Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) và TUMCREATE, nền tảng nghiên cứu đa ngành của Đại học Kỹ thuật Munich (TUM) đặt tại Singapore, hợp tác với Surbana Jurong, đã phát hiện ra rằng Singapore có một nguồn tài nguyên địa nhiệt quan trọng có thể là nguồn ổn định năng lượng sạch bên cạnh năng lượng mặt trời.
Các mẫu lõi đá granit Simpang ở các độ sâu khác nhau từ 100m đến 1,1km được lấy từ hố mỏng ở Admiralty Lane. Nguồn: Đại học Công nghệ Nanyang
Những phát hiện này là từ nghiên cứu khám phá tiềm năng địa nhiệt ở Singapore.
Là một phần của nghiên cứu này, một nhóm nghiên cứu chung do Phó giáo sư NTU Alessandro Romagnoli, Đồng Giám đốc Phòng thí nghiệm doanh nghiệp Surbana Jurong-NTU và Nhà khoa học chính của TUMCREATE Tobias Massier dẫn đầu, đã khoan một lỗ mỏng thăm dò ở độ sâu 1,1 km dưới mặt đất tại Admiralty Lane. .
Vị trí này nằm gần suối nước nóng Sembawang và quá trình khoan đã kéo lên các mẫu lõi đá của hệ tầng đá bên dưới, được gọi là đá granit Simpang. Đá granit được đặt theo tên của Simpang , một khu quy hoạch đô thị nằm ở giữa Singapore, nơi có địa điểm khoan Admiralty và suối nước nóng Sembawang.
Trong khi tất cả các loại đá đều chứa một số nguyên tố tạo nhiệt, một số loại có nồng độ các nguyên tố này cao hơn, do đó tạo ra nhiều nhiệt hơn những loại đá khác. Là một phần của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã đo nhiệt độ đá ở các độ sâu khác nhau ngoài quá trình khoan.
Dựa trên các mẫu thu thập được và phép ngoại suy dữ liệu, nhóm nghiên cứu ước tính rằng địa điểm địa nhiệt tại Admiralty Lane có thể có nhiệt độ khoảng 200°C ở độ sâu từ 4 đến 5 km hoặc sâu hơn.
Hiện tại, nhiệt độ trung bình của đá granit Simpang được tìm thấy ở độ sâu 1,1 km tại Admiralty Lane đã đủ nóng để nấu chín một quả trứng luộc mềm – nóng hơn nhiệt độ đá được tìm thấy ở độ sâu đó ở nhiều vùng không có núi lửa khác.
Ví dụ về các ứng dụng ở nhiệt độ thấp hơn có thể được sử dụng để sưởi ấm giải trí (30 đến 60°C), chế biến thực phẩm và khử muối trong nước (60 đến 90°C), nhuộm vải (90 đến 120°C), trong khi nhiệt độ cao hơn có thể được sử dụng cho làm mát khu vực (trên 90°C), chế biến giấy và bột giấy, sấy xi măng (120 đến 150°C), sản xuất điện và hydro (trên 150°C).
Cho rằng hầu hết đá granit đều có các yếu tố sinh nhiệt và có khả năng lưu trữ và truyền nhiệt (được gọi là dòng nhiệt), nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng đá granit Simpang tại Admiralty Lane cũng có dòng nhiệt cao, gấp đôi mức trung bình toàn cầu, ngoại trừ những dòng đó. được tìm thấy ở các khu vực địa nhiệt thông thường gần núi lửa.
Phó Chủ tịch (Công nghiệp) NTU, Giáo sư Lam Khin Yong, cho biết nghiên cứu thăm dò này phù hợp với nỗ lực của cả NTU và Singapore đối với nghiên cứu năng lượng tái tạo và những phát hiện đầy hứa hẹn của nó có thể dẫn đến một nguồn năng lượng tái tạo mới mà nhiều người chưa bao giờ nghĩ là có thể.
"Những phát hiện về việc có đá granit tạo nhiệt bên dưới phía bắc Singapore có tiềm năng to lớn trong nỗ lực tìm kiếm thêm nguồn năng lượng tái tạo cho quốc gia. Phù hợp với Kế hoạch chiến lược NTU 2025 và Tuyên ngôn bền vững của chúng tôi, chúng tôi sẽ tiếp tục khám phá, nghiên cứu và tạo ra kiến thức mới cho phép chúng tôi phát triển các giải pháp và ứng dụng mang lại lợi ích cho xã hội”, giáo sư Lam nói.
"Với nhiều nghiên cứu và phát triển hơn về các công nghệ mới nổi, chẳng hạn như ống dẫn nhiệt để thu năng lượng nhiệt cho mục đích sản xuất và làm mát năng lượng, chúng ta có thể khai thác nguồn năng lượng carbon thấp, ổn định bất kể điều kiện thời tiết—không giống như năng lượng mặt trời—và dồi dào, có thể kéo dài hàng chục năm."
Ông Ralph Foong, Phó giám đốc điều hành (quy hoạch và phát triển năng lượng), EMA, cho biết thêm: “Những phát hiện từ nghiên cứu của NTU là cơ sở hữu ích để chúng tôi hiểu rõ hơn về tiềm năng năng lượng địa nhiệt trở thành nguồn tài nguyên tái tạo quan trọng của Singapore. Nếu được chứng minh năng lượng địa nhiệt khả thi có thể góp phần tạo nên sự kết hợp năng lượng bền vững và đa dạng hơn. Chúng tôi mong muốn được hợp tác với NTU và các bên liên quan khác để đánh giá đầy đủ tiềm năng địa nhiệt của Singapore."
Nhà khoa học đứng đầu cuộc nghiên cứu, Phó Giáo sư Romagnoli, cho biết dữ liệu thu thập được cho thấy sự hiện diện của nhiệt độ tương đối cao hơn so với các lỗ khoan sâu khác trên toàn thế giới.
Phó Giáo sư Romagnoli, đồng thời là Giám đốc Cụm Hệ thống & Lưới điện Đa Năng lượng tại cho biết: “Đặc điểm độc đáo này là có độ dốc nhiệt độ cao hơn, kết hợp với khả năng sinh nhiệt cao của đá granit Simpang, góp phần tạo ra dòng nhiệt cao bất thường”. Viện Nghiên cứu Năng lượng @ NTU (ERI@N).
Nhà khoa học chính, Tiến sĩ Tobias Massier từ TUMCREATE đã chỉ ra khả năng tận dụng tiềm năng năng lượng địa nhiệt của Singapore để đáp ứng nhu cầu làm mát của đất nước.
"Mỗi gigawatt năng lượng địa nhiệt có thể đáp ứng khoảng 12% nhu cầu làm mát hiện tại của Singapore, điều này nghe có vẻ khá thú vị. Chúng tôi hiện đang nghiên cứu cách sử dụng năng lượng địa nhiệt để tăng cường cơ cấu năng lượng của Singapore. Đây cũng là một phần đóng góp của TUMCREATE trong việc đạt được khí hậu quốc gia của Singapore." mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050,” Tiến sĩ Massier nêu rõ.
Nghiên cứu có sự tham gia của nhiều nhà khoa học, bao gồm Phó Giáo sư Zhao Zhiye, Giám đốc lâm thời, Trung tâm Không gian ngầm Nanyang tại NTU, Phó Giáo sư Wu Wei, Trường Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường NTU, Tiến sĩ Mark Lim Jian Wei, Viện Nghiên cứu Năng lượng @ NTU.
Ông Tan Wooi Leong, giám đốc điều hành, năng lượng và công nghiệp, Surbana Jurong, cho biết: "Năng lượng địa nhiệt sẽ bổ sung vào nguồn năng lượng tái tạo của Singapore để hỗ trợ nhu cầu năng lượng của các ngành công nghiệp và dân cư ở Singapore. Điều này giúp tăng cường an ninh năng lượng của Singapore và là một bước đi tiến gần hơn tới việc giảm chi phí năng lượng cho doanh nghiệp và người tiêu dùng. Những phát hiện ban đầu này rất đáng khích lệ. Surbana Jurong sẽ tiếp tục theo đuổi các nghiên cứu sâu hơn để khai thác toàn bộ tiềm năng của năng lượng địa nhiệt và cung cấp các ứng dụng thực tế của nguồn tài nguyên quý giá này."
Sử dụng định luật dẫn nhiệt của Fourier, nhóm nghiên cứu ước tính rằng đá granit Simpang tại Admiralty Lane có dòng nhiệt trung bình lục địa toàn cầu gấp đôi so với các ước tính trước đây thu được từ bản đồ dòng nhiệt khu vực được thực hiện bởi các nghiên cứu khác.
Họ cũng tìm thấy sự hiện diện của độ xốp tiềm năng để lưu trữ dưới lòng đất bên trong các tảng đá bị nứt ở độ sâu khoảng 1 km, điều này mở ra khả năng cho các ứng dụng lưu trữ nhiệt dưới lòng đất - nơi nhiệt được bơm và lưu trữ trong không gian dưới lòng đất cho đến khi cần hoặc cho các mục đích khác như một hang đá ngầm hoặc nơi cô lập carbon dioxide.
Nghiên cứu này đã làm sáng tỏ bối cảnh địa nhiệt của Singapore và nhóm đã chia sẻ chi tiết những phát hiện của họ với EMA.
Nhóm nghiên cứu khuyến nghị điều tra sâu hơn, chẳng hạn như khảo sát địa vật lý và khoan sâu tới 5 km. Điều này sẽ cung cấp thêm dữ liệu để đánh giá tổng lượng nhiệt được lưu trữ trong lớp đá sâu dưới bề mặt của Singapore, tốc độ truyền nhiệt, lượng năng lượng mà nó có thể hỗ trợ, v.v.
