Nhật Bản cuối cùng đã sẵn sàng khai thác tiềm năng năng lượng địa nhiệt dồi dào của mình chưa?
Hơi nước bốc lên từ một kế hoạch địa nhiệt ở Yuzawa, Tỉnh Akita. Mặc dù có lịch sử lâu đời và tiềm năng, địa nhiệt chỉ cung cấp 0,3% tổng lượng năng lượng hỗn hợp của Nhật Bản trong năm tài chính từ tháng 4 năm 2023 | Jiji
Khi áp lực ngày càng tăng để phi cacbon hóa ngành điện trong bối cảnh mối đe dọa của biến đổi khí hậu, chính phủ đã đề xuất mở rộng đáng kể tỷ lệ năng lượng tái tạo trong sản xuất điện lên tới 50% vào năm 2040.
Những người chỉ trích cho rằng con số đó là không đủ đối với quốc gia phát thải carbon dioxide lớn thứ 5 thế giới, nhưng vẫn cần phải đầu tư lớn vào năng lượng tái tạo ngay cả khi mục tiêu tương đối khiêm tốn.
Trong khi các nguồn lớn nhất dự kiến là năng lượng mặt trời (chiếm 22-29% tổng nguồn cung cấp điện), thủy điện (8-10%) và gió trên bờ và ngoài khơi (4-8%), kế hoạch này cũng kêu gọi tăng năng lượng địa nhiệt lên 1%-2% tổng công suất, phản ánh mong muốn được Thủ tướng Shigeru Ishiba nêu ra là muốn thấy Nhật Bản phát triển nguồn năng lượng tái tạo mà nước này có sẵn.
Các quy định về việc khoan địa nhiệt tại các công viên quốc gia, nơi có phần lớn địa nhiệt, đã tạo ra những rào cản pháp lý và hành chính đáng kể trong nhiều năm để tận dụng tối đa nguồn tài nguyên này, mặc dù những thay đổi gần đây đã mở ra cánh cửa cho sự phát triển hơn nữa.
Vẫn còn những trở ngại về chính trị, bắt đầu từ những chủ sở hữu cá nhân trong một ngành công nghiệp lo lắng về tác động của địa nhiệt đối với một trải nghiệm gần như đồng nghĩa với du lịch nông thôn ở Nhật Bản: các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng.
Tiềm năng lớn
Các cuộc tranh luận chính trị trước đây về năng lượng tái tạo thường tập trung vào việc chỉ tăng hai nguồn: năng lượng mặt trời và gió, đặc biệt là năng lượng gió ngoài khơi.
Sự quan tâm của Ishiba đối với địa nhiệt không phải là không có cơ sở: Nhật Bản nằm trên một số nguồn tài nguyên địa nhiệt dồi dào nhất thế giới. Theo Tổ chức An ninh Năng lượng và Kim loại Nhật Bản (JOGMEC), đơn vị chịu trách nhiệm phát triển địa nhiệt, Nhật Bản tự hào có nguồn cung cấp năng lượng tiềm năng lớn thứ ba thế giới, chỉ sau Hoa Kỳ và Indonesia. Dự trữ ước tính của quốc gia này tương đương với khoảng 23 lò phản ứng hạt nhân.
Thủ tướng Shigeru Ishiba đã ủng hộ năng lượng địa nhiệt kể từ khi nhậm chức, lập luận rằng nó có thể giúp Nhật Bản đạt được các mục tiêu về khí hậu đồng thời cũng phục hồi các vùng nông thôn. | Jiji
Ý tưởng về địa nhiệt để sản xuất điện ở Nhật Bản không phải là mới: Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên bắt đầu hoạt động vào năm 1919 tại thị trấn nghỉ dưỡng suối nước nóng Beppu, Tỉnh Oita.
Nhưng mặc dù có lịch sử lâu đời và tiềm năng, địa nhiệt chỉ cung cấp 0,3% tổng hợp năng lượng trong năm tài chính tính từ tháng 4 năm 2023, Bộ công nghiệp cho biết trong một báo cáo trong tháng này. Con số này so với 9,8% đối với năng lượng mặt trời, 7,6% đối với thủy điện và 1,1% đối với gió trên bờ và ngoài khơi. Nhật Bản được xếp hạng thứ 10 về công suất phát điện địa nhiệt vào năm 2023 bởi ThinkGeoEnergy, một bản tin của ngành. Hoa Kỳ giữ vị trí hàng đầu, với 3.900 MW (3,9 GW).
Trong một báo cáo được công bố vào đầu tháng này về tương lai của năng lượng địa nhiệt, Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho biết với những cải tiến về công nghệ và việc cắt giảm chi phí dự án, địa nhiệt, hiện đang cung cấp 1% nhu cầu năng lượng toàn cầu, có thể chứng kiến thị phần tăng lên 15% vào năm 2050.
Một báo cáo riêng của IEA được công bố vào đầu năm nay cũng nêu rõ nguồn năng lượng tái tạo này đã phải vật lộn để bắt kịp ở Nhật Bản như thế nào.
IEA lưu ý rằng tổng công suất nhà máy điện địa nhiệt của Nhật Bản tính đến tháng 3 năm 2023 là khoảng 500 megawatt (MW) — gần bằng một nửa công suất của một nhà máy điện hạt nhân thông thường. Con số đó hầu như không thay đổi kể từ năm 1995, khi công suất đạt 500 MW lần đầu tiên — trên thực tế, công suất thực sự đã giảm từ năm 2017 đến năm 2023, không giống như mọi quốc gia khác mà IEA khảo sát.
Kế hoạch năng lượng dài hạn hiện tại cho năm 2030 đã kêu gọi nâng tổng số đó lên 1,5 GW — tương đương với quy mô của một nhà máy điện hạt nhân lớn và chỉ chiếm 1% tổng nguồn cung cấp điện.
Nhưng Ishiba coi năng lượng địa nhiệt là một thành phần quan trọng trong nỗ lực phi cacbon hóa và đạt được mục tiêu trung hòa cacbon vào năm 2050 của Nhật Bản, cũng như là một cách thúc đẩy sự phục hồi của khu vực, điều này có thể đã thúc đẩy chính phủ nâng mục tiêu cho năm 2040 lên tới 2%.
“Mở rộng số lượng các khu vực đang dẫn đầu trong quá trình phi cacbon hóa thông qua việc sử dụng các nguồn tài nguyên rừng địa phương và phát triển địa nhiệt và thủy điện quy mô vừa và nhỏ sẽ mang lại lợi ích cho nền kinh tế địa phương”, Ishiba phát biểu tại cuộc họp của ủy ban chuyển đổi xanh (GX) của chính phủ vào ngày 31 tháng 10.
Sự ủng hộ về mặt chính trị
Ishiba dường như có một cơ sở chính trị vững chắc ủng hộ cho nỗ lực của mình. Trước cuộc bầu cử ngày 27 tháng 10 cho Hạ viện gồm 435 ghế, gần 100 thành viên quốc hội thuộc một nhóm thúc đẩy việc sử dụng nhiều năng lượng địa nhiệt hơn, với hơn một nửa đến từ Đảng Dân chủ Tự do cầm quyền và Komeito.
Những người còn lại chủ yếu đến từ các đảng đối lập lớn, bao gồm Đảng Dân chủ Lập hiến Nhật Bản, Đảng Dân chủ vì Nhân dân và Nippon Ishin no Kai.
Mặc dù năng lượng mặt trời khó có thể bị thay thế trong tương lai gần với tư cách là nguồn năng lượng tái tạo hàng đầu của Nhật Bản, nhưng các nhà lập pháp nhìn thấy tiềm năng lớn cho năng lượng địa nhiệt. | Getty Images
Một trong những thành viên cốt cán của nhóm là Goshi Hosono của LDP, cựu bộ trưởng môi trường.
"Nhóm nghị sĩ ủng hộ địa nhiệt khá rộng về mặt thành viên và có nhiều quyền lực chính trị. Tuy nhiên, cựu Tổng thư ký LDP Toshihiro Nikai (người đứng đầu danh nghĩa của hiệp hội) đã không tái tranh cử vào ngày 27 tháng 10 và đã nghỉ hưu, vì vậy nhóm phải bắt đầu lại", Hosono cho biết.
"Nhưng Ishiba từ lâu đã là người ủng hộ mạnh mẽ năng lượng địa nhiệt, vì nó có thể dẫn đến sự hồi sinh của khu vực", ông nói thêm, đặc biệt là vì các nguồn địa nhiệt thường nằm ở các vùng nông thôn của đất nước.
Vẫn còn nhiều rào cản
Mặc dù tiềm năng mở rộng đáng kể năng lượng địa nhiệt của Nhật Bản được công nhận rộng rãi, nhưng theo truyền thống vẫn có một số rào cản cản trở việc khai thác nguồn năng lượng sạch này.
Nhiều địa điểm lý tưởng để xây dựng nhà máy địa nhiệt nằm trong các khu vực công viên quốc gia hoặc bán quốc gia — ước tính 80% tiềm năng năng lượng địa nhiệt của đất nước nằm trong các khu vực pháp lý này.
Trong nhiều thập kỷ, các quy định nghiêm ngặt về môi trường đối với hoạt động khoan bên trong các công viên khiến việc khai thác tài nguyên địa nhiệt trở nên bất khả thi. Tuy nhiên, Hosono cho biết sau trận động đất và sóng thần tháng 3 năm 2011, gây ra sự cố tan chảy lớn tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1, người ta đã kêu gọi sử dụng năng lượng tái tạo tốt hơn, bao gồm cả địa nhiệt.
Kết quả là, vào năm 2015, chính phủ đã ban hành các chỉ thị mới nới lỏng các hạn chế đối với hoạt động khoan trong các công viên quốc gia, một bước tiến đáng kể hướng tới việc loại bỏ trở ngại đó.
Thay vào đó, vấn đề khó giải quyết hơn lại đến từ các chủ sở hữu onsen (suối nước nóng) địa phương, những người lo ngại rằng thiệt hại về chất lượng nước do hoạt động khoan địa nhiệt trong khu vực của họ sẽ khiến khách hàng bỏ đi.
Hiệp hội Onsen Nhật Bản, có khoảng 1.300 thành viên trên toàn quốc, được thành lập vào năm 1929 và là nhóm vận động hành lang lớn nhất cho ngành. Năm 2021, tổ chức này đã gửi đơn thỉnh cầu lên Bộ Môi trường, nói rằng họ phản đối việc phát triển năng lượng địa nhiệt.
"Đã có báo cáo từ các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng về các vấn đề như nguồn nước suối nóng cạn kiệt, chất lượng nước thay đổi và lượng nước giảm do phát triển địa nhiệt. Chúng tôi tin rằng việc phát triển địa nhiệt thông qua hoạt động khoan sâu trên quy mô lớn chắc chắn sẽ tác động đến các nguồn suối nước nóng", đơn thỉnh cầu cho biết.
Hiệp hội Onsen Nhật Bản đã bày tỏ lo ngại về tác động của năng lượng địa nhiệt đối với các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng do các thành viên của mình điều hành. | Getty Images
Tuy nhiên, hiệp hội cho biết họ không phản đối việc phát triển địa nhiệt. Hiệp hội cho biết các nhà máy điện địa nhiệt quy mô nhỏ có thể phục hồi cộng đồng địa phương. Thay vào đó, họ lo ngại về việc phát điện nhị phân.
Các nhà máy điện địa nhiệt chu trình nhị phân sử dụng các nguồn địa nhiệt có nhiệt độ thấp hơn các loại hình phát điện khác. Theo trang web của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, các chất lỏng địa nhiệt này đi qua bộ trao đổi nhiệt cùng với chất lỏng thứ cấp hoặc "nhị phân" có điểm sôi thấp hơn nước. Kết quả từ nguồn nhiệt địa nhiệt khiêm tốn là hơi nước làm quay tua bin, quay máy phát điện và tạo ra điện.
"Không giống như các tiêu chuẩn về khoan sâu và sản xuất điện địa nhiệt quy mô lớn, các tiêu chuẩn quy định về sản xuất điện nhị phân lại lỏng lẻo. Các nguồn nhiệt ở các lớp nông hơn của Trái đất thường được sử dụng và đây là lý do tại sao có một số vấn đề với chủ sở hữu suối nước nóng", nhóm cho biết.
Hiệp hội đã liệt kê năm điều mà họ muốn từ chính phủ để tham gia vào quá trình phát triển địa nhiệt:
Sự đồng thuận của cộng đồng địa phương, bao gồm chính quyền địa phương và các nhà điều hành suối nước nóng.
Thành lập bên thứ ba để giám sát việc tiết lộ thông tin lẫn nhau về phát triển địa nhiệt.
Các quy định nhằm ngăn chặn việc thu thập quá mức hơi nước để sử dụng cho nhà máy địa nhiệt.
Giám sát môi trường liên tục, rộng rãi đối với các nhà máy địa nhiệt.
Làm rõ ai chịu trách nhiệm về công tác phục hồi ở các khu vực suối nước nóng đã bị hư hại do phát triển địa nhiệt.
"Chúng tôi hy vọng rằng khi chính quyền Ishiba lập kế hoạch phát triển địa nhiệt, năm đề xuất trên sẽ được thực hiện", hiệp hội cho biết trong một tuyên bố bằng văn bản gửi cho tờ The Japan Times.
Tuy nhiên, một số thành phố địa phương đang tự mình ngăn chặn việc phát triển thêm địa nhiệt.
Beppu, Tỉnh Oita, một điểm đến phổ biến cho khách du lịch vì các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng, đã thông qua một sắc lệnh vào năm 2022 cấm khoan ở một số khu vực nhất định, với lý do rằng việc sản xuất địa nhiệt đang làm giảm nhiệt độ nước. | Getty Images
Beppu, một điểm đến phổ biến cho khách du lịch vì các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng, đã thông qua một sắc lệnh vào năm 2022 cấm khoan ở một số khu vực nhất định, với lý do rằng việc sản xuất địa nhiệt làm giảm nhiệt độ nước.
Naoki Masuhara, phó giáo sư tại Khoa Khoa học Con người và Môi trường của Đại học Hyogo, người đã viết về các cuộc tranh chấp về năng lượng địa nhiệt, cho biết mặc dù người ta nói rằng không có trường hợp nào được báo cáo ở Nhật Bản về việc suối nước nóng cạn kiệt do sản xuất điện địa nhiệt, nhưng điều đó không làm giảm bớt sự phản đối.
"Thật khó để có được sự hiểu biết của những người liên quan đến các khu nghỉ dưỡng suối nước nóng, vì nước suối nóng và hoạt động địa nhiệt đều nằm dưới lòng đất và không thể nhìn thấy", ông nói.
Tương lai của địa nhiệt
Về phần mình, các công ty tiện ích có quan điểm đa dạng hơn về địa nhiệt. Những công ty thường phục vụ nhiều vùng nông thôn hơn với nhiều trữ lượng địa nhiệt thì quan tâm đến phát triển hơn các công ty tiện ích phục vụ khách hàng ở các trung tâm đô thị lớn nhất của đất nước.
"Kyushu Electric, Tohoku Electric và Hokkaido Electric ủng hộ địa nhiệt. Ngay cả Chubu Electric cũng đang ngày càng quan tâm đến nó", Hosono nói.
Mặt khác, ông nói thêm, các công ty tiện ích như Tokyo Electric và Kansai Electric, một phần là do đầu tư lớn vào các hình thức năng lượng khác như năng lượng hạt nhân, nên ít quan tâm đến việc phát triển các nguồn địa nhiệt hơn.
Trong khi đó, chính phủ đang ủng hộ một kế hoạch cho phép JOGMEC tiến hành khảo sát các địa điểm có thể khoan và phát triển địa nhiệt. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp sẽ chọn các địa điểm ứng cử để khảo sát vào năm tài chính 2025 và thực hiện vào năm tài chính 2026.
Một báo cáo của IEA được công bố vào đầu năm nay lưu ý rằng JOGMEC đã và đang phát triển các công nghệ thăm dò địa nhiệt hiệu quả về mặt chi phí và có độ chính xác cao để cải thiện cách xác định các nguồn địa nhiệt.
Một số địa điểm địa nhiệt cũng đã chứng kiến công suất của họ giảm trong những năm qua do tình trạng thiếu nước trong hồ chứa, báo cáo cho biết. Để khắc phục vấn đề đó, tổ chức trực thuộc METI đã bắt đầu phát triển công nghệ "bổ sung nước phù hợp hơn vào các hồ chứa địa nhiệt", có thể giúp tối ưu hóa và ổn định sản lượng dòng chảy.
Các nhà khoa học Nhật Bản cũng đang nghiên cứu "khoan sốc nhiệt", trong đó đá được nung nóng và làm nguội nhanh chóng để tạo ra các vết nứt và giúp việc khoan vào chúng dễ dàng và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn còn trong giai đoạn trứng nước.
"Địa nhiệt thế hệ tiếp theo cũng có thể đóng vai trò quan trọng ở Nhật Bản, nơi có nguồn tài nguyên chất lượng cao và cơ hội đáng kể để cắt giảm nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch và tăng cường sự độc lập về năng lượng", IEA lưu ý trong báo cáo tháng 12 của mình.
Nhưng cuối cùng, việc thuyết phục cộng đồng địa phương rằng các cuộc khảo sát ban đầu — và nếu được chọn để phát triển, việc khoan và sử dụng các nguồn tài nguyên địa nhiệt — sẽ không ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động kinh doanh tại các địa điểm suối nước nóng xung quanh hoặc gây ra thiệt hại cho môi trường sẽ phụ thuộc vào chính phủ.
Điều đó có thể đòi hỏi nhiều hơn là chỉ những lời đảm bảo khô khan từ các chuyên gia kỹ thuật về những phát triển công nghệ được cải thiện. Không ai nghi ngờ rằng Nhật Bản có tiềm năng trở thành siêu cường địa nhiệt.
Câu hỏi đặt ra là liệu họ có ý chí chính trị để làm như vậy hay không.
