Iceland's secret power - Jean-Baptiste P. Koehl

المترجم: Nawal Sharabati المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

While the weather in Iceland is often cold, wet, and windy,

بينما تكون الأحوال الجوية في آيسلندا في كثير من الأحيان باردة ورطبة وعاصفة،

a nearly endless supply of heat bubbles away below the surface.

هناك إمدادات لا نهاية لها تقريبًا من الفقاعات الساخنة البعيدة عن السطح.

In fact, almost every building in the country is heated by geothermal energy,

في الواقع، تُسخن كل بناية في البلد عن طريق الطاقة الحرارية الأرضية،

in a process with virtually no carbon emissions.

في عملية تفتقرُ تقريبًا إلى انبعاثات الكربون.

So how exactly does this renewable energy work?

فكيف تعمل هذه الطاقة المتجددة بالضبط؟

Between the Earth’s core and its crust is a mixed layer

فبين نواة الأرض وقشرتها هناك طبقة مختلطة

of solid and partially molten rock called the mantle.

من الصخور الصلبة والمنصهرة جزئيًا تسمى الوشاح.

Temperatures here range from 1,000 to 3,500 degrees Celsius.

تتراوح درجات الحرارة هنا ما بين 1000 إلى 3500 درجة مئوية.

Some of this heat comes from the radioactive decay of metals.

تتكون بعض هذه الحرارة من التحلل الإشعاعي للمعادن.

But much of it comes from Earth’s core,

لكن تتكون الكثير منها من نواة الأرض،

which has been radiating energy since the planet formed

التي كانت تشع الطاقة منذ تشكيل الكوكب قبل أكثر من أربعة ملايير سنة.

over four billion years ago.

While the mantle moves slowly,

بينما يتحرك الوشاح ببطء،

circulating roughly 40 kilometers below the Earth’s crust,

ويدور على مسافة 40 كيلومتر تقريبًا تحت القشرة الأرضية،

there are places where it surges closer to the surface.

فإن هناك أماكن حيث يقترب من السطح.

Here, the magma forms pockets and veins in the ground,

هنا، تشكِّل الماغما جيوبًا وعروقًا في الأرض،

heating underground rivers and pools to temperatures reaching 300 degrees.

تسخنُ أنهر وبرك باطن الأرض لدرجات حرارة تصل إلى 300 درجة.

Controlling heated water is at the heart of harnessing geothermal energy,

التحكم في المياه الساخنة هو جوهر تسخير الطاقة الحرارية الأرضية،

and there are two primary models for how to do it.

وهناك نموذجان أساسيان لكيفية القيام بذلك.

One is to build a geothermal power plant

أحدهما هو بناء محطة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية

which uses these hot, deep pools to produce electricity.

التي تستخدم هذه البرك الساخنة العميقة لإنتاج الكهرباء.

First, engineers drill a well several kilometers into permeable rock

أولًا، يحفر المهندسون بئرًا بعمق عدة كيلومترات في الصخر القابل للاختراق

like sandstone or basalt.

مثل الأحجار الرملية أو صخور البازلت النارية.

As the hot, highly pressurized groundwater flows into the well,

مع تدفق المياه الجوفية الساخنة وشديدة الضغط إلى البئر،

the rapid change in pressure and temperature

فإن التغير السريع في الضغط ودرجة الحرارة ينتج كميات هائلة من البخار.

produces huge amounts of steam.

This steam then turns the blades of a turbine to generate electricity.

ومن ثم يدير هذا البخار شفرات المحرك لتوليد الكهرباء.

Finally, the remaining cooled water and condensed steam

أخيرًا، فالمياه الباردة المتبقية والبخار المكثف

are injected back into the ground to create an open loop

تُحقنُ مجددًا في الأرض لإحداث حلقة مفتوحة توفر الكهرباء دون فقدان المياه.

that provides electricity without losing water.

However, we don't have to drill this deep to take advantage of the planet's heat.

مع ذلك لا يتعين علينا الحفر بهذا العمق للاستفادة من حرارة الكوكب.

Thanks to solar radiation,

بفضل الأشعة الشمسية،

dirt just 1.5 meters deep can reach temperatures over 20 degrees Celsius.

فالتراب على عمق 1,5 متر فقط يمكن أن تصل درجة حرارته إلى أكثر من 20 درجة مئوية.

Geothermal heat pumps pipe water or antifreeze liquid

تضخ مضخات الحرارة الباطنية المياه أو السوائل المضادة للتجمد

through this layer of earth to siphon its energy.

من خلال طبقة الأرض هذه لامتصاص طاقتها.

These liquids are then pumped through local infrastructure,

ومن ثم تُضخ هذه السوائل من خلال هياكل أساسية محلية،

dispersing their heat before moving back through the ground

لنشر سخونتها قبل التحرك مجددًا إلى الأرض لامتصاص المزيد من الطاقة.

to absorb more energy.

While external electricity is needed to operate the pumps,

بينما هناك حاجة إلى كهرباء خارجية لتشغيل المضخات،

the energy provided is far greater than the energy used,

فالطاقة المتوفرة هي أكبر بكثير من الطاقة المستخدمة،

meaning this process is also a sustainable loop.

مما يعني أن هذه العملية هي أيضًا حلقة مستدامة.

In fact, geothermal heat pumps are both cheaper to operate

في الواقع، تعد مضخات الحرارة الباطنية أرخص من ناحية التشغيل

and at least two times more energy efficient than fossil fuel equivalents.

وأكثر كفاءة بمرتين على الأقل من حيث الطاقة مما يعادلها من الوقود الأحفوري.

Whether geothermal energy is radiating just below our feet,

سواء أكانت الطاقة الحرارية الأرضية تشعُ تحت أقدامنا فقط،

or heating water several kilometers deep,

أو تسخنُ المياه على عمق عدة كيلومترات،

the planet is constantly radiating heat.

فالكوكب يشع حرارة باستمرار.

Averaged across one year,

في المتوسط خلال عام واحد،

Earth gives off roughly three times more energy than humanity consumes.

تنبعث من الأرض طاقة أكثر بثلاث مرات تقريبًا مما تستهلكه البشرية.

So why does geothermal only account for 0.2% of humanity’s energy production?

فلماذا تعادل الطاقة الحرارية الباطنية %0,2 فقط من إنتاج البشرية للطاقة؟

The answer has to do with heat, location, and cost.

تتعلق الإجابة بالحرارة والموقع والتكلفة.

Since geothermal heat pumps rely on the consistent heat

بما أن مضخات الحرارة الأرضية تعتمد على الحرارة المتسقة

found in shallow earth,

التي توجد في الأرض الضحلة، فإنه يمكن تنفيذها في أي مكان تقريبًا.

they can be implemented almost anywhere.

But geothermal power plants require tapping into

لكن تتطلب محطات الطاقة الأرضية تسخير حقول حرارية أرضية عالية الحرارة،

high-temperature geothermal fields;

regions hotter than 180 degrees and typically several kilometres underground.

ومناطق أكثر سخونة من 180 درجة

والتي عادة ما تكون بعمق عدة كيلومترات تحت الأرض.

These high temperature zones are hard to find,

من الصعوبة بمكان العثور على هذه المناطق ذات الحرارة العالية،

and drilling this deep for just one of the several wells a plant will need

والحفر بهذا العمق من أجل بئر واحدة من عدة آبار ستحتاج إليها المحطة

can cost up to $20 million.

يمكن أن تصل تكلفته إلى 20 مليون دولار.

There are regions with shallower geothermal fields.

هناك مناطق تحتوي على حقول ضحلة من الطاقة الحرارية الأرضية.

Iceland and Japan are near active volcanoes and tectonic plate boundaries,

تقع آيسلندا واليابان قرب براكين نشطة وحدود صفائح تكتونية ترتبط بالقشرة الأرضية،

where magma rises up through the crust.

حيث ترتفع الماغما من خلال القشرة الأرضية.

But these same factors also make those regions prone to earthquakes,

لكن تجعل نفس هذه العوامل تلك المناطق عرضة للهزات الأرضية،

which can also be triggered by intensive drilling.

التي يمكن أيضًا تفعيلها عن طريق الحفر المكثف.

Furthermore, while geothermal energy is clean and renewable,

علاوة على ذلك، في حين أن الطاقة الحرارية الأرضية نظيفة ومتجددة،

it’s not entirely harmless.

إلا أنها ليست غير ضارة تمامًا.

Drilling can release vapors containing pollutants

يمكن للحفر إطلاق أبخرة تحتوي على ملوثات،

like methane and hydrogen sulfide.

مثل غاز الميثان وكبريتيد الهيدروجين.

And drilling tools that use pressurized water can contaminate groundwater.

ويمكن لأدوات الحفر التي تستخدم المياه المضغوطة أن تلوث المياه الجوفية.

Fortunately, new technologies are emerging to meet these challenges.

لحسن الحظ، ظهرت تقنيات ناشئة لمواجهة هذه التحديات.

Emission control systems can capture pollutants,

يمكن لأنظمة التحكم بالانبعاثات التقاط الملوثات،

and electromagnetic monitoring can help detect seismic risks.

ويمكنُ للرصد الكهرومغناطيسي المساعدة في كشف المخاطر الاهتزازية.

We're also uncovering entirely new sources of geothermal energy,

كما أننا نكشف عن مصادر جديدة تمامًا متعلقة بالطاقة الحرارية الأرضية،

like pockets of magma in mid-ocean volcanoes.

مثل جيوب الماغما في براكين منتصف المحيط.

So if we can safely and responsibly tap into the heat sustaining our planet,

إذن إذا استطعنا بشكل آمن ومسؤول تسخير الحرارة التي تحافط على كوكبنا،

we might be able to sustain humanity as well.

قد نكون قادرين على الحفاظ على البشرية كذلك.