Địa nhiệt là nguồn năng lượng sạch đã được nhắc tới nhiều trong giai đonạ hiện nay nhưng sự có mặt của nguồn năng lượng này ở Việt Nam vẫn còn lạ lãm với nhiều người. Nguồn năng lượng này có thể phát triển ở nước ta không và lợi ích của nó nằm ở đâu?
Địa nhiệt trên thế giới
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.
Dưới bề mặt hành tinh chúng ta, ở độ sâu từ 5 đến 10 km, có rất nhiều dòng nước nóng ngầm có thể sử dụng làm nguồn năng lượng. Những dòng nước nóng (có nơi lên tới 6.000oC) thường thoát lên bề mặt trái đất dưới dạng các nguồn nước nóng hay suối nước nóng phun trào, có thể dùng để biến đổi thành năng lượng điện hay sử dụng trực tiếp để sưởi ấm nhà ở hay các nhà kính trong trồng trọt, sấy nông sản. Nguồn địa nhiệt bản thân không thể giải quyết được căn bản các vấn đề năng lượng nhưng góp phần giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Năng lượng địa nhiệt đã được khai thác và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 20 cho mục đích sưởi ấm, sấy nông sản, tắm thư giãn,… Từ đó đến nay việc nghiên cứu và phát triển công nghệ khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt ngày càng phát triển nhanh về quy mô và hiệu suất.
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 bằng 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.
Các công nghệ nhà máy điện địa nhiệt
Hiện nay có 3 loại nhà máy sản xuất điện năng sử dụng nguồn địa nhiệt theo 3 mô hình: Nhà máy phát điện trực tiếp, sử dụng hơi nóng khô; nhà máy sản xuất điện gián tiếp, sử dụng hơi nước và nhà máy sản xuất điện hỗn hợp (hai chu trình).
Trong sơ đồ trực tiếp, hơi nóng với áp suất cao thổi trực tiếp làm quay tuốc bin để sinh ra điện. Đây là kiểu nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần đầu tiên được thử nghiệm ở Italia năm 1904, và vẫn được ứng dụng cho đến nay. Tại Callifornia có nhà máy điện địa nhiệt lớn nhất thế giới hoạt động theo nguyên lý này.
Trong sơ đồ gián tiếp, nước “siêu lỏng” từ tầng nước nóng bên dưới được đưa lên mặt đất và được giữ ở độ nóng trên 182 độ C. Hỗn hợp nước nóng và hơi nước này được dẫn vào buồng hơi để hạ áp suất, do vậy phần lớn hỗn hợp < nước nóng + hơi nước nóng>, được biến thành hơi nước. Hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay tuốc bin phát điện.
Trong sơ đồ hỗn hợp, sử dụng nước nóng có nhiệt độ thấp hơn 200 độ C, là nguồn nước nóng dồi dào nhất trong đa số các vùng địa nhiệt. Nước nóng dưới lòng đất được đưa lên ở dạng “siêu lỏng”, có nhiệt độ sôi thấp, được đưa qua buồng trao đổi nhiệt. Nhiệt năng của nước địa nhiệt làm nước trong buồng trao đổi nhiệt bốc hơi, và hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay tuốc bin điện. Ưu điểm của mô hình này là hạn chế được tình trạng có thể gây hại môi trường (mặc dầu rất nhẹ, nếu so với nhiệt điện từ nhiên liệu hóa thạch) như 2 mô hình trên. Đây là hệ thống khép kín nên không có chất thải vào khí quyển hay đất – do nước ngầm dưới sâu thường chứa các khí độc như SO2, CO2 và chứa vi lượng các nguyên tố như Arsenic, Thủy Ngân, Antimon… Nước nóng có nhiệt độ cao vừa phải là nguồn địa nhiệt thông dụng, có tiềm năng dồi dào nhất, do đó trong tương lai đa số các nhà máy điện địa nhiệt sẽ hoạt động theo nguyên lý này.
Địa nhiệt ở Việt Nam
Để nhà máy điện hoạt động hiệu quả, đòi hỏi nguồn địa nhiệt phải từ 120-150oC trở lên. Thông thường nước từ nguồn nhiệt được bơm đến bộ tách hơi, phần hơi nước tách ra được chuyển đến tua bin hơi để chạy máy phát điện. Hơi nước sau tua bin được ngưng tụ và được bơm trở lại lòng đất cùng với phần nước ngưng tại bộ tách hơi. Phần nước nóng cũng có thể được sử dụng cho các mục đích khác như sưởi, vệ sinh, tắm,…
Theo khảo sát và đánh giá của các nhà khoa học, hiện Việt Nam có khoảng 264 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.
Ông Thomas Mathews, chuyên gia Công ty tư vấn Fugro GmbH (Đức), cho biết với các nguồn nước trên 200 độ C có thể dùng làm nhiên liệu trạm phát điện, nhiệt độ từ 80 độ đến dưới 200 độ C có thể dùng trực tiếp để sấy nông thủy sản, sưởi ấm cho các căn hộ, nhà máy và nhiệt độ dưới 80 độ C dùng để dưỡng bệnh, phục vụ du lịch…
Đồng quan điểm, ông Võ Công Nghiệp, chuyên gia Hội Địa chất Thủy văn Việt Nam, nhấn mạnh các nguồn nhiệt nước ta có nhiệt độ không cao, nên rất có triển vọng trong sử dụng trực tiếp để sấy sản phẩm, phục vụ dưỡng bệnh, du lịch…
Ưu điểm của nguồn địa nhiệt nước ta là phân bố ở đều khắp lãnh thổ, cho phép sử dụng rộng rãi ở nhiều địa phương. “Với nhiệt độ thấp, sử dụng để phát điện sẽ tốn kém và cần điều tra nghiên cứu đầy đủ hơn. Có thể xây dựng những trạm phát điện công suất nhỏ phục vụ những làng bản vùng sâu, nơi mạng lưới điện quốc gia chưa vươn tới”, ông Nghiệp nói.
Bà Katrin Kessels, Cố vấn trưởng Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên Liên bang Đức (BGR) cho biết từ năm 2007, Viện đã điều tra, khảo sát tiềm năng điện nhiệt ở 6 điểm nước nóng ở Tu Bông (Khánh Hòa), Phú Sen (Phú Yên), Hội Vân (Bình Định), Nghĩa Thuận (Quảng Ngãi), Thạch Trụ (Quảng Ngãi) và Kon Du (Kon Tum) và nghiên cứu phương án sử dụng hiệu quả tùy mức độ chất lượng từng nguồn nước.
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.
Các tổ chức năng lượng xanh và giới khoa học đã tìm hiểu về nguồn năng lượng địa nhiệt của Việt Nam. Từ năm 2007, Viện Khoa học địa chất và tài nguyên Đức đã điều tra, khảo sát tiềm năng điện địa nhiệt ở sáu điểm nước nóng ở Tu Bông (Khánh Hòa), Phú Sen (Phú Yên), Hội Vân (Bình Định), Nghĩa Thuận, Thạch Trụ (Quảng Ngãi) và Kon Du (Kon Tum) và nghiên cứu phương án sử dụng hiệu quả tùy mức độ chất lượng từng nguồn nước. Riêng Tập đoàn Ormat đã chủ trương đầu tư xây dựng 5 nhà máy điện địa nhiệt tại Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức, Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) và Tu Bông (Khánh Hòa) với tổng công suất dự kiến lên đến 150-200MW. Tuy nhiên, tất cả đều chưa thể khởi công vì giá bán điện hiện còn thấp hơn giá thành.
Từ các số liệu đo địa nhiệt trong các lỗ khoan thăm dò dầu khí, đã khoanh được các vùng có địa nhiệt cao là vùng Đông Nam Đồng bằng sông Hồng (độ sâu 3.000m có nhiệt độ hơn 140OC) và ven biển Bình Thuận với diện tích hàng trăm kilômét vuông. Ngoài ra, một số khu vực khác như Huế, Quảng Ngãi, Kon Tum cũng có nguồn địa nhiệt ở mức cao… có điều kiện để phát điện công suất nhỏ. Trong khi đó, kết quả nghiên cứu của Viện Địa chất (thuộc VAST) ở vùng Đồng bằng sông Hồng cho thấy tầng trung hòa nhiệt ổn định 25 – 26OC phân bố ở độ sâu dưới 10-15m, là điều kiện địa chất thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ bơm nhiệt đất (GSHP). Các tính toán mô phỏng công nghệ này với điều kiện thực tế ở Hà Nội cho phép tiết kiệm được 37% năng lượng điện tiêu thụ so với hệ thống điều hòa không khí (RAC) hiện nay. Ngoài lợi ích kinh tế, giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả, bơm nhiệt đất còn hạn chế tối đa lượng khí xả ra làm ô nhiễm môi trường.
Dự án nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên ở Việt Nam
Với những nghiên cứu và đánh giá từ nhiều tổ chức và chuyên gia, dự án địa nhiệt đầu tiên tại Việt Nam đã được công ty cổ phần phong thủy nhiệt điện SVA bắt tay thực hiện tại khu vực Quảng Bình
Tại cuộc họp chiều ngày 29/01/2010, ông Cao Thụy đã báo cáo Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Trị về Dự án xây dựng Nhà máy Điện Địa nhiệt đầu tiên ở Việt Nam với sự chuyển giao công nghệ tiên tiến từ Tập đoàn OMAT – Mỹ. Dự án sẽ đươc xây dựng trên diện tích 10 ha đất thuộc địa phận huyện ĐaKrông – tỉnh Quảng Trị, công suất từ 25 đến 30 MW với vốn đầu tư khoảng 50 triệu đô la Mỹ. Công nghệ rất hiện đại đươc sử dụng là công nghệ chu trình khép kín với hai yếu tố đặc biệt quan trọng: Thứ nhất, Điện Địa nhiệt có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo vệ môi trường; Khí thải, bụi, tiếng ồn hầu như không có. Thứ hai, Điện Địa nhiệt có công suất lớn và ổn định thuận tiện cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt. Xây dựng Nhà máy Điện Địa nhiệt tại huyện ĐaKrông sẽ tận dụng được nguồn tiềm năng thiên nhiên từ khu mỏ nước nóng tại đây và còn có thêm một ý nghĩa đó là góp phần cải thiện đời sống sinh hoạt của bà con dân tộc Vân Kiều đang sinh sống tại địa bàn. Trong quá trình hoạt động, Nhà máy Điện Địa nhiệt còn giúp cải thiện môi trường xung quanh có thể tận dụng để phát triển du lịch.
Ngày 08/6/2010, Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Trị – Ông Nguyễn Đức Cường đã chính thức ký quyết định cấp phép Giấy chứng nhận đầu tư số 30121000071 cho Công ty Cổ phần Phong Thủy Nhiệt điện SVA trực thuộc Tập đoàn Tài chính SVA triển khai đầu tư xây dựng Nhà máy điện Địa nhiệt tại Đakrông với công suất 25 MW.
Đây là nhà máy điện Địa nhiệt đầu tiên của Việt Nam được cấp phép để SVA Financial Group đầu tư xây dựng trên diện tích đất dự kiến là 10ha. Tổng số vốn SVA Financial Group sẽ đầu tư cho dự án là 947,146 tỷ đồng (Chín trăm bốn mươi bảy tỷ, một trăm bốn mươi sáu triệu đồng).
Dự án này hứa hẹn mang lại những ý nghĩa rất lớn với việc cung cấp điện năng phục vụ đời sống của bà con huyện ĐaKrông nói riêng và tỉnh Quảng Trị nói chung, hơn thế nữa nó còn có ý nghĩa tích cực với môi trường cũng như thúc đẩy một số ngành công nghiệp, dịch vụ phát triển tại địa phương.
Nguồn:
Địa nhiệt – Nguồn năng lượng sạch tương lai (trithucsangtao.vn, 15/04/2011)
Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên của Việt Nam tại Quảng Trị (SVA Financial group, 08/2011)
