Một mạch nước nóng do địa nhiệt phun trào ở bang Wyoming. Ảnh Sưu tầm

Trước sức ép của sự khan hiếm và tăng giá như “phi mã” của các loại năng lượng truyền thống như dầu mỏ, than đá, khí ga..., đồng thời trước yêu cầu khẩn cấp phải giảm khí thải nhà kính trên toàn cầu, trong thời gian gần đây, hàng loạt các loại năng lượng sạch, trong đó có năng lượng địa nhiệt đã được các nhà khoa học quan tâm, tìm cách khai thác.

Địa nhiệt ngày càng “nóng lên” khi các nước Mỹ, Anh, Đức, Nga, Nhật... đã bỏ ra hàng tỷ đô-la để tiếp tục nghiên cứu loại năng lượng này. Địa nhiệt là nguồn năng lượng tiềm tàng từ sức nóng dưới lòng đất nếu được khai thác sẽ đem lại hiệu quả vô cùng to lớn cho sản xuất và đời sống con người. Theo báo cáo khoa học mới nhất của Viện công nghệ Mỹ Masachuset, khác với năng lượng mặt trời hay năng lượng gió, năng lượng sóng biển... năng lượng địa nhiệt đã luôn luôn hiện diện dưới lòng quả đất, nó tiềm tàng và hết sức to lớn, là một nguồn năng lượng của tương lai. Kỹ sư ngành địa nhiệt - ông Kin Johnson ở thành phố Boise, thủ phủ của tiểu bang Idaho, Mỹ khẳng định:

- Sau khi nguồn năng lượng địa nhiệt bị lãng quên hàng chục năm qua, thì hiện nay đã được phục hồi phát triển mạnh, đặc biệt các dịch vụ về năng lượng địa nhiệt tại thành phố này đã rẻ hơn việc sử dụng các nguồn năng lượng khác tới 30%...

Về mặt khoa học, nguồn năng lượng địa nhiệt luôn luôn tồn tại là do cấu tạo của quả đất có một hạt nhân giống như một “hòn lửa” khổng lồ, nhiệt độ cực kỳ cao và tùy theo từng độ sâu, trong các tầng địa chất, sẽ có những nhiệt lượng, độ nóng tương ứng. Các nhà khoa học địa nhiệt đã tính toán, xác định: ở độ sâu 40km, trong lòng đất, nhiệt độ sẽ nóng tới 1.000 độ C, ở độ sâu 5km, sức nóng là 350 độ C... Hiện nay có hai phương pháp cơ bản để khai thác năng lượng địa nhiệt. Một là khoan thật sâu xuống lòng đất để lấy nhiệt lượng ở nhiệt độ cực cao, rồi dùng hơi nước để sản xuất điện. Hai là chỉ cần khoan sâu vài trăm mét để sử dụng trực tiếp số nước có độ nóng vừa phải làm năng lượng sưởi ấm...

Việc khai thác năng lượng địa nhiệt tương đối thuận lợi. Người ta khoan vào lòng đất ở độ sâu 5km, như khoan các giếng dầu. Sau đó bơm nước lạnh xuống giếng với một áp lực lớn, nước lạnh sẽ được làm nóng lên khi tiếp xúc với những tảng đá nằm trong lòng đất. Sau đó, nguồn nước nóng cao độ này lại được bơm lên mặt đất bằng một hệ thống bơm thông qua hai cái giếng khác. Lúc này nguồn nước đã rất nóng, tạo ra nhiều hơi nước để làm quay các tuốc bin phát điện. Về mặt kinh tế, theo tính toán thì năng lượng địa nhiệt được giải phóng từ 1km sâu trong lòng đất, tương đương với việc phải đốt cháy hơn 1,2 triệu tấn dầu. Riêng ở Pháp, theo đánh giá của các nhà khoa học, với tiềm năng địa nhiệt trên diện tích 3.000km2, được khai thác dễ dàng, không tốn diện tích xây dựng... nếu đầu tư nhà máy địa nhiệt có thể sản xuất điện với công suất khổng lồ bằng cả hàng trăm nhà máy điện hạt nhân. Còn về môi trường, việc sản xuất điện địa nhiệt không tạo ra bất cứ chất thải nào và không hề gây ra ô nhiễm môi trường bởi vì nước được vận chuyển theo một vòng tròn khép kín, không có sự tiếp xúc nào với không khí. Mỗi lần nước bơm lên trên mặt đất, được đưa qua một thiết bị trao đổi nhiệt giống như hai lò sưởi khổng lồ đan xen vào nhau và chuyển thành hơi nước trong vòng khép kín để quay tuốc bin, hầu như không thải ra bất cứ chất độc hại. Đây quả là loại năng lượng cực kỳ sạch sẽ với cuộc sống con người.

Mặt khác, xây dựng nhà máy điện địa nhiệt còn có những lợi ích vượt trội so với nguồn năng lượng khác. Nhà máy điện địa nhiệt có thể hoạt động liên tục suốt ngày đêm, không phụ thuộc vào yếu tố khí hậu như năng lượng mặt trời, gió hoặc sóng biển... Nguồn năng lượng địa nhiệt trong lòng đất vô cùng vô tận, bảo đảm cho nhà máy điện địa nhiệt hoạt động bền vững, lâu dài. Đồng thời, xây dựng nhà máy điện địa nhiệt tốn rất ít diện tích. Ví dụ một nhà máy công suất 25 triệu oát điện, chỉ chiếm một khu đất khoảng 1 héc-ta. Tuy vậy, việc khai thác năng lượng địa nhiệt cũng còn nhiều khó khăn, vướng mắc, nhất là chi phí xây dựng nhà máy điện khá cao, và những kỹ thuật địa chất phức tạp để tìm kiếm nhiệt lượng. Ví dụ theo các chuyên gia kinh tế kỹ thuật thì tổng vốn xây dựng một nhà máy địa nhiệt gấp hơn 2 lần nhà máy nhiệt điện cùng công suất. Và phải xử lý chính xác, tìm kiếm đúng vùng tập trung địa nhiệt thì việc khoan, khai thác địa nhiệt mới hiệu quả.

Trước những 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: những rào cản về khai thác địa nhiệt đã và sẽ được vượt qua trong 10 năm tới. Hy vọng tới lúc đó, năng lượng địa nhiệt sẽ thực sự có vị trí quan trọng trong các nguồn năng lượng của tương lai.

TS Thuý Ngân