Năng lượng địa nhiệt là gì? Bạn có biết rằng chúng ta có thể tận dụng nhiệt từ lòng đất để tạo ra năng lượng sạch và tái tạo? Hãy cùng tôi khám phá nguồn năng lượng đặc biệt này và cách sử dụng nó!
Mục lục
Năng lượng địa nhiệt là gì?
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được lấy từ nhiệt bên trong lòng trái đất. Đây là một nguồn năng lượng tái tạo sạch, có nguồn gốc từ quá trình hình thành hành tinh và phân rã chất phóng xạ của khoáng vật. Nhiệt độ và áp suất cao trong lòng trái đất làm một số đá tan chảy và lớp phủ rắn trở nên linh hoạt. Nhiệt độ ước tính lên đến 5200⁰C.
Sử dụng năng lượng địa nhiệt
Sử dụng trực tiếp
Giống như năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt có nhiều ứng dụng trực tiếp trong cuộc sống hàng ngày. Chúng được sử dụng để sưởi ấm không gian, làm mát, spa chăm sóc sức khỏe, nuôi cá, sưởi ấm nhà kính và tắm nước nóng.
Sản xuất điện
Để sản xuất điện từ năng lượng địa nhiệt, chúng ta sử dụng tuabin kết nối với máy phát điện. Tuabin sẽ quay, và việc quay này tạo ra dòng điện trong cuộn dây xung quanh nam châm. Hiện nay, có ba loại nhà máy điện địa nhiệt phổ biến là nhà máy điện hơi nước khô, nhà máy điện hơi nước chớp và nhà máy điện chu trình nhị phân.
Nhà máy điện hơi nước khô
Các nhà máy điện hơi nước khô sử dụng hơi nước từ các nguồn nước ngầm cực nóng. Hơi nước được lấy từ các giếng khoan và dùng để quay tuabin và tạo ra điện.
Nhà máy điện hơi nước chớp
Nhà máy điện hơi nước chớp là hệ thống phổ biến để tạo ra điện từ năng lượng địa nhiệt. Hệ thống này chỉ phù hợp với nhiệt độ trên 300F. Nước nóng từ các giếng được sử dụng để quay tuabin và tạo ra điện. Nước và hơi thừa được đưa trở lại bể chứa để đảm bảo tính bền vững cho quy trình.
Nhà máy điện chu trình nhị phân
Các nhà máy điện chu trình nhị phân hoạt động ở nhiệt độ từ 100F đến 300F. Chúng sử dụng chất lỏng thứ cấp làm quay tuabin và tạo ra điện. Chất lỏng thứ cấp thường là hidrocacbon như isopentan hoặc chất làm lạnh. Chúng được biến thành hơi ở nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với nước.
Khai thác năng lượng địa nhiệt
Thế giới đang phát triển nhanh chóng và khai thác năng lượng địa nhiệt ngày càng hiệu quả. Năng lượng địa nhiệt không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có hệ số công suất cao, cho phép cung cấp điện cho cơ sở hạ tầng và các dịch vụ phụ trợ linh hoạt trong cả ngắn và dài hạn. Trên thực tế, nguồn năng lượng địa nhiệt đã đáp ứng một phần lớn nhu cầu điện ở nhiều nước như Iceland, El Salvador, New Zealand, Kenya và Philippines, cũng như hơn 90% nhu cầu sưởi ấm tại Iceland.
Tuy nhiên, việc tiếp cận nguồn năng lượng địa nhiệt không dễ dàng. Cần khoan sâu vào lòng đất ít nhất 20km để khai thác năng lượng này. Hiện nay, hố khoan sâu nhất thế giới là hố Kola Superdeep ở Nga, với độ sâu chỉ khoảng 12,3km.
Việt Nam có nhiều khu vực tiềm năng để khai thác năng lượng địa nhiệt. Điều này mang lại cơ hội mới, nâng cao trình độ cho các nhà khoa học, tạo ra việc làm và đóng góp vào xây dựng nền kinh tế xanh mà Việt Nam đang hướng đến. Tuy nhiên, việc khai thác năng lượng địa nhiệt tại Việt Nam vẫn còn mới mẻ và chỉ được sử dụng trong vài ứng dụng như đóng chai nước khoáng, chữa bệnh, ngâm tắm, bể bơi, du lịch, chăn nuôi và làm muối iot.
Các nghiên cứu về năng lượng địa nhiệt ở Việt Nam chưa đạt đến mức phát triển, chỉ dừng lại ở các khảo sát sơ khai và đánh giá đơn giản. Việc khai thác năng lượng địa nhiệt trên quy mô lớn yêu cầu công nghệ tiên tiến và kinh nghiệm từ các nhà địa chất. Mặc dù tiềm năng lớn, nhưng chi phí đầu tư cũng là một thách thức đối với Việt Nam.
Tác động của năng lượng địa nhiệt đến nền kinh tế
Mang lại giá trị kinh tế không thể phủ nhận, năng lượng địa nhiệt đóng góp vào cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, việc biến năng lượng địa nhiệt thành năng lượng điện là một bài toán khó, đòi hỏi công nghệ tiên tiến, chất lượng cao và đầu tư lớn. Kỹ thuật xử lý địa chất cũng rất phức tạp, vì phải tìm kiếm những vị trí có nhiệt độ cao để khai thác một cách hiệu quả và đảm bảo hoạt động ổn định của nhà máy điện.
Mặc dù chi phí đầu tư cho công nghệ cao, nhưng nhà máy điện địa nhiệt lại tiết kiệm chi phí vận hành. Điều này bởi vì nhà máy điện địa nhiệt không cần nhiên liệu. Trong khi các nhà máy điện đốt khí tự nhiên, dầu hoặc than phải mất chi phí mua nhiên liệu để sản xuất, và chi phí này cao gấp đôi chi phí xây dựng nhà máy.
Nhận thấy rằng giai đoạn đầu đòi hỏi đầu tư lớn, việc khai thác năng lượng địa nhiệt cần một nền kinh tế ổn định. Tuy nhiên, khi vượt qua giai đoạn này, nguồn năng lượng địa nhiệt sẽ tiếp tục đóng góp vào sự phát triển kinh tế và đầu tư vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Điều quan trọng là nguồn năng lượng địa nhiệt là sạch, bảo vệ môi trường.
Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng địa nhiệt
Ưu điểm
- Nguồn năng lượng địa nhiệt có thể giải quyết nguy cơ thiếu hụt nhiên liệu hóa thạch và được sử dụng trực tiếp trong nhà kính.
- Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng tái tạo và có thể sử dụng trên bất kỳ địa hình nào, trên nhiều khu vực khác nhau. Nguồn năng lượng này không gây hại cho môi trường và không tạo tiếng ồn ảnh hưởng đến các hoạt động khác.
Nhược điểm
- Mặc dù nguồn năng lượng địa nhiệt là vô tận, nhưng chi phí khai thác lại rất cao do yêu cầu công nghệ tiên tiến.
- Các khu vực khai thác năng lượng địa nhiệt có thể chứa các chất lỏng và khí gây ô nhiễm, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu và gây hại cho môi trường.
Qua bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về năng lượng địa nhiệt và ứng dụng của nó. Hy vọng rằng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nguồn năng lượng tái tạo này và cách nó đóng góp cho một cuộc sống bền vững và xanh hơn.
