CHƯƠNG 1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN VÀ ĐỊA NHIỆT
3.1. Tác động chung của việc khai thác sửdụng nguồn nhiên liệu địa nhiệt đến các
liệu địa nhiệt đến các mặt
3.1.1. Môi trường
Các dịng nước nóng được bơm lên từ dưới sâu trong lịng đất có thể chứa một vài khí đi cùng với nó như điơxít cacbon CO2 và hydro sunfua H2S. Khi các chất ô nhiễm này thốt ra ngồi mơi trường, nó sẽ góp phần vào sự ấm lên tồn cầu, mưa axít, và các mùi độc hại đối với thực vật xung quanh đó. Các nhà máy phát điện địa nhiệt hiện hữu phát thải trung bình 90-150 kg CO2 trên 1MWh điện, và cũng là một phần nhỏ so với các nhà máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Một số nhà máy được yêu cầu phải có hệ thống kiểm sốt lượng phát thải nhằm làm giảm lượng axít và các chất bay hơi.
Bên cạnh các khí hịa tan, nước nóng từ nguồn địa nhiệt có thể chứa các nguyên tố vết nguy hiểm như thủy ngân, arsen và antimon nếu nó được thải vào các con sơng có chức năng cung cấp nước uống. Các nhà máy địa nhiệt về mặt lý thuyết có thể bơm các chất này cùng với khí trở lại lịng đất ở dạng cơ lập cacbon.
Việc xây dựng các nhà máy phát điện có thể ảnh hượng ngược lại đến sự ổn định nền đất của khu vực xung quanh. Đây là mối quan tâm lớn cùng vớihệ thống địa nhiệt nâng cao, ở đây nước được bơm vào trong đá nóng và khơ khơng chứa nước trước đó.
Địa nhiệt cũng chiếm một diện tích đất tối thiểu; các nhà máy địa nhiệt hiện hữu sử dụng 1-8 hecta/1MW so với các nhà máy điện hạt nhân là 5-10ha/MW và 19 ha/MW đối với nhà máy điện chạy bằng than.
Nhiều nghiên cứu cho thấy , những cột khói thải ra từ nhà máy địa nhiệt chỉ là hơi nước.
3.1.2. Kinh tế
Năng lượng địa nhiệt không cần nhiên liệu và cũng không phụ thuộc vào giá cả nhiên liệu nhưng chi phí đầu tư ban đầu sẽ cao. Chi phí cho một nhà máy điện địa nhiệt phải kể đến các chi phí chính như chi phí khoan giếng và thăn dị các nguồn dưới sâu vì chúng chứa đựng nhiều rủi ro về mặt tài chính rất cao. Hiện tại, chi phí xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt và các giếng chiếm khoảng 2-5 triệu € (Euro)/1MW cơng suất thiết kế, trong khi chi phí vận hành chiếm khoảng 0.040.10€/1kWh.
Năng lượng địa nhiệt cũng có những cấp độ khác nhau: các nhà máy địa nhiệt lớn có thể cung cấp năng lượng cho tồn bộ các thành phố trong khi đó các nhà máy nhỏ hơn chỉ có thể cung cấp cho các khu vực nông thôn hoặc một số hộ gia đình.
Tập đồn Chevron là một nhà sản xuất năng lượng địa nhiệt lớn nhất trên thế giới, trong khi đó các cơng ty Reykjavik Energy Invest thì xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt trên khắc thế giới.
3.1.3. Tài nguyên
Lượng nhiệt của Trái Đất vào khoảng 1031 Jun. Lượng nhiệt này trồi lên mặt đất một cách tự nhiên bởi sự truyền nhiệt với tốc độ 45 TW, hay gấp 3 lần lượng nhiệt con người tiêu thụ từ tất cả các nguồn năng lượng nguyên thủy. Tuy nhiên, phần lớn dòng nhiệt này bị khuếch tán do các điều kiện địa lý (trung bình 0.1 W/m2 ) nên khó thu hồi. Vỏ Trái Đất ứng xử một cách hiệu quảVnhư là một lớp cách ly dày mà các ống dẫn dung dịch (mácma, nước và các dạng khác) có thể xuyên qua để giải phóng nhiệt trong lịng đất. Cùng với lượng nhiệt có nguồn gốc từ dưới sâu trong lịng đất, cịn có lượng nhiệt từnăng lượng mặt trời được tích tụ trong lớp đất dày 10 từ mặt đất trong mùa hè, và giải phóng chúng trong mùa đơng. Năng lượng theo mùa được dự trữ theo cách này thì rất nhỏ, nhưng tốc độ dịng nhiệt thì rất lớn, dễ tiếp cận hơn, và thậm chí phân bố trên tồn cầu. Bơm nhiệt địa nhiệt có thể tách đủ lượng nhiệt từ nguồn nhiệt nơng trên tồn cầu để cung cấp cho việc sưởi vào mùa đông. Sản xuất điện địa nhiệt địi hỏi các nguồn có nhiệt độ cao mà chỉ có thể khai thác từ dưới sâu. Nhiệt phản được mang lên bề mặt bởi dịng nước tuần hồn, hoặc từ các ống dẫn mácma, suối nước nóng, dịng tuần hồn nhiệt dịch, giếng dầu, giếng nước khoan, hoặc kết hợp các cách trên. Dòng tuần hồn này đơi khi tồn tại một cách tự nhiên trong hầu hết các khu vực có triển vọng, nơi mà vỏ Trái Đất mỏng: các ống dẫn mácma mang nhiệt lên gần bề mặt, và xuất lộ một cách tự nhiên ở các sối nước nóng.Nếu khơng có suối nước nóng, người ta sẽ khoan một giếng vào tầng chứa nước nóng để lấy nhiệt. Ở xa các ranh giới mảng kiến tạo gradient địa nhiệt vào khoảng 25-30 °C/km sâu trên toàn Thế giới, và các giếng phải khoan ở độ sâu hàng km mới có thể lấy được nhiệt độ đủ lớn để phát điện. Số lượng và chất lượng các nguồn có thể thu hồi nhiệt càng tăng khi độ sâu khoan giếng tăng và đặc biệt ở những khu vực thuộc rìa của các ranh giới mảng kiến tạo.
Đối với những nơi nền đất nóng nhưng khơ hoặc áp lực nước yếu, người ta có thể bơm nước vào để kích thích dịng nhiệt dịch. Tại vị trí dự định khai thác, người ta sẽ khoan 2 lỗ khoan, và các đá nằm dưới sâu giữa hai lỗ khoan này sẽ bị làm nứt nẻ bằng phương pháp nổ vỉa (ví dụ như dùng mìn để làm nứt đá) hoặc bơm nước áp lực cao. Nước được bơm xuống từ một lỗ khoan và hơi nước sẽ được thu hồi từ lỗ khoan còn lại. Người ta cũng có thể sử dụng cacbon điơxít lỏng thể thay thế cho vai trò của nước. Phương pháp này được gọi là năng lượng địa nhiệt đá nóng-khơở châu Âu, hoặc hệ thống địa nhiệt tăng cườngở Bắc Mỹ
Tiềm năng phát điện từ năng lượng địa nhiệt dựt ính thay đổi rất lớn từ 35 đến 2000 GW, tùy thuộc vào mức độ đầu tư tài chính cho việc thăm dị và phát triển kỹ thuật này. Điện địa nhiệt được xem là bền vững vì sự tách nhiệt chỉ là một phần nhỏ so với lượng nhiệt của Trái Đất, nhưng việc chiết tách này cũng phải được theo dõi để tránh sự suy giảm nhiệt khu vực. Mặc dù, các địa điểm có tiềm năng địa nhiệt có thể cung cấp nhiệt trong vài thập kỷ, nhưng các giếng riêng lẻ có thể nguội đi hoặc cạn nước.