهرباء مجانًا على المنازل المجاورة. وفي ^{عام 1984} ، وسّعت شركة توليد الكهرباء الحكومية المحطة لتصل قدرتها إلى حوالي ^{10 ميغاواط} . وفي عام 2008، خُصخصت المحطة لشركة زورلو للطاقة بموجب عقد إيجار تشغيلي لمدة ³⁰ عامًا ، واستمرت الشركة في زيادة الطاقة، حتى أصبحت محطة كيزيلديري للطاقة الحرارية الأرضية، حتى عام 2022، أكبر محطة طاقة حرارية أرضية في تركيا. ^{[ 15 ] [ 16 ]} في أوائل القرن الحادي والعشرين تم بناء المزيد من محطات الطاقة، معظمها في أيدين . ^{[ 17 ]}

في عام 2007، أصدرت تركيا قانون الموارد الحرارية الأرضية والمياه المعدنية الطبيعية، الذي ساهم في تسريع استكشاف الطاقة الحرارية الأرضية من خلال تسهيل الاستثمار للقطاع الخاص. فعلى سبيل المثال، خفّض القانون عدد التراخيص المطلوبة إلى ترخيصين فقط. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

بالنسبة للمحطات التي بدأ تشغيلها بين عامي 2010 و2021، كانت تعريفة التغذية ضمن برنامج دعم الطاقة المتجددة 10.5 سنت أمريكي/كيلوواط ساعة، مضمونة لمدة عشر سنوات. ^{[ 18 ]} وفي عام 2021، تم تغيير تعريفة التغذية إلى الليرة التركية وتخفيضها. ^{[ 20 ]}

في عام 2010، بلغت القدرة المركبة لتوليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية 100 ميغاواط، بينما بلغت قدرة المنشآت المستخدمة مباشرة ما يقرب من 800 ميغاواط حراري. ^{[ 21 ]} وبحلول عام 2017، توسعت قدرة توليد الكهرباء أكثر من عشرة أضعاف، لتتجاوز 1 غيغاواط؛ ومن عام 2009 إلى عام 2019، ازداد عدد محطات الطاقة الحرارية الأرضية من 3 إلى 49 محطة. ^{[ 22 ] [ 18 ]}

حتى عمق بضعة كيلومترات تحت سطح الأرض (حيث تم الحفر إلى عمق 5  كيلومترات تقريبًا ^{[ 23 ] : 4} )، تكون معظم الصخور أبرد من درجة غليان الماء، ولكن توجد بعض الموارد ذات درجات الحرارة العالية في كتلة مندريس ^{[ 14 ]} ، تصل إلى حوالي 300  درجة مئوية. ^{[ 24 ] : 2} وبسبب التكتونية التوسعية، تتركز أعلى درجات الحرارة في الغرب. ^{[ 23 ] : 2} يوجد 16 حقلاً تزيد درجة حرارتها عن 130  درجة مئوية، واحد منها في منطقة مرمرة والباقي في منطقة بحر إيجة . ^{[ 25 ] : 5} يعود هذا الارتفاع في الإمكانات الحرارية الأرضية إلى جيولوجيا تركيا ، مثل الجرانيت المشع في غرب الأناضول ^{[ 26 ]} وأنظمة الخنادق في غرب الأناضول (خنادق بيوك مندريس وجيديز ^{[ 25 ] : 5} ). تتراوح الحرارة المتولدة عن النشاط الإشعاعي لهذه الجرانيتات، التي تغطي مساحة تزيد عن 4000 كيلومتر مربع، من حوالي 5 إلى 16 ميكروواط / م ^{3. [ 26 ]}

ومع ذلك فإن محتوى الكربون في الغازات غير القابلة للتكثيف في السوائل الحرارية الأرضية مرتفع في العديد من المحطات، ^{[ 27 ]} لذلك يجب توخي الحذر لتجنب انبعاثات الكربون المفرطة .

على الرغم من أن الصخور في معظم المناطق ليست ساخنة بما يكفي لتوليد البخار اللازم لتوليد الكهرباء، إلا أن كل منطقة تقريبًا تتمتع بإمكانيات التدفئة، ^{[ 5 ]} مع إمكانات إجمالية نظرية تبلغ 60 جيجاوات حرارية (GWth - وتعني جيجاوات الطاقة الحرارية ، مما يدل على سرعة إنتاج الحرارة ^{[ 39 ]} ). ^{[ 24 ] : 1}  تُستخدم درجات حرارة منخفضة تصل إلى 40-45 درجة مئوية. ^{[ 23 ] : 5} تحتل تركيا المرتبة الثانية بعد الصين في الاستخدام المباشر، ^{[ 40 ]} حيث تمتلك ما يقرب من 4 جيجاوات حرارية، بما في ذلك 1120 ميجاوات حرارية للتدفئة المركزية ، و855 ميجاوات حرارية لتدفئة البيوت الزجاجية، بالإضافة إلى العديد من المنتجعات الصحية والفنادق. ^{[ 41 ]} ويُؤمل أن تُساهم المنتجعات الصحية في إطالة موسم السياحة في تركيا . ^{[ 42 ]}

يُستخدم التدفئة المباشرة في الغالب عبر نظام التدفئة المركزية الذي يخدم أكثر من 125,000 منزل. كما يوجد 4.5 مليون متر مربع من البيوت الزجاجية المُدفأة، و520 منتجعًا صحيًا وحمامات سباحة (1400 ميغاواط حراري). ^{[ 24 ] : 5} ويتم أحيانًا ضخ المزيد من الحرارة من مياه الصرف الصحي، على سبيل المثال لتدفئة المنازل. ^{[ 24 ] : 5} وبفضل هذه البيوت الزجاجية المُدفأة، يُمكن زراعة المحاصيل حتى في أبرد المناطق؛ ^{[ 43 ]} ويتم تصدير الطماطم ^{[ 44 ]} وتجفيف الفاكهة. ^{[ 45 ]}

مع ذلك، ذكرت وكالة الطاقة الدولية في عام 2021 أن هناك إمكانات غير مستغلة لتدفئة المباني، ^{[ 46 ]} وفي عام 2022، صرّح أوفوك سينتورك، رئيس جمعية مستثمري محطات الطاقة الحرارية الأرضية، بإمكانية زيادة عدد المنازل المُدفأة من 160 ألفًا إلى مليون منزل. ^{[ 5 ]} ووفقًا لجمعية مستثمري ومصنّعي البيوت الزجاجية، يوجد 5400 دونم من البيوت الزجاجية المُدفأة حراريًا أرضيًا (الأولى عالميًا) اعتبارًا من عام 2022، مع فترة استرداد للتكاليف تتراوح بين 4 و7 سنوات، ولكن يُمكن زيادة هذا الرقم إلى 30 ألف دونم. ^{[ 47 ]} يُدمج التدفئة المركزية أحيانًا مع توليد الكهرباء، مما يُوفر المال مقارنةً بالتدفئة بالغاز. ^{[ 48 ]}

في عام 2022، بلغ عدد محطات الطاقة الحرارية الأرضية 63 محطة [ ^{3 ] موزعة} على 27 حقلاً للطاقة الحرارية الأرضية. ^{[ 24 ] : تحتل تركيا المرتبة الرابعة} عالمياً في إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية، بنحو نصف إنتاج الولايات المتحدة ، وأقل بقليل من إنتاج إندونيسيا والفلبين . ^{[ 4 ]} وتتولى هيئة تنظيم سوق الطاقة تنظيم هذا القطاع .

تقع معظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية جنوب أو شرق إزمير ، ثالث أكبر مدن تركيا. ^{[ 49 ]} وتُعدّ محطة كيزيلديري الأقوى، تليها محطة إيفيلر. ^{[ 50 ]} وقُدّر إجمالي الطاقة الكهربائية المُحتملة من الطاقة الحرارية المائية (الطاقة الحرارية الأرضية التقليدية وليست المُحسّنة) بنحو 4 جيجاواط في عام 2020، أي أكثر من ضعف القدرة الفعلية. ^{[ 26 ]}

يستخدم ثلثا الطاقة المركبة تقنية ثنائية (حيث يتبخر الماء الساخن من باطن الأرض ليتحول إلى سائل ذي نقطة غليان منخفضة، مما يُشغل التوربينات)، بينما يستخدم الباقي دورة التبخير السريع (حيث يتحول جزء من الماء الساخن جدًا وعالي الضغط من باطن الأرض إلى بخار يُشغل التوربينات مباشرةً). ^{[ 51 ] [ 23 ]} وتُعد شركات مثل أطلس كوبكو وإكسرجي وأورمات من أبرز موردي تقنية الدورة الثنائية في السوق. ^{[ 40 ]} وتكون محطات التبخير السريع الثنائية المُدمجة أكثر كفاءة عند درجات حرارة ومحتوى حراري مرتفعين. ^{[ 14 ]} وفي بعض الأحيان، تتداخل الآبار المملوكة لشركات متنافسة مع بعضها البعض. ^{[ 14 ]}

توجد محطات قائمة ومخطط لها في المناطق المعرضة للخطر، ^{[ 33 ] : 100، 103} مثل التربة القيّمة في بوهاركنت . ^{[ 52 ]}

في عام ٢٠١٩، رعت شركة إينيل معهد ٨٨KEYS لإجراء استطلاع رأي عام في أيدين ، المحافظة التي تتمتع بأكبر إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية. ^{[ ٥٣ ]} في ذلك الوقت، اعتقد أكثر من خُمس الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن ٤٥ عامًا أن الطاقة الحرارية الأرضية ضارة بالصحة. ^{[ ٥٤ ]} كما اعتقد حوالي نصف هذه الفئة العمرية أنها غير ضارة إذا أُديرت بشكل صحيح، كما اعتقد حوالي ثلثي الشباب. ^{[ ٥٤ ]} في العقد الثاني من الألفية، كانت هناك مخاوف بشأن احتمال إطلاق المعادن الثقيلة في الماء أو التربة، ولكن حتى عام ٢٠٢٢ لم يُعثر على أي تلوث بالمعادن الثقيلة من محطات الطاقة، على الرغم من العثور على البورون في مياه الري في عام ٢٠١٧، والذي قد يُلحق الضرر بالمحاصيل. ^{[ ٥٥ ]} ومع ذلك، فقد وُجد الزرنيخ في المياه الرمادية الناتجة عن التسخين المباشر، واقتُرح إمكانية ترشيح هذه المياه باستخدام الفحم الحيوي . ^{[ ٥٦ ]}

في عام 2020، نشرت وزارة البيئة والبنك الأوروبي للإنشاء والتعمير دليلاً أوصى بالعديد من أفضل الممارسات الاجتماعية والبيئية والتقنية، بما في ذلك توصية منظمة الصحة العالمية بتقليل تركيز الهيدروجين ذي الرائحة الكريهة.يجب ألا يتجاوز تركيز غاز الكبريت _في الهواء 7 ميكروغرام/م³ في المتوسط ​​خلال 30 دقيقة. وتؤكد منظمة الصحة العالمية أنه نظرًا لردود الفعل العامة القوية تجاه الروائح المنبعثة من محطات الطاقة الحرارية الأرضية، وما يترتب على ذلك من تصورات اجتماعية، فإن مشكلة الروائح تستدعي معالجة جادة وتطبيق حلول فعّالة. وقد أوصت المنظمة باستخدام تقنيات تضمن إعادة حقن المصدر بالكامل (السائل والغازات غير القابلة للتكثيف) أثناء التشغيل، باعتبارها الطريقة الأكثر فعالية لمنع انبعاث الغازات في الغلاف الجوي. ^{[ 31 ]} كما نصحت المنظمة أيضًا بأن...يمكن إعادة حقن _ثاني أكسيد الكبريت_ثانيأكسيد الكربون، كما هو الحال أحيانًا فيأيسلندا. ^{[ 31 ]} ومع ذلك، فإنسعر الكربونفي أيسلندا هو نفسهسعر بدل الاتحاد الأوروبي(حوالي 80 يورو للطن في منتصف عام 2022)، ^{[ 57 ]} بينما في تركيا لا توجد عقوبة مالية فورية لإطلاقه لأننظام تداول الانبعاثات التركيلم يبدأ بفرض رسوم بعد.

تتسم الطاقة الحرارية الأرضية بتكاليف أولية مرتفعة ^{[ 58 ]} ومخاطر مالية ^{[ 59 ]} ، ولكن استثمار الأموال العامة في المراحل المبكرة من المشروع يمنح المستثمرين من القطاع الخاص الثقة لإتمام التمويل ^{[ 27 ]} . في عام 2022، قدم البنك الدولي قرضًا بقيمة 300 مليون دولار أمريكي للطاقة الحرارية الأرضية ^{[ 60 ]} ، وُجه جزء منه إلى شركات خاصة عبر بنك التنمية الصناعية التركي (Türkiye Sınai Kalkınma Bankası ) ^{[ 37 ] [ 25 ]} . ووفقًا لجمعية مستثمري محطات الطاقة الحرارية الأرضية، تبلغ تكلفة حفر بئر بعمق كيلومتر واحد حوالي مليون دولار أمريكي ^{[ 5 ]} . ومع ذلك، قد يكون من الممكن استخدام آبار استكشاف النفط الموجودة في جنوب شرق الأناضول ^{[ 5 ]} . تُحدد تعريفة التغذية بالليرة التركية وتُعدل ربع سنويًا، ولكن بحد أقصى 8.6 سنت أمريكي/كيلوواط ساعة. ^{[ 61 ]} في عام 2021، ذكرت جمعية الطاقة الحرارية الأرضية أن تكاليف التطوير (المقاسة بالليرة التركية) كانت ترتفع بنسبة 70% سنويًا (بلغ التضخم الرسمي للاقتصاد التركي حوالي 70% أيضًا في منتصف عام 2022 ^{[ 62 ]} )، إلا أن الزيادات الفصلية في تعريفة التغذية لم تكن مواكبة لهذا الارتفاع؛ لذا طالبت الجمعية بزيادات شهرية. ^{[ 63 ]} بعد تحويل عملة YEKDEM إلى الليرة التركية في عام 2021، انخفض الاستثمار. ^{[ 64 ]}

تُعقد مؤتمرات دولية حول الطاقة الحرارية الأرضية في تركيا بشكل شبه سنوي، مثل مؤتمر المرأة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية في إسطنبول ^{[ 65 ]} والمؤتمر والمعرض الدولي للطاقة الحرارية الأرضية في إزمير ^{[ 66 ]} . لم تُستكشف حقول الطاقة الحرارية الأرضية في الصخور الساخنة الجافة في شرق تركيا بشكل كامل ^{[ 67 ]} ، ويواجه تطوير هذه الطاقة تحديات هندسية مكلفة ^{[ 58 ]} . وتشير التقديرات إلى إمكانية تدفئة 30% من المساكن التركية باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية ^{[ 68 ]} . وتُظهر الدراسات إمكانية استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لتحلية المياه أو إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي ، إلا أن هذا لم يُطبق عمليًا حتى عام 2022 ^{[ 26 ] [ 69 ]} . ونظرًا لأن تركيا مُعرّضة للزلازل، يُعد البحث في مخاطر الزلازل المُستحثة موضوعًا بالغ الأهمية، وقد يكون ازدياد عدد محطات الطاقة الحرارية الأرضية سببًا في ازدياد التشققات السطحية الملحوظة في المنطقة. ^{[ 70 ]} يُعدّ قطاع البناء جزءًا هامًا من الاقتصاد التركي ، وقد اقتُرح تكييف التقنية المستخدمة في إنتاج الثلج الجاف (ثاني أكسيد الكربون الصلب) في محطتي كيزيلديري وتوزلا للطاقة الحرارية الأرضية لالتقاط انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن صناعة الإسمنت. ^{[ 71 ]} كما يُمكن استخدام الثلج الجاف المُنتَج لمكافحة حرائق الغابات في تركيا . ^{[ 71 ]} ويجري البحث حاليًا في استخلاص الليثيوم من المياه الحرارية الأرضية، ^{[ 42 ]} لتلبية جزء من الطلب المتزايد على إنتاج البطاريات . ^{[ 72 ]}

يحظى هذا المشروع بدعم البنك الدولي ^{[ 60 ]} والبنك الأوروبي للإنشاء والتعمير عبر مرفق تمويل الاقتصاد الأخضر ^{[ 73 ]} . واعتبارًا من عام 2021، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث حول انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون ، ولكن المشاريع التي تتجاوز انبعاثاتها السنوية المقدرة 540 غرامًا _من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة (وهو ما يُقارب انبعاثات محطة توليد الطاقة التي تعمل بالغاز ) لن تُموَّل ^{[ 37 ] : 31}

• الجمعية التركية للطاقة الحرارية الأرضية
• الجمعية التركية للطاقة الحرارية الأرضية
• Jeotermal Elektrik Santral Yatırımcıları Derneği (جمعية مستثمري محطات الطاقة الحرارية الأرضية)
• أبحاث الطاقة الحرارية الأرضية