Địa nhiệt – Nguồn năng lượng sạch tương lai Là loại năng lượng lấy từ nguồn “địa nhiệt” tự nhiên trong lòng trái đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của “hành tinh xanh”, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thu trên bề mặt trái đất. Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả kinh tế và rất thân thiện với môi trường. Năng lượng địa nhiệt là gì? Là loại năng lượng lấy từ nguồn “địa nhiệt” tự nhiên trong lòng trái đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của “hành tinh xanh”, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thu trên bề mặt trái đất. Khai thác nănglượngđịa nhiệt có hiệu quả kinh tế và rất thân thiện vớimôitrường. Địanhiệtnăng hiện đangđượcnghiên cứuđể khai thác sâu rộng hơn như là một nguồn năng lượng bổ sung, đặc biệt khi nguồn năng lượng hóa thạch ( dầu hỏa, than đá) đang dần trở nên khan hiếm, đắt đỏ và các nguồn năng lượng khác như thủy điện, nguyên tử năng vẫn tiềm tàng các nguy cơ khólường. Tài nguyên năng lượng địa nhiệt Năng lượng địa nhiệt đã được loài người sử dụng từ lâu. Người La Mã cổ đại đã biết lợidụngsuốinướcnóngthiênnhiênđể đun nấu,sưởiấmmùađông vàđể tắm rửa. Những thế kỷ tiếp theo loài người cũng chỉ biết sử dụng năng lượng địa nhiệt theo kiểu tương tự như vậy. Phải đến đầu thế kỷ 20, một ông hoàng đam mê khoa học người Ý - hoàng tử Piero Ginori Conti – đã làm các thí nghiệm về máy phát điện sử dụng địa nhiệt, vào năm 1904. Kể từ đó nhân loạibắt đầu để ýđến việc sử dụngnguồn năng lượng nàyđể tạo ra điện năng. Theo tính toán, nhiệt độ ở tâm trái đất vào khoảng 6.650 độ C. Trái đất nguội dần với tốc độ khoảng 300 - 350 độ C/1 tỉ năm. Khoảng 2% lượng nhiệt nằm ở lớp vỏ của trái đất, còn lại 98 % ở phần ruột và trung tâm. Như vậy, 2% lượng nhiệt (tương ứng vào khoảng 840 tỉ W) cũng có thể đáp ứng nhu cầu của loài người trong một thờigian rất dài. Một số vùng trongvỏ tráiđất, đặcbiệttại nhữngvùng cóhoạtđộng địa chấn, nhiệt độ tăng rất nhanh theo chiều sâu. Nhiều điểm nóng nằm trong vành đai động đất, núi lửa Thái Bình Dương - còn gọi là “vành đai lửa”- là vùng cung ứng năng lượng địa nhiệt gầnnhư vô tận. Ở xa ranh giới vành đai kiến tạo vỏ trái đất, biến thiên nhiệt độ theo chiều sâu là 25 – 30 độ C/km. Như vậy phải khoan giếng ở độ sâu hàng cây số mới có thể lấy được năng lượng địa nhiệt đủ lớn để tạo ra điện năng. Ước tính tiềm năng của nhiệt lượngở độ sâu 10.000 mét, sẽ gấp khoảng50.000 lầntoàn bộ trữ lượngdầu khí trong lòngtrái đấtcủa chúng ta. Người ta khai thác năng lượng địa nhiệt bằng cách khoan các giếng sâu xuống lòng đất ở tầng chứa nước nóng.Nguồn nhiệt lượng này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặc nước nóng, và có thể sử dụng trực tiếp để sưới ấm nhà ở,sấy nông sản, sưởi ấm cácnhà kính trồng rauxanh… hoặc dùng để sản xuất điện năng. Các phương pháp sử dụng năng lượng địa nhiệt Hai phương pháp cơ bản sử dụng năng lượng địa nhiệt là sử dụng trực tiếp nguồn nhiệt, hoặc dùng để sản xuất điện năng. •Nguồnđịanhiệtsử dụngtrựctiếpthường đượcdùngđể sưởiấm nhàở,sấynông sản, sưởi ấm nhà kính để trồng rau xanh ở những xứ lạnh, và làm tan băng trên các tuyến đường giao thông huyết mạch trong mùa đông khắc nghiệt, thuộc các khu vực hàn đới. • Nếu dùng địanhiệtđể sản xuấtđiện năng, nhiệt độ cần có phải cao hơn 150độ C. Tại California khoảng 5% năng lượng điện được sản xuất từ nguồn địa nhiệt. Tại San Sanvado là khoảng 30%. Tại Iceland nguồn địa nhiệt được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực củađời sốngvà công nghiệp. Sản xuất điện năng từ năng lượng địa nhiệt Hiện nay có 3 loại nhàmáy sản xuất điện năng sử dụng nguồnđịa nhiệt theo 3 mô hình: Nhà máy phát điện trực tiếp, sử dụng hơi nóng khô; nhà máy sản xuất điện gián tiếp, sử dụng hơinước và nhà máy sản xuất điện hỗnhợp (haichu trình). Mô hình nhà máy sản xuất điện năng trực tiếp từ hơi nóng khô Trong sơ đồ trực tiếp, hơinóngvớiápsuất caothổitrực tiếplàm quay tuốcbin để sinhrađiện. Đâylàkiểunhàmáyđiệnđịanhiệtlâuđờinhất,lầnđầu tiênđượcthử nghiệm ở Italia năm 1904, và vẫn được ứng dụng cho đến nay. Tại Callifornia có nhà máy điệnđịa nhiệt lớnnhất thế giới hoạt động theonguyên lýnày. Mô hình nhà máy phát điện giám tiếp, sử dụng nước “siêu lỏng” hỗn hợp nước nóng và hơi nước Trong sơ đồ gián tiếp, nước “siêu lỏng” từ tầng nước nóng bên dưới được đưa lên mặtđất vàđượcgiữ ở độ nóngtrên182 độ C.Hỗnhợpnướcnóng vàhơinước này được dẫn vào buồng hơi để hạ áp suất, do vậy phần lớn hỗn hợp < nước nóng + hơi nước nóng>, được biến thành hơi nước. Hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay tuốcbin phátđiện. Mô hình nhà máy sản xuất điện hỗn hợp Sử dụng cả 2 qui trình trên Trong sơ đồ hỗn hợp,sử dụng nướcnóngcónhiệt độ thấp hơn 200độ C, là nguồn nước nóng dồi dào nhất trong đa số các vùng địa nhiệt. Nước nóng dưới lòng đất đượcđưalên ở dạng“siêulỏng”,cónhiệtđộ sôithấp,được đưaquabuồng traođổi nhiệt.Nhiệtnăngcủanướcđịa nhiệt làm nướctrongbuồng trao đổi nhiệt bốchơi, và hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay tuốc bin điện. Ưu điểm của mô hình này là hạn chế được tình trạng có thể gây hại môi trường (mặc dầu rất nhẹ, nếu so với nhiệt điện từ nhiên liệu hóa thạch) như 2 mô hình trên. Đây là hệ thống khép kín nên không có chất thải vào khí quyển hay đất - do nước ngầm dưới sâu thường chứa các khí độc như SO2, CO2 và chứa vi lượng các nguyên tố như Arsenic, Thủy Ngân, Antimon… Nước nóng có nhiệt độ cao vừa phải là nguồn địa nhiệt thông dụng, có tiềm năng dồi dào nhất, do đó trong tương lai đa số các nhà máy điện địa nhiệt sẽ hoạtđộng theo nguyên lý này. Hiện nay cókhoảng50 nước trênthế giớisử dụngđịanhiệt để sản xuấtđiện năng, bao gồm Hoa Kỳ, Iceland, Italia, Đức, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Hà Lan, New Zealand, TrungQuốc, Nhật,Indonesia, Philippines… Tổnglượngđiện năng khaitháctừ địa nhiệt tính đến cuối năm 2007 là 9732 MW, chiếm 0.3% lượng điện năng sản xuất toàn cầu, và con số này hiện đang tăng bình quân 3% mỗi năm. Với tiềm năng rất lớn, mức khai thác còn khiêm tốn như vậy, điều đó chứng tỏ hiệu quả kinh tế đầu tư vào ngành năng lượng này còn thấp. Chi phí đầu tư ban đầu cho một nhà máy điệnđịanhiệtcònrấtcao,bao gồm chiphíkhảosát, khoan giếng,vàđầutư chocác trang thiết bị chịu nhiệt, chống ăn mòn… Chi phí đầu tư trung bình cho 01MW điện địa nhiệt là 2 –5 triệu Euro, khá cao so với thủyđiện và nhiệt điện hiện nay. Công suất lắp đặt các nhà máy điện địa nhiệt năm 2007 Quốc Gia C ông suất (MW) USA 2 .687 Phili ppines 1 .969 Indo nesia 9 92 Mexi co 9 53 Italia 8 10,5 Nhật 5 35,2 New Zealand 4 71,6 Icela nd 4 21 El Salvador 2 04 Costa Rica 1 62,5 Keny 1 Triển vọng tương lai của ngành Điện Địa Nhiệt Vớitrữ lượng dầuthô vàthan đá ngày càngcạndần, giácủa cácloại nhiênliệuhóa thạch này liên tục tăng trong những năm gần đây, thêm nữa là các vấn đề nghiêm trọng về môi trường gây nên do các nhà máy nhiệt điện, đã thúc đẩy các quốc gia chọn cácgiải phápkhác để giảiquyếtvấn đề nănglượng. Thủyđiện rẻ nhất nhưng cũng cóvấn đề ảnh hưởng môi sinh, vàkhông phảiquốc gianàocũng cóđiều kiện. Điệnhạtnhânlệ thuộc rất lớnvàokỹ thuật,vấnđề anninh,tiềmẩncác nguycơ,và cũng như vốn đầu tư ban đầu khá lớn. Điện địa nhiệt như thế, có thể coi là một ngành năng lượng rất triển vọng, để chúng ta có thể giải quyết một cách hiệu quả bài toán về năng lượng,cho cuộcsống loài người trênhành tinhxanh. . Địa nhiệt – Nguồn năng lượng sạch tương lai Là loại năng lượng lấy từ nguồn địa nhiệt tự nhiên trong lòng trái đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban. xuất điện năng. Các phương pháp sử dụng năng lượng địa nhiệt Hai phương pháp cơ bản sử dụng năng lượng địa nhiệt là sử dụng trực tiếp nguồn nhiệt, hoặc dùng để sản xuất điện năng. Nguồn ịanhiệtsử. thác nănglượngđịa nhiệt có hiệu quả kinh tế và rất thân thiện vớimôitrường. Địanhiệtnăng hiện đangđượcnghiên cứuđể khai thác sâu rộng hơn như là một nguồn năng lượng bổ sung, đặc biệt khi nguồn năng lượng