ĐỊA NHIỆT TẦNG NÔNG – NGUỒN NĂNG LƯỢNG PHONG PHÚ

Năng lượng địa nhiệt hay nhiệt đất là một dạng năng lượng được tích tụ dưới dạng nhiệt lượng nằm ngay dưới lớp đất của vỏ trái đất. Việc khai thác nhiệt lượng tầng nông có nghĩa là khai thác nhiệt của đất nằm ở độ sâu từ 1 đến 100m dưới bề mặt đất
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỊA NHIỆT TẦNG NÔNG – NGUỒN NĂNG LƯỢNG PHONG PHÚ ĐỊA NHIỆT TẦNG NÔNG – NGUỒN NĂNG LƯỢNG PHONG PHÚ CÒN BỊ LÃNG QUÊN CÓ THỂ SỬ DỤNG CHO SƯỞI ẤM HAY LÀM MÁT CÁC CÔNG TRÌNH: MỘT SỐ KINH NGHIỆM CỦA ĐỨC PGS. TSKH. Nguyễn Trung Dũng Nguyễn Tuấn Anh Khoa Kinh tế và Quản lý (tài nguyên thiên nhiên) Đại học thuỷ lợi E.mail: ntdzung990@gmail.com , anhnt.wru@gmail.comTóm tắtKhi giá dầu trên thị trường thế giới liên tục tăng dựng đứng trong thời gian qua và việc xả thải khí CO2 là một trongnhững nguyên nhân chính dẫn đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu thì việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo ngàycàng có ý nghĩa quan trọng và mang tính chiến lược. Ngày nay kỹ thuật và công nghệ đã phát triển và con người cóthể khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như địa nhiệt, gió, mặt trời, thuỷ triều và sinh khối. Trong những năm gầnđây, địa nhiệt có một vai trò mới đang bùng lên và được quan tâm đặc biệt ở Châu Âu vì nó được coi là một nguồnnăng lượng vô hạn, lại rất thân thiện môi trường và ổn định trong khai thác.Năng lượng địa nhiệt là một dạng năng lượng được tích tụ dưới dạng nhiệt lượng nằm ngay dưới lớp đất của vỏ tráiđất. Khai thác địa nhiệt tầng nông có nghĩa là khai thác nhiệt của đất nằm ở độ sâu từ 1 đến 150 m dưới bề mặt đất.Nhờ có những công nghệ tiên tiến (máy bơm nhiệt, máy thu tích nhiệt, mũi hút địa nhiệt, giếng nước ngầm hay cáctấm bêton áp đất) mà lượng nhiệt tầng nông tuy có độ chênh lệch nhiệt độ tương đối thấp so với nhiệt độ không khísong vẫn có thể được khai thác phục vụ cho sưởi ấm vào mùa đông và làm mát về mùa hè cho các công trình nhưnhà văn phòng, trường học, nhà trẻ, trạm y tế, siêu thị,… Gần 80% nhiệt lượng dùng cho việc sưởi ấm hay làm máttoà nhà đều được khai thác từ nguồn cấp nhiệt nằm ngay trong lòng đất và như vậy việc sưởi ấm hay làm mát có thểđược coi gần như không có xả thải khí CO2 và không hề ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu. Trong báo cáo này sẽ giớithiệu về mặt kỹ thuật và công nghệ, phân tích ở khía cạnh kinh tế và tác dụng môi trường cũng như nêu xu thế chungvà một số kinh nghiệm trong phát triển và khai thác địa nhiệt tầng nông ở Đức.Từ khoá: Địa nhiệt tầng nông, kinh nghiệm của Đức1. MỞ ĐẦUNăng lượng địa nhiệt hay nhiệt đất là một dạng năng lượng được tích tụ dưới dạng nhiệt lượngnằm ngay dưới lớp đất của vỏ trái đất. Việc khai thác nhiệt lượng tầng nông có nghĩa là khai thácnhiệt của đất nằm ở độ sâu từ 1 đến 100 m dưới bề mặt đất.Nhiệt lượng đất ở tầng trên cùng, tính đến độ sâu 100 m gồm: Một phần năng lượng mặt trờiđược tích lại và một phần năng lượng của lòng đất. Chính vì vậy, giữa hai đại lượng nhiệt độ vàđộ sâu của đất (tính đến 10 m dưới mặt đất) có quan hệ với nhau và phụ thuộc vào nhiệt độ mùatrong năm, ví dụ mùa hè thì thường cao hơn mùa đông. Song, từ độ sâu 15 m trở đi thì biểu đồnhiệt độ gần như đi vào ổn định trong cả năm. Theo một số nghiên cứu, cứ 100 m sâu thêm thìnhiệt độ của trái đất tăng thêm khoảng 3oC (Hình 1).Do nhiệt độ chỉ giao động trung bình trong miền 8-12oC mà lại đem sử dụng trực tiếp cho sưởiấm hay làm mát thì quả là quá ít. Chính vì vậy mà người ta phải sử dụng loại máy bơm nhiệt đặcbiệt được lắp tiếp nối với mục đích nâng nhiệt độ (làm nóng lên) đến một mức cần thiết, thôngthường vào khoảng 35-65oC. Để làm được việc đó ta cần một số thiết bị chuyên dụng thì mới cóthể khai thác được tiềm năng của nhiệt đất đã được tích trong lòng đất bao la với nhiệt độ phânbố tương đối đồng đều trong cả năm, như bộ phận thu tích nhiệt, mũi khoan hút nhiệt, giếng nướcngầm hay các tấm bêton áp đất. Gần 80% nhiệt lượng dùng cho việc sưởi ấm đều được khai thác 1từ nguồn cấp nhiệt nằm trong lòng đất và như vậy việc sưởi ấm có thể được coi như không phátthải khí CO2 và hoàn toàn không ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.Kỹ thuật mang tính sáng tạo đột phá ở đây là biến ngay lòng đất không những thành nơi lưu tíchnhiệt phục vụ cho sưởi ấm hay làm mát công trình, mà còn tích thêm nhiệt lượng dư thừa phát ratừ các nguồn như: bức xạ mặt trời, nhiệt phát thảitrong quá trình sản xuất, năng lượng sưởi ấm haylàm lạnh trong các mùa. Đặc biệt ở các vùng cầnphải sử dụng máy điều hoà nhiệt độ như Việt Namthì việc sử dụng địa nhiệt có thể giúp ta tiết kiệmđáng kể lượng điện năng tiêu thụ mà an toàn trongsử dụng và đảm bảo tính cân bằng sinh thái so vớicác máy điều hoà nhiệt độ truyền thống đang sửdụng.Việc lựa chọn nguồn nhiệt (lòng đất hay nướcngầm) và các phương án kỹ thuật để khai thác (máythu nhiệt đất, mũi hút nhiệt, giếng nước ngầm haycác tấm bêton áp đất) phụ thuộc vào đặc điểm địachất và thuỷ văn của khu vực cũng như diện tíchmặt bằng có thể sử dụng được. Xét ...