Địa nhiệt có thể cung cấp một nửa năng lượng của thế giới – Giám đốc điều hành Quaise Energy

Địa nhiệt có thể cung cấp một nửa năng lượng của thế giới – Giám đốc điều hành Quaise Energy

    Quaise Energy đang phát triển công nghệ khoan để khai thác năng lượng địa nhiệt từ độ sâu lên đến 12 dặm bên dưới bề mặt Trái đất, giúp cung cấp nguồn năng lượng cho mọi quốc gia. Energy Monitor đã liên hệ với Giám đốc điều hành của Quaise, Carlos Araque, để tìm hiểu xem công nghệ đang phát triển như thế nào.

    Nhà máy điện Svartsengi của Iceland là nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên trên thế giới để phát điện và sản xuất nước nóng để sưởi ấm khu vực. Tín dụng: Feifei Cui-Paoluzzo qua Getty Images.

    Công ty khởi nghiệp Quaise Energy có trụ sở tại Hoa Kỳ được thành lập vào năm 2018 để phát triển hệ thống khoan sóng milimet nhằm chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện hiện có sang sử dụng năng lượng địa nhiệt siêu sâu . Hệ thống tái sử dụng công nghệ gyrotron hiện có – thiết bị điện tử chân không thường được sử dụng trong  nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân để đốt nóng plasma – để khoan 12 dặm bên dưới bề mặt, nơi nhiệt độ vượt quá 400°C (752°F). Không yêu cầu fracking, tránh khả năng động đất đã xảy ra trong các hệ thống địa nhiệt khác. Người ta cũng hy vọng rằng việc khoan bằng kỹ thuật này sẽ diễn ra nhanh chóng, với mục đích hoàn thành các lỗ khoan trong 100 ngày bằng cách sử dụng các con quay hồi chuyển 1MW hiện có. Giám sát năng lượng ngồi xuống với Quaise Energyđồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Carlos Araque để thảo luận về sự phát triển của công nghệ và khả năng nắm giữ địa nhiệt sâu tiềm năng cho quá trình chuyển đổi năng lượng của thế giới .

    Carlos Araque khởi nghiệp năng lượng địa nhiệt Đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Quaise Energy

    Carlos Araque, đồng sáng lập và CEO của Quaise Energy. Tín dụng: Năng lượng Quaise.

    Quaise Energy đang phát triển công nghệ có thể phá vỡ kỷ lục thế giới về lỗ khoan sâu nhất từ ​​trước đến nay, hiện đang ở mức 17,6 km, để khai thác năng lượng địa nhiệt. Làm thế nào là công nghệ đi cùng?

    Chúng tôi đang chứng minh một cách cơ bản mới để khoan sâu hơn và nóng hơn nhiều. Khi chúng tôi tiến bộ với điều đó, cuối cùng chúng tôi sẽ tham gia một dự án và phát triển một lĩnh vực, nhưng điều đó phải đến cuối thập kỷ này.

    Công nghệ này ra đời tại Trung tâm Khoa học Plasma và Hợp nhất MIT thuộc phạm vi nghiên cứu nhiệt hạch. Tôi đã làm việc với nó khoảng mười năm trước khi công ty ra đời. Trong bốn năm kể từ khi chúng tôi thành lập công ty, giờ đây chúng tôi đã đưa công nghệ ra khỏi trường đại học vào phòng thí nghiệm của riêng mình ở Houston và chúng tôi đã nhân rộng những gì công nghệ có thể làm lên gấp 100 lần. Thật ấn tượng, nhưng chúng tôi vẫn cần mở rộng nó thêm 100 lần nữa. Và để làm được điều đó, chúng ta cần phải tham gia vào lĩnh vực này; chúng tôi cần xây dựng các phiên bản công nghệ có thể triển khai tại hiện trường để chúng tôi có thể thực hiện trên giàn khoan hoặc xe tải. Nếu mọi thứ suôn sẻ, chúng ta sẽ nói về những thử nghiệm thực địa đầu tiên trong vòng một năm kể từ bây giờ.

    Bạn đã đặt mục tiêu gì cho sự phát triển của công nghệ và bao nhiêu năng lượng địa nhiệt – và với chi phí điện năng quy dẫn (LCOE) – nó có thể cung cấp sau khi hoạt động không?

    Chúng tôi kể câu chuyện phía trước với ba năm quan trọng: 2024, 2026 và 2028. Năm 2024 là lần đầu tiên chúng tôi chứng minh điều này trên thực địa, năm 2026 là lần đầu tiên chúng tôi khai thác hơi nước từ lòng đất (năng lượng địa nhiệt thường ở dạng hơi nước nóng ), và năm 2028 là lúc chúng tôi muốn làm điều đó bên cạnh ai đó sẵn sàng mua hơi nước đó – đó có thể là một nhà máy điện chẳng hạn, để họ không phải đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra hơi nước. Vì vậy, các dự án thực tế đầu tiên sẽ bắt đầu vào nửa sau của thập kỷ này – từ năm 2025 trở đi – và kết thúc với cuộc trình diễn đầu tiên từ đầu đến cuối vào năm 2028.

    Đó sẽ là việc đầu tiên trong số hàng ngàn việc cần làm để khử cacbon cho ngành công nghiệp. Vì vậy, sau khi đã chứng minh quan điểm này một vài lần, bạn bắt đầu tiếp cận với nguồn vốn chính thống và tham gia phát triển dự án với tư cách là một thực thể thương mại. Điều đó sẽ xảy ra vào những năm 2030, nhưng năm 2028 là ngày mà chúng tôi muốn nói với thế giới rằng “hãy nhìn xem, chúng ta đã cung cấp năng lượng cho một nhà máy điện chạy bằng năng lượng hóa thạch mà không cần nhiên liệu hóa thạch ! ”

    Bản thân chúng tôi đã xem xét LCOE tiềm năng một cách rộng rãi và chúng tôi đã sử dụng các chuyên gia tư vấn về năng lượng để xác thực công việc của mình. Tùy thuộc vào công nghệ hoạt động theo cách mà chúng tôi dự định sẽ hoạt động – nghĩa là chúng tôi có thể khoan nhanh và rẻ như thế nào – chúng tôi bắt đầu nói về LCOE trong khoảng từ 20 đến 40 đô la mỗi megawatt giờ. Sự khác biệt giữa 20 đô la và 40 đô la liên quan đến độ sâu chúng ta cần khoan ở những nơi khác nhau và liệu chúng ta có cần xây dựng một nhà máy điện hay không. Nếu chúng ta cần xây dựng một nhà máy điện, thì đó là điều cần thiết; nếu chúng tôi không cần, bởi vì có một cái hiện có mà chúng tôi đang cung cấp năng lượng, thì nó sẽ ở phía dưới của phạm vi. Vì vậy, chúng tôi đang cố gắng tiến rất gần đến giá gió và mặt trời .

    LCOE của gió và mặt trời thường nằm trong khoảng từ $20 đến $100. Chúng tôi muốn dừng lại ở mức thấp hơn trong phạm vi đó để cạnh tranh với gió và mặt trời cạnh tranh nhất, cho dù chúng ở đâu – nhưng để có thể làm điều đó ở mọi địa điểm và 24/7. Có thể bởi vì chúng tôi khoan với chi phí không tăng theo cấp số nhân theo độ sâu. Cũng có thể bởi vì chúng ta sẽ bắt đầu khai thác rất nhiều năng lượng từ mỗi giếng. Khi bạn đi rất nóng [nói cách khác là sâu], điều đó sẽ thay đổi hoàn toàn sức mạnh được tạo ra bởi hệ số 10–20.

    Nếu thành công, công nghệ này có thể làm cho năng lượng địa nhiệt phù hợp với tất cả các quốc gia thay vì chỉ những quốc gia có hoạt động kiến ​​tạo cao , đúng không?

    Khoan dầu khí hầu như không bao giờ xảy ra dưới ba dặm, nhưng dầu tương đối nông so với địa nhiệt. Công nghệ đã được hoàn thiện trong ba dặm, nhưng đối với địa nhiệt thì nó chỉ bắt đầu ở đó. Các quốc gia như Iceland và Kenya may mắn có độ dốc địa nhiệt cao (địa nhiệt ở độ sâu nông), vì vậy họ có thể chỉ cần mượn công nghệ từ ngành dầu khí và nó đủ tốt để thực hiện công việc. Ba đến 12 dặm thực sự là điểm hấp dẫn cho địa nhiệt. Đó là một chút quá khó khăn cho công nghệ dầu khí. Nó có thể được thực hiện, nhưng nó rất, rất tốn kém.

    Sự khác biệt giữa một nơi như Iceland và một nơi như New York là bạn cần đi sâu bao nhiêu để đạt được nhiệt độ mong muốn. Chúng tôi muốn đạt tới 300–500°C. Ở Iceland, bạn có thể đến đó trong ba dặm; nếu bạn ở New York, bạn có thể phải đi tám dặm. Nghe có vẻ không nhiều, nhưng nó tạo ra sự khác biệt về lượng nhiệt chúng ta có thể trích xuất và lượng năng lượng chúng ta có thể cung cấp cho thành phố đó. Khi bạn nhìn ra toàn thế giới, độ sâu tối đa bạn cần khoan để khai thác địa nhiệt sẽ là 12 dặm. Vì vậy, chúng tôi thực sự muốn có thể đạt đến mức 12 để cả thế giới có thể tiếp cận với năng lượng địa nhiệt.

    Những thách thức của việc khoan và khai thác năng lượng địa nhiệt từ những độ sâu đó là gì và điều gì làm cho công nghệ của Quaise trở nên khác biệt?

    Rất nhiều thách thức cũng giống như đối với dầu khí. Lớp dưới bề mặt là một môi trường không chắc chắn. Càng đi sâu, bạn càng gặp nhiều cực đoan, nhưng chúng tôi đã đi một chặng đường dài với ngành dầu khí để phát triển toàn bộ bộ công nghệ, kỹ thuật và hệ thống đo lường nhằm giảm thiểu rủi ro đó. Thách thức chính là duy trì các giếng khoan không tự đóng lại khi bạn đi sâu hơn. Có rất nhiều áp lực trong đá và những lỗ hổng này cuối cùng sẽ sụp đổ. Cách chúng tôi trả lời đó là tạo ra một bức tường thủy tinh trong đá khi chúng tôi đốt nó. Khi công nghệ của chúng tôi làm bốc hơi đá, nó tạo ra một bức tường thủy tinh và lớp kính đó vẫn còn trên các bức tường và ngăn không cho lỗ bị sập.

    Thách thức tiếp theo chỉ đơn giản là nỗ lực kỹ thuật đằng sau việc sử dụng các công nghệ dành cho phòng thí nghiệm nhiệt hạch, như con quay hồi chuyển và ống dẫn sóng, trong một giàn khoan ở giữa hư không. Có rất nhiều kỹ thuật đằng sau đó để làm cho mọi thứ trở nên đáng tin cậy.

    Gần đây chúng ta đã thấy rất nhiều hoạt động về địa nhiệt . Mọi người đang nói về địa nhiệt nông và địa nhiệt nhiệt độ thấp , và có rất nhiều đổi mới trong việc cố gắng làm tốt hơn một chút mà không cần phải phát minh ra công nghệ mới. Điều đó chắc chắn sẽ có kết quả tốt và nhiều công ty sẽ thành công, nhưng xét về quy mô chuyển đổi năng lượng, nó sẽ tạo ra rất ít khác biệt. Chúng tôi đang làm việc trên một cái gì đó rất khác nhau. Chúng tôi đang nghiên cứu địa nhiệt thực sự sâu, nóng, cấp độ công nghiệp. Khi chúng tôi nhìn vào không gian đó, chúng tôi chỉ có thể tìm thấy một công ty khác trên thế giới, trong số hàng trăm công ty, làm được điều này. Đó là một công ty ở Slovakia tên là GA Drilling, và họ thực sự đang nói về việc khoan sâu hơn và nóng hơn để đạt được chất lượng địa nhiệt tốt hơn. Họ tiến xa hơn chúng ta và sẽ tham gia vào lĩnh vực này trước chúng ta. Công nghệ của họ sẽ tương đối hữu ích trong phạm vi 5–10km, hay 3–7 dặm, nhưng công nghệ sẽ không thể vượt quá 7 dặm chỉ vì cách thức thiết kế của công nghệ. Tuy nhiên, đi bảy dặm là khá tốt. Nó thực sự mở địa nhiệt khá nhiều ở nhiều nơi.

    Địa nhiệt đã xuất hiện từ lâu nhưng vẫn chưa thực sự được coi là một công nghệ năng lượng sạch. Tại sao lại như vậy, ưu và nhược điểm của nó so với các công nghệ khác là gì?

    Có hai khía cạnh lớn cho điều đó. Nếu bạn nhìn vào những nơi như Iceland, Kenya hoặc Indonesia, nơi bạn có nhiệt gần bề mặt, họ đã có địa nhiệt như một phần rất quan trọng trong nguồn cung cấp năng lượng chính của họ. Ví dụ, ở Iceland, 30% năng lượng điện đến từ địa nhiệt và khoảng 70–80% năng lượng để sưởi ấm. Kenya nhận được khoảng một nửa lượng điện từ địa nhiệt. Vì vậy, đối với những nơi có nhiệt độ gần hơn, địa nhiệt là điều không cần bàn cãi, và nó cho phép các quốc gia này đạt được lợi thế to lớn đối với quá trình chuyển đổi năng lượng và an ninh năng lượng của họ.

    Lý do nó không mở rộng ra ngoài đó là vì không có nhu cầu. Dầu khí là ngành có vị trí tốt nhất để mở rộng quy mô địa nhiệt và địa nhiệt sâu đòi hỏi một khoản đầu tư đáng kể từ ngành. Miễn là họ không phải thực hiện khoản đầu tư đó, vì họ đang vui vẻ vận hành các mỏ dầu khí, thì điều đó sẽ không xảy ra. Những gì tôi đang cố gắng làm với Quaise là thay đổi đáng kể tính kinh tế của việc phát triển địa nhiệt để dầu khí có lý do mạnh mẽ để tiếp tục và thực hiện nó trên quy mô lớn. Bản thân tôi làm trong lĩnh vực dầu khí nên tôi biết rất rõ họ suy nghĩ như thế nào và họ đang tìm kiếm điều gì ở một dự án.

    Bạn có thể giải thích sự quan tâm ngày càng tăng nhanh chóng trong công nghệ?

    Số tiền đầu tư vào địa nhiệt trong hai năm qua lớn hơn nhiều so với 30 năm trước. Vì vậy, vâng, đã có một sự gia tăng lớn và đó là bởi vì thế giới đang cố gắng chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch và địa nhiệt là một nguồn tài nguyên rõ ràng có thể giúp ích đạt được điều đó. Tuy nhiên, rất nhiều khoản đầu tư đang đi vào địa nhiệt tương đối nông – mọi người không sẵn sàng chấp nhận rủi ro lớn – và mặc dù có rất nhiều khoản đầu tư vào địa nhiệt, nhưng nó vẫn còn rất nhỏ so với gió và mặt trời.

    Địa nhiệt vẫn tạo ra một số khí thải nhà kính, giải phóng khí bị mắc kẹt dưới lòng đất. Ở các quốc gia như Ý và Thổ Nhĩ Kỳ, lượng khí thải CO₂ của các nhà máy điện địa nhiệt có thể đạt tới 1.300 g mỗi kilowatt giờ, thậm chí còn vượt qua cả lượng khí thải của các nhà máy chạy bằng than . Làm thế nào để bạn đảm bảo công nghệ xanh nhất có thể và không gây thêm vấn đề thông qua một số dự án chất lượng thấp?

    Địa nhiệt ngày nay là 100% là thủy nhiệt, có nghĩa là bạn khoan một lỗ, có một tầng chứa nước nóng ở dưới đó và bạn chiết xuất nước đó. Địa nhiệt mà chúng tôi đang phát triển có rất ít liên quan đến điều đó bởi vì những tầng ngậm nước đó không tồn tại rộng rãi trên thế giới. Nếu chúng tôi cố gắng khai thác thủy nhiệt, chúng tôi sẽ không thể mở rộng quy mô theo cách mà chúng tôi dự định mở rộng. Thay vào đó, những gì chúng tôi đang làm là đi vào đá nóng không có nước và tự đưa nước vào: nước đi vào, nóng lên và quay trở lại. Tất cả điều đó xảy ra trong vòng một giờ. Vì vậy, lượng chất rắn và chất khí mà nước sẽ mang theo là rất khác nhau. Chúng ta đang thực sự nói về hai điều rất, rất khác nhau.

    Người ta dự đoán rằng năng lượng địa nhiệt sẽ cung cấp khoảng 800–1.300 terawatt giờ mỗi năm vào năm 2050, đóng góp 2–3% vào sản xuất điện toàn cầu. Bạn có đồng ý với ước tính đó không? Bạn tin rằng năng lượng địa nhiệt sẽ đóng vai trò gì trong hỗn hợp năng lượng vào lúc đó?

    Khi bạn xem xét các con đường khác nhau mà các tổ chức khác nhau đã đề xuất, bạn sẽ thấy rằng hàm lượng địa nhiệt tương đối nhỏ. Nó thường nằm trong khoảng 1–5% tổng nguồn cung sơ cấp. Nó nhỏ, nhưng nó đáng kể so với những gì nó có ngày hôm nay. Hôm nay, nó là 0,5%. Vì vậy, đó sẽ là một quy mô tăng gấp 10 lần.

    Tuy nhiên, điều đó giả định rằng không có sự đổi mới công nghệ mới triệt để nào. Tôi không tin vào điều đó; Tôi không làm công ty mà tôi đang làm và dành sinh lực của mình để làm việc đó chỉ vì 1–5% miếng bánh. Tôi nghĩ nếu chúng ta thành công trong việc phá vỡ các rào cản công nghệ, địa nhiệt có thể chiếm tới 50% tổng nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp.

    Tôi tự tin vì những tác động bên ngoài đến từ gió, năng lượng mặt trời và pin, là những ứng cử viên hàng đầu khác, là quá lớn để có thể chịu đựng ở quy mô nhiều terawatt: quá nhiều đất đai, quá nhiều khoáng sản, quá nhiều lao động trên một đơn vị năng lượng. Địa nhiệt rất khác: nó giống nhiên liệu hóa thạch hơn mà không có carbon. Nó giống hạt nhân hơn – ngoại trừ phản ứng tổng hợp chưa hoạt động và sự phân hạch đang gây tranh cãi .

     

     

    Zalo
    Hotline