CHƯƠNG 4 : NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
4.1. Giới thiệu về năng lượng địa nhiệt
Hình 4. 1. Nguồn nhiệt
Địa nhiệt năng là loại năng lượng lấy từ nguồn nhiệt tự nhiên trong lòng quả đất bằng cách khoan sâu xuống lòng đất. Độ biến thiên địa nhiệt trong lỗ khoan vào khoảng 1oC/36 mét. Nguồn nhiệt này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặc nước nóng. Nguồn nhiệt này có thể sử dụng trực tiếp để sưới ấm các căn hộ hoặc dùng để sản xuất
104
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 ÷ 3500C/1 tỉ năm. Khảng 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 thời gian dài.
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lịng Trái Đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khống vật và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái đất. Nguồn địa nhiệt bản thân không thể giải quyết được căn bản các vấn đề năng lượng nhưng góp phần giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Điều này sẽ mang lại một nguồn năng lượng mới, những cơ hội mới, nâng cao năng lực, trình độ cho các nhà khoa học, tạo ra nhiều cơng ăn việc làm và góp phần xây dựng nền kinh tế xanh mà Việt Nam đang hướng đến. Khai thác, phát triển năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế cao, có khả năng thực hiện và thân thiện với môi trường…
Loại năng lượng này đã được khai thác và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 20 cho mục đích sưởi ấm, sấy nơng sản, tắm thư giãn… Đến nay, việc nghiên cứu và phát triển công nghệ khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt ngày càng phát triển nhanh về quy mô và hiệu suất. Các nhà máy sản xuất điện từ địa nhiệt (cho giá thành rẻ và sạch về sinh thái) đã được xây dựng tương đối phổ biến tại nhiều quốc gia như Mỹ, Trung Quốc, Pháp, New Zealand, Nhật, Philippines, Canada, Úc…
Tại Hội thảo Địa nhiệt khu vực châu Á - Thái Bình Dương do Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (Bộ Tài nguyên và Môi trường) phối hợp với Chương trình hợp tác cơng nghệ quốc tế của Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) tổ chức mới đây tại Hà Nội, đại diện lãnh đạo Bộ Tài nguyên và Môi trường cho biết: Năm 2011, Chính phủ Việt Nam đã đề ra chủ trương phát triển kinh tế phải gắn với bảo vệ môi trường, xây dựng một nền kinh tế xanh. Phát triển kinh tế xanh đang là xu hướng lựa chọn cho một tương lai không thảm họa, thân thiện với mơi trường sinh thái và ổn định lượng khí thải ra ở mức thấp…
Không những thế, kinh tế xanh còn giúp các nước đang phát triển đạt được các lợi ích kinh tế và xã hội về nhiều mặt như phát triển năng lượng sạch, bền vững, đảm bảo an ninh năng lượng cho quốc gia và các ảnh hưởng môi trường được hạn chế. Theo thống kê, lĩnh vực sản xuất năng lượng chiếm đến 30% khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên tồn
105
cầu. Ở Việt Nam, con số này còn lớn hơn do khoảng 50% nguồn điện đến từ các nhà máy điện than và khí đốt.
Bên cạnh đó, năng lượng tái tạo ở Việt Nam chỉ chiếm 6,28% trong các nguồn năng lượng và chủ yếu tới từ thủy điện nhỏ (chiếm đến 80%), còn địa nhiệt là 0%. Năm 2016, Việt Nam đã điều chỉnh sơ đồ quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến 2030, theo đó, cơng suất các nhà máy điện năng lượng tái tạo phải đạt đến 9,9% vào năm 2020; 12,5% vào năm 2025 và 21% vào năm 2030. Tuy nhiên, địa nhiệt chưa được nhắc đến là một trong các nguồn năng lượng tái tạo đưa vào quy hoạch.
Về tiềm năng địa nhiệt của Việt Nam, các chuyên gia, các nhà khoa học nhận định: Nghiên cứu địa nhiệt ở Việt Nam đã được quan tâm từ khá lâu, bắt đầu từ nghiên cứu các nguồn nước khống nóng trong các chương trình địa chất thủy văn với sự hợp tác với các chuyên gia đến từ Pháp, Mỹ, New Zealand, Italia… và gần đây là sự hỗ trợ của Nhật Bản trong nghiên cứu và lắp đặt hệ thống bơm địa nhiệt tầng nông. Qua các khảo sát nghiên cứu đánh giá, Việt Nam có tiềm năng địa nhiệt đáng kể và có thể phát triển các nhà máy điện địa nhiệt.
4.1.1. Tiềm năng địa nhiệt thế giới
Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên trên thế giới được xây dựng từ năm 1904 ở Italia. Nhà máy địa nhiệt đầu tiên ở Hoa Kỳ được xây dựng từ năm 1922 cung cấp nhiệt và điện cho khu nghỉ mát. Nhà máy điện địa nhiệt lớn nhất thế giới The Geysers của Hoa Kỳ có cơng suất 1360MW được xây dựng từ năm 1960. Điện lực Bắc California có các nhà máy điện địa nhiệt có tổng công suất 740MW. Hoa Kỳ là nước khai thác địa nhiệt hàng đầu thế giới. Năm 2005 Hoa Kỳ đã hợp đồng xây dựng các nhà máy địa nhiệt tổng công suất 500MW cho 11 nước. Mehicô là nước khai thác địa nhiệt thứ ba trên thế giới, năm 2007 đã lắp đặt 959MW. chiếm 3,24% điện năng toàn quốc. Iceland là nước có tiềm năng địa nhiệt lớn, điện địa nhiệt chiếm 19,1% và 87% nhiệt năng. Nguồn địa nhiệt của Philipin đảm bảo 17,5% điện năng. Tiềm năng địa nhiệt thế giới khoảng 100GW và đã được sử dụng vì mục đích thương mại trên 70 nước. Năng lượng địa nhiệt đã cung cấp 1% năng lượng thế giới.
106
Hình 4. 2. Tiềm năng về năng lượng trong lịng đất
Việt Nam có nguồn địa nhiệt phong phú, cả nước có hơn 300 nguồn nước khống nóng có nhiệt độ bề mặt lên tới 1050C. Miền Bắc đã phát hiện và đăng ký 119 nguồn hầu hết là nguồn nước nóng. Theo tính tốn sơ bộ năng lượng địa nhiệt của các tỉnh phía Bắc có thể dùng để phát điện bước đầu với cơng suất 100 MW. Bắc Trung Bộ cũng là vùng có nhiều triển vọng địa nhiệt có thể khai thác cơng nghiệp phát điện từ 40 MW đến 60 MW tương đương với Nam Trung Bộ. Gần đây với sự hợp tác của công ty ORMAT Hoa Kỳ các chuyên gia địa chất đã đánh giá địa hóa học trên 60 nguồn nước nóng và đã chọn 6 địa điểm thuộc các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hịa và Bà Rịa-Vũng Tàu có khả năng phát triển các nhà máy điện địa nhiệt với tổng công suất 200 MW. Đặc điểm nhiệt độ địa nhiệt của các địa điểm được cho trong Bảng 5.10.
Bảng 4. 1 Nhiệt độ địa nhiệt của một số địa điểm ở Việt Nam
TT Địa điểm Nhiệt độ max (0C)
1 Bang-Lệ Thủy, Quảng Bình 184
2 Mộ Đức, Quảng Ngãi 187
3 Hội Vân, Bình Định 142
4 Tu Bơng, Khánh Hịa 151
5 Đảnh Thanh, Khánh Hòa 131
6 Bình Châu, Vũng tàu 142
Các nghiên cứu địa chất, địa hóa cho thất các nguồn địa nhiệt này đều có chất lượng cao, phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế và mỗi địa điểm có thể đặt nhà máy địa nhiệt quy mô thương mại khoảng 40-50 MW.
107