Trong khi hì hụi đào bới địa cầu móc than, khoan dầu, con người đã nghĩ đến chuyện chẳng bao lâu, nguồn nguyên liệu này sẽ cạn quéo. Do vậy phải tìm một  nguồn năng lượng thay thế, loại năng lượng đó phải rẻ, vô tận, miễn phí càng tốt. Điện mặt trời (solar), hải dương điện (ocean energy) năng lượng của sóng biển, phong điện, là điện gió (windfield) với những cánh quạt cồng kềnh, và cả địa nhiệt (geothermal), lấy sức nóng từ ruột trái đất.

Trừ những loại “điện xanh” quen thuộc, chúng tôi xin cùng bạn tìm hiểu địa nhiệt là gì? 

Năng lượng địa nhiệt (Geothermal Energy) là năng lượng khai thác từ sức nóng ở lõi trái đất, đây là nguồn năng lượng được xem là miễn phí, dồi dào và gần như vô tận. Nguồn năng lượng này được các nhà khoa học ngắm nghía từ rất lâu rồi, bởi vì chúng không chỉ là năng lượng sạch mà còn giúp giảm đáng kể lượng khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính cho quả địa cầu.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu triển vọng lợi ích và cả bất lợi của địa nhiệt.

Địa nhiệt là gì?

Năng lượng địa nhiệt là thu thập sự tỏa nhiệt ở trung tâm hay còn gọi là lõi của trái đất. Lượng nhiệt này được tạo ra bởi sự phân hủy của các vật liệu phóng xạ trong quá trình hình thành quả đất cách đây khoảng 4.5 tỉ năm. Khi khoan xuống càng sâu thì sức nóng càng cao, tăng khoảng 250C mỗi kilomet chiều sâu. Điểm nóng nhất ở trung tâm quả đất đạt tới 6,0000C (tương đương 10,0000F)

Sơ đồ một nhà máy điện địa nhiệt

Các tầng địa nhiệt

Nơi con người tạm với tới được chia thành ba loại:

  1. Tầng nhiệt độ thấp (Low-Temperature Resources) khi khoan sâu chừng 2 mile, chúng ta sẽ chạm được tầng nhiệt dưới 1500C, nguồn nhiệt này được sử dụng trực tiếp để sưởi ấm nhà cửa, cao ốc, “ấp” cây trong nhà kính, hoặc giữ nóng nguồn nước tại trang trại nuôi cá.
  2. Tầng nhiệt trung bình (Medium-Temperature Resources): ở độ sâu 3 mile, ta sẽ gặp luồng nóng trên 1500C, thường được sử dụng cho hệ thống sưởi ấm toàn khu vực và một số cơ sở công nghiệp.
  3. Tầng nhiệt độ cao (High-Temperature Resources) ở độ sâu 4 mile nhiệt độ sẽ từ 3000C – 7000C, đủ để sản xuất điện.

Phòng điều hành một nhà máy địa nhiệt điện

Khai thác ra sao?

Xem thêm:   Lê Hữu Minh Tuấn

Trung bình mất 2 tháng để đạt được độ sâu 4,000 mét, tương đương 3 mile. Đầu tiên, người ta sẽ tiếp xúc với luồng hơi nước nóng và có thể khai thác ngay nguồn hơi nóng này để chạy tua-bin phát điện.

Có 3 loại nhà máy điện địa nhiệt chính:

  1. Nhà máy điện hơi (Dry Steam Plants) Tận dụng hơi nước nóng để quay tua-bin máy phát điện.
  2. Nhà máy hơi nước nhanh (Flash Steam Plants): Lấy nguồn nước nóng có áp suất cao, cho phép nó “bốc cháy” thành hơi để vận hành máy phát điện.
  3. Nhà máy chu trình nhị phân (Binary Cycle Plants): Truyền nhiệt từ nước nóng địa nhiệt sang một chất lỏng khác có điểm sôi thấp hơn. Chất lỏng thứ cấp này bay hơi nhanh và làm quay tua-bin máy phát điện.

Ứng dụng

Dùng sức địa nhiệt để sản xuất điện rất ổn định, miễn phí và có tiềm năng cung cấp nguồn năng lượng vô tận cho đến khi nào trái đất còn tồn tại.

Ngoài ra, năng lượng địa nhiệt chỉ sinh một lượng khí thải carbon tí tẹo, chẳng thấm tháp gì so với chạy máy diesel hoặc than đá. Nếu khai thác địa nhiệt hiệu quả, con người sẽ lệ thuộc rất ít vào dầu mỏ.

Sự bất công

Mặc dù có vô vàn lợi thế nhưng năng lượng địa nhiệt  không phải nơi đâu cũng có. Ở Mỹ chỉ có một số vùng có thể khai thác địa nhiệt, còn những vùng khác chỉ có thể thòm thèm đứng nhìn. Ví dụ, tiểu bang California là một nơi ưu đãi về  địa nhiệt, nơi đây có đến 34 nhà máy sản xuất điện địa nhiệt, ngoài ra còn có 650 giếng khai thác hơi nóng để phục vụ sản xuất, đây cũng là nơi thu thập địa nhiệt lớn nhất toàn cầu, nhưng đồng thời cũng là nơi hồi hộp nhất nước Mỹ, vì nằm ngay ở lớp vỏ mỏng của địa cầu và nguy cơ xảy ra các hiện tượng sụt lở hoặc xác suất động đất rất cao. Sát nút Cali. là tiểu bang Nevada có 16 nhà máy điện địa nhiệt. Những tiểu bang chỉ có vỏn vẹn một nhà máy điện địa nhiệt gồm Hawaii, Idaho, Montana, Utah… Những tiểu bang khác hoàn toàn trụi lũi, không có nhà máy điện địa nhiệt nào.

Xem thêm:   Chiều vàng

Trên thế giới, có một số quốc gia không có địa thế thuận lợi để khai thác địa nhiệt, chỉ có 26 nước có thể sản xuất điện từ địa nhiệt và 70 quốc gia chỉ có thể dùng địa nhiệt ở mức thấp cho việc sưởi ấm nhà cửa, công xưởng mà thôi.

Một nhà máy địa nhiệt điện có công suất 35 MW vừa hoàn thành tại Kenya.

Tương lai địa nhiệt

Những tiến bộ về công nghệ hiện đại có thể mở rộng khả năng khai thác năng lượng địa nhiệt nhiều hơn, đa dạng hơn trước. Ngoài ra, nhận thức về biến đổi khí hậu và nhu cầu về năng lượng sạch đang thúc đẩy sự quan tâm đến địa nhiệt như một giải pháp thay thế cho dầu mỏ, khí đốt và than đá.

Kết luận

Với tiềm năng to lớn, ít hại cho môi trường thấp và khả năng cung cấp năng lượng gần như vô tận, địa nhiệt là một chương quan trọng trong nỗ lực chống biến đổi khí hậu toàn cầu và cả về an toàn năng lượng. Các nhà khoa học đang tiếp tục mày mò, nghiên cứu để tận dụng tối đa địa nhiệt.

lắp ráp tua-bin cho một nhà máy địa nhiệt điện

Nguy cơ

Ngoài những con số lung linh, bên cạnh đó, một số nhà khoa học khác lo ngại cho rằng, việc khai thác địa nhiệt cũng giống như ta ra sức bới một bếp than để nấu một lúc nhiều nồi… Nếu ta mượn sức nóng của lò để chia bếp quá mức, sức nóng sẽ bị tản mát, lò sẽ nhanh nguội, cần thêm củi. Nhưng con người không thể nào thêm “củi” vào lòng quả đất … Với sự hăng hái đào bới và nhiệt tình khai thác, nhiệt độ của lõi trái đất sẽ tụt giảm. Một số liệu cho thấy rằng nhiệt độ ở lõi Trái đất đang tụt nhanh hơn dự đoán.

Xem thêm:   California cấm ưu đãi thừa kế và tài trợ trong tuyển sinh tại các trường đại học tư thục, phi lợi nhuận

Khi hành tinh trở nên lạnh teo, điều gì sẽ xảy ra? Nó sẽ mất từ ​​trường, mất lớp bảo vệ trái đất khỏi bức xạ vũ trụ. Vào thời điểm đó, Trái đất chẳng khác nào một cục đá khô queo, bự chảng, nơi mà không một sinh vật nào có thể tồn tại.

Giáo sư Andrew Rushby ở Đại học East Anglia (Anh quốc) ước tính tuổi thọ của trái đất sẽ còn từ 1.75 tỉ đến 3.25 tỉ năm nữa, thừa sức để con người có những nơi trú ngụ khác và các tiến bộ khoa học sẽ cung cấp cho loài người các tiện nghi để tồn tại với nghịch cảnh, với điều kiện không xảy ra chiến tranh hạch nhân hay những biến cố khách quan khác, như bị thiên thạch ủi phải hay việc tận tình khai thác địa nhiệt.

NQ