|
Chúng ta đều biết rằng lớp trên cùng của vỏ Trái đất chỉ có nhiệt độ bình quân trong năm là 150C. Dưới lớp đó là một lớp có nhiệt độ bình quân là 5400C. Trên bao Manti nhiệt độ trung bình là 6500C. Vùng quá độ có nhiệt độ bình quân là 10000C. Lớp dưới bao manti có nhiệt độ bình quân là 30000C. Tại lớp Lõi ngoài có nhiệt độ bình quân là 50000C . Còn tại lớp Lõi trong nhiệt độ bình quân là 70000C. Khối năng lượng khổng lồ đó tồn tại đồng hành với Trái đất và là nguồn năng lượng vô hạn sinh ra từ các chuỗi phản ứng hạt nhân, sự phân hủy các chất phóng xạ tiến hành thường xuyên trong lòng Trái đất. Đi sâu xuống lòng đất 2-40m (tùy địa điểm) ta sẽ gặp tầng Thường ôn, tức là tầng có nhiệt độ không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ Mặt Trời (ở Maskva là độ sâu 20m, ở Paris là 28m). Dưới tầng Thường ôn càng xuống sâu nhiệt độ càng tăng. Người ta gọi Địa nhiệt cấp là độ sâu tính bằng mét đủ để nhiệt độ tăng lên 10C. Trị số trung bình là 33m. Nếu xuống sâu được đến 60km thì có nhiệt độ tới 18000C. Thường thường để khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt người ta chỉ cần khoan các giếng sâu 4-5km. Ví dụ nhà máy địa nhiệt ở Soultz, cách Strasbourg, cách Strasbourg (đông bắc nước Pháp) 50km về phía Bắc. Đưa nước xuống độ sâu khoảng 5km là tới vùng có nhiệt độ khoảng 2000C. Nước được làm sôi lên sẽ theo ống dẫn lên và làm chạy máy phát điện.
Nhà máy địa nhiệt ở Soultz (Pháp) Hệ thống công nghệ này gọi là Công nghệ HDR (Hot Dry Rock), ngoài việc khoan các giếng sâu còn cần kích thích nhân tạo của các thành hệ hẹp do khe nứt thủy lực sinh ra để tạo ra một bộ chuyển nhiệt dưới lòng đất. Dòng nước nóng sẽ được tuần hoàn trong một chu trình khép kín và giúp cung cấp đủ năng lượng cho một nhà máy điện công suất tới hàng trăm MW. Tại thành phố Swabian (Bad Urach), miền nam nước Đức , một công trình HDR đang được triển khai với giếng khoan sâu 4445m (nơi có nhiệt độ khoảng 1700C) Giai đoạn đầu nhà máy điện đủ cung cấp năng lượng cho trên 2000 hộ dân quanh vùng 
Nhà máy địa nhiệt ở Swabian
Ở Iceland, một nước chỉ có khoảng 300 nghìn dân nhưng công nghiệp năng lượng địa nhiệtchiếm đến 26% (2006) so với sản lượng điện của nước này. Nguồn địa nhiệt cũng đã cung cấp được nước nóng cho 87% số hộ dân của nước này.
Nhà máy địa nhiệt ở Iceland Công ty Siemens đã ký hợp đồng với Hot Rock Erdwarmekraftwerk GmbH xây dựng nhà máy địa nhiệt tại Offenbach ad Quein (Đức) dựa theo nguyên lý Kalina. Theo nguyên lý này hỗn hợp dòng chảy là nước và amoniac chứ không phải nước đơn thuần. Dòng chảy này sôi theo mức nhiệt tăng dần lên trong khi áp suất không đổi. Ở đây giếng khoan là 3km đã có được nhiệt độ 1500C. Nhà máy điện địa nhiệt này đã cung cấp được điện cho 20 000 hộ dân. Khu vực vành đai núi lửa Thái Bình Dương có một số điểm nóng nhất hành tinh, thích hợp để xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt. Trung Mỹ là một trong những khu vực hấp dẫn để đầu tư xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt. New Zealand đang xúc tiến xây dựng một nhà máy điện địa nhiệt khá lớn tại Ngawha với công suất tới 200 MW. Hợp đồng với Công ty Ormat Technologies lên đến 20 triệu USD. Trước đó tại Ngawha đã có một nhà máy điện địa nhiệt công suất 12MW. Cả hai nhà máy này có triển vọng cung cấp được đến 75% nhi cầu về điện của 26 000 khách hàng. Indonesia có khoảng 500 ngọn núi lửa và có thể khai thác nguồn địa nhiệt khổng lồ này để phát điện. Ước tính nguồn địa nhiệt của nước này có trữ lượng tới hơn 20 000MW, chiếm khoảng 40% trữ lượng địa nhiệt trên toàn thế giới.. Tuy nhiên hiện nay sản lượng điện khai thác từ địa nhiệt mới chỉ là 800MW. Nguyên do là thiếu nguồn vốn đầu tư. Mỹ đang là quốc gia đi đầu trong việc sản xuất địa nhiệt trong số 24 quốc gia có phát triển địa nhiệt. Công suất địa nhiệt của Mỹ hiện chiếm 32% công suất địa nhiệt của các nhà máy trên thế giới.Trong thời gian tới nước Mỹ có thể sản xuất tới 100 000 MW điện địa nhiệt đủ cung cấp điện cho 25 triệu hộ cư dân trong 50 năm (chi phí khoảng 40 triệu USD/năm) trong khi chi phí ban đầu chỉ vào khoảng 0,8-1 tỷ USD. Các nhà máy điện nhiệt điện không đố nhiên liệu nào cả cho nên sạch cho môi trường hơn mọi nhà máy điện khác. Cách đây trên một thế kỷ tại Boise, thủ phủ của tiểu bang Idaho (Mỹ) đã có đường ống phân phối địa nhiệt đến từng hộ dân. Các đường ống dẫn địa nhiệt nhằm mục đích sưởi ấm cũng đang hoạt động tại nhiều thành phố khác ở Mỹ, như Reno (Nevada), Susanville (California), Klamath Falls (Oregon)... Như vậy là ngoài hình thức khai thác nước sôi ở nhiệt độ cực cao nhờ các giếng khoan sâu còn có thể dùng nước nóng ngay dưới lớp đất không sâu lắm. Tại Vườn quốc gia Yellowstone (bang Wyoming,Mỹ) mạch nước nóng phun lên rất cao. Viện nghiên cứu Massachusetts cho rằng nếu Mỹ tăng cường khai thác địa nhiệt thì có thể sản xuất nguồn điện đáp ứng được đến 10% nhu cầu về điện của nước này vào năm 2050 và góp phần thay thế các nhà máy điện gây ô nhiễm do dùng than và các nhà máy điện hạt nhân có thể không còn hoạt động sau 25 năm nữa. Do phải khoan tìm nguồn địa nhiệt tại các vùng đá cứng cho nên chi phí thường cao gấp 2/3 lần so với khoan giếng dầu. Năm 2006 Bộ năng lượng Mỹ chỉ dành 24 triệu USD cho việc nghiên cứu địa nhiệt-mức thấp nhất trong các chương trình nghiên cứu năng lượng tái sinh Một nhà máy điện dùng năng lượng địa nhiệt Nước nóng phun cao trong Vườn quốc gia Yellowstone Việt Nam đang là một nước xuất khẩu năng lượng. Năm 2005 đã xuất khẩu được khoảng 14,6 triệu TOE-tấn dầu tinh tương đương (18 triệu tấn dầu thô và 14,7 triệu tấn than) với kim ngạch xuất khẩu khoảng 8 tỷ USD. Năm 2006 cả nước làm ra tới 46,8 triệu TOE (37 triệu tấn than sạch, 17,3 triệu tấn dầu thô, 7 tỷ m3 khí thiên nhiên và 19,6 tỷ kWh thủy điện). Nhu cầu sơ cấp cung cấp điện trong nước là 29,8 triệu TOE (2005). Nhu cầu này chỉ mới bằng khoảng 20% mức bình quân chung của thế giới. Hệ thống điện quốc gia vẫn tiềm ẩn khả năng thiếu hụt điện do nhu cầu điện tăng bình quân trên 175/năm và do có những lúc thiếu nước (thủy điện chiếm40% công suất của cả hệ thống). Nguồn nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu thô, khí thiên nhiên) chỉ là nguồn nhiên liệu hữu hạn. Chính vì vậy rất cần sớm nghiên cứu về khả năng khai thác các nguồn địa nhiệt. Nước ta là một quốc gia có hàng trăm điểm nước khoáng đã được phát hiện, trong số này hơn một nửa là những suối nước nóng. Chúng tập trung ở vùng Tây Bắc và vùng Nam Trung bộ. Có 72 nguồn nước có nhiệt độ khoảng 41-600C, 36 nguồn nước có nhiệt độ 61-1000C và 64 nguồn nước có nhiệt độ 30-400C. Tập đoàn Kỹ nghệ Essential Innovation (Canada) đã đến Việt Nam tổ chức Hội thảo nhằm giới thiệu công nghệ địa nhiệt và công bố Côg ty tư vấn Dịch vụ đầu tư và Công nghệ môi trường Tiến Thịnh là nhà chuyển giao công nghệ tại nước ta. Tập đoàn Ormat của Mỹ- chuyên xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt trên kháp thế giới, cũng đã đến Việt Nam và xin giấy phép đầu tư xây dựng 5 nhà máy điện địa nhiệt tại Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức (Quảng Ngãi), Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) và Tu Bông (Khánh Hòa). Tổng công suất các nhà máy điện địa nhiệt này dự kiến lên đến 150-200 MW. Sở dĩ các nhà máy này chưa khởi công được mặc dầu vốn đầu tư từ nước ngoài chấp nhận bỏ vốn 100% chính là vì giá mua điện của EVN chỉ giới hạn có 4 cent US/kWh (www.hanoimoi.com.vn) . Chính phủ ta cũng đã có định hướng xây dựng nhà máy điện địa nhiệt 20-25MW tại xã Cát Hiệp huyện Phù Cát (cách Quy Nhơn 35km về phía Bắc). Cũng đang có những dự án dùng địa nhiệt tầng đất nông để bơm nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí. Lượng điện năng dùng để sưởi ấm hoặc làm mát ở nước ta chiếm đến 10-15% lượng điện phát ra. Hệ thống điều hòa không khí bằng địa nhiệt (HĐKĐ) có thể làm tiết kiệm được tới 20-30% lượng điện năng tiêu thụ ước tính tiết kiệm được trên 1000 tỷ đồng mỗi năm Các nhà khoa học đang kiến nghị Nhà nước ta cần đầu tư nhiều hơn cho việc điều tra tài nguyên địa nhiệt và việc sản xuất , lắp đặt các mô hình HĐKĐ bên cạnh việc kêu gọi các công ty nước ngoài xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với các điều kiện ưu tiên về giá bán điện.
© http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Nguyễn Lân Dũng |
