Có một nguồn năng lượng sạch khổng lồ dưới chân chúng ta. Và một cuộc đua để khai thác nó

QUẬN BEAVER, Utah – Trong một thung lũng cây ngải đắng có đầy tua-bin gió và tấm pin mặt trời ở phía tây Utah, ông Tim Latimer đã quan sát một thiết bị rất khác mà ông tin rằng có thể mạnh mẽ như vậy trong việc chống lại biến đổi khí hậu – thậm chí có thể còn hơn thế nữa.

Fervo Energy là một phần trong nỗ lực đầy tham vọng nhằm khai thác lượng lớn năng lượng địa nhiệt từ phần bên trong nóng bỏng của Trái đất. ẢNH: NYTIMES

Đó là một giàn khoan, được cấy ghép từ các mỏ dầu ở Bắc Dakota. Nhưng giàn khoan đang quay nhẹ không phải để tìm kiếm nhiên liệu hóa thạch. Nó đang khoan để lấy nhiệt.

Công ty Fervo Energy của ông Latimer là một phần trong nỗ lực đầy tham vọng nhằm khai thác lượng lớn năng lượng địa nhiệt từ phần bên trong nóng của Trái đất, một nguồn năng lượng tái tạo có thể giúp thay thế nhiên liệu hóa thạch đang làm hành tinh nóng lên một cách nguy hiểm.

Ông Latimer nói: “Có một nguồn tài nguyên hầu như không giới hạn ở dưới đó nếu chúng ta có thể khai thác được nó”. “Địa nhiệt không sử dụng nhiều đất, không tạo ra khí thải và có thể bổ sung cho năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Mọi người nhìn vào đều bị ám ảnh bởi nó.”

Các nhà máy địa nhiệt truyền thống đã tồn tại hàng thập kỷ, hoạt động bằng cách khai thác các hồ chứa nước nóng tự nhiên dưới lòng đất để cung cấp năng lượng cho các tua-bin có thể tạo ra điện 24 giờ/ngày. Tuy nhiên, rất ít địa điểm có điều kiện thích hợp cho việc này nên địa nhiệt chỉ sản xuất được 0,4% điện năng của Mỹ.

Nhưng những tảng đá khô, nóng nằm dưới bề mặt ở khắp mọi nơi trên hành tinh. Và bằng cách sử dụng các kỹ thuật khoan tiên tiến do ngành dầu khí phát triển, một số chuyên gia cho rằng có thể khai thác nguồn nhiệt lớn hơn đó và tạo ra năng lượng địa nhiệt ở hầu hết mọi nơi.

Tiềm năng là rất lớn: Bộ Năng lượng ước tính có đủ năng lượng trong những tảng đá đó để cung cấp năng lượng cho toàn bộ đất nước gấp 5 lần và đã bắt đầu nỗ lực phát triển các công nghệ để thu được lượng nhiệt đó.

Hàng chục công ty địa nhiệt đã nảy sinh ý tưởng.

Fervo đang sử dụng các kỹ thuật fracking – tương tự như các kỹ thuật được sử dụng cho dầu và khí đốt – để bẻ gãy đá khô, nóng và bơm nước vào các khe nứt, tạo ra các hồ chứa địa nhiệt nhân tạo.

Eavor, một công ty khởi nghiệp ở Canada, đang xây dựng các bộ tản nhiệt lớn dưới lòng đất bằng các phương pháp khoan tiên phong ở vùng cát dầu ở Alberta. Những người khác mơ ước sử dụng sóng plasma hoặc sóng năng lượng để khoan sâu hơn nữa và khai thác nhiệt độ “siêu nóng” có thể cung cấp năng lượng sạch cho hàng nghìn nhà máy điện đốt than bằng cách thay thế hơi nước cho than.

Tuy nhiên, vẫn còn đó những trở ngại đối với việc giãn nở địa nhiệt. Các nhà đầu tư cảnh giác với chi phí và rủi ro của các dự án địa nhiệt mới. Một số lo lắng về việc sử dụng nước hoặc động đất do khoan dầu. Việc cho phép là khó khăn. Và địa nhiệt nhận được ít sự hỗ trợ của liên bang hơn các công nghệ khác.

Tuy nhiên, mối quan tâm ngày càng tăng đối với địa nhiệt được thúc đẩy bởi thực tế là Hoa Kỳ đã trở nên cực kỳ giỏi trong lĩnh vực khoan kể từ những năm 2000. Những đổi mới như khoan ngang và cảm biến từ tính đã đẩy sản lượng dầu khí lên mức cao kỷ lục, khiến các nhà môi trường thất vọng. Nhưng những đổi mới này có thể được áp dụng cho địa nhiệt, nơi việc khoan có thể chiếm một nửa chi phí của các dự án.

Bà Cindy Taff, người đã làm việc tại Shell 36 năm trước khi gia nhập Sage Geosystems, một công ty khởi nghiệp về địa nhiệt ở Houston, cho biết: “Mọi người đều biết về việc giảm chi phí cho năng lượng gió và mặt trời”. “Nhưng chúng tôi cũng chứng kiến ​​chi phí khoan dầu khí giảm mạnh trong cuộc cách mạng đá phiến. Nếu chúng ta có thể mang điều đó đến địa nhiệt, mức tăng trưởng có thể rất lớn.”

Các bang như California đang ngày càng cần nguồn năng lượng sạch có thể hoạt động liên tục. Trong khi năng lượng gió và mặt trời đang phát triển nhanh chóng, chúng vẫn dựa vào nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên để dự phòng khi mặt trời lặn và gió yếu dần. Tìm nguồn thay thế khí đốt là một thách thức nghiêm trọng về khí hậu và địa nhiệt là một trong số ít lựa chọn hợp lý.

Thượng nghị sĩ Lisa Murkowski, người đại diện cho Alaska, cho biết tại một phiên điều trần: “Địa nhiệt trong lịch sử đã bị bỏ qua. Nhưng với sự đổi mới, cô ấy nói thêm, “tôi nghĩ tiềm năng ở đó là khá phi thường.”

Một ứng dụng mới cho fracking

Gần thị trấn Milford, Utah, có nhà máy địa nhiệt Blundell, được bao quanh bởi các hố bùn sôi, các lỗ thông hơi rít lên và tàn tích của một khu nghỉ dưỡng suối nước nóng. Được xây dựng vào năm 1984, nhà máy có công suất 38 MW này sản xuất đủ điện cho khoảng 31.000 hộ gia đình.

Nhà máy Blundell dựa vào hoạt động núi lửa cổ xưa và các đặc điểm địa chất: Ngay bên dưới bề mặt là những tảng đá nóng, xốp tự nhiên cho phép nước ngầm thẩm thấu và nóng lên đủ để tạo ra hơi nước để tạo ra điện. Nhưng những điều kiện như vậy rất hiếm. Ở phần lớn khu vực, đá nóng dưới lòng đất là đá granit cứng và nước không thể chảy dễ dàng.

Ba dặm về phía đông, hai đội đang cố gắng khai thác đá granit nóng đó. Một là Utah Forge, một nỗ lực nghiên cứu trị giá 220 triệu USD do Bộ Năng lượng tài trợ. Công ty còn lại là Fervo, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Houston.

Cả hai đều sử dụng phương pháp tương tự: Đầu tiên, khoan hai giếng có hình chữ L khổng lồ, kéo dài hàng nghìn feet xuống đá granit nóng trước khi uốn cong và kéo dài hàng nghìn feet theo chiều ngang. Sau đó, sử dụng fracking, bao gồm chất nổ được kiểm soát và chất lỏng áp suất cao, để tạo ra một loạt vết nứt giữa hai giếng. Cuối cùng, bơm nước vào một giếng, hy vọng nước sẽ di chuyển qua các vết nứt, nóng lên trên 150 độ C và chảy ra giếng kia.

Đây là “địa nhiệt tăng cường” và con người đã phải vật lộn với những khó khăn về kỹ thuật kể từ những năm 1970.