Với những cải tiến trong công nghệ hệ thống địa nhiệt nâng cao, nhiệt của trái đất có thể trở thành một máy phát điện chính. Flickr / xavierbt

Nghĩa đen địa nhiệt, theo nghĩa đen, đất nóng nhiệt độ. Nhiệt độ của trái đất tăng lên khi chúng ta khoan sâu hơn vào lõi của nó. Chúng ta có thể sử dụng nhiệt đó để tạo năng lượng bằng cách tuần hoàn nước qua các hồ chứa nước nóng dưới lòng đất, đưa nước nóng hoặc hơi nước lên bề mặt. Sau đó chúng ta có thể chuyển đổi năng lượng trong chất lỏng nóng thành năng lượng cơ và điện ở bề mặt bằng cách sử dụng động cơ nhiệt.

Đầu tư tư nhân vào phát triển năng lượng địa nhiệt của Úc đã chậm lại sau khi bắt đầu rất nhanh mười năm trước. Điều này sẽ trở lại một lần nữa khi các phát triển mới mang lại khả năng thương mại cho các hệ thống địa nhiệt nâng cao. Những thứ này có tiềm năng phát triển theo cấp số nhân, hứa hẹn sức mạnh dồi dào cho thế giới.

Hệ thống địa nhiệt thông thường

Trong năm 2010, thế giới đã tạo ra 20 terawatt giờ (Hai giờ) của điện địa nhiệt. Tất cả điều này đến từ các tài nguyên thông thường. Đây là những dòng nước nóng hoặc hơi nước xuất hiện tự nhiên được làm nóng bằng magma và lưu thông qua đá thấm. Chúng được liên kết với các hệ thống núi lửa và giới hạn ở các khu vực có núi lửa đang hoạt động hoặc trẻ.

Việc sử dụng tài nguyên thông thường không phải là mới. Năm 1904, một nhà máy được xây dựng ở Larderello, Ý, để tạo ra điện từ hơi nước địa nhiệt. Kể từ đó, việc lắp đặt năng lượng địa nhiệt đã lan truyền với tốc độ ổn định nhưng bị giới hạn ở các tài nguyên tương đối dễ truy cập.

Hệ thống địa nhiệt nâng cao

Có một dạng nhiệt địa nhiệt khác rất phong phú và thường có sẵn trên toàn cầu. Nó được tạo ra bởi sự phân rã phóng xạ của các đồng vị kali, urani và thori được tìm thấy trong một số loại đá granit.

Trong đá granit trong lưu vực Cooper, ở Nam Úc, có nồng độ đồng vị ở mức độ dấu vết. Nhiệt được tạo ra với tốc độ rất thấp. Với tốc độ thấp như vậy, sẽ mất gần một triệu năm để một khối đá granit tăng nhiệt độ lên 100 ° C. Trong thời gian đó, đá phải được cách nhiệt tốt ở độ sâu lớn.

Để truy cập nhiệt sâu này, ít nhất hai giếng phải được khoan. Nước lạnh được bơm từ một giếng, nó được làm nóng bởi đá và được chiết xuất từ ​​giếng kia. Hai giếng thường cách nhau 800 đến 1000m. Trong một hệ thống như vậy, nước sẽ đi từ giếng này sang giếng kia chỉ khi đá giữa các giếng đủ thấm.

Độ thấm đá tự nhiên không đủ cao nhưng có thể được tăng cường bằng các kỹ thuật kỹ thuật dầu khí được thiết lập tốt. Các hệ thống này được gọi là Hệ thống địa nhiệt nâng cao (EGS).

Phát triển EGS thương mại

Điện từ các hệ thống địa nhiệt tăng cường hiện không thể cạnh tranh về chi phí vì các giếng sâu rất tốn kém. Để tạo ra đủ điện để trả cho các giếng và cho các thiết bị bề mặt, nước nóng phải được đưa lên bề mặt với tốc độ gần 100kg / s. Một trong những tốc độ dòng EGS tốt nhất trên thế giới đã đạt được bởi công ty Geodynamics của Úc và nó chỉ là một phần ba của mục tiêu này. Mặc dù đây là một thành tựu quan trọng, nhưng nó không đủ để làm cho điện EGS cạnh tranh thương mại.

Có thể bù cho tốc độ dòng chảy thấp này nếu bạn có thể cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng thành năng lượng. Nhưng những cải tiến trong lĩnh vực này vẫn chưa thấy sản xuất điện trở nên cạnh tranh về chi phí.

Tốc độ dòng EGS phải tăng gấp ba trước khi điện EGS khả thi về mặt thương mại. Đó là báo cáo tháng XNUMX năm ngoái rằng một kỹ thuật đầy hứa hẹn cho các giếng địa nhiệt có thể đã được phát triển bởi công ty AltaRock của Hoa Kỳ. Nếu kết quả được báo cáo được chứng minh bằng thử nghiệm thêm, nó sẽ cung cấp hơi thở mới cho sự phát triển địa nhiệt EGS trên toàn thế giới và ở Úc.

Các nguồn địa nhiệt khác của Úc

Sự phân chia giữa các hệ thống địa nhiệt thông thường và tăng cường là nhân tạo và tài nguyên địa nhiệt toàn cầu thực tế bao gồm một phổ liên tục kéo dài từ các suối nước nóng tự nhiên đến các hệ thống địa nhiệt tăng cường.

Kết quả gần đây cho thấy mặc dù Úc không phải là một quốc gia núi lửa, nhưng nó có những khu vực mà magma nằm sát bề mặt để tạo ra nước nóng trong đá trầm tích. Ngành công nghiệp địa nhiệt Úc gọi đây là tầng chứa nước trầm tích nóng. Chúng được dự kiến ​​sẽ có độ thấm tự nhiên cao hơn EGS nhưng có thể không cao như các hệ thống địa nhiệt thông thường.

Trên khắp thế giới, không có nhiều công việc trong loại tài nguyên này nhưng có những phát triển mới ở Úc cũng như những nơi khác như Thổ Nhĩ Kỳ và Nam Mỹ hướng vào các nguồn lực như vậy.

Tác động môi trường

Trong việc truy cập năng lượng địa nhiệt, các công nghệ liên quan có thể có tác động nhẹ đến môi trường ngay lập tức. Như đã thấy Kinh nghiệm Paralana, run nhẹ có thể được cảm nhận trên bề mặt nhưng những điều này không tạo thành một rủi ro đáng kể. Năng lượng địa nhiệt không sử dụng thêm nước hơn các ứng dụng năng lượng nhiệt tái tạo khác. Ngoài ra, kích thích gãy xương được sử dụng trong các dự án EGS không gây rủi ro cho tầng ngậm nước bề mặt vì các hồ chứa EGS rất sâu và các giếng được niêm phong trong vỏ thép.

Trong một số tài nguyên địa nhiệt thông thường có nguồn gốc núi lửa, khí hòa tan thải ra khí quyển có thể ảnh hưởng đến môi trường ngay lập tức. Đây có lẽ là mối nguy hiểm nghiêm trọng nhất liên quan đến năng lượng địa nhiệt nhưng nó chỉ giới hạn ở một số tài nguyên thông thường (không liên quan đến Úc) và rất dễ kiểm soát.

Tương lai cho địa nhiệt

Các nguyên tắc cơ bản cho năng lượng địa nhiệt là mạnh mẽ. Nó rất phong phú - tài nguyên bên dưới lưu vực Great Artesian là ước tính đủ lớn để cung cấp mức tiêu thụ năng lượng hàng năm hiện tại của Úc trong 6000 năm. Đây là một trong số ít các nguồn năng lượng tái tạo có thể thay thế hoàn toàn than làm máy phát điện tải cơ sở. Nó cũng có tác động môi trường rất thấp.

Việc không đạt được lưu lượng đủ đã cản trở sự phát triển thương mại của nó nhưng vấn đề này có thể được giải quyết trong tương lai gần. Nếu điều đó xảy ra, năng lượng địa nhiệt có thể trở thành một trong những công nghệ năng lượng tái tạo hàng đầu cho những năm 2020.

Lưu ý

Hal Gurgenci, Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí, Đại học Queensland

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu

của Paul Hawken và Tom Steyer
Trước nỗi sợ hãi và sự thờ ơ lan rộng, một liên minh quốc tế gồm các nhà nghiên cứu, chuyên gia và nhà khoa học đã cùng nhau đưa ra một loạt các giải pháp thực tế và táo bạo cho biến đổi khí hậu. Một trăm kỹ thuật và thực hành được mô tả ở đây, một số người nổi tiếng; một số bạn có thể chưa bao giờ nghe nói Chúng bao gồm từ năng lượng sạch đến giáo dục các cô gái ở các nước thu nhập thấp hơn đến các hoạt động sử dụng đất kéo carbon ra khỏi không khí. Các giải pháp tồn tại, có hiệu quả kinh tế và các cộng đồng trên toàn thế giới hiện đang ban hành chúng với kỹ năng và quyết tâm. Có sẵn trên Amazon

Thiết kế các giải pháp khí hậu: Hướng dẫn chính sách cho năng lượng carbon thấp

của Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Với những tác động của biến đổi khí hậu đã gây ra cho chúng ta, nhu cầu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu là không kém phần cấp bách. Đó là một thách thức khó khăn, nhưng các công nghệ và chiến lược để đáp ứng nó vẫn tồn tại ngày nay. Một bộ nhỏ các chính sách năng lượng, được thiết kế và thực hiện tốt, có thể đưa chúng ta vào con đường hướng tới một tương lai các-bon thấp. Hệ thống năng lượng rất lớn và phức tạp, vì vậy chính sách năng lượng phải được chú trọng và tiết kiệm chi phí. Phương pháp tiếp cận một kích thước phù hợp với tất cả đơn giản là sẽ không hoàn thành công việc. Các nhà hoạch định chính sách cần một nguồn lực rõ ràng, toàn diện để vạch ra các chính sách năng lượng sẽ có tác động lớn nhất đến tương lai khí hậu của chúng ta và mô tả cách thiết kế tốt các chính sách này. Có sẵn trên Amazon

Đây Changes Everything: Chủ nghĩa tư bản vs khí hậu

bởi Naomi Klein
In Đây Changes Everything Naomi Klein lập luận rằng biến đổi khí hậu không chỉ là vấn đề khác được nộp gọn gàng giữa thuế và chăm sóc sức khỏe. Đó là một báo động kêu gọi chúng tôi sửa chữa một hệ thống kinh tế đã làm chúng tôi thất bại theo nhiều cách. Klein xây dựng một cách tỉ mỉ trường hợp làm thế nào để giảm lượng khí thải nhà kính một cách ồ ạt là cơ hội tốt nhất của chúng tôi để đồng thời giảm bất bình đẳng, tưởng tượng lại các nền dân chủ bị phá vỡ của chúng tôi và xây dựng lại nền kinh tế địa phương bị cắt đứt. Cô vạch trần sự tuyệt vọng về ý thức hệ của những người từ chối biến đổi khí hậu, những ảo tưởng lộn xộn của những người theo chủ nghĩa địa lý và sự thất bại bi thảm của quá nhiều sáng kiến ​​xanh chính thống. Và cô ấy chứng minh chính xác lý do tại sao thị trường không khắc phục được và không thể khắc phục khủng hoảng khí hậu mà thay vào đó sẽ làm mọi thứ tồi tệ hơn, với các phương pháp khai thác cực kỳ nghiêm trọng và gây tổn hại về mặt sinh thái, kèm theo chủ nghĩa tư bản thảm họa tràn lan. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.