Nghiên cứu khai thác năng lượng từ đá siêu nóng

Lõi của Trái Đất rất nóng, có thể đạt tới 6.000℃ ở chính tâm, nhưng chỉ cần khoan từ bề mặt xuống độ sâu mà đá được làm nóng tới 400℃, chúng ta có thể biến nguồn nhiệt này thành một nguồn năng lượng không carbon khổng lồ và luôn sẵn có, theo một báo cáo mới được công bố vào cuối tuần trước từ Lực lượng Đặc nhiệm Không khí Sạch (CATF), một tổ chức khí hậu phi lợi nhuận có trụ sở tại Boston, Mỹ.

CATF đã ủy quyền cho Tổ chức Nghiên cứu Năng lượng Đá Nóng - một tổ chức địa nhiệt phi lợi nhuận - và công ty tư vấn năng lượng sạch quốc tế LucidCatalyst để tính toán chi phí của điện đá siêu nóng quy mô thương mại. Họ ước tính rằng nó có thể có giá cuối cùng từ 20 đến 35 USD cho mỗi megawatt giờ (MWh), cạnh tranh với mức giá năng lượng từ các nhà máy khí đốt tự nhiên hiện nay.

Đó là viễn cảnh, chưa phải thực tế. Hiện tại, chúng ta không có hệ thống nào có thể khai thác năng lượng đá siêu nóng, nhưng tiền đang chảy vào các dự án nghiên cứu và các công ty đã bắt tay vào làm việc để phát triển công nghệ này, nhà khoa học địa chất Bruce Hill từ CATF, tác giả của báo cáo, nói với CNBC.

Báo cáo nói rằng năng lượng đá siêu nóng có thể được thương mại hóa vào những năm 2030. Đó là một nguồn năng lượng sạch gần như vô tận, khiến các khoản đầu tư trở nên đáng giá.

Bước đầu tiên để hiện thực hóa điện đá siêu nóng là chúng ta cần khoan sâu từ vài kilomet đến hàng chục kilomet xuống lòng đất, tùy thuộc vào vị trí. Ở rìa ranh giới mảng kiến tạo hoặc khu vực có hoạt động núi lửa gần đây, đá siêu nóng có thể nằm ở độ sâu chỉ 3,2 km, nhưng ở giữa lục địa, nó có thể nằm sâu tới 19,3 km.

Hố khoan sâu nhất từng được thực hiện trên Trái Đất sâu gần 13 km ở bán đảo Kola của Nga vào những năm 1970, nhưng đá ở đó chưa nóng đến mức được coi là đá siêu nóng. Đá bắt đầu tan chảy ở nhiệt độ từ 600℃ đến 1.000℃, vì vậy phạm vi nhiệt độ của đá siêu nóng được tính từ 400℃ đến 550℃, theo Hill.

Sau khi khoan đủ sâu, nước sẽ được bơm xuống hố và quay trở lại bề mặt ở trạng thái siêu nóng, hay còn gọi là "siêu tới hạn", với các đặc tính của khí và chất lỏng cùng một lúc. Nước siêu tới hạn này sau đó sẽ được dẫn đến máy phát điện.

CATF đã tiến hành cuộc thử nghiệm đầu tiên gần một ngọn núi lửa ở Iceland, nơi hố khoan Krafla tạo ra nước siêu nóng tự nhiên ở nhiệt độ 452℃ và tiềm năng sản xuất năng lượng ước tính 36 MW. Iceland rất thích hợp để nghiên cứu năng lượng địa nhiệt vì quốc gia này nằm ở nơi các mảng kiến tạo châu Mỹ và Á-Âu đang tách khỏi nhau.

Ngoài Iceland, Italy, Nhật Bản, New Zealand và Mỹ là những nước đi đầu trong lĩnh vực địa nhiệt đá siêu nóng. Các khu vực và quốc gia khác ở rìa các mảng kiến tạo như Trung Mỹ, Indonesia, Kenya và Philippines cũng có một số bước phát triển.

Để năng lượng địa nhiệt đá siêu nóng được thương mại hóa và triển khai rộng rãi sẽ đòi hỏi nhiều công nghệ mới, bao gồm các phương pháp khoan cực sâu nhanh chóng, vật liệu và công cụ chịu nhiệt, cũng như các hồ chứa nhiệt sâu trong đá khô nóng. Những điều này là thách thức về kỹ thuật, nhưng không phải là bất khả thi, CATF nhấn mạnh.