Năng lượng địa nhiệt - hướng đi khác biệt

7 giờ trướcBài gốc

Theo báo cáo tháng 2-2025 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng tiêu thụ năng lượng của thế giới trong năm 2024 tăng cao và dự báo giai đoạn 2025–2027 sẽ tăng với tốc độ nhanh so với nhiều năm qua.

Trong đó, nhu cầu điện toàn cầu đã tăng 4,3% trong năm 2024 và được dự báo sẽ tiếp tục tăng gần 4% mỗi năm đến năm 2027. Trong 3 năm tới, lượng tiêu thụ điện toàn cầu cũng được dự báo sẽ tăng thêm 3.500 TWh - một con số chưa từng có, tương đương với việc mỗi năm thế giới bổ sung thêm lượng tiêu thụ điện ngang bằng cả nước Nhật.

Trong khi đó, IEA dự báo năng lượng địa nhiệt có thể đáp ứng tới 15% mức tăng nhu cầu điện toàn cầu từ nay đến năm 2050 với những cải tiến liên tục về công nghệ và chi phí đầu tư.

Nhà máy địa nhiệt thế hệ mới của công ty Fervo Energy tại Utah (Mỹ). Ảnh: Fervo Energy

Công nghệ địa nhiệt thế hệ mới thậm chí được đánh giá có tiềm năng đủ để cung cấp lượng điện gấp 140 lần nhu cầu điện toàn cầu hiện nay.

Thêm vào đó, so với năng lượng từ mặt trời và gió, vốn rẻ nhưng phụ thuộc vào thời tiết, năng lượng địa nhiệt cung cấp một nguồn năng lượng nền ổn định, liên tục và có thể khai thác bất cứ lúc nào.

Dựa trên những lợi thế đó, các chuyên gia cho rằng việc phát triển năng lượng địa nhiệt có thể đưa đến cuộc cách mạng năng lượng sạch mới. Tuy nhiên, thế giới trước tiên cần phải tìm ra những công nghệ khai thác nhanh hơn và rẻ hơn so với hiện tại, theo đài CNN.

Chính vì thế, trong những năm qua đã có nhiều sự quan tâm đổ dồn vào cuộc đua phát triển công nghệ địa nhiệt toàn cầu.

Công nghệ mới

Trước đây, công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt truyền thống tận dụng các hoạt động địa chất tại nơi có mạch nước nóng hoặc mạch hơi nước nóng tự nhiên dưới lòng đất. Tuy nhiên, để có thể khai thác như trên thì đá ở đó cần phải xốp và rỗng để nước có thể được đưa xuống làm nóng và sau đó được bơm lên bề mặt.

Thêm vào đó, địa chất phù hợp cho công nghệ trên thường hiếm, chỉ xuất hiện ở một số quốc gia như Trung Quốc, Iceland, Kenya và Mỹ.

Vì vậy, nhiều công ty đang chạy đua phát triển công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt thế hệ mới - “địa nhiệt tăng cường”. Với công nghệ này, con người có thể khai thác năng lượng địa nhiệt ở bất kỳ đâu trên thế giới.

Phương pháp này sử dụng quy trình "nứt vỡ thủy lực" trong kỹ thuật khai thác dầu khí, trong đó chất lỏng sẽ được bơm xuống lòng đất với áp suất cao để làm nứt đá. Sau đó, nước được bơm xuống, chảy qua qua các vết nứt để hấp thụ nhiệt trước khi được bơm ngược lên mặt đất.

Theo ông Jefferson Tester - GS về hệ thống năng lượng bền vững tại ĐH Cornell (Mỹ) - Mỹ đã tiến hành thử nghiệm công nghệ này và đã gặt hái thành công từ những năm 1970. Hiện nay đang có 2 dự án nằm ở khu vực tây nam bang Utah của nước này tiếp nối công việc phát triển.

Trong đó, Utah FORGE - dự án nghiên cứu trị giá 300 triệu USD do Bộ Năng lượng Mỹ tài trợ - vào năm 2024 đã thành công trong việc khai thác năng lượng địa nhiệt ở lớp đá sâu khoảng 2,4 km.

Nhà máy địa nhiệt thế hệ mới của công ty Fervo Energy tại Utah (Mỹ). Ảnh: Fervo Energy

Cũng tại Utah, ông Tim Latimer - CEO kiêm đồng sáng lập của công ty Fervo Energy - cho biết công ty ông đang xây dựng “nhà máy điện địa nhiệt thế hệ mới lớn nhất thế giới”. Mục tiêu của Fervo là cung cấp tới 400 MW vào năm 2028 - đủ để cung cấp điện cho hơn 375.000 hộ gia đình.

Thách thức xuất hiện

Tuy nhiên, công nghệ năng lượng địa nhiệt tăng cường vẫn phải đối mặt nhiều thách thức như yêu cầu giảm chi phí, mở rộng quy mô khoan trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, việc sử dụng nước và vấn đề về quỹ đất. Trong đó, nổi bật nhất chính là động đất.

“Nếu bạn khoan một giếng và bơm chất lỏng áp suất siêu cao xuống, gây nứt vỡ nhiều lớp đá ở sâu trong lòng đất, điều đó chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến bề mặt” - bà Gillian Foulger, chuyên gia địa chất tại ĐH Durham (Anh), nhận định.

Sự cố Pohang tháng 11-2017 tại Hàn Quốc là một minh chứng. Trận động đất mạnh 5,5 độ richter tại thành phố này được cho là do một dự án khai thác năng lượng địa nhiệt tăng cường gây ra. Đây là một trong những trận động đất có tính tàn phá nhất từng ghi nhận tại Hàn Quốc, khiến khoảng 100 người bị thương và hàng nghìn người phải sơ tán khẩn cấp.

Các chuyên gia ủng hộ năng lượng địa nhiệt tăng cường cho rằng nguy cơ xảy ra những trận động đất tương tự là rất thấp. “Điều tuyệt vời ở hệ thống địa nhiệt là bạn luôn theo dõi hoạt động địa chấn. Tôi nghĩ những rủi ro đó hoàn toàn có thể kiểm soát được” - ông Tester nói.

Dù vậy, điều này vẫn có thể làm ảnh hưởng đến nhận thức của công chúng. Ngoài ra, rủi ro động đất vẫn có, khi một dự án có thể vận hành suôn sẻ trong cả thập niên, “rồi đột nhiên có thể xuất hiện các trận động đất đáng lo ngại”, bà Foulger chia sẻ với CNN.

Tìm hướng đi khác biệt

Để giảm thiểu nguy cơ động đất, một số công ty đang phát triển công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt theo các hướng mới hơn.

Công ty Eavor có trụ sở tại Canada lựa chọn phát triển công nghệ không dùng đến phương pháp nứt vỡ thủy lực. Thay vào đó, họ sẽ khoan và dựng lên một hệ thống đường ống nằm ngang đóng vai trò như một “bộ tản nhiệt khổng lồ dưới lòng đất”, theo lời của ông Robert Winsloe - Phó Chủ tịch điều hành của Eavor.

Hơi nước từ một nhà máy điện địa nhiệt ở khu vực núi Wayang Windu, tỉnh West Java (Indonesia). Ảnh: AFP

Mặc dù chi phí vận hành rất thấp, cũng như rủi ro động đất không lớn, nhiều chuyên gia nghi ngờ tính khả thi về mặt kinh tế do chi phí đầu tư xây dựng ban đầu quá đắt đỏ.

Theo ông Joseph Moore - nhà địa chất học thuộc ĐH Utah (Mỹ), hệ thống này cần những đường ống cực lớn chạy vòng dưới lòng đất để thu thập đủ nhiệt, và “khoan như vậy cực kỳ tốn kém”.

Một số công ty khác thì đang thử nghiệm các công nghệ để khoan đến những tầng đá sâu và nóng hơn nữa. Công ty Quaise Energy có trụ sở tại Massachusetts (Mỹ) muốn khoan sâu đến hơn 10 km nhằm tiếp cận lớp đá có nhiệt độ trên 480oC.

Để làm được, công ty sử dụng thiết bị tạo ra sóng năng lượng công suất cao rồi truyền chúng qua một ống kim loại sâu vào lòng đất, từ đó nung nóng tới 2.000 độ C rồi làm bốc hơi các lớp đá cứng.

Công ty đang tiến hành các thử nghiệm thực địa tại bang Texas (Mỹ) và dự kiến khoan giếng địa nhiệt hoàn chỉnh đầu tiên vào năm 2028. Nhưng nhiều người vẫn hoài nghi.

“Quaise thực sự chưa có nhiều cuộc thử nghiệm thực tế. Họ đã đưa ra những tuyên bố ấn tượng, nhưng tôi thậm chí không chắc họ có thể thực hiện được hay không” - ông Tester nói.

Mặc dù còn nhiều khó khăn cần vượt qua, song với việc dư địa phát triển địa nhiệt vẫn còn nhiều như trên, khả năng cao cuộc chạy đua thương mại hóa công nghệ khai thác thế hệ mới loại năng lượng này sẽ còn thu hút thêm nhiều sự quan tâm trên thế giới hơn trước.

Thêm vào đó, bà Foulger đánh giá thế giới vẫn còn cần ít nhất 2 thập niên để có thể thành công thương mại hóa hoàn chỉnh công nghệ khai thác địa nhiệt. Nhưng nếu làm được, bà nhấn mạnh rằng “phần thưởng tiềm năng sẽ là rất lớn”.

TRỌNG TẤN

Nguồn PLO : https://plo.vn/nang-luong-dia-nhiet-huong-di-khac-biet-post862048.html