Geothermal power
ભૂઉષ્મીય શક્તિ એ ભૂઉષ્મીય ઊર્જામાંથી પેદા થતી વિદ્યુત શક્તિ છે. ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીકીઓમાં ડ્રાય સ્ટીમ પાવર સ્ટેશન, ફ્લેશ સ્ટીમ પાવર સ્ટેશન અને બાઈનરી સાયકલ પાવર સ્ટેશનનો સમાવેશ થાય છે. હાલમાં 26 દેશોમાં ભૂઉષ્મીય વીજળી ઉત્પાદનનો ઉપયોગ થાય છે, જ્યારે 70 દેશોમાં ભૂઉષ્મીય ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે. 2019 સુધીમાં, વિશ્વભરમાં ભૂઉષ્મીય ઊર્જા ક્ષમતા 15.4 ગીગાવોટ (જીડબલ્યુ) જેટલી છે, જેમાંથી <આઇડી1> (3.68 જીડબલ્યુ) યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સ્થાપિત છે. 2015 સુધીના ત્રણ વર્ષમાં આંતરરાષ્ટ્રીય બજારોમાં સરેરાશ વાર્ષિક 5 ટકાના દરે વૃદ્ધિ થઈ છે અને 2020 સુધીમાં વૈશ્વિક ભૂઉષ્મીય ઊર્જા ક્ષમતા 14.5-17.6 GW સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે. વર્તમાન ભૂસ્તરીય જ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના આધારે જીયોથર્મલ એનર્જી એસોસિએશન (જીઇએ) જાહેરમાં જાહેર કરે છે, જીઇએનો અંદાજ છે કે અત્યાર સુધીમાં કુલ વૈશ્વિક ક્ષમતાનો માત્ર 6.9 ટકા ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જ્યારે આઇપીસીસીએ ભૂઉષ્મીય શક્તિની ક્ષમતા 35 જીડબલ્યુથી 2 ટીડબલ્યુ સુધીની હોવાનું નોંધ્યું છે. ભૂઉષ્મીય સ્રોતોમાંથી 15 ટકાથી વધુ વીજળી ઉત્પન્ન કરતા દેશોમાં અલ સાલ્વાડોર, કેન્યા, ફિલિપાઇન્સ, આઇસલેન્ડ, ન્યુઝીલેન્ડ અને કોસ્ટા રિકાનો સમાવેશ થાય છે. ઇન્ડોનેશિયામાં 29 જીડબલ્યુ ભૂઉષ્મીય ઊર્જા સંસાધનોની અંદાજિત ક્ષમતા છે, જે વિશ્વમાં સૌથી મોટી છે; 2017માં તેની સ્થાપિત ક્ષમતા 1.8 જીડબલ્યુ હતી. ભૂઉષ્મીય ઊર્જાને ઊર્જાનો ટકાઉ, નવીનીકરણીય સ્રોત માનવામાં આવે છે કારણ કે પૃથ્વીની ગરમીની સામગ્રીની તુલનામાં ગરમીનું નિષ્કર્ષણ ઓછું છે. ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત કેન્દ્રોનું ગ્રીનહાઉસ ગેસનું ઉત્સર્જન સરેરાશ 45 ગ્રામ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક વીજળી અથવા પરંપરાગત કોલસા આધારિત પ્લાન્ટના 5 ટકાથી ઓછું છે. વીજળી અને ગરમી બંને માટે નવીનીકરણીય ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે, ભૂઉષ્મીયમાં 2050 સુધીમાં વૈશ્વિક માંગની 3-5% પૂરી કરવાની ક્ષમતા છે. આર્થિક પ્રોત્સાહનો સાથે એવો અંદાજ છે કે 2100 સુધીમાં ભૂઉષ્મીય શક્તિ દ્વારા વૈશ્વિક માંગના 10 ટકા સુધી પહોંચવું શક્ય બનશે. ઇતિહાસ અને વિકાસ 20મી સદીમાં વીજળીની માંગના કારણે ભૂઉષ્મીય ઉર્જાને ઉત્પાદનના સ્ત્રોત તરીકે ગણવામાં આવી હતી. પ્રિન્સ પિએરો ગિનોરી કોન્ટીએ 4 જુલાઈ 1904ના રોજ ઇટાલીના લાર્ડેરેલ્લોમાં પ્રથમ ભૂઉષ્મીય ઉર્જા જનરેટરનું પરીક્ષણ કર્યું હતું. તેણે સફળતાપૂર્વક ચાર લાઇટ બલ્બ પ્રગટાવ્યા. બાદમાં, 1911 માં, વિશ્વનું પ્રથમ વ્યાપારી ભૂઉષ્મીય પાવર સ્ટેશન ત્યાં બનાવવામાં આવ્યું હતું. 1920ના દાયકામાં જાપાનના બેપ્પુ અને કેલિફોર્નિયાના ગીઝર્સમાં પ્રાયોગિક જનરેટર બનાવવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ 1958 સુધી ઇટાલી ભૂઉષ્મીય વીજળીનું વિશ્વનું એકમાત્ર ઔદ્યોગિક ઉત્પાદક હતું. 1958માં જ્યારે તેનું વૈરાકી સ્ટેશન કાર્યરત થયું ત્યારે ન્યુઝીલેન્ડ ભૂઉષ્મીય વીજળીનું બીજું મોટું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદક બન્યું હતું. વાઇરાકી એ ફ્લેશ સ્ટીમ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરનાર પ્રથમ સ્ટેશન હતું. છેલ્લા 60 વર્ષોમાં ચોખ્ખું પ્રવાહી ઉત્પાદન 2.5 કિમીથી વધુ રહ્યું છે. નવીનીકરણીય ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે પ્રણાલીના વિસ્તૃત વિકાસ માટે પર્યાવરણીય સંમતિઓ સંબંધિત સંખ્યાબંધ ઔપચારિક સુનાવણીઓમાં વૈરાકી-તૌહારા ખાતે સબસિડેન્સ એક મુદ્દો રહ્યો છે. 1960માં, પેસિફિક ગેસ એન્ડ ઇલેક્ટ્રીકે કેલિફોર્નિયાના ગીઝર્સ ખાતે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પ્રથમ સફળ ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત પાવર સ્ટેશનનું સંચાલન શરૂ કર્યું હતું. મૂળ ટર્બાઇન 30 વર્ષથી વધુ સમય સુધી ચાલી હતી અને 11 મેગાવોટની ચોખ્ખી શક્તિનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. દ્વિસંગી ચક્ર પાવર સ્ટેશનનું સૌપ્રથમ પ્રદર્શન 1967માં સોવિયેત યુનિયનમાં કરવામાં આવ્યું હતું અને બાદમાં 1970ના દાયકાની ઊર્જા કટોકટી અને નિયમનકારી નીતિઓમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો બાદ 1981માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. આ ટેકનોલોજી અગાઉ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા કરતાં ઘણા ઓછા તાપમાન સંસાધનોના ઉપયોગની મંજૂરી આપે છે. 2006માં, અલાસ્કાના ચેના હોટ સ્પ્રિંગ્સમાં દ્વિસંગી સાયકલ સ્ટેશન ઓન-લાઇન આવ્યું હતું, જે 57 ડિગ્રી સેલ્સિયસ (135 ડિગ્રી ફેરનહીટ) ના વિક્રમી નીચા પ્રવાહી તાપમાનથી વીજળીનું ઉત્પાદન કરે છે. ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત મથકો તાજેતરમાં ત્યાં જ બાંધવામાં આવ્યા છે જ્યાં સપાટીની નજીક ઉચ્ચ તાપમાનના ભૂઉષ્મીય સંસાધનો ઉપલબ્ધ હોય. દ્વિસંગી ચક્ર પાવર પ્લાન્ટ્સનો વિકાસ અને ડ્રિલિંગ અને નિષ્કર્ષણ તકનીકમાં સુધારાઓ ઘણી મોટી ભૌગોલિક શ્રેણીમાં ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓને સક્ષમ કરી શકે છે. જર્મનીના લાન્દાઉ-ફાલ્ઝ અને ફ્રાન્સના સોલ્ટ્ઝ-સોસ-ફોર્ટ્સમાં પ્રદર્શન પરિયોજનાઓ કાર્યરત છે, જ્યારે સ્વિટ્ઝર્લેન્ડના બાસેલમાં અગાઉના પ્રયાસને ભૂકંપ આવ્યા બાદ બંધ કરી દેવામાં આવ્યો હતો. અન્ય પ્રદર્શન પરિયોજનાઓ ઓસ્ટ્રેલિયા, યુનાઇટેડ કિંગડમ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઑફ અમેરિકામાં નિર્માણાધીન છે. ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત કેન્દ્રોની ઉષ્મીય કાર્યક્ષમતા ઓછી છે, લગભગ 7-10%, કારણ કે ભૂઉષ્મીય પ્રવાહી બોઇલરમાંથી વરાળની સરખામણીમાં નીચા તાપમાને હોય છે. થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો અનુસાર આ નીચું તાપમાન વીજળીના ઉત્પાદન દરમિયાન ઉપયોગી ઊર્જા કાઢવામાં ઉષ્મા એન્જિનની કાર્યક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. જ્યાં સુધી તેનો સીધો અને સ્થાનિક રીતે ઉપયોગ ન કરી શકાય ત્યાં સુધી, ઉદાહરણ તરીકે ગ્રીનહાઉસ, લાકડાની મિલો અને જિલ્લા ગરમીમાં, ઉત્સર્જનની ગરમીનો બગાડ થાય છે. સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતા કોલસા અથવા અન્ય અશ્મિભૂત ઇંધણ પ્લાન્ટની જેમ સંચાલન ખર્ચને અસર કરતી નથી, પરંતુ તે સ્ટેશનની સદ્ધરતા તરફ ધ્યાન આપે છે. પંપ વપરાશ કરતાં વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે, વીજળી ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ તાપમાનના ભૂઉષ્મીય ક્ષેત્રો અને વિશિષ્ટ ઉષ્મા ચક્રની જરૂર પડે છે. કારણ કે ભૂઉષ્મીય શક્તિ ઊર્જાના પરિવર્તનશીલ સ્ત્રોતો પર આધાર રાખતી નથી, ઉદાહરણ તરીકે, પવન અથવા સૌરથી વિપરીત, તેનું ક્ષમતા પરિબળ ખૂબ મોટું હોઈ શકે છે-96 ટકા સુધી દર્શાવવામાં આવ્યું છે. જોકે આઇ. પી. સી. સી. અનુસાર 2008માં વૈશ્વિક સરેરાશ ક્ષમતા પરિબળ 74.5% હતું. સંસાધનો પૃથ્વીની ગરમીની માત્રા લગભગ છે. આ ગરમી કુદરતી રીતે 44.2 TWના દરે વહન દ્વારા સપાટી પર વહે છે અને 30 TWના દરે કિરણોત્સર્ગી ક્ષય દ્વારા ફરી ભરાઈ જાય છે. આ વીજ દરો પ્રાથમિક સ્રોતોમાંથી માનવજાતના વર્તમાન ઉર્જા વપરાશ કરતાં બમણાથી વધુ છે, પરંતુ આમાંની મોટાભાગની શક્તિ ખૂબ ફેલાયેલી છે (સરેરાશ 0.1 W/m2) જે પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેમ નથી. પૃથ્વીનું પોપડું અસરકારક રીતે જાડા અવાહક ધાબળા તરીકે કામ કરે છે જેને નીચેની ગરમી છોડવા માટે પ્રવાહી નળીઓ (મેગ્મા, પાણી અથવા અન્ય) દ્વારા વીંધવું આવશ્યક છે. વીજળી ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ તાપમાનના સંસાધનોની જરૂર પડે છે જે માત્ર ઊંડા ભૂગર્ભમાંથી જ આવી શકે છે. ગરમીને મેગ્મા નળીઓ, ગરમ ઝરણા, જળઉષ્મીય પરિભ્રમણ, તેલના કુવાઓ, ડ્રિલ્ડ પાણીના કુવાઓ અથવા તેના સંયોજન દ્વારા પ્રવાહી પરિભ્રમણ દ્વારા સપાટી પર લઈ જવી આવશ્યક છે. આ પરિભ્રમણ કેટલીકવાર કુદરતી રીતે અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યાં પોપડો પાતળો હોય છેઃ મેગ્મા નળીઓ ગરમીને સપાટીની નજીક લાવે છે, અને ગરમ ઝરણા ગરમીને સપાટી પર લાવે છે. જો ગરમ ઝરણું ઉપલબ્ધ ન હોય, તો કૂવાને ગરમ જળભૃતમાં ખોદવું આવશ્યક છે. ટેકટોનિક પ્લેટની સીમાઓથી દૂર વિશ્વના મોટાભાગના ભાગોમાં ભૂઉષ્મીય ઢાળ 25-30 °C પ્રતિ કિલોમીટર (કિમી) ઊંડાઈ છે, તેથી વીજ ઉત્પાદનને મંજૂરી આપવા માટે કુવાઓ ઘણા કિલોમીટર ઊંડા હોવા જોઈએ. પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા સંસાધનોની માત્રા અને ગુણવત્તામાં ડ્રિલિંગની ઊંડાઈ અને ટેકટોનિક પ્લેટની સીમાઓની નિકટતા સાથે સુધારો થાય છે. ગરમ પરંતુ સૂકી જમીનમાં, અથવા જ્યાં પાણીનું દબાણ અપૂરતું હોય, ત્યાં ઇન્જેક્ટ કરેલું પ્રવાહી ઉત્પાદનને ઉત્તેજીત કરી શકે છે. વિકાસકર્તાઓએ ઉમેદવાર સ્થળમાં બે છિદ્રો કર્યા હતા અને વિસ્ફોટકો અથવા ઉચ્ચ દબાણવાળા પાણીથી તેમની વચ્ચેના ખડકને તોડી નાખ્યો હતો. પછી તેઓ પાણી અથવા લિક્વિફાઇડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને એક બોરહોલ નીચે પંપ કરે છે, અને તે બીજા બોરહોલ પર ગેસ તરીકે આવે છે. આ અભિગમને યુરોપમાં ગરમ શુષ્ક ખડક ભૂઉષ્મીય ઊર્જા અથવા ઉત્તર અમેરિકામાં ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓ કહેવામાં આવે છે. કુદરતી જળભૃતોના પરંપરાગત દોહન કરતાં આ અભિગમમાંથી ઘણી વધારે સંભાવનાઓ ઉપલબ્ધ થઈ શકે છે. ભૂઉષ્મીય ઊર્જાની વીજ ઉત્પાદન ક્ષમતાના અંદાજો રોકાણના પ્રમાણના આધારે 35 થી 2000 ગીગાવોટ સુધી બદલાય છે. આમાં સહ-ઉત્પાદન, ભૂઉષ્મીય ઉષ્મા પંપ અને અન્ય સીધા ઉપયોગ દ્વારા પુનઃપ્રાપ્ત બિન-વિદ્યુત ઉષ્માનો સમાવેશ થતો નથી. મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજી (એમ. આઈ. ટી.) ના 2006ના અહેવાલમાં, જેમાં ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓની સંભવિતતાનો સમાવેશ થાય છે, એવો અંદાજ છે કે 15 વર્ષમાં સંશોધન અને વિકાસમાં 1 અબજ યુએસ ડોલરનું રોકાણ કરવાથી એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં 2050 સુધીમાં 100 જીડબલ્યુ વિદ્યુત ઉત્પાદન ક્ષમતાનું સર્જન થઈ શકશે. એમ. આઈ. ટી. ના અહેવાલમાં એવો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો છે કે, ટેક્નોલોજીમાં સુધારા સાથે તેને વધારીને 2,000 ઝેડ. જે. કરવાની ક્ષમતા સાથે તે એક્સટ્રેક્ટેબલ હશે, જે ઘણા સહસ્ત્રાબ્દી માટે વિશ્વની તમામ વર્તમાન ઊર્જાની જરૂરિયાતો પૂરી પાડવા માટે પૂરતું છે. હાલમાં ભૂઉષ્મીય કૂવાઓ ભાગ્યે જ ઊંડા હોય છે. ભૂઉષ્મીય સંસાધનોના ઉચ્ચ અંદાજો કૂવાઓ જેટલા ઊંડા હોવાનું ધારે છે. આ ઊંડાઈની નજીક ડ્રિલિંગ હવે પેટ્રોલિયમ ઉદ્યોગમાં શક્ય છે, જો કે તે એક ખર્ચાળ પ્રક્રિયા છે. વિશ્વનો સૌથી ઊંડો સંશોધન કૂવો, કોલા સુપરદીપ બોરહોલ (કેએસડીબી-3), ઊંડો છે. સામાન્ય રીતે જે ઊંડાણોમાં ખોદવામાં આવે છે તેના કરતાં વધુ ઊંડાણોમાં ખોદવામાં આવતા કૂવાઓ માટે લાખો ડોલરનો ખર્ચ થાય છે. તકનીકી પડકારો ઓછા ખર્ચે વિશાળ છિદ્રોને ખોદવા અને મોટા પ્રમાણમાં ખડકોને તોડવાનો છે. ભૂઉષ્મીય શક્તિને ટકાઉ માનવામાં આવે છે કારણ કે પૃથ્વીની ગરમીની સામગ્રીની તુલનામાં ગરમીનું નિષ્કર્ષણ ઓછું છે, પરંતુ સ્થાનિક ઘટાડાને ટાળવા માટે નિષ્કર્ષણ પર હજુ પણ દેખરેખ રાખવી આવશ્યક છે. ભૂઉષ્મીય સ્થળો ઘણા દાયકાઓ સુધી ગરમી પૂરી પાડવા માટે સક્ષમ હોવા છતાં, વ્યક્તિગત કુવાઓ ઠંડા થઈ શકે છે અથવા પાણીની અછત સર્જાઈ શકે છે. ત્રણ સૌથી જૂની સાઇટ્સ, લાર્ડેરેલો, વૈરાકી અને ગીઝર્સે તેમના શિખરો પરથી ઉત્પાદન ઘટાડ્યું છે. તે સ્પષ્ટ નથી કે શું આ સ્ટેશનો વધુ ઊંડાણમાંથી ફરી ભરાઈ ગયા તેના કરતા વધુ ઝડપથી ઊર્જા કાઢે છે, અથવા તેમને પુરવઠો આપતા જળભૃતોનો નાશ થઈ રહ્યો છે કે કેમ. જો ઉત્પાદન ઘટાડવામાં આવે અને પાણી ફરી દાખલ કરવામાં આવે, તો આ કુવાઓ સૈદ્ધાંતિક રીતે તેમની સંપૂર્ણ ક્ષમતાને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે. આ પ્રકારની શમન વ્યૂહરચનાઓ કેટલાક સ્થળોએ પહેલેથી જ લાગુ કરવામાં આવી છે. ભૂઉષ્મીય ઊર્જાની લાંબા ગાળાની ટકાઉપણું 1913 થી ઇટાલીમાં લાર્ડેરેલો ક્ષેત્રમાં, 1958 થી ન્યુઝીલેન્ડમાં વૈરાકી ક્ષેત્રમાં અને 1960 થી કેલિફોર્નિયામાં ગીઝર ક્ષેત્રમાં દર્શાવવામાં આવી છે. પાવર સ્ટેશનના પ્રકારો ભૂઉષ્મીય પાવર સ્ટેશન અન્ય વરાળ ટર્બાઇન થર્મલ પાવર સ્ટેશનની જેમ જ હોય છે, જેમાં બળતણ સ્ત્રોતમાંથી ગરમી (ભૂઉષ્મીય કિસ્સામાં, પૃથ્વીનો મુખ્ય ભાગ) નો ઉપયોગ પાણી અથવા અન્ય કાર્યરત પ્રવાહીને ગરમ કરવા માટે થાય છે. પછી કાર્યરત પ્રવાહીનો ઉપયોગ જનરેટરની ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે થાય છે, જેનાથી વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. પછી પ્રવાહીને ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને ગરમીના સ્ત્રોતમાં પરત કરવામાં આવે છે. ડ્રાય સ્ટીમ પાવર સ્ટેશન એ સૌથી સરળ અને સૌથી જૂની ડિઝાઇન છે. આ પ્રકારના થોડા પાવર સ્ટેશનો છે, કારણ કે તેમને એવા સંસાધનની જરૂર હોય છે જે સૂકી વરાળ ઉત્પન્ન કરે, પરંતુ તેઓ સૌથી સરળ સુવિધાઓ સાથે સૌથી કાર્યક્ષમ હોય છે. આ સ્થળો પર, જળાશયમાં પ્રવાહી પાણી હાજર હોઈ શકે છે, પરંતુ સપાટી પર પાણી નહીં પણ માત્ર વરાળ ઉત્પન્ન થાય છે. ડ્રાય સ્ટીમ પાવર ટર્બાઇનને ફેરવવા માટે 150 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અથવા તેનાથી વધુની ભૂઉષ્મીય વરાળનો સીધો ઉપયોગ કરે છે. જેમ જેમ ટર્બાઇન ફરે છે તેમ તેમ તે જનરેટરને શક્તિ આપે છે જે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે અને પાવર ફિલ્ડમાં ઉમેરો કરે છે. પછી, વરાળને કન્ડેન્સરમાં ઉત્સર્જિત કરવામાં આવે છે, જ્યાં તે ફરીથી પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે, જે પછી પાણીને ઠંડુ કરે છે. પાણીને ઠંડુ કર્યા પછી તે એક પાઇપ નીચે વહે છે જે કન્ડેન્સેટને પાછા ઊંડા કુવાઓમાં લઈ જાય છે, જ્યાં તેને ફરીથી ગરમ કરી શકાય છે અને ફરીથી ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. કેલિફોર્નિયાના ગીઝર્સ ખાતે, વીજ ઉત્પાદનના પ્રથમ 30 વર્ષ પછી, વરાળનો પુરવઠો ઘટ્યો હતો અને ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો. અગાઉની કેટલીક ક્ષમતાને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે, 1990 અને 2000 ના દાયકા દરમિયાન પૂરક પાણીનું ઈન્જેક્શન વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં નજીકની મ્યુનિસિપલ ગટર વ્યવસ્થા સુવિધાઓના પ્રવાહનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ફ્લેશ સ્ટીમ પાવર સ્ટેશનો ઊંડા, ઉચ્ચ દબાણવાળા ગરમ પાણીને નીચલા દબાણવાળી ટાંકીઓમાં ખેંચે છે અને પરિણામી ફ્લેશ વરાળનો ઉપયોગ ટર્બાઇન ચલાવવા માટે કરે છે. તેમને ઓછામાં ઓછા 180 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પ્રવાહી તાપમાનની જરૂર પડે છે, જે સામાન્ય રીતે વધુ હોય છે. આજે કાર્યરત આ સૌથી સામાન્ય પ્રકારનું સ્ટેશન છે. ફ્લેશ સ્ટીમ પ્લાન્ટ 360°F (182°C) થી વધુ તાપમાન ધરાવતા પાણીના ભૂઉષ્મીય જળાશયોનો ઉપયોગ કરે છે. ગરમ પાણી તેના પોતાના દબાણ હેઠળ જમીનમાં કુવાઓમાંથી વહે છે. જેમ જેમ તે ઉપર તરફ વહે છે તેમ તેમ દબાણ ઘટે છે અને કેટલાક ગરમ પાણી વરાળમાં રૂપાંતરિત થાય છે. પછી વરાળને પાણીથી અલગ કરવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ ટર્બાઇન/જનરેટરને પાવર આપવા માટે થાય છે. કોઈપણ બચેલું પાણી અને કન્ડેન્સ્ડ વરાળને જળાશયમાં પાછું દાખલ કરી શકાય છે, જે આને સંભવિત ટકાઉ સંસાધન બનાવે છે. દ્વિસંગી ચક્ર પાવર સ્ટેશનો દ્વિસંગી ચક્ર પાવર સ્ટેશનો એ સૌથી તાજેતરનો વિકાસ છે, અને 57 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલું નીચું પ્રવાહી તાપમાન સ્વીકારી શકે છે. મધ્યમ ગરમ ભૂઉષ્મીય પાણી પાણી કરતાં ઘણું ઓછું ઉત્કલન બિંદુ ધરાવતા ગૌણ પ્રવાહી દ્વારા પસાર થાય છે. આ ગૌણ પ્રવાહીને અચાનક બાષ્પીભવન થવાનું કારણ બને છે, જે પછી ટર્બાઇનને ચલાવે છે. આજે બાંધવામાં આવી રહેલું આ સૌથી સામાન્ય પ્રકારનું ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત મથક છે. ઓર્ગેનિક રેન્કાઈન અને કાલિના ચક્ર બંનેનો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રકારના સ્ટેશનની થર્મલ કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે લગભગ 10-13% હોય છે. દ્વિસંગી ચક્ર પાવર પ્લાન્ટની સરેરાશ એકમ ક્ષમતા 6.3 મેગાવોટ, સિંગલ-ફ્લેશ પાવર પ્લાન્ટમાં 30.4 મેગાવોટ, ડબલ-ફ્લેશ પ્લાન્ટમાં 37.4 મેગાવોટ અને સુપરહીટેડ વરાળ પર કામ કરતા પાવર પ્લાન્ટમાં 45.4 મેગાવોટ છે. આંતરરાષ્ટ્રીય પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જા એજન્સીએ અહેવાલ આપ્યો છે કે 2020ના અંતમાં વિશ્વભરમાં 14,438 મેગાવોટ (એમડબલ્યુ) ભૂઉષ્મીય ઊર્જા ઓનલાઇન હતી, જેનાથી 94,949 જીડબલ્યુએચ વીજળીનું ઉત્પાદન થયું હતું. સિદ્ધાંતમાં, વિશ્વના ભૂઉષ્મીય સંસાધનો મનુષ્યોને ઊર્જા પૂરી પાડવા માટે પૂરતા છે. જો કે, વિશ્વના ભૂઉષ્મીય સંસાધનોનો માત્ર એક નાનો ભાગ હાલમાં નફાકારક ધોરણે શોધી શકાય છે. 2021 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સે 3,889 મેગાવોટ સ્થાપિત ક્ષમતા સાથે ભૂઉષ્મીય વીજળી ઉત્પાદનમાં વિશ્વનું નેતૃત્વ કર્યું હતું, જે 2020 થી નોંધપાત્ર વધારો છે જ્યારે તેણે 2,587 મેગાવોટનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. ઇન્ડોનેશિયા 2021માં 2,277 મેગાવોટ ઓનલાઇન ક્ષમતા સાથે વિશ્વમાં ભૂઉષ્મીય ઉર્જાના બીજા સૌથી વધુ ઉત્પાદક તરીકે અમેરિકાને અનુસરે છે. અલ ગોરે ધ ક્લાઇમેટ પ્રોજેક્ટ એશિયા પેસિફિક શિખર સંમેલનમાં કહ્યું હતું કે ઇન્ડોનેશિયા ભૂઉષ્મીય ઊર્જામાંથી વીજળી ઉત્પાદનમાં સુપર પાવર દેશ બની શકે છે. 2013માં ભારતમાં જાહેર માલિકીના વીજળી ક્ષેત્રે જમીનથી ઘેરાયેલા રાજ્ય છત્તીસગઢમાં દેશની પ્રથમ ભૂઉષ્મીય વીજ સુવિધા વિકસાવવાની યોજનાની જાહેરાત કરી હતી. પેસિફિક રીંગ ઓફ ફાયર પર તેની સ્થિતિને કારણે કેનેડામાં ભૂઉષ્મીય શક્તિમાં ઊંચી સંભાવના છે. સૌથી વધુ સંભવિત વિસ્તાર કેનેડિયન કોર્ડિલેરા છે, જે બ્રિટિશ કોલંબિયાથી યુકોન સુધી ફેલાયેલો છે, જ્યાં ઉત્પાદનનો અંદાજ 1,550 મેગાવોટથી 5,000 મેગાવોટ સુધીનો છે. જાપાનની ભૂગોળ ભૂઉષ્મીય ઉર્જા ઉત્પાદન માટે વિશિષ્ટ રીતે અનુકૂળ છે. જાપાનમાં સંખ્યાબંધ ગરમ ઝરણા છે જે ભૂઉષ્મીય વીજ મથકો માટે બળતણ પૂરું પાડી શકે છે, પરંતુ જાપાનના માળખાગત માળખામાં મોટા રોકાણની જરૂર પડશે. યુટિલિટી-ગ્રેડ સ્ટેશનો વિશ્વમાં ભૂઉષ્મીય પાવર પ્લાન્ટનું સૌથી મોટું જૂથ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના કેલિફોર્નિયામાં એક ભૂઉષ્મીય ક્ષેત્ર ધ ગીઝર્સ ખાતે આવેલું છે. 2004 સુધીમાં, પાંચ દેશો (અલ સાલ્વાડોર, કેન્યા, ફિલિપાઇન્સ, આઇસલેન્ડ અને કોસ્ટા રિકા) તેમની 15 ટકાથી વધુ વીજળી ભૂઉષ્મીય સ્રોતોમાંથી ઉત્પન્ન કરે છે. નીચે આપેલા કોષ્ટકમાં સૂચિબદ્ધ 24 દેશોમાં ભૂઉષ્મીય વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. 2005 દરમિયાન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વધારાની 500 મેગાવોટ (એમડબલ્યુ) વિદ્યુત ક્ષમતા માટે કરાર કરવામાં આવ્યા હતા, જ્યારે અન્ય 11 દેશોમાં પણ બાંધકામ હેઠળ સ્ટેશનો હતા. ફ્રાન્સ અને જર્મનીમાં ઘણા કિલોમીટર ઊંડાઈની ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓ કાર્યરત છે અને ઓછામાં ઓછા ચાર અન્ય દેશોમાં વિકસાવવામાં અથવા તેનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવી રહ્યું છે. પર્યાવરણીય અસર વર્તમાન ભૂઉષ્મીય વિદ્યુત કેન્દ્રો, જે આઇ. પી. સી. સી. દ્વારા સમીક્ષા કરાયેલા તમામ કુલ જીવન ચક્ર ઉત્સર્જન અભ્યાસોના 50મા ટકાની અંદર આવે છે, સરેરાશ 45 કિલો સમકક્ષ ઉત્સર્જન પ્રતિ મેગાવોટ-કલાક પેદા થતી વીજળી (કિલો ઇક્યુ/મેગાવોટ·એચ) નું ઉત્પાદન કરે છે. સરખામણી માટે, જ્યારે કાર્બન કેપ્ચર અને સ્ટોરેજ (સી. સી. એસ.) સાથે જોડવામાં ન આવે ત્યારે કોલસા આધારિત પાવર પ્લાન્ટ પ્રતિ મેગાવોટ-કલાક 1,001 કિલો જેટલું ઉત્સર્જન કરે છે. ઘણા ભૂઉષ્મીય પ્રોજેક્ટ જ્વાળામુખીની રીતે સક્રિય વિસ્તારોમાં સ્થિત છે જે કુદરતી રીતે ગ્રીનહાઉસ વાયુઓનું ઉત્સર્જન કરે છે, એવી ધારણા કરવામાં આવે છે કે ભૂઉષ્મીય છોડ ખરેખર ભૂગર્ભ જળાશયો પરના દબાણને ઘટાડીને ડી-ગેસિંગના દરમાં ઘટાડો કરી શકે છે. જે સ્ટેશનો એસિડ અને અસ્થિર રસાયણોનું ઉચ્ચ સ્તર અનુભવે છે તેઓ સામાન્ય રીતે એક્ઝોસ્ટ ઘટાડવા માટે ઉત્સર્જન-નિયંત્રણ પ્રણાલીઓથી સજ્જ હોય છે. ભૂઉષ્મીય સ્ટેશનો પણ આ વાયુઓને કાર્બન કેપ્ચર અને સંગ્રહના સ્વરૂપ તરીકે પૃથ્વીમાં પાછા દાખલ કરી શકે છે, જેમ કે ન્યુઝીલેન્ડમાં અને આઇસલેન્ડમાં કાર્બફિક્સ પ્રોજેક્ટમાં. કિઝિલડેર ભૂઉષ્મીય પાવર પ્લાન્ટ જેવા અન્ય સ્ટેશનો, નજીકના બે પ્લાન્ટમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસને સૂકા બરફમાં પ્રક્રિયા કરવા માટે ભૂઉષ્મીય પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે, જેના પરિણામે ખૂબ ઓછી પર્યાવરણીય અસર થાય છે. ઓગળેલા વાયુઓ ઉપરાંત, ભૂઉષ્મીય સ્રોતોમાંથી ગરમ પાણી દ્રાવણમાં પારો, આર્સેનિક, બોરોન, એન્ટિમની અને મીઠું જેવા ઝેરી રસાયણોની માત્રા શોધી શકે છે. આ રસાયણો દ્રાવણમાંથી બહાર આવે છે કારણ કે પાણી ઠંડુ થાય છે, અને જો છોડવામાં આવે તો તે પર્યાવરણીય નુકસાન કરી શકે છે. ઉત્પાદનને ઉત્તેજીત કરવા માટે ભૂઉષ્મીય પ્રવાહીને પૃથ્વીમાં પાછું દાખલ કરવાની આધુનિક પ્રથા આ પર્યાવરણીય જોખમને ઘટાડવાની આડઅસર ધરાવે છે. સ્ટેશનનું બાંધકામ જમીનની સ્થિરતાને પ્રતિકૂળ અસર કરી શકે છે. ન્યૂઝીલેન્ડના વૈરાકી ક્ષેત્રમાં ભૂસ્ખલન થયું છે. ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓ પાણીના ઈન્જેક્શનને કારણે ભૂકંપ લાવી શકે છે. સ્વિટ્ઝર્લેન્ડના બાસેલમાં આ પ્રોજેક્ટ સ્થગિત કરવામાં આવ્યો હતો કારણ કે પાણીના ઈન્જેક્શનના પ્રથમ 6 દિવસમાં રિક્ટર સ્કેલ પર 3.4 ની માપવાળી 10,000 થી વધુ ધરતીકંપની ઘટનાઓ બની હતી. ભૂઉષ્મીય ડ્રિલિંગનું જોખમ જે ઉત્થાન તરફ દોરી જાય છે તે સ્ટૉફેન ઇમ બ્રેઇસગાઉમાં અનુભવાયું છે. ભૂઉષ્મીયમાં જમીન અને તાજા પાણીની ન્યૂનતમ જરૂરિયાતો હોય છે. ભૂઉષ્મીય કેન્દ્રો કોલસાની સુવિધાઓ અને પવન ફાર્મ માટે અનુક્રમે 404 ચોરસ મીટર પ્રતિ GW·h વિરુદ્ધ 3,632 અને 1,335 ચોરસ મીટરનો ઉપયોગ કરે છે. તેઓ પ્રતિ મેગાવોટ કલાક દીઠ 20 લિટર તાજા પાણીનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે પરમાણુ, કોલસો અથવા તેલ માટે પ્રતિ મેગાવોટ કલાક દીઠ 1000 લિટરનો ઉપયોગ કરે છે. ભૂઉષ્મીય પાવર સ્ટેશનો પણ ગિઝરના કુદરતી ચક્રને વિક્ષેપિત કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેવાવે, નેવાડા ગીઝર, જે અનકેપ્ડ ભૂઉષ્મીય કુવાઓ હતા, તે દ્વિ-ફ્લેશ સ્ટેશનના વિકાસને કારણે ફાટી નીકળવાનું બંધ થઈ ગયું. ભૂઉષ્મીય પરિભ્રમણ પ્રણાલીઓના કાર્યના પરિણામે સ્થાનિક આબોહવા ઠંડક શક્ય છે. જો કે, 1980 ના દાયકામાં લેનિનગ્રાડ માઇનિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ દ્વારા આપવામાં આવેલા અંદાજ મુજબ, કુદરતી આબોહવામાં વધઘટની સરખામણીમાં સંભવિત કૂલ-ડાઉન નજીવી હશે. જ્યારે જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિ ભૂઉષ્મીય ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, તે જોખમી પણ છે. 2018ના નીચલા પૂના વિસ્ફોટ પછી પૂના ભૂઉષ્મીય સાહસ હજુ પણ સંપૂર્ણ ક્ષમતા પર પાછું ફર્યું નથી. અર્થશાસ્ત્ર ભૂઉષ્મીય શક્તિને કોઈ બળતણની જરૂર નથી; તેથી તે બળતણના ખર્ચમાં વધઘટથી સુરક્ષિત છે. જોકે, મૂડી ખર્ચ ઊંચો હોય છે. અડધાથી વધુ ખર્ચ માટે ડ્રિલિંગ જવાબદાર છે, અને ઊંડા સંસાધનોના સંશોધનમાં નોંધપાત્ર જોખમો આવે છે. નેવાડામાં એક લાક્ષણિક કૂવો 4.5 મેગાવોટ (એમડબલ્યુ) વીજળી ઉત્પાદનને ટેકો આપી શકે છે અને 20 ટકા નિષ્ફળતા દર સાથે ડ્રિલ કરવા માટે આશરે 10 મિલિયન ડોલરનો ખર્ચ કરે છે. કુલ મળીને, વિદ્યુત સ્ટેશનના નિર્માણ અને કૂવા ખોદવાનો ખર્ચ લગભગ 2 થી 5 મિલિયન યુરો પ્રતિ મેગાવોટ વિદ્યુત ક્ષમતા છે, જ્યારે સ્તરીય ઊર્જા ખર્ચ 0.04-0.10 € પ્રતિ કેડબલ્યુએચ છે. 2007માં પ્રતિ મેગાવોટ $4 મિલિયનથી વધુ મૂડી ખર્ચ અને પ્રતિ કેડબલ્યુએચ $0.054 થી વધુ સ્તરીકૃત ખર્ચ સાથે ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓ આ શ્રેણીની ઉચ્ચ બાજુએ હોય છે. સંશોધન સૂચવે છે કે ઇન-રિઝર્વોઇર સંગ્રહ પરિવર્તનશીલ પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જા સ્રોતોના મોટા હિસ્સા સાથે ઊર્જા પ્રણાલીઓમાં ઉન્નત ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓની આર્થિક સદ્ધરતા વધારી શકે છે. ભૂઉષ્મીય શક્તિ ખૂબ જ માપનીય છેઃ એક નાનું વીજ મથક ગ્રામીણ ગામને પુરવઠો પૂરો પાડી શકે છે, જોકે પ્રારંભિક મૂડી ખર્ચ ઊંચો હોઈ શકે છે. સૌથી વધુ વિકસિત ભૂઉષ્મીય ક્ષેત્ર કેલિફોર્નિયામાં ગીઝર્સ છે. 2008માં, આ ક્ષેત્રે 15 સ્ટેશનોને ટેકો આપ્યો હતો, જે તમામ કેલ્પાઇનની માલિકીના હતા, જેની કુલ ઉત્પાદન ક્ષમતા 725 મેગાવોટ હતી. એન્હાન્સ્ડ જિયોથર્મલ સિસ્ટમ જિયોથર્મલ હીટિંગ હોટ ડ્રાય રોક જિયોથર્મલ એનર્જી આઇસલેન્ડ ડીપ ડ્રિલિંગ પ્રોજેક્ટ દેશ દ્વારા નવીનીકરણીય ઉર્જા વિષયોની સૂચિ થર્મલ બેટરી સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ જિયોથર્મલ એનર્જી પરના લેખો મનોઆ જી. આર. સી. જિયોથર્મલ લાઇબ્રેરી ખાતે હવાઈ યુનિવર્સિટી દ્વારા જિયોથર્મલ કલેક્શન બ્રાઇટ ગ્રીન એન્વાયર્ન્મેંટિઝમ પાવર સસ્ટેનેબલ એનર્જી પાવર સ્ટેશન ટેકનોલોજી ઇટાલિયન શોધો