Trường hợp thử nghiệm lớn cho công nghệ địa nhiệt mới ra mắt tại một thị trấn nhỏ của Đức
Tác giả: JENNIFER McDERMOTT
Một địa điểm địa nhiệt đang được xây dựng tại Geretsried, Đức, ngày 19 tháng 9 năm 2024. Tín dụng: Ảnh AP/Matthias Schrader, Tệp
Cư dân tại thị trấn Geretsried của Đức từ lâu đã muốn vận hành các tòa nhà của họ bằng nhiệt và điện sạch từ năng lượng địa nhiệt thay vì nhiên liệu hóa thạch.
Hy vọng của họ đã bị dập tắt khoảng 15 năm trước khi một công ty khoan không thể tìm thấy đủ nước nóng gần bề mặt để có thể sinh lời bằng công nghệ địa nhiệt truyền thống. Về cơ bản, điều đó khiến họ chỉ còn khí đốt tự nhiên.
"Chúng tôi đã bỏ cuộc. Chúng tôi đã có những hy vọng lớn lao", Thị trưởng đầu tiên của Geretsried Michael Müller, người lớn lên tại thị trấn này, nhớ lại.
Ngày nay, thế hệ công ty địa nhiệt tiếp theo đang cố gắng thành công ở nơi mà những nỗ lực trước đây đã thất bại. Họ không dựa vào nước nóng gần bề mặt mà thay vào đó sử dụng các kỹ thuật được phát triển trong ngành dầu khí để khoan sâu và khai thác nhiệt từ đá khô, nóng. Một trong số đó, Eavor, đang khởi động nhà máy điện thương mại đầu tiên tại Geretsried—biến thị trấn nhỏ bé với khoảng 26.000 người, phía nam Munich, thành nơi thử nghiệm cho tương lai của năng lượng địa nhiệt.
Liệu công nghệ như thế này có thể được mở rộng quy mô và thực sự tạo ra sự khác biệt cho tương lai của hành tinh không? Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho rằng có. Trong một báo cáo gần đây, cơ quan này cho biết những đột phá về công nghệ đang mở ra tiềm năng to lớn cho năng lượng địa nhiệt. IEA cho biết hiện nay các công ty đang khoan sâu hơn 3 km (gần 2 dặm), hầu như mọi quốc gia đều có tiềm năng tạo ra nhiệt và điện theo cách này.
"Đây là một dạng năng lượng thích hợp và tập trung ở một số quốc gia", Giám đốc điều hành IEA Fatih Birol cho biết trong một cuộc phỏng vấn. Nhưng Birol cho biết, "địa nhiệt có thể sớm đóng góp vào bức tranh năng lượng toàn cầu theo cách nhanh chóng hơn".
Eavor bị thu hút đến Geretsried vì kỹ thuật truyền thống đã thất bại ở đó
Giám đốc điều hành Eavor John Redfern cho biết thất bại trước đó ở Gerestried đã mở ra khả năng thành công vang dội—địa chất thông thường của Geretsried rất hấp dẫn. Sẽ không ai ấn tượng nếu công ty Canada này trình diễn công nghệ của mình tại Iceland, một nơi có nguồn nước nóng dồi dào và dễ tiếp cận, ông nói thêm.
Một địa điểm địa nhiệt đang được xây dựng tại Geretsried, Đức, ngày 19 tháng 9 năm 2024. Tín dụng: Ảnh AP/Matthias Schrader, Tệp
Ông nói thêm rằng thị trấn này rất hào hứng với địa nhiệt và cởi mở với những ý tưởng mới.
"Toàn bộ mục đích của chúng tôi là chúng tôi muốn có địa nhiệt ở mọi nơi, mọi lúc", Redfern cho biết. "Còn cách nào tốt hơn để chứng minh điều đó ngoài việc đặt giếng đầu tiên của chúng tôi ở nơi họ đã thử và thất bại với các hệ thống địa nhiệt truyền thống".
Đức cam kết chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch. Là một phần của cam kết, các hệ thống sưởi ấm phải chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo vì sưởi ấm là một trong những nguồn phát thải carbon dioxide chính ở Đức. Và Đức không thể phụ thuộc vào việc nhập khẩu khí đốt tự nhiên từ Nga sau khi Nga xâm lược Ukraine vào năm 2022.
Eavor, được đặt tên theo cụm từ "năng lượng mãi mãi", có một cơ sở trình diễn tại Alberta, Canada. Các giám đốc điều hành công ty biết rõ Geretsried. Một trong số họ đã quản lý các hoạt động cho nhà thầu đã khoan ở đó trước đây.
Eavor cho biết địa nhiệt Geretsried sẽ hoạt động trong năm nay. Đó sẽ là một cột mốc
Dự án này sẽ bắt đầu bằng cách tạo ra điện tại Geretsried, sau đó bổ sung nhiệt khi thị trấn xây dựng hoàn chỉnh hệ thống sưởi ấm theo khu vực.
Với hệ thống sưởi ấm theo khu vực, nhiệt được tạo ra ở một vị trí trung tâm và phân phối đến các hộ gia đình và doanh nghiệp. Hầu hết các hệ thống này tạo ra nhiệt từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là ở Trung Quốc và Nga, nơi có số lượng hệ thống lớn nhất, theo IEA. Theo Euroheat & Power, mạng lưới năng lượng theo khu vực quốc tế, châu Âu có 17.000 mạng lưới sưởi ấm và làm mát theo khu vực, phục vụ 67 triệu người.
Tại Hoa Kỳ, các hệ thống năng lượng theo khu vực thường nằm ở các khuôn viên trường đại học, bệnh viện, căn cứ quân sự và ở một số khu vực trung tâm thành phố ở các thành phố lớn hơn. Một số trường đại học đang chuyển đổi hệ thống sưởi ấm khu vực của họ từ khí đốt hoặc dầu sưởi sang năng lượng địa nhiệt để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Chính quyền Trump, trong khi quay trở lại các chính sách ủng hộ dầu mỏ và khí đốt, dường như cũng ủng hộ địa nhiệt.
Một địa điểm địa nhiệt đang được xây dựng tại Geretsried, Đức, ngày 19 tháng 9 năm 2024. Tín dụng: Ảnh AP/Matthias Schrader, Tệp
Eavor cũng có hợp đồng cung cấp nhiệt tại thành phố Hanover ở phía tây bắc nước Đức. Thành phố có hơn 500.000 người này đang dần loại bỏ than.
Eavor cũng đang cấp phép công nghệ của mình cho các công ty tiện ích và công ty đang cố gắng hạn chế khí thải và muốn có năng lượng an toàn, Redfern cho biết. Một nhà cung cấp điện lớn của Nhật Bản, Chubu Electric Power Company, là một nhà đầu tư lớn vào Eavor. Nhật Bản có nhiều địa điểm phù hợp với địa nhiệt nhưng ít nhà máy điện địa nhiệt.
Phương pháp địa nhiệt này hoạt động như thế nào?
Cách thức hoạt động là Eavor khoan hai giếng sâu khoảng 4 km (2,5 dặm), sau đó phân nhánh và khoan một chục giếng ngang, để
Tối đa hóa tiếp xúc với đá nóng. Các giếng giao nhau để tạo thành một vòng khép kín nơi nước có thể chảy, "vòng Eavor". Dự án Geretsried sẽ có bốn vòng, mỗi vòng có hai giếng thẳng đứng và khoảng 12 giếng ngang.
Eavor không nứt vỡ thủy lực để tạo ra các vết nứt và tăng độ thấm của đá.
Thay vào đó, ở Geretsried, nó sẽ bơm nước xuống để chảy qua đá nóng, nóng lên khi tiếp xúc. Nước sẽ tự nhiên dâng lên bề mặt thông qua một giếng thoát.
Nước nóng đó có thể được sử dụng để làm nóng nước của công ty tiện ích để có thể được đưa qua các đường ống để làm nóng tương đương với khoảng 36.000 ngôi nhà. Nước nóng cũng có thể được chuyển đến một nhà máy điện để tạo ra hơi nước và sau đó được tuần hoàn lại. Khi được sử dụng để quay tuabin, hơi nước đó có thể tạo ra điện mà không phát thải bất kỳ khí nhà kính nào làm nóng hành tinh.
Müller, thị trưởng, cho biết tốt hơn là bắt đầu thay đổi cách tiếp cận năng lượng ngay hôm nay thay vì trì hoãn đến ngày mai. Ông cho biết người dân không thể dựa vào nhiên liệu hóa thạch trong thời gian dài, họ phải giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và họ cần nguồn năng lượng an toàn.
"Chúng tôi muốn duy trì khả năng chống chịu trong tương lai", ông nói. "Vì vậy, hãy bắt đầu tương lai".
