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

Translator: sadegh vn Reviewer: Masoud Motamedifar

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

در حالی که آب‌وهوا در ایسلند اغلب سرد، مرطوب و طوفانی است

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

منبع تقریبا بی‌پایانی از گرما در زیر سطح آن می‌جوشد.

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

در واقع، تقریبا تمام ساختمان‌های کشور، در یک فرآیندِ

in a process with virtually no carbon emissions.

بدون انتشار کربن، با انرژی زمین گرمایی، گرم می‌شوند.

So how exactly does this renewable energy work?

پس این انرژی تجدیدپذیر دقیقا چگونه کار می‌کند؟

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

بین هسته و پوسته‌ی زمین، لایه‌ای درهم از

of solid and partially molten rock called the mantle.

سنگ جامد و کمی ذوب شده (حالت نیمه جامد) به نام گوشته وجود دارد.

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

دمای اینجا از ۱۰۰۰ تا ۳۵۰۰ درجه‌ی سلسیوس متغیر است.

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

مقداری از این گرما از خوردگی رادیواکتیو فلزات می‌آید.

But much of it comes from Earth’s core,

اما بسیاری از آن، از هسته‌ی زمین می‌آید،

which has been radiating energy since the planet formed

که از زمان تشکیل سیاره، بیش از چهار میلیارد سال پیش،

over four billion years ago.

در حالت تشعشع بوده است.

While the mantle moves slowly,

در حالی که گوشته به آرامی حرکت کرده و

circulating roughly 40 kilometers below the Earth’s crust,

تقریبا در۴۰ کیلومتری زیر پوسته‌ی زمین گردش می‌کند،

there are places where it surges closer to the surface.

مناطقی از آن هستند که به سطح نزدیک‌ترند.

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

اینجا، ماگما، توده‌ها و رگه‌هایی را در زمین ایجاد می‌کند

heating underground rivers and pools to temperatures reaching 300 degrees.

و رودخانه‌ها و آبگیر‌های زیر‌زمینی را تا دمای ۳۰۰ درجه، گرم می‌کند.

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

کنترل کردن آب گرم‌شده، مهم‌ترین قدم در بهره‌برداری از انرژی زمین گرمایی است،

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

و دو مدل اولیه برای چگونگی انجام این کار وجود دارد.

One is to build a geothermal power plant

یک: ساختن یک نیروگاه زمین گرمایی‌

which uses these hot, deep pools to produce electricity.

که از این مخزن‌های داغ و عمیق برای تولید برق استفاده می‌کند.

First, engineers drill a well several kilometers into permeable rock

اول، مهندسان یک چاه چندین کیلومتری را در زمین نفوذپذیر

like sandstone or basalt.

مانند ماسه‌سنگ یا بازالت حفاری می‌کنند.

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

همین که آب زیر‌زمینی داغ و تحت‌فشار زیاد وارد چاه می‌شود،

the rapid change in pressure and temperature

تغییر سریع فشار و دما

produces huge amounts of steam.

مقدار عظیمی بخار تولید می‌کند.

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

این بخار بعدا پره‌های یک توربین را برای تولید برق می‌چرخاند.

Finally, the remaining cooled water and condensed steam

در نهایت، آب سرد و بخار متراکم باقی‌مانده

are injected back into the ground to create an open loop

به زمین برگردانده می‌شوند تا چرخه‌ای تشکیل دهند

that provides electricity without losing water.

که برق را بدون از دست دادن آب، تولید کنند.

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

اگرچه ما برای دستیابی به گرمای زمین نیاز به این حفاری عمیق نداریم.

Thanks to solar radiation,

با تشکر از انرژی خورشیدی که

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

می‌تواند خاک فقط با عمق ۱.۵ متر را به دمای بیش از ۲۰ درجه سلسیوس برساند.

Geothermal heat pumps pipe water or antifreeze liquid

حرارت زمین گرمایی آب لوله یا مایع ضد یخ را

through this layer of earth to siphon its energy.

از این لایه زمین پمپ می‌کند تا انرژی آن تخلیه شود.

These liquids are then pumped through local infrastructure,

این مایعاتی سپس از طریق زیرساخت‌های محلی پمپ می‌شوند،

dispersing their heat before moving back through the ground

قبل از برگشتن به سطح زمین برای جذب بیشتر انرژی

to absorb more energy.

گرمای خود را پراکنده می‌سازند.

While external electricity is needed to operate the pumps,

منبع برق خارجی که مورد نیاز پمپ کردن است،

the energy provided is far greater than the energy used,

انرژی بیشتری نسبت به انرژی مورد نیاز تامین می‌کند

meaning this process is also a sustainable loop.

که این به این معنی است که این فرایند یک چرخه پایدار است.

In fact, geothermal heat pumps are both cheaper to operate

در واقع، پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی هم راه‌اندازی ارزان‌تری دارند

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

و هم حداقل دو برابر انرژی سوخت‌های فسیلی برای ما سود‌دهی دارند.

Whether geothermal energy is radiating just below our feet,

اگر انرژی زمین گرمایی فقط از زیر پا‌های ما ساطع شود

or heating water several kilometers deep,

یا آب اعماق چندین کیلومتری را گرم کند،

the planet is constantly radiating heat.

این سیاره دائما گرما ساطع خواهد کرد.

Averaged across one year,

به طور متوسط در طول یک سال،

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

زمین تقریبا سه برابر انرژی مصرفی بشر را ساطع می‌کند.

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

پس چرا زمین گرمایی تنها ۰.۲٪ تولید انرژی بشریت را تشکیل می‌دهد؟

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

جواب به گرما، موقعیت و هزینه مربوط می‌شود.

Since geothermal heat pumps rely on the consistent heat

از آنجایی که پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی متکی به گرمای مداوم

found in shallow earth,

زمین‌های کم‌عمق هستند،

they can be implemented almost anywhere.

آن‌ها تقریبا می‌توانند هر جایی عملی شوند.

But geothermal power plants require tapping into

اما نیروگاه‌های زمین گرمایی نیاز به

high-temperature geothermal fields;

استفاده از میدان‌های زمین گرمایی با درجه حرارت بالا دارند.

regions hotter than 180 degrees and typically several kilometres underground.

مناطقی که گرم‌تر از ۱۸۰ درجه و معمولا چندین کیلومتر زیر زمین هستند.

These high temperature zones are hard to find,

یافتن این مناطق با درجه حرارت بالا، به سختی امکان پذیر است

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

و حفاری این عمق فقط برای یکی از چندین چاه مورد نیاز کارخانه

can cost up to $20 million.

می‌تواند تا ۲۰میلیون دلار هزینه داشته باشد

There are regions with shallower geothermal fields.

مناطقی با میدان‌های زمین گرمایی کم‌عمق هم وجود دارد.

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

ایسلند و ژاپن در نزدیکی آتش‌فشان‌های فعال و مرز‌های زمین‌ساخت صفحه‌ای هستند

where magma rises up through the crust.

که ماگما از میان پوسته بالا می‌آید.

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

اما همین عوامل مشابه همچنین این مناطق را مستعد زلزله می‌کنند

which can also be triggered by intensive drilling.

که حفاری عمیق هم می‌تواند یکی از این عوامل باشد.

Furthermore, while geothermal energy is clean and renewable,

علاوه بر این، در حالیکه انرژی زمین گرمایی انرژی پاک و تجدید‌پذیری است،

it’s not entirely harmless.

کاملا هم بی‌ضرر نیست.

Drilling can release vapors containing pollutants

حفاری می‌تواند بخار مواد آلاینده‌ای مانند

like methane and hydrogen sulfide.

متان و هیدروژن سولفید را آزاد کند.

And drilling tools that use pressurized water can contaminate groundwater.

و ابزار‌های حفاری با آب تحت فشار می‌توانند آب‌های زیرزمینی را آلوده کنند.

Fortunately, new technologies are emerging to meet these challenges.

خوشبختانه، فناوری‌های جدیدی برای مقابله با این چالش‌ها در نظر گرفته شده است.

Emission control systems can capture pollutants,

سیستم‌های کنترل انتشار آلودگی می‌توانند آلاینده‌ها را به دام بیندازند

and electromagnetic monitoring can help detect seismic risks.

و تجهیزات نظارت الکترومغناطیس می‌تواند به شناسایی خطرات زمین لرزه‌ای کمک کند.

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

ما همچنین منابع کاملا جدیدی از انرژی زمین گرمایی کشف کرده‌ایم

like pockets of magma in mid-ocean volcanoes.

مانند توده‌های عظیم ماگما در آتش‌فشان‌های میان‌اقیانوسی.

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

بنابر‌این اگر ما بتوانیم با خیال راحت و مسئولانه از گرمای سیاره خود استفاده کنیم،

we might be able to sustain humanity as well.

ممکن است بتوانیم نسل بشر را حفظ کنیم.