Năng lượng địa nhiệt là gì, nguồn gốc hình thành và ưu nhược điểm
Mục Lục
Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng sạch tương tự như các nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, cho đến nay nguồn năng lượng địa nhiệt vẫn chưa được phát triển rộng rãi, bởi trên thế giới cũng chưa có quá nhiều quốc gia khai thác nguồn năng lượng này. Vậy năng lượng địa nhiệt là gì, chúng hình thành từ đâu? Ưu nhược điểm và cách khai thác năng lượng địa nhiệt như thế nào? Câu trả lời sẽ được SUNEMIT giải đáp chi tiết trong bài viết sau đây.
Năng lượng địa nhiệt là gì? Nguồn gốc hình thành
Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng nhiệt ở sâu trong lòng đất, có sẵn ở độ sâu khoảng vài km dưới bề mặt trái đất. Chúng được hình thành từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và lượng nhiệt hấp thụ từ năng lượng mặt trời.
Nguồn năng lượng này có thể được thu giữ hoặc sử dụng trực tiếp để tạo nhiệt hoặc hơi nước sử dụng để sản xuất ra điện. Đây cũng là một nguồn năng lượng sạch, có sẵn trên trái đất và có thể tái tạo được. Bởi theo nghiên cứu của ngành địa chất, lõi Trái Đất liên tục được làm nóng và bổ sung nhiệt từ quá trình phân rã của tự nhiên. Điều này giúp ngành năng lượng địa nhiệt ngày càng được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và phát triển hơn.
Cách khai thác năng lượng địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt hay nhiệt sinh ra từ bên trong lòng đất sẽ được khai thác bằng cách khoan các giếng sâu từ 3 đến 5 km. Sau đó, nước sẽ được đưa xuống lòng đất và làm nước sôi lên. Khi đó, hơi nước sôi sẽ được dẫn theo đường ống để làm quay tuabin và chạy máy phát điện.
Thông thường, các nhà máy khai thác năng lượng địa nhiệt thường có vị trí nằm ngay trên các vết đứt gãy lớn trong lòng trái đất. Và với độ sâu khoảng vài km thì nguồn năng lượng địa nhiệt có thể khai thác từ 80 đến 200 độ C. Mức nhiệt này có thể sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như việc sấy khô, sưởi ấm hoặc làm mát.
Vì vậy, ngoài ứng dụng sản xuất điện, năng lượng địa nhiệt còn được khai thác ở dạng trực tiếp để cung cấp nước nóng cho các tòa nhà, sưởi ấm không gian, hoặc cung cấp nhiệt cho các quy trình công nghiệp.
Ưu nhược điểm của năng lượng địa nhiệt
Ưu điểm
Có thể tái tạo: Nhiệt lượng tỏa ra từ bên trong lòng Trái Đất liên tục được bổ sung thông qua quá trình phân rã các nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Và điều này được duy trì trong hàng tỷ năm nên nguồn năng lượng địa nhiệt là rất dồi dào.
Cung cấp nguồn điện ổn định, linh hoạt: Lượng nhiệt ở sâu trong lòng đất và các nhà máy có thể vận hành và sản xuất điện liên tục bất kể thời tiết nào (điều này khác so với các nguồn năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió phụ thuộc vào thời tiết). Do đó, mà việc sản xuất điện năng có thể dễ dàng điều chỉnh theo nhu cầu sử dụng trong từng thời điểm.
Hiệu suất cao: Các nhà máy điện địa nhiệt có hệ số công suất cao, do đó chúng có thể cung cấp mức sản lượng cao so với tổng công suất lắp đặt. Trên toàn cầu, các nhà máy địa nhiệt hoạt động ở công suất hơn 80%, và một số nước có công suất lên tới 96%.
Lượng khí thải cực thấp: So với việc sản xuất điện từ khí đốt tự nhiên thì việc khai thác năng lượng địa nhiệt có thể giảm từ 6 đến 20 lần lượng khí thải phát ra môi trường. So với hầu hết các công nghệ phát điện thông thường, các nhà máy điện địa nhiệt cũng tiêu thụ ít nước hơn trung bình trong suốt vòng đời.
Nhược điểm
Có thể gây ra động đất: Việc xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của đất, gây ra tình trạng sụt lún và dẫn đến nguy cơ động đất.
Chi phí cao: Việc thăm dò và khoan các bể chứa mới thường có chi phí rất lớn (thường chiếm một nửa tổng chi phí), điều này đã đẩy chi phí sản xuất điện từ năng lượng địa nhiệt lên cao.
Giới hạn về vị trí lắp đặt: Do các nhà máy điện địa nhiệt cần được lắp đặt ở những nơi gần ranh giới kiến tạo mảng nên việc khai thác sẽ bị hạn chế ở một số nơi.
Yêu cầu công nghệ cao: Hiện nay, các công nghệ khai thác địa nhiệt mới chỉ dừng lại ở độ sâu vài km dưới lòng đất, chưa khai thác ở độ sâu cao hơn nên chưa tận dụng được hết tiềm năng của nguồn năng lượng tái tạo này.
Tiềm năng phát triển năng lượng địa nhiệt trên Thế Giới và Việt Nam
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), tổng nguồn năng lượng địa nhiệt ước tính đạt khoảng 13.000 GW, vượt xa nhu cầu năng lượng hiện tại toàn cầu. Với tiềm năng to lớn này, năng lượng địa nhiệt đã được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và khai thác sử dụng, nếu tính cả sử dụng trực tiếp thì có tới 70 quốc gia hiện nay đang sử dụng, trong đó dẫn đầu thế giới là Mỹ. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt chi phí và công nghệ nên nguồn năng lượng này vẫn chưa trở nên phổ biến như nguồn năng lượng mặt trời hiện nay.
Tại Việt Nam, tuy việc khai thác và sử dụng năng lượng địa nhiệt chưa được khai thác rộng rãi nhưng tiềm năng phát triển địa nhiệt ở nước ta được đánh giá khá cao.
Do Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á, một phần của vành đai lửa Thái Bình Dương nên có nguồn tài nguyên địa nhiệt rất đa dạng. Theo lý thuyết, nguồn tài nguyên này có thể đạt từ 300 MW đến 400 MW với 300 điểm nguồn địa nhiệt trải dài lãnh thổ. Trong đó, tập trung nhiều nhất ở các khu vực miền núi phía Bắc như Điện Biên, Lai Châu, và Sơn La… Và ở miền Trung như các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, và Khánh Hòa… Còn miền Nam là các khu vực Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu…
Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng này đòi hỏi phải có sự đầu tư vào công nghệ. Ngoài ra, các địa điểm khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt ở Việt Nam phân bố khá rải rác, không tập trung nên việc xây dựng nhà máy sẽ gặp nhiều khó khăn và hạn chế hơn.
Tại Việt Nam, ngành năng lượng địa nhiệt dự kiến sẽ phát triển từ năm 2045 với các nhà máy quy mô vừa và nhỏ, trải dài trên nhiều địa điểm khắp tổ quốc và có thể trở thành một trong những nguồn năng lượng đóng vai trò lớn cho an ninh năng lượng quốc gia.
Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.
