Năng lượng địa nhiệt có thể giúp cứu trái đất

Không giống như gió hay mặt trời, năng lượng địa nhiệt luôn luôn sẵn có, dù nắng hay mưa, đêm hay ngày.

Hãy tưởng tượng, nếu có một hình thức năng lượng phi phát thải carbon nằm ẩn trong lòng đất, thứ có thể cung cấp năng lượng bất cứ thời điểm nào, dù trời đầy hay hoặc ít gió, thì đó là địa nhiệt. Các nghiên cứu chỉ ra, năng lượng địa nhiệt có thể là yếu tố quan trọng để cung cấp năng lượng cho một quốc gia phụ thuộc vào năng lượng sạch. Một bản ghi nhớ gần đây từ ClearPath, một thinktank về năng lượng sạch, đã ước tính, năng lượng địa nhiệt có thể cung cấp tới 20% năng lượng cho Mỹ. Điều này có thể đặt Mỹ vào gần hơn vị trí của Iceland, nơi gần 1/4 điện năng dất nước từ nguồn này. Nhưng để đạt được mục tiêu này thì Mỹ cần có một số nới lỏng về quy định và việc sử dụng các kỹ thuật thăm dò và khoan của các công ty gas và dầu mỏ.

“Đây là một nguồn năng lượng lớn nhưng không được nhiều người quan tâm”, Spencer Nelson, người đang thực hiện một dự án đổi mới sáng tạo về năng lượng tại ClearPath và soạn bảo bản ghi nhớ.

Các thành viên của Quốc hội có thể thông qua việc cải cách cơ chế hỗ trợ và quy định về địa nhiệt để khuyến khích đầu tư vào lĩnh vực này, nếu họ nhận ra những tiềm năng của chúng, Nelson nói.Đây là vấn đề khác xa với những thứ vẫn gây tranh cãi giữa các đảng, vì thế có thể sẽ được cả hai đảng ủng hộ.

Tại thời điểm này, năng lượng địa nhiệt bị giới hạn tại một vài điểm ở miền Tây Mỹ— tại California, Nevada, và Utah, nơi dòng nhiệt ngầm từ những dòng suối nước nóng được chuyển thành viện qua các turbine. Nó cung cấp tổng số 0.4% điện năng cho Mỹ, một phần vì các chính trị gia thường “bỏ quên” nó, Nelson nói.

Khi Quốc hội thông qua các ưu đãi khuyến khích năng lượng sạch, các nhà lập pháp có xu hướng ít chú ý đến điện địa nhiệt. Năng lượng gió và mặt trời nhận được 30% tín dụng thuế nhưng tín dụng thuế cho địa nhiệt chỉ được 10%. “Đây thực sự là lỗi”, Nelson nói. Quốc hội không nghĩ đến việc đưa địa nhiệt trở lại khi thông qua những quy định mới về môi trường cho dầu mỏ và khí đốt năm 2005. Do đó, việc thực hiện các mũi khoan năng lượng địa nhiệt đòi hỏi quá trình chấp thuận về môi trường dài hơn là khoan dầu mỏ.

Những quy định ngặt nghèo là nguyên nhân chính khiến chúng ta không có nhiều năng lượng địa nhiệt, theo một nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ. Nhìn chung, phải mất tới 8 năm để thực hiện đủ yêu cầu về môi trường, cơ sở để khởi động một dự án địa nhiệt, vốn có thể khiến chi phí gia tăng và ngăn cản các nhà đầu tư rót vốn cho các dự án xây dựng nhà máy dịa nhiệt. Nghiên cứu này ước tính, nếu cắt giảm quá trình chấp thuận xuống còn 4 năm thì nó sẽ khuyến khích việc có những dự án mới, có lẽ sẽ góp phần tăng gấp đôi các nhà máy địa nhiệt vào năm 2050, nếu so sánh  với những nhà máy hiện nay.

Để địa nhiệt đóng góp 20% lượng điện của cả nước Mỹ, cần có những kỹ thuật mới. Bằng việc khoan sâu hơn, khoan theo chiều ngang và kỹ thuật fracking (kỹ thuật bơm nước áp lực cao trộn với cát và hóa chất để cắt phá đất đá) để tạo ra những dòng suối khoáng nhân tạo, năng lượng địa nhiệt có thể được khai thác trên diện rộng hơn. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, địa nhiệt có thể cung cấp 100 gigawatt điện năng ở giá cạnh tranh. Cùng với lượng điện từ tất cả các nhà máy điện hạt nhân trên khắp nước Mỹ, địa nhiệt có thể cung cấp được điện cho 100 triệu ngôi nhà.

Thật khó có nhiều năng lượng hơn mà không có đổi mới sáng tạo. Nhưng mọi việc có thể trở nên đơn giản hơn với việc “vay mượn” kỹ thuật từ một ngành công nghiệp đã phát triển các kỹ thuật khoan để thu được nhiều khí thiên nhiên. Theo cách khác, năng lượng sạch có thể được thúc đẩy từ truyền thống của ngành khác. “Thật khó tưởng tượng là lĩnh vực khoan đã đạt được bước tiến như thế nào trong 15 năm qua”, Tim Latimer, đồng sáng lập Fervo Energy, một doanh nghiệp khởi nghiệp đang nỗ lực tìm ra những đổi mới sáng tạo để thúc đẩy năng lượng địa nhiệt.

Hiện tại, dù đã đổi mới nhưng một số kỹ thuật như kỹ thuật fracking vẫn tiềm ẩn một số rủi ro như dẫn đến động đất. Chính phủ Hàn Quốc mới đây đã cho biết một nhà máy địa nhiệt đã là nguyên nhân gây ra một trận động đất 5.4 độ Richter vào năm 2017 và làm bị thương 135 người. Áp suất cao sử dụng để bơm chất lỏng từ lòng đất để cắt đá đã giải phóng nhiệt đủ sức gây ra những trân động đất nhỏ.

Một công bố quốc tế gần đây đưa ra một số bài học: việc theo dõi các trận động đất để xem liệu chúng có quá lớn hoặc được khoan quá gần với những tòa nhà không. Không có nguồn năng lượng nào mà không có vấn đề, vì vậy cần phải giảm thiểu rủi ro càng nhiều càng tốt. “Chúng ta cần đặt các biện pháp an toàn thích hợp khi chúng ta thực hiện các dự án địa nhiệt”, John White, giám đốc điều hành Trung tâm Hiệu quả năng lượng và Công nghệ tái tạo, nói.

Latimer chỉ ra những thách thức khác. Công nghệ Fracking thường được áp dụng trên đá phiến mềm nhưng đá nóng mà công ty Fervo hướng đến thường là đá granite cứng. Hiện công ty của Latimer đã mô hình hóa các giải pháp tiềm năng để giải quyết các vấn đề và lập kế hoạch để kiểm tra thử chúng tại một số điểm khoan càng nhanh càng tốt.

Tựu chung lại thì cả năng lượng gió và mặt trời đều không đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng ta. Tại California, thi thoảng năng lượng tái tạo cung cấp tới 60% nhu cầu năng lượng khi mặt trời chiếu sáng ở mức cao nhưng khi mặt trời xuống dưới đường chân trời thì các nhà máy khí gas trên khắp nước Mỹ và nhà máy nhiệt điện than tại Utah lại hoạt động ở mức cao, phát thải hơn 4.000 tấn carbon dioxide mỗi giờ. Do đó cần có một nguồn năng lượng sạch có thể vận hành xuyên đêm, và cả khi gió không thổi.

White cho biết, đây là thời điểm để định hình các hình thức năng lượng khác nhau để đạt được nhu cầu của con người. Nghiên cứu gần đây đề xuất địa nhiệt có thể là mọt trong những “miếng bánh” bị mất cần thiết để giải được bài toán năng lượng. “Chúng ta không chỉ cần điện gió hay mặt trời, cần pin lưu trữ hay điện hạt nhân mà còn cần cả địa nhiệt. Chúng ta cần tất cả các loại hình năng lượng để đảm bảo an ninh năng lượng.”

Nhiều chuyên gia đều đồng ý với điện gió và điện mặt trời và cả thủy điện cung cấp 80% nhu cầu năng lượng Mỹ. Nếu chuyển tất cả các nguồn phát năng lượng sạch lên tới 100% tổng lượng điện theo cách hiện nay thì về cơ bản, chúng ta có lẽ cần thò tay vào ví sâu hơn, nghĩa là tốn nhiều tiền hơn.

Tô Vân dịch

Nguồn: https://www.wired.com/story/geothermal-energy-could-save-the-climateor-trigger-lots-of-quakes/