Cái gì là nguồn nhiệt của trái đất năm 2024

Trên trái đất có có rất nhiều nguồn năng lượng tái tạo như: năng lượng gió, năng lượng mặt trời, thuỷ điện, năng lượng địa nhiệt,… Trong bài viết này hãy cùng Thiết Bị Điện Goldsun tìm hiểu năng lượng địa nhiệt là gì và để đi sâu về dạng năng lượng này nhé!

Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng được lấy từ nhiệt trong tâm Trái Đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất.

Năng lượng địa nhiệt đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng ngày nay nó được dùng để phát điện. Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới đến năm 2007, cung cấp 0,3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW công suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình công nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp ở một số khu vực.

Sử dụng năng lượng địa nhiệt

Có 2 cách để sử dụng năng lượng địa nhiệt đó là sử dụng trực tiếp và sản xuất điện.

Sử dụng trực tiếp

Giống như năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt cũng có nhiều ứng dụng trực tiếp bao gồm sưởi ấm không gian và làm mát, spa liên quan đến chăm sóc sức khỏe, nuôi cá, sưởi ấm nhà kính, tắm nước nóng.

Sản xuất điện

Để sản xuất điện người ta sử dụng tuabin được kết nối với máy phát điện, tuabin sẽ quay, sự quay này làm cho nam châm chuyển động xung quanh cuộn dây để tạo ra dòng điện. Hiện nay có ba loại nhà máy điện địa nhiệt 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 trực tiếp hơi nước từ các nguồn nước ngầm cực nóng bằng cách khoan giếng sản xuất xuống một lớp đá thấm nước dưới lòng đất. Hơi nước này được sử dụng làm quay các tuabin và tạo ra điện.

Nhà máy điện hơi nước chớp

Nhà máy điện hơi nước chớp là hệ thống được sử dụng nhiều nhất để tạo ra điện từ các nguồn địa nhiệt. Hệ thống hơi nước chớp chỉ hữu ích cho nhiệt độ trên 300F.

Nhà máy điện hơi nước chớp sử dụng giếng nước, khai thác nước sôi dưới lòng đất. Khi nước nóng lên giếng, nó tạo ra hơi nước để quay các tuabin. Nước và hơi nước thừa được đưa trở lại bể chứa để đảm bảo tính bền vững cho cả quy trình.

Nhà máy điện theo chu trình nhị phân

Các nhà máy điện địa nhiệt chu trình nhị phân hoạt động trong khoảng từ 100F đến 300F.

Các nhà máy điện chu trình nhị phân sử dụng chất lỏng thứ cấp được làm nóng thành hơi và nó được sử dụng để làm quay các tuabin và tạo ra điện thay vì chất lỏng địa nhiệt thực tế. Chất lỏng thứ cấp thường là một hidrocacbon như isopentan hoặc chất làm lạnh. Nó bị biến thành hơi ở nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với nước.

Năng lượng địa nhiệt được khai thác bằng cách nào?

Khoan các giếng sâu từ 3 đến 5km và đưa nước xuống, nhiệt độ trong lòng đất nóng và làm cho nước sôi lên. Hơi nước theo đường ống dẫn sẽ làm quay tua bin máy phát điện. Với độ sâu này của giếng đã có thể khai thác địa nhiệt ở trong vùng 200 độ C.

Với nguồn năng lượng địa nhiệt từ 80 đến 200 độ C, có thể ứng dụng cho việc sấy nông thủy sản, sưởi ấm cho nhà máy, căn hộ còn đối với nguồn địa nhiệt dưới 80 độ C thì có thể dùng cho việc phục vụ du lịch, dưỡng bệnh.

Các nhà máy biến nhiệt địa thành điện, sử dụng hơi nước trực tiếp từ bên dưới mặt đất. Những địa điểm này thường có vị trí đặc biệt như nằm ngay bên trên vết đứt gãy lớn trong lòng Trái Đất, nhiệt thoát ra khỏi lõi Trái Đất và làm nóng các tầng đá dễ thấm nước.

Ở nước ta, có tiềm năng phát triển địa nhiệt mạnh mẽ nhưng đa số các nguồn năng lượng nhiệt điện phân bố rải rác, không tập trung nên rất khó xây dựng nhà máy khai thác với quy mô lớn.

Tác động của năng lượng địa nhiệt đến nền kinh tế

Giá trị kinh tế không thể phủ nhận khi nguồn năng lượng địa nhiệt được sử dụng trong đời sống hằng ngày.

Tuy nhiên với nguồn năng lượng địa nhiệt dồi dào được lấy từ trái đất nhưng trong quá trình biến sản xuất điện từ năng lượng này là một bài toán khó, nó đòi hỏi phải có một công nghệ kỹ thuật tiên tiến, chất lượng cao và vốn đầu tư lớn. Kỹ thuật xử lý địa chất cũng rất phức tạp vì phải tìm kiếm những nơi địa nhiệt có nhiệt độ cao thì việc khai thác mới hiệu quả, nó đảm bảo cho nhà máy điện hoạt động ổn định, lâu dài.

Tuy chi phí đầu tư cho công nghệ kỹ thuật cao, nhà máy địa nhiệt để sản xuất điện tốn kém hơn các nhà máy điện đốt các loại khí khác, nhưng chi phí vận hành lại tiết kiệm hơn rất nhiều. Nguyên nhân là vì nhà máy điện địa nhiệt không cần nhiên liệu. Trong khi các nhà máy điện đốt khí tự nhiên, dầu hoặc than phải bỏ một lượng chi phí mua nhiên liệu để sản xuất, mà chi phí cao gấp đôi chi phí xây dựng nhà máy.

Thực tế cho thấy, giai đoạn đầu chi phí để khai thác năng lượng địa nhiệt rất lớn cần có một nền kinh tế ổn định vì mỗi giai đoạn đều có những rủi ro đi kèm. Sau khi qua giai đoạn đầu đây là lúc tiềm lực phát triển kinh tế đi lên, là cơ sở để phát triển đầu tư nhiều lĩnh vực. Đặc biệt nó còn là năng lượng sạch bảo vệ môi trường.

Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng địa nhiệt

Dưới đây là ưu điểm và nhược điểm của năng lượng địa nhiệt

Ưu điểm

Nguồn năng lượng địa nhiệt có thể giải quyết nguy cơ cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch và nó có thể sử dụng trực tiếp như một nguồn nhiệt trong nhà kính.

Năng lượng địa nhiệt có thể tái tạo được và được sử dụng bất kỳ địa hình nào, trên nhiều khu vực khác nhau. Nguồn năng lượng dồi dào, vô tận từ lòng trái đất mà không gây hại cho môi trường. Đặc biệt việc khai thác không gây ra bất kỳ tiếng ồn nào ảnh hưởng đến các hoạt động khác xung quanh.

Đây là loại năng lượng sạch, hiệu quả về kinh tế lâu dài và rất thân thiện với môi trường, khi phát ra lượng khí nhà kính không đáng kể trong quá trình khai thác. Hơn nữa, lõi Trái Đất sẽ còn tiếp tục cháy trong hàng tỷ năm nữa vì vậy đây là nguồn năng lượng vô tận, các nhà máy có thể khai thác lâu dài, bền vững.

Nhược điểm

Giới hạn về mặt địa lý: Năng lượng địa nhiệt chỉ được khai thác ở một số nơi, chủ yếu là những vùng gần với ranh giới kiến tạo mảng. Mặc dù càng về sau, càng có nhiều công nghệ khai thác nhiệt điện ra đời nhưng không phải nơi nào cũng có thể khai thác được. Chẳng hạn việc khai thác năng lượng địa nhiệt với các hồ chứa có nhiệt độ cao từ 180 – 370 độ C và có đá thấm nước, thường chỉ xuất hiện ở những nơi có các mảng kiến tạo đang hoạt động và tạo thành các vết đứt gãy như tại Hoa Kỳ, Iceland.

Đòi hỏi công nghệ hiện đại: Với công nghệ hiện nay, chỉ khai thác năng lượng địa nhiệt từ các tầng nông bên dưới mặt đất nên chưa tận dụng được hết tiềm năng của nguồn năng lượng này. Hiện nay thế giới chỉ mới khai thác 6.5% nguồn năng lượng địa nhiệt (theo ước tính của Hiệp hội Năng lượng Mỹ).

Tiềm ẩn nguy cơ rủi ro: Nguồn nhiệt điện thường tập trung ở các vị trí tiếp giáp của các mảng kiến tạo địa chất nên việc khai thác tiềm ẩn nhiều nguy cơ động đất.

Trên đây là những thông tin hữu ích về năng lượng địa nhiệt mà Thiết Bị Điện Goldsun tổng hợp lại cho quý bạn đọc. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn thêm nhiều kiến thức mới.