Thế giới phát triển nhanh về quy mô và hiệu suất năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt đã được nhiều nước trên thế giới khai thác và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 20 cho mục đích sưởi ấm, sấy nông sản, tắm thư giãn,… Từ đó 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.

Hiện nay trên thế giới có khoảng 50 nước sử dụng địa nhiệt để sản xuất điện năng với tổng lượng điện trên chục ngàn MW, chiếm 0,3% lượng điện năng sản xuất toàn cầu và đang tăng bình quân 3%/năm .

Ảnh minh họa

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 Mĩ, Iceland, Ý, Đức, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Hà Lan, New Zealand, Nga, Philippines, Indonesia, Trung Quốc, Nhật Bản…. Một số vị trí tiềm năng đã và đang được khai thác hoặc được đánh giá ở Nam Úc ở độ sâu vài km. Nếu tính cả việc sử dụng trực tiếp, năng lượng địa nhiệt được sử dụng trên 70 quốc gia.

Các nhà máy điện địa nhiệt được xây dựng trên rìa của các mảng kiến tạo, nơi mà có nguồn địa nhiệt nhiệt độ cao nằm gần mặt đất. Sự phát triển của các nhà máy điện tuần hoàn kép và sự tiến bộ của kỹ thuật khoan giếng cũng như kỹ thuật tách nhiệt đã mở ra một hy vọng rằng chúng sẽ là một nguồn phát điện trong tương lai.

Năm 2010, Mĩ dẫn đầu thế giới về sản xuất điện địa nhiệt với 3086 MW công xuất lắp đặt từ 77 nhà máy phát điện. Khu nhà máy địa nhiệt lớn nhất thế giới được đặt tại Geysers, cánh đồng địa nhiệt ở California. Phillipines là quốc gia đứng thứ 2, với sản lượng đạt 1904 MW, địa nhiệt điện chiếm khoảng 27% tổng sản lượng điện của Phillipines.

Năm 2016, Indonesia chính thức là quốc gia đứng thứ 3 về sản xuất điện từ địa nhiệt với sản lượng 1647 MW xếp sau Mĩ và Phillipines, nhưng Indonesia đã vượt lên vị trí thứ 2 nhờ vào việc thêm 130 MW vào cuối 2016 và 255 trong năm 2017. Dựa vào việc Indonesia có lượng dự trữ khoảng 28994 MW tức là sản lượng dự trữ lớn nhất thế giới, dự kiến Indonesia sẽ còn vượt qua Mĩ vào thập kỉ tiếp theo.

Nhà máy địa nhiệt Sarulla ở phía Bắc Sumatra của Idonesia được hoàn thành vào năm 2018. Đây là nhà máy địa nhiệt lớn nhất thế giới với công suất khoảng 330 MW với thời gian hoạt động 30 năm (đủ cung cấp điện cho 300.000 người).

Chuyên gia năng lượng đánh giá, việc phát triển nhà máy điện địa nhiệt Sarulla là một bước quan trọng để nâng cao tầm quan trọng của các nguồn năng lượng tái tạo trong cơ cấu năng lượng của Indonesia.

Mặc dù tiềm năng rất lớn, nhưng phát triển địa nhiệt ở Indonesia gặp nhiều thách thức. Về mặt kinh tế, vướng mắc lớn nhất là biểu thuế điện không có tính cạnh tranh. Bên cạnh đó, vốn đầu tư cho xây dựng nhà máy điện địa nhiệt lớn hơn xây dựng nhà máy nhiệt điện hóa thạch, địa hình và điều kiện bề mặt đất không thuận lợi cho vận chuyển đưa thiết bị đến…

Iceland - quốc gia xếp thứ 14 thế giới về tiềm năng địa nhiệt, nhưng lại là nước có sản lượng điện địa nhiệt bình quân đầu người cao nhất thế giới. Trên hòn đảo này có 5 nhà máy địa nhiệt với tổng công suất khoảng 420 MW, bằng 26,5% tổng công suất nguồn điện cả nước. Hiện tại, Iceland mới chỉ sử dụng khoảng 20% tiềm năng địa nhiệt. Nếu khai thác hết trữ lượng địa nhiệt, hàng năm, Iceland sẽ cho ra sản lượng gần 20 tỉ W/giờ, tương đương với sản lượng của 3 lò phản ứng hạt nhân.

Nhật Bản cũng đang có ý tưởng quay lại với địa nhiệt kể từ sau thảm họa Fukushima. Quốc gia này có 119 núi lửa, là nước có trữ lượng địa nhiệt thứ ba thế giới, đạt công suất 23.470 MW.

Dù việc phát triển nguồn năng lượng nhiệt điện đang gặp nhiều thách thức về kinh tế, kỹ thuật như trên, các nhà khoa học về năng lượng địa nhiệt vẫn có những dự báo lạc quan rằng khai thác địa nhiệt đã và sẽ được vượt qua khó khăn ban đầu để năng lượng địa nhiệt sẽ thực sự có vị trí quan trọng trong các nguồn năng lượng của tương lai.

Tại sao khó phát triển nhiệt địa ở Việt Nam?

Việt Nam được đánh giá là nước có tiềm năng địa nhiệt trung bình so với thế giới. Theo tài liệu đã công bố, trên lãnh thổ đã phát hiện hàng trăm điểm xuất lộ nước nóng từ 40oC đến 100oC, kết quả phân tích mẫu nước bằng địa nhiệt kế hóa học đã dự báo được nhiệt độ các nguồn địa nhiệt từ 120oC đến 200oC.

Từ các số liệu đo địa nhiệt trong các lỗ khoan thăm dò dầu khí đã khoanh được các vùng dị thường dòng nhiệt cao hơn dòng nhiệt trung bình của Trái đất: 100 mW/m2 ở Đông Nam đồng bằng Sông Hồng (ở độ sâu 3.000m nhiệt độ đạt hơn 140oC) và ven biển Bình Thuận (hoạt động núi lửa ở đảo Tro vào năm 1923) có diện tích hàng trăm km2.

Kết quả nghiên cứu của Viện Địa chất đã xác định ở một số nơi có dị thường dòng nhiệt cao: Huế: 106 – 143 mW/m2, Quảng Ngãi: 90 – 120 mW/m2, Kông Tum: 86 - 108 mW/m2, đều gắn với các cấu trúc địa chất kiến tạo hoạt động và có nhiều điểm xuất lộ nước nóng trên mặt. Các dữ liệu này chứng tỏ nguồn địa nhiệt ở nước ta rất phong phú, thuộc nguồn nhiệt thế thấp đến trung bình, có điều kiện để phát điện công suất nhỏ.

Việt Nam có tiềm năng địa nhiệt đáng kể và có thể phát triển các nhà máy điện địa nhiệt. Tuy nhiên, hiện tại Việt Nam mới chỉ có một số ứng dụng địa nhiệt như: ngâm tắm, bể bơi, du lịch, làm muối iot, chăn nuôi, chữa bệnh và đóng chai nước khoáng.

Việc Chính phủ đã đồng ý cấp phép đầu tư xây dựng Nhà máy Điện địa nhiệt đầu tiên tại Đakrông - Quảng Trị được xem là bước khởi đầu nhằm đánh thức tiềm năng lớn về nguồn năng lượng sạch của nước ta;

Nhà máy dự kiến có công suất 25MW với vốn đầu tư khoảng 50 triệu đô la Mỹ. Việc xây dựng Nhà máy Điện địa nhiệt tại huyện Đakrông sẽ tận dụng được nguồn tiềm năng thiên nhiên từ khu mỏ nước nóng tại đây.

Tuy nhiên, câu hỏi về khả năng khai thác được bao nhiêu năng lượng địa nhiệt ở Việt Nam vẫn còn để ngỏ, bởi chúng ta mới chỉ có các khảo sát rời rạc, phương pháp nghiên cứu đánh giá đơn giản chưa đủ tin cậy.

Trên lãnh thổ Việt Nam tài liệu thực tế đã xác định được dị thường dòng nhiệt cao ở nhiều nơi chứng tỏ các nguồn địa nhiệt phong phú, có thể khai thác để phát điện; nguồn nhiệt đất có điều kiện áp dụng công nghệ bơm nhiệt đất để điều hòa không khí. Tuy nhiên, các số liệu này còn sơ sài, cần có các đầu tư nghiên cứu triển khai thí điểm để có đủ luận cứ cần thiết cho việc phổ biến rộng rãi các giải pháp khai thác nguồn địa nhiệt cho phát triển năng lượng tái tạo.

Trong khi các nước đang tận dụng rất tốt nguồn năng lượng địa nhiệt thì chúng ta vẫn chưa có cơ sở khoa học và có đánh giá cụ thể về nguồn năng lượng này. Đây thực sự là một sự lãng phí lớn trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt.

M.T

Năng lượng địa nhiệt: Thân thiện môi trường và có nhiều giá trị kinh tế

Sử dụng năng lượng mặt trời để chưng cất nước tinh khiết

Điện gió ngoài khơi: Tiềm năng lớn phát triển nền kinh tế xanh