பூதளக்கனல் சுனைகளில் மின்சக்தி உற்பத்தி [Energy from Geothermal Springs]

This entry is part of 46 in the series 20040701_Issue

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear), கனடா


சுத்த மோனப் பகுதியும் வெண்பனி

சூழ்ந்த பாகமும், சுட்ட வெந்நீரும் …

ஒத்த நீர்க்கடல் போலப் பலவகை

உள்ள மென்னும் கடலில் வைத்தனை!

மகாகவி பாரதியார் [மகாசக்தி வாழ்த்து]

முன்னுரை: பூதளக்கனல் எரிசக்தி, இயற்கை அன்னை மாந்தருக்கு அளித்த அளவற்ற தூய்மையான மாபெரும் வெப்பசக்திக் களஞ்சியம்! 10,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அமெரிக்காவின் செவ்விந்தியர் தமது உணவைச் சமைக்கவும், மருந்துகளைத் தயாரிக்கவும் சுனை ஊற்று வெந்நீரைப் பயன்படுத்தியதாக அறியப்படுகிறது! பல்லாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ரோமானியர் கண்ணோய்களுக்கும், தோல் நோய்களுக்கும் தாதுக்கள் நிரம்பிய பூதள வெந்நீரைத் தோய்த்ததாகத் தெரிகிறது. மேலும் பாம்ப்பி நகரில் [Pompeii] இல்லங்களைச் சூடாக வைத்திருக்க, ரோமானியர் பூதளக்கனல் நீரைப் பயன்படுத்தி யுள்ளனர். நியூ ஸிலாந்தில் வாழும் மெளரிஸ் மக்கள் [Maoris], பல நூற்றாண்டுகளாகப் பூதளக்கனலில் உணவு சமைத்து வந்திருக்கிறார்கள். மகாராஷ்டிராவில் வஜ்ரேஸ்வர், கொங்கு நாட்டில் சங்கரேஸ்வர், இமாலயப் பிரதேசத்தில் குலுமனாலி போன்ற இடங்களில் உள்ள பல வெந்நீர்ச் சுனைகளில் மாந்தர் தோல் நோய்களைக் குணப்படுத்தக் குளித்து வருவதை, இந்தியாவில் பலர் அறிந்திருப்பார். 1960 ஆண்டுகளில் பிரான்ஸ் பூதளக்கனலில் எழும் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்திக் குளிர் காலங்களில் 200,000 இல்லங்களைச் சூடாக்கி வந்துள்ளது.

பூதக்கனல் சூட்டைப் பயன்படுத்தி வீடுகளுக்கும், தொழிற்சாலைகளுக்கும் வேண்டிய வெப்பசக்தியோ அல்லது மின்சக்தியோ பெற்றுக் கொள்வது, சிரமம் இல்லாத எளிய தொழில் நுணுக்கம்! உலகின் முதல் பூதக்கனல் மின்சக்தி நிலையம் 1904 இல் இத்தாலியில் லார்டெரெல்லோ என்னும் இடத்தில் மின்சாரம் பரிமாறி யுள்ளது. இருபதாம் நூற்றாண்டின் இறுதில் உலகிலே இருபத்திரண்டு நாடுகள் 8000 MW ஆற்றல் மின்சக்தியை, வற்றாத பூதளக்கனல் களஞ்சியத்தி லிருந்து எடுத்துப் பயனடைந்து வருகின்றன! ஐம்பத்தியாறு நாடுகள் 16,000 MWt ஆற்றலை இல்லங்களுக்கும், தொழிற்சாலைகளுக்கும் வெறும் வெப்ப சக்தியாகப் பயன்படுத்தி வருகின்றன. அந்த நாடுகள் ஆண்டுக்குச் சராசரித் தகுதி இலக்கம் 80% [Annual Capacity Factor 80%] அடையப் பட்டு 47 மில்லியன் MWh யூனிட் ஆற்றலைப் பரிமாறி வருகின்றன! ‘தீ வளையம் ‘ [Ring of Fire] எனக் குறிப்பிடப்படும் எரிமலைகள் குமுறும் பூமியைச் சாபத் தடையாகப் பெற்ற நாடுகளில்தான், பூதளக்கனல் வெப்பசக்தி அருட் கொடையாக எரிசக்தியை அதிக அளவில் அளித்து வருகிறது!

உலக நாடுகளில் அமெரிக்காவே பூதளக்கனல் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதில் முதன்மையாக நிற்கிறது. பூதளக்கனலில் 2200 MW மின்சக்தி மாற்ற உற்பத்தியாகவும், 5300 MW நேரடி வெப்பச் சக்தியாகவும் தற்போது பரிமாறி வருகிறது. அடுத்து அந்த அணியில் பிலிப்பைன் தீவு, மெக்ஸிகோ, இத்தாலி, இந்தோனிஷியா, ஜப்பான், ஐஸ்லாந்து, நியூ ஸிலாந்து ஆகிய நாடுகள் வருகின்றன. அந்த நாடுகள் அனைத்தும் எரிமலை பூமியைக் கொண்ட பிரதேசங்கள்! அகில நாடுகளில் பூதளக்கனல் மின்சக்தி நிலையங்கள் பொதுவாக 100 KW முதல் 100 MW வரை ஆற்றல் கொண்டவையாகக் காணப்படுகின்றன. பூதளக்கனல் வெப்பத்தில் 1800 MW மின்சக்தியைப் (மொத்த உற்பத்தியில் 27%) பரிமாறி வரும் பிலிப்பைன் தீவு, தற்போது 700 MW ஆற்றலுடைய பூத சக்தி நிலையத்தை நிறுவி யிருக்கிறது! இந்தியாவின் பூதளக்கனல் எரிசக்தி உற்பத்தித் தகுதி 10,600 MW ஆற்றலாக இருப்பினும், 80 MW ஆற்றல் மட்டுமே, இதுவரை (2000) பயன்படுத்தப்பட்டு வருவது ஏன் என்பது புதிராக இருக்கிறது!

உட்கருவில் வெப்பத்திணிவு கொண்ட உஷ்ணப் பூகோளம்!

பிரபஞ்சத் துவக்கத்தில் 4 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன், பூமியின் உட்கருவில் பேரளவுத் திணிவு உலோகமும், வாயுக்களும் உருண்டு திரண்டு கோளமானது! பூதளத்துக்கு 4000 மைல் ஆழத்தில் உட்கருவின் உஷ்ணம் 5000 டிகிரி C ஆக ஏறி யிருக்கலாம் என்று கருதப் படுகிறது! பரிதியின் வெளிப்புற உஷ்ணமான (5000-7000) டிகிரி செல்சியஸ் பரிமாணமே, பூமியின் உட்கரு உஷ்ண நிலை அளவாக எடுத்துக் கொள்ளப் படுகிறது! பூதளத்தின் உட்கரு உருண்டையின் உஷ்ணம் மெதுவாகக் தணிந்து கொண்டு வருகிறது! கடந்த மூன்று பில்லியன் ஆண்டுகளில் பூமியின் உட்கரு உஷ்ணம் நூறு அல்லது இருநூறு டிகிரி குறைந்து போயிருக்கலாம்! ஏறக்குறைய பூமியின் உஷ்ண நிலை நிலையாக நீடித்து வருகிறது! பூமி இழக்கும் உஷ்ணத்தை, அதன் வயிற்றுக்குள் இயற்கையாகத் தேயும் கதிரியக்கப் பாறைகளின் வெப்பம் வெளியேறி ஈடு செய்கிறது!

பூகோள மையத்தின் உஷ்ணத்தை இதுவரை யாரும் துல்லியமாகக் கணிக்க முடியவில்லை! பூமியின் மேற்தளத்தைத் துளையிட்டுக் கருவிகளை நுழைவித்தும் உட்கருவின் உஷ்ணத்தை நிபுணர் அளக்க முடியாது! பூதளத்தின் அடி வயிற்றிலிருந்து கிளம்பி, மேற் தோலை நோக்கிக் கீறிக் கொண்டு, பீறிட்டு எழும் எரிமலைக் குழம்பின் உஷ்ணத்தை அளந்து, விஞ்ஞானிகள் பூமி மையத்தின் பண்புகளையும், வெப்ப நிலைகளையும் நெருங்கிய பரிமாணத்தில் மேற்போக்காகக் கணிக்க முடிகிறது. அத்துடன் எரிமலை உண்டாக்கும் அதிர்வு அலைகள், வெங்காயம் போன்ற பூகோளத்தின் உட்புற அடுக்குகளின் தூரங்களை அறியவும், உட்புறப் பிண்டங்கள் திடவமா, திரவமா அல்லது பகுதித் திரவமா என்பதைப் புரிந்து கொள்ளவும் பயன்படுகின்றன. ஆய்வுக்கூடக் கணக்கீடுகள் எந்த அளவு உஷ்ணத்தில் பூதளப் பிண்டங்கள் உருகத் துவங்கித் திரவமாகின்றன என்பதை அறிய உதவும்.

பூகோள முட்டை உட்கரு, புறக்கரு, கவசக் குமிழ் [Inner Core, Outer Core, Mantle] என்று மூன்று பெரும் பகுதிகளைக் கொண்டது. கவசக் குமிழ் அடுக்கே முதலாவதாக பூமியின் மேற் தோலுக்கு [Crust] அருகே உள்ளது. பூதளத்திலிருந்து உட்கரு 3840 மைல் [6400 கி.மீடர்] ஆழத்திலும், புறக்கரு 3090 மைல் [5150 கி.மீடர்] ஆழத்திலும், கவசக் குமிழ் 1740 மைல் [2900 கி.மீடர்] ஆழத்திலும் இருக்கின்றன. உட்கருவின் உஷ்ண நிலை 7000 டிகிரி செல்சியஸ் [Celsius] என்று அனுமானக் கணிப்பாக சிலரால் ஒப்புக் கொள்ளப் பட்டுள்ளது. புறக்கருவின் உஷ்ணத் தொடுப்பு [Temperature Range] (4400-6100) டிகிரி செல்சியஸாக கணிக்கப் பட்டுள்ளது. புவித்தளத்தை நெருங்கி உள்ள கவசக் குமிழின் உஷ்ண நிலை 870 டிகிரி செல்சியஸ் என்று அறியப் படுகிறது.

எரிமலைப் பிரதேசங்களில் வெப்பக் குழம்போட்ட விந்தைகள்!

பசிபிக் கடற் பரப்பில் பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாக நிரந்தரமானது, எரிமலைகள் குமுறும் அல்லது எதிர்பார்க்கப்படும் ‘எரிமலைத் தீ வளையம் ‘ [The Ring of Fire]! பூமியின் எந்த ஒரு தளப்பரப்பும் எரிமலையின் பீறுதல்களுக்குத் [Eruptions] தப்பவில்லை எனினும், பீறல்கள் சில குறிப்பிட்ட அல்லது எதிர்பார்க்கும் எரிமலைத் தீ வளையப் பகுதிகளில்தான் ஏற்படுகின்றன! உலக எரிமலை எண்ணிக்கையில் 62% பசிபிக் மகாக் கடலின் வரையரைத் திடல்களில் [45% பசிபிக் தீவுகள், அவற்றின் நிலத் தொடர்வுகளில், 17% வட, மத்திய, தென் அமெரிக்காவின் மேற்கு மலைத்தொடர்களில்] எரிமலைகள் கிளம்புகின்றன. சீரழித்த பிறகு செத்துக் கல்லறைக் குழியான பல எரிமலைத் தழும்புகள் அலாஸ்கா, மேற்கு வட அமெரிக்கப் பகுதிகள், தென்னமெரிக்காவின் சில்லி நாட்டில் காணப்படுகின்றன. உலக எரிமலை எண்ணிக்கையில் 14% இந்தோனேஷியா தீவுத் தொடர்களில், 17% பசிபிக் மையத் தீவுகளிலும், ஹவாயி தீவுகள், மந்தையான இந்திய மகாக் கடல் தீவுகளிலும் எழுபவை. மீதி 7% மத்திய தரைக் கடல் பிரதேச நாடுகளிலும், கிழக்கு ஆஃபிரிக்காவின் மலைப்பீட பூமிகளில் ஏற்படுபவை.

வெங்காயம் போன்று அடுக்கடுக்காய்த் தட்டுகள் மூடியுள்ள குமிழ்களின் அகத்தே பூமி, தோன்றிய பூர்வீக நாள் முதல் நிலையற்ற கொந்தளிப்பில் நர்த்தனம் கொண்டிருக்கிறது! பூமியின் கவசக் குமிழில் பாதி உருகியப் பாறைத் திரவம் [Semi-molten Rocks in the Mantle] மேலும், கீழும் சுற்றிவரும் ஒரு மெதுவானச் சுற்றோட்டத்தில் [Slow Convection Current] நகர்ந்து வருகிறது! அந்தக் கொதியுலைக் குழம்பை எப்போதும் சூடாகச் சுற்றச் வைப்பது, பூமியின் திணிவு மிக்க உட்கரு [Core]! ‘மாக்மா ‘ என்னும் [Magma (திரவப் பாறை+வாயு)] வெப்பம் மிகுந்த கலவையான உருகிய பாறைக் குழம்பும், வாயுவும் சேர்ந்து கடல் நடுவே ஏற்படும் இரு தட்டுகளின் இடைச் செருகலால் [Subduction Process] மேலே தள்ளப்படுகிறது!

எரிமலைகள் இயங்கும் தளங்களிலும், எரிமலைகள் தணிந்து முடங்கிய திடல்களிலும் ‘வெந்நீர் ஊற்றுகள் ‘ அல்லது கெய்ஸர்கள் [Hot Springs or Geysers] தோன்றுவது இயற்கை. ஐஸ்லாண்டின் சொல்லான ‘கெய்ஸர் ‘ என்பது விட்டுவிட்டு எழும்பும் வெப்பநீர் ஊற்றுக்களைக் குறிக்கும். எரிமலைகள் கொந்தளிப்பு ஓய்ந்து ஆறி அடங்கும் நிலையைக் காட்டும் முதுமைப் பருவம் அது! அடித்தளத்தில் சூடாக்கிக் கொண்டிருக்கும் கொதிக்கனல் தணிவதையும் வெந்நீர் ஊற்றுக்களின் எழுச்சிகள் இறுதியாக அறிவிக்கின்றன. கெய்ஸர் ஊற்றுகளில் நீரும் நீராவியும் கலந்தே எழும்பி வருகின்றன. எப்போதும் சூடாக இருக்கும் மாக்மா [Magma (Molten Material)] என்னும் பூமியின் உட்புற ‘வெப்பக் குழம்பு ‘ அடித்தளத்தில் கிடக்கும் நீரைச் சூடாக்கி, அழுத்தம் மிகுந்து நீராவியையும், வெந்நீரையும் வெளியேற்றுகிறது. பொதுவாக வெந்நீர் ஊற்றில் கார்பைன் டையாக்ஸைடு, ஹைடிரஜன் ஸல்பைடு மற்றும் தாது உப்புக்கள் [CO2, H2S, Mineral Salts] கலந்தே எழுகின்றன. நீராவி ஊற்றுக்கள் ஹைடிரஜன் ஸல்பைடைச் செழிப்பாகக் கொண்டு 90 முதல் 300 டிகிரி C உஷ்ணத்தில் வெளியேறுகின்றன.

பூதளக்கனல் வெப்பசக்தி எவ்விதம் எழுகிறது ?

பரிதி வெப்பசக்தியைப் பூமிக்கு அளிப்பதுபோல், பூமியும் இயற்கையாக வெப்பசக்தியை எரிமலையாகவோ, வெந்நீர் ஊற்றுகளாகவோ அல்லது சூடான நீராவியாகவோ வெளியேற்றுகிறது! எரிமலை வெப்பத்தை மனித நலனுக்குப் பயன்படுத்தும் முறைகளை எந்த நாடும் இதுவரைப் படைத்ததாகக் தெரியவில்லை! ஆனால் எரிமலைப் பீடபூமிக்கு அருகே, பீறிட்டு எழும் வெந்நீர் ஊற்றுகளோ, பூமிக்கு உள்ளோடும் வெந்நீர் ஆறுகளோ அல்லது நீராவிச் சுனைகளோ இருக்குமாயின் அவற்றின் வெப்பத்தை வெப்பக் கடத்திகள் [Heat Exchangers] மூலம் மாற்றி உறிஞ்சிக் கொள்ள முடியும். பூமி உட்கருவின் வெப்பம் எப்போதும் வெளிப்புறமாகவே வெளியேறுகிறது.

கவசக் குமிழ்ப் [Mantle] பாறை யடுக்குகள் மூலமாக வெப்பம் கடத்தப் படுகிறது. அப்போது உஷ்ணமும் அழுத்தமும் மிகையாகும் போது, கவசக் குமிழ்ப் பாறைகள் உருகி ‘மாக்மா ‘ [Magma] என்னும் ‘தணல்குழம்பு ‘ உண்டாகிறது. தளர்ந்த தணல்குழம்பின் திணிவு [Density] குன்றியதால், அது மிதக்கத் துவங்கி அதன் உஷ்ணம் ‘மேலெழுச்சிச் சுற்றியக்கத்தில் ‘ [Heat Convection Process] ஏறுகிறது. பல்லாயிரம் அடிகளுக்குக் கீழிருக்கும் அந்த கவசக் குமிழ் வெப்பத்தை நீர் மூலமாகப் பூதளத்திற்குக் கொண்டு வந்தால், மேலெழுச்சிச் சுற்றியக்கத்தால் வெப்பம் மீண்டும் நிரப்பாகி ‘வெப்பமீட்சி ‘ தொடர்கிறது. வெப்பமீட்சி நிகழும் போது அடித்தளத்தில் நீரோட்டம் இருக்குமாயின் பூதளக்கனல் சுனையில் [Geothermal Reservoir] நீரின் அழுத்தமும், உஷ்ணமும் மிகையாகிறது! அந்தச் சுனையே பின்னால், வெந்நீர் ஊற்றாகவும், நீராவி எழுச்சியாகவும் பீறிட்டு வெளியேறுகிறது. மழைவெள்ளம் பூமிப் பிளவுகளுக்குள் நுழைந்தோடி, மாக்மா கனல்குழம்பின் உஷ்ணத்தைத் திரட்டிக் கொண்டு நீராவி ஊற்றாக எழும்புகிறது!

பூதளக்கனல் வெப்பசக்தியை எவ்விதம் பயன்படுத்துவது ?

வெந்நீர்ச் சுனைகள் சூழ்ந்த பூதளங்களில் அல்லது எரிமலைகள் குமுறி எழும் பிரதேசங்களில் பூமிக்குள் மிகுந்த ஆழத்தில் [>1000 அடி] பல துளைகள் தோண்டிப் உட்தள நில அடுக்குகளின் உஷ்ணத்தையும், நிலப் பண்புகளையும், நீரோட்டங்களையும் பூதளவாதிகள், பூதள இரசாயனவாதிகள், துளையிடுவோர், எஞ்சினியர்கள் [Geologists, Geochemists, Drillers, Engineers] ஆகியோர் சோதிக்க வேண்டும். உட்தளங்களில் வெந்நீர் ஊற்றுகளின் பெருக்கம், நீராவி இருப்பின் அதன் உஷ்ணம், அழுத்தம் அறியப்பட வேண்டும். வெப்ப சக்தியை இல்லங்களில் அல்லது தொழிற்சாலைகளில் நேரடி வெப்ப ஆற்றலாகப் பயன்படுத்தலாம். அல்லது கடத்திகள் மூலம் மின்சக்தியாக மாற்றலாம்.

பூதளக்கனல் எரிசக்தி நிலையங்கள் மூன்று வகையானவை. பூதள ஆழத்தில் உட்சுனைகள் இருப்பின் அவற்றின் நீர் உஷ்ணம், நீர் அழுத்தத்திற்குத் தக்கவாறு நிலையங்கள் டிசைன் செய்யப்பட வேண்டும். அவ்வாறு இல்லாமல் கதிரியக்கத் தேய்வு வெப்பம் சூடாக்கும் கனற் பாறைகள் [Heat Generated in Rocks under Radioactive Decay] இருப்பின், மேற்தளத்திலிருந்து நீரைப் பூமிக்குள் செலுத்திப் பாறைகளின் வெப்பத்தைத் தொடர்ந்து கறந்தெடுக்க வேண்டும். மூன்று வித முறைகளில் பூதளக்கனல் வெப்பத்தைக் கடத்தலாம்.

1. பூதள நீராவி ஆற்றல் நிலையம் [Dry Steam Geothermal Power Plant]: பூதளக்கனல் சுனையில் எழும் காய்ந்த நீராவி தனித்து நீக்கப்பட்டு டர்பைன் சுழலிகளைச் சுற்ற அனுப்பப்படும். டர்பைனுடன் இணைக்கப் பட்டுள்ள ஜனனியில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படும். அமெரிக்காவில் காலிஃபோர்னியா மாநிலத்தில் ஸான் பிரான்சிஸ்கோ நகருக்கு வடக்கே 90 மைல் தூரத்தில் நிறுவப்பட்டுள்ள ‘கெய்ஸர்ஸ் ‘ [The Geysers] எனப்படும் பூதள நீராவி மின்சக்தி நிலையம், உலகிலே உள்ள நிலையங்களில் மிகப் பெரியதாகக் கருதப் படுகிறது! 1960 ஆண்டு முதல் இயங்கி வரும் கெய்ஸர்ஸ், சூழ்மண்டலத்தை மாசு படுத்தும் நிலக்கரி, எரிஆயில், அணுமின்சார நிலையங்களைத் தவிர்க்கும் மாற்று நிலையமாக உலக மின்சார வரலாற்றில் இடம் பெறுகிறது!

2. பூதள ஆவிநீர் ஆற்றல் நிலையம் [Flash Geothermal Power Plant]: பூதளச் சுனை ஒன்று வெறும் வெந்நீர் மட்டுமே சுரக்குமாயின், அதனை ‘வெந்நீர்ச் சுனை ‘ [Hot Water Reservoir] என்று அழைக்கிறார்கள். அச்சுனையே ஆவிநீர் ஆற்றல் நிலையத்திற்கு [Flash Power Plant] தொடர்ந்து வெப்ப சக்தி அளிக்கிறது. வெந்நீர்ச் சுனை நீரின் உஷ்ணம் (65-190) C. ஆழச் சுனையிலிருந்து அழுத்த வெந்நீரைப் பூமிக்கு வெளியே கொண்டுவரும் போது, சுட்டநீர் ஆவியைக் கக்குகிறது. அந்த ஆவி ‘ஆவி நீக்கிகளில் ‘ [Steam Separators] பிரிக்கப்பட்டு, டர்பைன் சுழலிகளைச் சுற்ற அனுப்பபடும்.

3. பூதள இரட்டைத் திரவ ஆற்றல் நிலையம் [Binary Geothermal Power Plant]: சில பூதளச் சுனைகளின் நீர் உஷ்ணமும் (50-85) C, அழுத்தமும் தணிவாகி, டர்பைன் சுழலியைச் சுற்ற ஆவி எழுச்சி இல்லாமல் இருக்கும். இரட்டைத் திரவ ஏற்பாட்டில் பூதளக்கனல் வெந்நீர் வெப்பக்கடத்தி [Heat Exchanger] மூலமாக அனுப்பப்பட்டு, தணிந்த கொதிநிலை உடைய ‘ஐஸோபென்டேன் ‘ போன்ற வேறொரு திரவத்துக்கு [Low Boiling Liquid (Isopentane)] வெப்பம் மாற்றப்படும். ஐஸோபென்டேன் திரவத்தின் வெப்பமும் அழுத்தமும் மிகையாகிக் கொதித்து ஆவியாகி டர்பைன் சுழலியைச் சுற்ற வைக்கிறது. திரவ ஆவி பிறகு தணிப்புக் கலனில் [Condenser] குளிர்ந்த நீரால் உஷ்ணம் தணிந்து மீண்டும் திரவமாகிச் சுற்றியக்கம் தொடர்கிறது. சில தேசங்கள் மின்சக்தியாகப் பயன்படுத்தாமல், பூதளக்கனலைக் கொண்டு நேரடியாக இல்லங்களைச் சூடாக்கியும், தொழிற் கூடங்களுக்கு வெப்ப எரிசக்தி அளித்தும் வருகின்றன. சில இடங்களில் அது பூதளக்கனல் வெப்ப அனுப்பியாக [Geothermal Heat Pumps] உபயோகமாகிறது.

பாரதத்தில் பூதளக்கனல் மின்சக்தி உற்பத்தி

ஐரோப்பிய எரிமலைத் தட்டும், இந்திய எரிமலைத் தட்டும் மோதும் இமாலய மலைத்தொடர் பூதளக்கனல் அரங்கு [Himalayan Geothermal Belt] உலகிலே மிகப் பெரும் பூதளக்கனல் வெப்ப பீடமாகக் கருதப்படுகிறது. 1800 மைல் நீளமும், 90 மைல் அகலமும் கொண்ட அந்த இமாலயப் பூதளக்கனல் தொடர்ச்சி இந்தியா, நேபாளம், திபெத், சைனா, பர்மா [Myanmur], தாய்லாந்து ஆகிய நாடுகளைத் தொடுகிறது! அந்தப் பகுதிகளில் 1000 மேற்பட்ட பூதளக்கனல் சுனைகள் [Hot Springs] இருப்பதாக அறியப்படுகிறது! அவற்றில் 150 மேற்பட்ட பரப்புகளில் உஷ்ணம் மிகையாக இருப்பதால், அவை மின்சக்தி உற்பத்திக்குத் தகுதியானவை என்று தீர்மானிக்கப் பட்டுள்ளன! அந்தப் பரப்புகளில் மேற்தள உஷ்ணம் 90 C ஆகவும், உட்தளச் சுனைநீர் 260 C ஆகவும் உள்ளது. பூதளக்கனல் வெப்ப எழுச்சியைக் கணக்கிட்டதில், வெப்பவோட்டம் சதுர மீட்டருக்கு 468 மில்லிவாட் [Heat Flow 468 mW/sq.m] பெற முடியும் என்று அறியப்படுகிறது! திபெத் நாடு 25 MWe [மொத்த பரிமாற்றத்தில் 40%] பூதளக்கனல் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்து வருகிறது! திபெத்தும் சைனாவும் மேலும் 7 சிறிய நிலையங்களில் 7 MWe உற்பத்தி செய்கின்றன. தாய்லாந்து 117 C வெந்நீரில் 300 kWe மின்சாரம் உற்பத்தி பண்ணுகிறது.

பிப்ரவரி 2000 இல் பிலிப்பைன் மணிலாவில் நிகழ்ந்த ‘2000 ஆசிய பூதளக்கனல் பேரவையில் ‘ [Geothermal Power Asia 2000] ஐ.ஐ.டி. பாம்பே பேராசிரியர் டி. சந்திரசேகரம் ஆற்றிய ‘இந்தியாவின் பூதளக்கனல் எரிசக்தியின் மூலாதாரங்கள் ‘ [Geothermal Energy Resources of India] என்னும் கருத்துரையில் காணப்படுவை இவை:- 2005 ஆண்டில் இந்தியாவில் எதிர்பார்க்கப்படும் மின்சக்தி பற்றாக்குறை சுமார் 43,000 MW என்று யூகிக்கப் பட்டிருக்கிறது! அதை எப்படி இந்தியா பூர்த்தி செய்யப் போகிறது என்பது மில்லியன் டாலர் கேள்வி! பாரதத்தின் மாநிலங்கள் பலவற்றில் சதுர மீட்டருக்கு வெப்பவோட்டம் (78-468) (Heat Flow mW/sq.m) மில்லிவாட் திறனுள்ள, வெப்பச்சரிவு [Temperature Gradient (47-100) C/km] கொண்ட சுமார் நானூறு பூதளக்கனல் இடங்கள் அறியப்பட்டுள்ளன.

பாரதத்தில் நான்கு முக்கிய இடங்களில் பூதளக்கனல் வெப்ப சக்தியைப் பெருமளவு எடுக்கலாம். 1. இமாசல் பிரதேசம் 2. குஜராத்தில் காம்பே பகுதி 3. ஸொனாடா (தட்டபானி) 4. கோதாவரிப் பள்ளத்தாக்கு (38 MW). இந்தியாவின் மொத்த பூதளக்கனல் வெப்ப எதிர்பார்ப்புத் தகுதி [Geothermal Potential Capacity] 10,600 MW என்று 2000 ஆண்டில் அனுமானிக்கப் பட்டுள்ளது. இமாயச் சாரலில் உள்ள மணிக்கரன் பகுதியில் 5 KW முன்னோடி நிலையம் ஒன்று இயங்க ஆரம்பித்தது. அம்முயற்சி தொடரப்பட்டு வாணிப ரீதியாக இயங்கும் மின்சக்தி பரிமாறும் பூதளக்கனல் நிலையம் ஒன்று பின்னல் அமைக்கப் பட்டதாகத் தெரியவில்லை! ஆனால் இதுவரை பயன்படுத்தியுள்ள பூதளக்கனல் வெப்பசக்தி 80 MWt [< 1% (ஒரு சதவீதத்துக்கும் குறைவு)] என்று அறியும் போது, அதன் காரணம் சரிவரத் தெரியப்பட வில்லை! முக்கியமாக பாரத அரசு அப்பணியில் உறுதியாக நிதி உதவி, ஆய்வுகள் செய்து ஈடுபட வில்லை என்பதை ஒருவாறு நாம் யூகிக்கலாம்!

பூதளக்கனல் எரிசக்தியின் மேன்மைகள்

பூதளக்கனல் வெப்பத்தில் மின்சாரம் எடுக்கும் நிலையங்களின் சிறப்பு அம்சங்கள் பின்வருமாறு:

1. தூயசக்தி: பரிதி ஆற்றல், காற்றாடி ஆற்றல் போல [Solar Power, Wind Power], பூதளக்கனல் மின்சக்தி சூழ்மண்டலத்தைப் பாழ்படுத்தாத தூயசக்தி வரிசையில் வருகிறது. இம்மூன்று தூயசக்தி நிலையங்களை அமைப்பதின் மூலம் மற்ற நிலக்கரி, எரிஆயில், எரிவாயு, அணுமின் நிலையங்களின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கலாம்!

2. எளிய அமைப்பு: மற்ற நிலையங்களை ஒப்புநோக்கும் போது, பூதளக்கனல் நிலையங்களுக்கு மெகாவாட் தகுதிக்குச் சிறிதளவு நிலப்பரப்பே தேவைப்படுகிறது. பூதள நிலையங்களுக்கு எரிக்கரு [Fuel] இல்லாததால், பளுச் சுமக்கும் நீண்ட இருப்புப் பாதையோ, பெருவீதியோ தேவையில்லை! மீண்டும் நீரைச் சேர்த்து வைக்கப் பேரணையோ, ஆண்டு முழுவதும் ஓடும் பெரு நதியோ வேண்டியதில்லை! எருக்கருச் சுரங்கமோ, எரித்தூளைக் கிடத்தும் சாம்பல் கிடங்குகளோ எவையும் கிடையா! மேலும் கதிரியக்கக் கழிவுகளோ, ஆயில் கொட்டி அசுத்தப் படுத்தும் எதிர்பாராத காட்சிகளோ எவையும் இல்லை!

3. உத்திரவாத அளிப்பு: பூதளக்கனல் மின்சக்தி ஆண்டு தோறும் 24 மணி நேரமும் பரிமாற உத்திரவாதம் அளிக்கும் தகுதி பெற்றது! அந்த நிலையங்களின் உற்பத்தித் தகுதி இலக்கம் [Capacity Factor] 80%-95% என்று மற்றவற்றை விட உச்சநிலை கொண்டுள்ளது! மின்சார உற்பத்திக்கு இடையூறு ஏற்படுத்தும் காரணிகள் அந்த நிலையங்களுக்கு மிகவும் குறைவு!

4. அன்னியச் செலவின்மை: நிதிச் சிக்கன நிலையமாகக் கருதப்படும் பூதளக்கனல் மின்சார நிலையங்களால் டர்பைன் ஜனனிகளைத் தவிர வேறு அன்னியச் செலாவணி எதுவும் கிடையாது! பாரத நாட்டின் தொழிற்சாலைகள் ஏறக்குறைய எல்லாச் சாதனங்களையும் உள்நாட்டிலே உற்பத்தி செய்யும் தகுதி பெற்றிருப்பதால், பூதளக்கனல் மின்சார நிலையங்களைப் பெருக்கிக் கொள்ள இந்தியா திட்டமிட வேண்டும்.

பூதளக்கனல் வெப்பசக்தி எடுப்பில் கற்றும் பாடங்கள்

அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையகம் [U.S. Dept of Energy (DOE)] பூதளக்கனல் வெப்பத்தைப் பயன்படுத்த வகுத்திருக்கும் எதிர்காலப் பணிகள், பாரதம் உள்படப் பல உலக நாடுகளுக்குத் திசைகாட்டும் வழிகாட்டியாக அமைகின்றன. பேரளவு 20,000 MW ஆற்றல் பூதளச்சக்தியை எடுத்துப் பயனளிக்கும் அமெரிக்க மாநில நிலையங்களுக்கு விஜயம் செய்து, மின்சக்தி தொழில் நுணுக்கத்தில் பயிற்சி பெற்றுக் கொள்ளலாம். உலகிலே மிகப் பெரிய 700 MW ஆற்றல் கொண்ட பூதளச்சக்தி பூத நிலையத்தை பிலிப்பைன் தேசத்தில் இயக்கி வருவதை நேரடியாக் கண்டோ அல்லது நிலையத்தில் பயிற்சி பெற்றோ மற்ற நாடுகள் கற்றுக் கொள்ளலாம். அஸோர்ஸ் ஈகுவடாரில் [Azores, Equador] 1994 ஆண்டு முதல் 5 MWe ஆற்றலுடைய மின்சக்தி நிலையம் சிறப்பாக இயங்கி வருவதின் நுணுக்கங்களைக் கற்றுக் கொள்ளலாம். உலகிலே மிகப் பெரும் பூதள வெப்பமீட்சி பம்ப்புகள் [Geothermal Heat Pumps (GHPs)] அமெரிக்க லூஸில்வில் கென்டக்கியில் [Louisville, Kentucky] இயங்கி வருகிறது. அதன் நுணுக்கத்தைப் பயின்று கொள்ளலாம்.

2010 ஆண்டுகளுக்குள் இந்தோனேஷியா, பிலிப்பைன், மெக்ஸிகோ போன்ற முன்னேறும் நாடுகள் 2000 MW பூதளச்சக்தி ஆற்றலை இன்னும் அதிகரித்துக் கொள்ளப் போவதாய்த் திட்ட மிட்டுள்ளன! 30 MW வுக்கு மேற்பட்ட நிலையங்களில் உற்பத்தியாகும் பூதளச்சக்தியின் விலை யூனிட்டுக்கு (4-6) சென்ட்ஸ் [US c/Kwh] ஆகக் கணிக்கப் படுவதால், நீரழுத்த மின்சக்தி நிலையங்களுக்கு [Hydro Electric Station] அடுத்தபடியாக பூதளச்சக்தி கருதப் படுவதால், அம்முயற்சியில் இந்தியா முழு மூச்சுடன் நுழைவதில் பல அனுகூலங்கள் கிடைக்கின்றன

இந்தியாவின் பூதளக்கனல் மின்சக்தி உற்பத்தி எதிர்பார்ப்புத் தகுதி [Potential Production Capacity] 10,600 MW ஆற்றலாக இருப்பினும், இதுவரை (2000) மின்சக்தி பரிமாறும் நிலையம் ஒன்றுகூட நிறுவகிக்கப்பட வில்லை என்று ஐ.ஐ.டி பாம்பே பேராசிரியர் டி. சந்திரசேகரம் குறைபட்டுக் கொள்கிறார்! அணுமின் நிலையங்களை 1000 மெகாவாட் ஆற்றல் பூத வடிவில் பெருக்கிவரும் பாரதத்தில், நிதிச் செலவின்றி எளிதாகப் பயனளிக்கும் தூய பூதளச் சக்தியைப் பயன்படுத்தாத காரணம் என்ன வென்று அறிந்து கொள்ள முடியவில்லை!

தகவல்கள்:

1. World Geothermal Energy Generation University of Utah [1998]

2. Geothermal Energy Resources of India By: D. Chandrasekharam Professor Indian Institute of Technology, Bombay [Feb 2000]

3. Using Geothermal Energy & Power Plants.

4. Mokai Geothermal Power Plant, New Zealand [2004]

5. European Geothermal Energy Council, Brussels Report By Roberto Carella [2001]

6. Geothermal Technologies Program, U.S. Dept of Energy (DOE) [April 19, 2004]

****

jayabar@bmts.com [S. Jayabarathan]

Series Navigation