Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Năng lượng địa nhiệt”

 

{{renewable energy sources}}

Hai mươi bốn quốc gia sản xuất tổng cộng 56.786 GWh (204 PJ) điện từ năng lượng địa nhiệt trong năm 2005,chiếm 0.3% lượng điện tiêu thụ toàn cầu. Lượng điện này đang tăng hàng năm khoảng 3% cùng với sự gia tăng số lượng các nhà máy cũng như nâng cao [[hệ số năng suất]]. Do các nhà máy năng lượng địa nhiệt không dựa trên các nguồn năng lượng không liên tục, không giống với [[tuốc bin gió]] hoặc [[tấm năng lượng mặt trời]], nên hệ số năng suất của nó có thể khá lớn và người ta đã chứng minh là đạt đến 90%.<ref name=USDoEfaq>[http://www1.eere.energy.gov/geothermal/faqs.html], U.S. Department of Energy, Geothermal FAQ</ref> Năng suất trung bình toàn cầu đạt 73% trong năm 2005.<ref name="IPCC" /> Năng suất toàn cầu đạt 10 GW năm 2007.

 

Các nhà máy điện địa nhiệt cho đến gần đây được xây dựng trên rìa của các mảng kiến tạo, nơi mà có nguồn địa nhiệt nhiệt độ cao nằm gần mặt đất. Sự phát triển của các nhà máy điện tuần hoàn kép và sự tiến bộ của kỹ thuật khoan giếng cũng như kỹ thuật tach nhiệt đã mở ra một hy vọng rằng chúng sẽ là một nguồn phát điện trong tương lai. Một dự án thử nghiệm đã được hoàn thành gần đây ở [[Landau-Pfalz]], Đức, và các dự án khác đang trong giai đoạn xây dựng ở [[Soultz-sous-Forêts]], Pháp và [[Cooper Basin]], [[Năng lượng địa nhiệt Úc|Úc]].

 

 

== Tác động môi trường==

Các dòng nước nóng được bơm lên từ dưới sâu trong lòng đất có thể chứa một vài khí đi cùng với nó như [[điôxít cacbon]] và [[hydro sunfua]]. Khi các chất ô nhiễm này thoát ra ngoài môi trường, nó sẽ góp phần vào sự [[ấm lên toàn cầu]], [[mưa axít]], và các mùi độc hại đối với thực vật xung quanh đó. 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.<ref name="IPCC" /> 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.

 

 

==Tài nguyên==

Lượng nhiệt của Trái Đất vào khoảng 10³¹ [[Jun]]<ref name="IPCC" />. Lượng nhiệt này trồi lên mặt đất một cách tự nhiên bởi sự truyền nhiệt với tốc độ 45 TW, hay gấp 3 lần lượng nhiệt con người tiêu thụ từ tất cả các nguồn năng lượng nguyên thủy. Tuy nhiên, phần lớn dòng nhiệt này bị khuếch tán do các điều kiện địa lý (trung bình 0.1 W/m²) nên khó thu hồi. [[lớp vỏ (địa chất)|Vỏ Trái Đất]] ứng xử một cách hiệu quả như là một lớp cách ly dày mà các ống dẫn dung dịch (mácma, nước và các dạng khác) có thể xuyên qua để giải phóng nhiệt trong lòng đất.

 

Cùng với lượng nhiệt có nguồn gốc từ dưới sâu trong lòng đất, còn có lượng nhiệt từ năng lượng mặt trời được tích tụ trong lớp đất dày 10 từ mặt đất trong mùa hè, và giải phóng chúng trong mùa đông. Năng lượng theo mùa được dự trữ theo cách này thì rất nhỏ, nhưng tốc độ dòng nhiệt thì rất lớn, dễ tiếp cận hơn, và thậm chí phân bố trên toàn cầu. Bơm nhiệt địa nhiệt có thể tách đủ lượng nhiệt từ nguồn nhiệt nông trên toàn cầu để cung cấp cho việc sưởi vào mùa đông.

 

 

Đối với những nơi nền đất nóng nhưng khô hoặc áp lực nước yếu, người ta có thể bơm nước vào để kích thích dòng nhiệt dịch. Tại vị trí dự định khai thác, người ta sẽ khoan 2 lỗ khoan, và các đá nằm dưới sâu giữa hai lỗ khoan này sẽ bị làm nứt nẻ bằng phương pháp nổ vỉa (ví dụ như dùng mìn để làm nứt đá) hoặc bơm nước áp lực cao. Nước được bơm xuống từ một lỗ khoan và hơi nước sẽ được thu hồi từ lỗ khoan còn lại. Người ta cũng có thể sử dụng cacbon điôxít lỏng thể thay thế cho vai trò của nước. Phương pháp này được gọi là [[năng lượng địa nhiệt đá nóng-khô]] ở châu Âu, hoặc [[hệ thống địa nhiệt tăng cường]] ở Bắc Mỹ.

 

Tiềm năng phát điện từ năng lượng địa nhiệt dự tính thay đổi rất lớn từ 35 đến 2000 GW, tùy thuộc vào mức độ đầu tư tài chính cho việc thăm dò và phát triển kỹ thuật này<ref name="IPCC" />. Số liệu trên không bao gồm lượng nhiệt không dùng để phát điện được thu hồi từ tổ hợp phát điện và nhiệt, các bơm nhiệt địa nhiệt và sử dụng trực tiếp khác. Theo báo cáo năm 2006 của [[MIT]], nếu tính cả việc sử dụng hệ thống địa nhiệt tăng cường thì mức đầu tư ước tính vào khoảng 1 tỷ đôla Mỹ cho việc nghiên cứu và phát triển trong vòng 15 năm và điều này có thể cho phép tăng thêm 100 GW trữ lượng điện cho đến năm 2050 của riêng Hoa Kỳ<ref name="INEL" />. Báo cáo MIT cũng tính rằng hơn 200 ZJ có thể chiết tách với khả năng tăng lượng này vượt hơn 2,000 ZJ cùng với các cải tiến công nghệ (đủ để cung cấp cho nhu cầu năng lượng hiện tại trên toàn thế giới trong trong vài [[thiên niên kỷ]]<ref name="INEL" />.

 

Năm 1892, hệ thống sưởi khu vực của Hoa Kỳ ở [[Boise, Idaho]] được cung cấp trực tiếp từ năng lượng địa nhiệt, và sớm được triển khai ở [[Klamath Falls, Oregon]] vào năm 1900. Một giếng địa nhiệt sâu được sử dụng để cung cấp nhiệt cho nhà kính ở Boise năm 1926, và cùng thời gian đó các giếng tự phun được sử dụng cung cấp nhiệt cho nhà kính ở Iceland<ref>[http://www.american.edu/TED/geyser.htm Geysers and Energy] american.edu Retrieved on [[2008-04-12]]</ref>. Charlie Lieb đã phát triển [[máy chuyển nhiệt lỗ khoan]] đầu tiên vào năm 1930 để sưởi cho nhà ông. Hơi nước và nước nóng từ các giếng tự phun được sử dụng để sưởi trong nhà ở Iceland bắt đầu từ năm 1943.

 

 

Vào thời điểm này, [[bơm nhiệt]] đã được phát minh từ lâu bởi [[Lord Kelvin]] năm 1852, và ý tưởng sử dụng nó để lấy nhiệt trong lòng đất đã được cấp bằng sáng chế năm 1912 ở Thụy Sĩ<ref>[http://www.geoutilities.ca/about_geothermal/history.html Lịch sử địa nhiệt (tiếng Anh)]</ref>. Nhưng mãi cho đến thập niên 1940 ý tưởng này đã được triển khai một cách thành công. Bơm nhiệt thương mại đầu tiên được J.D. Krocker thiết kế để sưởi cho [[tòa nhà Commonwealth (Portland, Oregon)]] năm 1946, và giáo sư Carl Nielsen thuộc Đại học tiểu bang Ohio đã xây dựng bơm nhiệt dân dụng 2 năm sau đó<ref name="eere" />. Công nghệ này trở nên phổ biến tại Thụy Điển khi xảy ra cuộc [[khủng hoảng dầu hỏa năm 1973]], và đã phát triển một cách chậm chạp trên thế giới kể từ khi nó được chấp nhận. Sự phát triển của ống nhựa [[polybutylene]] vào năm 1979 đã làm gia tăng nhanh chóng giá trị kinh tế của nó<ref name="bloomquist">{{Citation | last = Bloomquist | first = R. Gordon | date =December 1999 | title =Geothermal Heat Pumps, Four Plus Decades of Experience | periodical =Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin | publication-place =Klmath Falls, Oregon | publisher =Oregon Institute of Technology | volume =quyển 20 | issue =4 | pages = tr. 13-18 | url =http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull20-4/art3.pdf | issn =0276-1084 | accessdate =2009-03-21}}</ref>. Kể từ năm 2004, có hơn hàng triệu bơm nhiệt địa nhiệt được lắp đặt trên khắp thế giới cung cấp khoảng 12 GW sản lượng nhiệt<ref name="world">{{Citation | last1 =Lund | first1 =J. | last2 =Sanner | first2 =B. | last3 =Rybach | first3 =L. | last4 =Curtis | first4 =R. | last5 =Hellström | first5 =G. | date =tháng 9 năm 2004 | title =Geothermal (Ground Source) Heat Pumps, A World Overview | periodical =Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin | publication-place =Klmath Falls, Oregon | publisher =Oregon Institute of Technology | volume =quyển 25 | issue =3 | pages =tr. 1-10 | url =http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull25-3/art1.pdf | issn =0276-1084 | accessdate =2009-03-21}}

Năm 1960, công ty ''Pacific Gas and Electric'' đã bắt đầu vận hành nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên thành công ở Hoa Kỳ tại Geysers. Tuốc bin đầu tiên được lắp đặt gần đây nhất hơn 30 năm và tạo ra 11 [[Megawatt|MW]] điện và công suất hiện nay đạt đạt trên 750&nbsp;MW<ref name="eere" />.

 

| title = Understanding the Chena Hot Springs, Alaska, geothermal system using temperature and pressure data

| url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0375650508000576

[[az:Geoistilik enerji]]

[[id:Energi panas bumi]]

[[bg:Геотермална енергия]]

[[ca:Energia geotèrmica]]