NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng 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. Nguồn địa nhiệt liên quan mật thiết đến cấu trúc nhiệt độ của Trái Đất và chu trình đối lưu nhiệt trong lòng Trái Đất. Nhiệt độ của Trái Đất tăng dần theo độ sâu và đạt đến 4.200oC tại tâm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT 1. I. TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO: Cung cấp năng lượng là một lãnh vực rất cần thiết để duy trì sự hoạt động của các ngành công nghiệp, trong cuộc sống của chúng ta. Nhưng các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống như: than đá, dầu mỏ…. đang ngày càng cạn kiệt và gây ra những hậu quả đối với môi trường. Ngày nay, năng lượng sạch đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và là một sự lựa chọn cho nguồn năng lượng thay thế trong tương lai. Nguồn năng lượng sạch bao gồm năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều,…. Các nguồn năng lượng này đã và đang góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế và giảm thiểu phát thải khí nhà kính II. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT: Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng 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. Nguồn địa nhiệt liên quan mật thiết đến cấu trúc nhiệt độ của Trái Đất và chu trình đối lưu nhiệt trong lòng Trái Đất. Nhiệt độ của Trái Đất tăng dần theo độ sâu và đạt đến 4.200oC tại tâm Các dạng biểu hiện của năng lượng địa nhiệt như: lỗ khe núi lửa, bọt bùn, suối nước nóng và các dạng khác Có 5 dạng nguồn địa nhiệt khác nhau như: + Bể thủy nhiệt: là các bể chứa hơi hoặc nước nóng bị bẫy trong đá porous. Để sản xuất điện, hơi hoặc nước nóng được đưa từ các bể lên mặt đất để vận hành các turbin phát điện. Do nguồn hơi nước tương đối hiếm, nên hầu hết các nhà máy địa nhiệt sử dụng nguồn nước nóng. + Đá khô nóng: địa nhiệt có thể được khai thác từ một số các nguồn đá khô, không thấm ở dưới mặt đất. Ta bơm nước lạnh xuống nguồn đá khô này tại một giếng khoan, cho khối nước này chảy qua nguồn đá khô và được nung nóng, sau đó dẫn khối nước được nung nóng ra một giếng khoan khác và trữ trong bể địa nhiệt. + Magma: tất cả các kỹ thuật địa nhiệt hiện nay đều chỉ khai thác “gián tiếp” nhiệt năng từ lòng đất do magma chuyển lên. Hiện tại vẫn chưa có kỹ thuật này cho phép khai thác trực tiếp nhiệt lượng từ magma, mặc dù magma là nguồn nhiệt lượng cực kỳ dồi dào trong vỏ Trái Đất. + Nước muối địa áp: là dạng nước nóng, áp suất cao và chứa methane hòa tan. Cả nhiệt và methane đều có thể được sử dụng để sản xuất điện thông qua turbine. I. SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT TRÊN Ở NƯỚC TA VÀ THẾ GIỚI Các nhà máy sản xuất điện từ địa nhiệt (cho giá thành rẻ và sạch về sinh thái) đã được xây dựng tương đối phổ biến tại nhiều quốc gia như Mỹ, Trung Quốc, Pháp, New Zealand, Nhật, Philippines, Canada, Úc,…. Ước tính riêng tại Mỹ, sản lượng điện được sản xuất từ nguồn địa nhiệt cho phép tiết kiệm tới 80 triệu thùng dầu mỗi năm. Chỉ tính riêng năm 2003, Mỹ đã sản xuất được 34.880 GWh điện từ các nguồn năng lượng địa nhiệt, gấp trên 12 lần tổng sản lượng điện của nhà máy thủy điện Trị An (công suất 420MW) của chúng ta hiện nay.Theo thống kê từ năm 2002 đến năm 2004 tổng công suất lắp đặt tại 19 quốc gia trên thế giới với 33 nhà máy là 552MW. Tính đến cuối năm 2004 tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện địa nhiệt trên thế giới là 12.390 MW, tăng 25% so với năm 2003. Con số này gấp hơn 1,2 lần tổng công suất lắp đặt của tất cả các nhà máy điện ở Việt Nam hiện nay. Như vậy việc sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt đã được khoa học chứng minh và khẳng định vằng thực tế tốc độ phát triển rất nhanh, tính cạnh tranh cao về suất đầu tư và chi phí vận hành của các nhà máy đã được lắp đặt trên thế giới. Bản đồ sử dụng năng lượng địa nhiệt trên thế giới tính đến năm 2007 : Công suất lắp đặt các nhà máy điện địa nhiệt năm 2007 Theo khảo sát và đánh giá của các nhà khoa học, hiện Việt Nam có khoảng 200 nguồn, suối nước nóng phân bố tương đối đều trên cả nước: như suối nước nóng Kim Bôi-Hòa Bình, Thạch Bích-Quảng Ngãi, Bình Châu-Bà Rịa-Vũng Tàu,….với nhiệt độ trung bình từ 70-100oC ở độ sâu 3km. Hiện nay một số nguồn nước nóng này được khai thác chủ yếu cho việc tắm thư giãn, chữa bệnh. Theo đánh giá của các chuyên gia, các nguồn nhiệt này có khả năng xây dựng các nhà máy điện có công suất từ 3 đến 30MW. Riêng khu vực miền Trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa, nơi có các nguồn địa nhiệt với nhiệt độ từ 70-150oC, được xem là có tiềm năng lớn để khai thác và xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với tổng công suất khoảng 200MW. I. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT: + Ưu điểm : - Nguồn năng lượng ổn định, ít bị biến động: - Không giống như năng lượng gió. Nguồn năng lượng này luôn ổn định khi hoạt động ở chế độ tải nền - Thời gian sử dụng các giếng nhiệt có thể đến 20 năm - Ít ảnh hưởng nhiều đến môi trường: - Không phá hủy môi trường để xây dựng như các nhà máy thủy điện - Không thải nhiều các khí làm nóng bầu khí quyển như CO2 - Không cần nhiều các hồ chứa nước giải nhiệt vì có thể dùng chính nước ngưng tụ để giải nhiệt. - Không làm ô nhiễm nguồn nước -Không bị biến động bởi giá nhiên liệu vì không cần nhiên liệu đầu vào + Nhược điểm: - Khi khai thác chú ý sự phát ra các khí độc từ lòng đất như CO2 và H2S hay các nguyên tố nguy hiểm từ lòng đất như Hg, Arsen và Antimon. Các nhà máy phát điện địa nhiệt hiện hữu phát thải trung bình 90-120 kg CO2 trên 1MWh điện, và cũng là một phần nhỏ so với các nhà máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Một số nhà máy được yêu cầu phải có hệ thống kiểm soát lượng phát thải nhằm làm giảm lượng axít và các chất bay hơi - Các nhà máy địa nhiệt có thể chiếm một diện tích đất tối thiểu, sử dụng 1-8 hecta/1MW so với các nhà máy điện hạt nhân là 5-10ha/MW và 19 ha/MW đối với nhà máy điện chạy bằng than.. Ngoài ra còn chú ý đến nền đất khu vực khai thác. Tránh sử dụng nguồn nước nóng ngầm quá lớn có thể gây sụt lở II. CÁC ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT: Năng lượng địa nhiệt có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Ta có thể sử dụng như sau: - Dùng trực tiếp với nguồn nước nóng - Dùng trong việc sưởi ấm ( bơm nhiệt ), làm ...