Năng lượng địa nhiệt là gì?

Thủy lực cắt phá lấy năng lượng địa nhiệt

Trong ngành công nghiệp dầu khí, thủy lực cắt phá là các thường gặp để tăng sản lượng. Phương pháp này bơm chất lỏng áp suất cao vào các khối đá để phá vỡ chúng và làm cho chúng thấm qua được. Thủy lực cắt phá lấy năng lượng địa nhiệt có cách tiếp cận tương tự và còn được gọi là “hệ thống địa nhiệt nâng cao” (ESG). Mặc dù đây là quy trình tương tự như loại thủy lực cắt phá mà ngành khí đốt tự nhiên sử dụng, nhưng vẫn có một số điểm khác biệt quan trọng. Thủy lực cắt phá lấy địa nhiệt tạo ra các vết nứt nhỏ hơn, được kiểm soát tốt hơn và sử dụng chất lỏng ít gây ô nhiễm hơn nhiều.

ESG tạo ra hơi bằng cách lấy năng lượng từ những tảng đá đủ nóng nhưng quá khô để có thể tự tạo ra hơi. Các nhà phát triển khoan “giếng phun” theo chiều dọc vào lòng đất tới độ sâu khoảng 0,6 đến 2,8 dặm để đến được các hồ chứa đá khô nóng. Sau đó, họ sử dụng nước áp suất cao hoặc chất nổ để phá vỡ đá và tạo ra hồ chứa chất lỏng địa nhiệt. Giếng sản xuất bơm nước nóng trở lại bề mặt trái đất, tương tự như các nhà máy hai vòng tuần hoàn, làm nóng chất lỏng thứ cấp chuyển thành hơi. Nhà máy điện địa nhiệt sử dụng hơi này làm quay tua-bin để tạo ra điện.

Các rào cản đối với quá trình phát triển năng lượng địa nhiệt

• Thiếu tài nguyên địa nhiệt tự nhiên. Như đã thảo luận ở phần đầu của bài viết này, nguồn tài nguyên địa nhiệt sẵn có chỉ giới hạn ở những địa điểm gần ranh giới mảng kiến ​​​​tạo. Hầu hết các quốc gia có khả năng tiếp cận năng lượng địa nhiệt đều đã tận dụng được nguồn tài nguyên này ở mức độ nào đó.
• Chi phí và rủi ro thăm dò của nhà máy điện địa nhiệt. Chi phí từ 20 đến 30 triệu USD để thực hiện chương trình thăm dò và khoan ban đầu từ ba đến năm giếng địa nhiệt. Điều này, cùng với nguy cơ thăm dò không thành công, là những rào cản đối với việc mở rộng quy mô sử dụng năng lượng địa nhiệt trên toàn cầu.
• Chi phí và rủi ro của các nhà máy hệ thống địa nhiệt tăng cường. Mặc dù ESG có tiềm năng mở rộng nguồn tài nguyên địa nhiệt sẵn có, nhưng việc khoan giếng địa nhiệt rất tốn kém so với việc khoan dầu hoặc khí đốt. Một rào cản khác là giống như phương pháp “thủy lực cắt phá” truyền thống, các giếng ESG đã gây ra động đất. Đáng chú ý, nếu quá trình thủy lực cắt phá diễn ra gần với một vết đứt gãy đã tồn tại từ trước thì sẽ có nguy cơ xảy ra các trận động đất lớn hơn, có thể đủ mạnh để làm hư hại các tòa nhà gần đó.
• Chi phí ban đầu cao của hệ thống sưởi và làm mát bằng địa nhiệt. Máy bơm nhiệt địa nhiệt có giá từ 3.500 USD đến 7.500 USD cho một thiết bị cơ bản và các mẫu đắt tiền hơn với các tùy chọn như sưởi ấm bằng nước nóng thậm chí còn có giá cao hơn. Ngoài ra, chi phí đào và lắp đặt có thể có mức giá lên tới 12.000 USD đến 15.000 USD. Tuy nhiên, một số quốc gia có thể cung cấp các khoản giảm giá hoặc giảm thuế để bù đắp một số chi phí này. Cuối cùng, những hệ thống này sẽ mang lại lợi tức đầu tư vì chúng rất tiết kiệm năng lượng. Những người đầu tư vào hệ thống sưởi và làm mát bằng địa nhiệt có thể tiết kiệm được từ 30 đến 70% hóa đơn năng lượng hàng năm của họ.