Năng lượng nào thay thế các nguồn tài nguyên đang dần cạn kiệt?

Con người đã học được cách khai thác loại năng lượng này từ đầu những thập kỷ 60, nhưng mọi chuyện chỉ mới dừng lại ở các trạm nhiệt điện thử nghiệm. Không chỉ chi phí cao và những khó khăn về công nghệ ghìm chân của tiến bộ, mà cả ảnh hưởng tiêu cực của dư luận.

Năng lượng địa nhiệt là một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất, mà theo như mong đợi của các nhà khoa học sẽ có khả năng thay thế năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Khác với dầu và than, là các loại nhiên liệu cần bỏ công khai thác, vận chuyển, thậm chí tái chế, nhiệt của trái đất có thể được sử dụng ngay lập tức. Do quá trình phân hủy phóng xạ, lớp đất trong lõi của hành tinh được nung nóng đến nhiệt độ cao.

Ở độ sâu 3km, nhiệt độ có thể lên tới 150 độ C, còn ở độ sâu 10 km nhiệt độ có thể lên tới 300 độ C. Nhiệt trong lòng đất không đổi, nó không phụ thuộc vào thời tiết và các điều kiện bên ngoài khác. Đá nóng có ở khắp mọi nơi trên hành tinh. Tiếp cận chúng không phải là một vấn đề, vì các công nghệ khoan sâu đã phát triển ở mức độ cao trên thế giới.

Năng lượng địa nhiệt có khả năng hoạt động ngay cả khi lòng đất không đủ nóng, ví dụ chỉ ở mức nhiệt độ là khoảng 80 độ. Trong trường hợp này sẽ áp dụng chu trình nhị phân: thông qua bộ trao đổi nhiệt, nhiệt từ giếng được truyền đến các hydrocacbon lỏng — một chất lỏng dễ sôi. Hơi nước hình thành trong quá trình này được đưa đến tuabin, để rồi cuối cùng tạo ra điện.

Công nghệ này đủ để cung cấp năng lượng vĩnh viễn cho nhân loại, đây là khẳng định trong bài báo cáo của viện sĩ Sergei Alekseenko, công tác tại Viện Vật lý Nhiệt mang tên S. S. Kutateladze, chi nhánh Siberia thuộc Viện hàn lâm khoa học Nga.

Hiện nay trên thế giới có 22 trạm địa nhiệt điện đang hoạt động, phần lớn nằm tại châu Âu. Trong đó, 14 trạm sản xuất điện, các trạm còn lại phục vụ việc sưởi ấm.

Tuy nhiên, công nghệ mới này đang phải đối mặt với nhiều thách thức. Thứ nhất, việc khoan sâu có chi phí rất cao, chiếm hầu hết ngân sách dự án. Thứ hai, nứt vỡ thủy lực kéo theo những hậu quả về môi trường: từ tình trạng hủy hoại thổ nhưỡng cho tới ô nhiễm nước ngầm, thậm chí có thể dẫn đến động đất nhân tạo.

Tạm thời năng lượng địa nhiệt điện chưa phát triển mạnh. Công chúng phản đối công nghệ này, tương tự như phản đối năng lượng hạt nhân và năng lượng gió, chôn vùi carbon dioxide dưới lòng biển ở thềm lục địa. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn không mất đi niềm hy vọng, đồng thời dự đoán rằng vào cuối thế kỷ 21, tỷ trọng của địa nhiệt điện trong tổng sản xuất năng lượng toàn cầu sẽ gia tăng.