نخستین تلاش‌ها برای تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی در لاردلو ایتالیا و در سال ۱۹۰۴ میلادی صورت پذیرفت که البته با ارتقای تحقیق و پژوهش و رشد تکنولوژیکی در مقیاس صنعت، در سال‌های اخیر در زمینه پمپ‌های حرارتی زمین‌گرمایی پیشرفت‌های قابل ذکری حاصل شده است.

بهره‌برداری از انرژی زمین‌گرمایی - همانند دیگر انرژی‌های نو - به دو روش نیروگاهی و غیرنیروگاهی صورت می‌پذیرد که روش غیرنیروگاهی آن به‌دلیل بهره‌مندی برای سیستم گرمایش منازل، ذوب برف و پیشگیری از یخبندان در معابر در کنار تولید برق از اهمیت بیشتری در مقایسه با موارد دیگر استفاده از ژئوترمال برخوردار است.

● ژئوترمال در ایران

استفاده از انرژی گرمایی در ایران به سال‌های بسیار دور - زمانی که به صورت سنتی و در قالب حمام‌ها و استخرهای شنا استفاده می‌شد - برمی‌گردد. بهره‌مندی از ذخایر نفتی و گازی در سال‌های گذشته سبب شد که به این نوع انرژی توجهات کمتری صورت گیرد که در نهایت با گسترش آلودگی‌های زیست‌محیطی و گزارش‌های مربوط به روند رو به تزایل منابع فسیلی و بهره‌برداری از این نوع انرژی در بسیاری از کشورهای جهان، مطالعات احداث اولین نیروگاه زمین‌گرمایی در کشور توسط سازمان انرژی‌های نو در مشکین‌شهر صورت پذیرفت که در حال اجرا است. تاکنون ۳ حلقه اکتشافی به عمق‌های ۳ هزار و ۲۰۰، ۳ هزار و ۱۷۰ و ۲ هزار و ۲۰۰ متری جهت برآورد و تخمین پتانسیل انرژی گرمایی در منطقه سبلان حفاری شده است که نتایج اولیه آن، حاکی از وجود پتانسیل بالا جهت احداث نیروگاه در این منطقه است. پروژه پمپ حرارتی تبریز جهت تأمین گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها، علاوه بر پروژه سبلان پروژه دیگری است که در کشورمان در حال انجام است.

در سال‌های اخیر، بسیاری از کشورهای اروپایی تحقیقات بسیاری در رابطه انرژی زمین‌گرمایی انجام داده‌اند تا با استفاده از روش‌های جدید بتوانند از مخارج سالانه انرژی و در مقیاسی بزرگتر، هزینه‌های مربوط به حساب‌های ملی بکاهند. به عنوان مثال در کشور سوئد، با استفاده از سیستم لوله‌گذاری در زیر معابر، به مقدار قابل توجهی از هزینه‌های پخش شن و ماسه در زمستان برای جلوگیری از یخ‌زدگی معابر کاسته شده است. همچنین استفاده از این خطوط لوله زیرگذر، به کاهش به نسبت شگرفی در استهلاک آسفالت‌ها - به دلیل عدم استفاده از مواد ساینده نظیر شن و ماسه - منجر شده است. جالب است بدانید کشوری نظیر نروژ هم که از ذخایر و منابع فسیلی زیادی بهره‌مند است از این سیستم خط لوله در زیر معابر بهره می‌برد. البته کاملاً درست است که سرما و برودت سالانه کشورهای اسکاندیناوی قابل مقایسه با ایران و در نتیجه عامل درستی برای تصمیم‌گیری نیست، اما بهره‌مندی از این نوع انرژی بر حسب نیاز روزافزون جهانی و مسایل زیست‌محیطی، بی‌شک باید در دستور کار مدیران و تصمیم‌سازان ارشد کشورمان قرار گیرد.

در حال حاضر، بر اساس گزارش IEA، ۲۴ کشور جهان، رقمی معادل ۵۶ هزار و ۷۸۰ گیگاوات ساعت انرژی زمین‌گرمایی تولید می‌کنند که معادل ۳/۰ درصد کل مصرف انرژی دنیا است. یکی از خصوصیاتی که سبب شده ژئوترمال از سایر انرژی‌های نو متمایز گردد، منبع مورد نیاز آن است که همیشه و بدون محدودیت زمانی در دسترس است،‌ اما در سایر منابع انرژی‌های نو - و با اندکی چشم‌پوشی در مورد خورشید - منبع اصلی انرژی، تابعی است از شرایط زمانی و مکانی که در فصول مختلف متغیر است. به عنوان مثال، برای برخورداری از انرژی بادی، هیدروالکتریسیته (برق‌آبی)، انرژی حاصل از جزر و مد - که البته در حال حاضر در ایران کاربردی ندارد - و حتی خورشیدی، می‌بایست حتماً از آفتاب، ‌آب، باد و شرایط مناسب جوّی بهره برد که البته همان‌طور که ذکر شد نسبت به زمان متغیر خواهد بود. اما به دلیل حرارات بسیار زیاد هسته زمین - که در اعماق هسته به ۶ هزار درجه نیز می‌رسد - زمان خاصی برای بهره‌برداری از آن وجود ندارد و به همین دلیل بوده است که سرمایه‌گذاری برای بهره‌مندی از این نوع انرژی در سال‌های گذشته رشدی تصاعدی را تجربه نموده است.

بر اساس گزارش وزارت انرژی آمریکا، سرمایه‌گذاری در انرژی زمین‌گرمایی این کشور در سال ۲۰۰۷ معادل ۳ میلیارد دلار بوده و این سرمایه‌گذاری با رشد سالانه ۱۸۳ درصدی در حال افزایش است. ایسلند با سرمایه‌گذاری خود در انرژی زمین‌گرمایی و توسعه آن، در حال حاضر ۵۳ درصد از انرژی مورد نیاز خود را از انرژی زمین‌گرمایی تأمین می‌کند که با احتساب سایر انرژی‌های نو، مجموع انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده در این کشور، رقمی معادل ۷۳ درصد است و تنها معادل ۲۷ درصد از انرژی مورد نیاز خود را - و آن هم برای تأمین سوخت هواپیما، کشتی و خودرو – از انرژی فسیلی تأمین می‌کند. جالب آن است که این کشور برای استقلال هرچه بیشتر از منابع فسیلی، طرح استفاده از سوخت هیدروژنی را مطرح نموده است که از این طریق بتواند وابستگی خود را به انرژی فسیلی به صفر برساند. گفتنی است تولید انرژی زمین‌گرمایی در ایسلند معادل ۱۷۰ مگاوات می‌باشد که این رقم معادل ۸۶ درصد از گرمای منازل این کشور را به خود اختصاص می‌دهد.

در حال حاضر در حدود ۷۰ کشور جهان به صورت مستقیم از انرژی گرمایی استفاده می‌کنند که بیش از نیمی از حرارت به دست آمده از آن را برای مصارف گرمایشی و سرمایشی ساختمان‌ها استفاده می‌کنند و مابقی آن را برای مصارف صنعتی و کشاورزی مورد بهره‌برداری قرار می‌دهند. بر اساس گزارش وزارت انرژی آمریکا، برای هر مگاوات انرژی زمین‌گرمایی، به طور متوسط به ۲ تا ۵/۶ میلیون دلار سرمایه نیاز است. همچنین هزینه ثابت تأسیس نیروگاه زمین‌گرمایی برای هر کیلووات در حدود هزار و ۱۵۰ تا ۳ هزار دلار می‌باشد.

خاصیت خورندگی سیال در نیروگاه‌های زمین‌گرمایی که می‌تواند به فلزات تأسیساتی آسیب برساند، به همراه انتشار گازهای گوگرد و دی‌اکسیدکربن - البته حدود ۵ درصد مواد منتشر شده به وسیله نیروگاه‌های فسیلی است - از دیگر نگرانی‌های مربوط به این منبع انرژی است که تا حدودی مانعی برای توسعه آن به شمار می‌رود.