Năng lượng địa nhiệt là gì?
Năng lượng địa nhiệt được coi là một trong những giải pháp thay thế cho việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện
Hình ảnh Payal Mehta được cung cấp bởi Pixabay
Năng lượng địa nhiệt là một loại năng lượng tái tạo thu được từ nhiệt đến từ bên trong Trái đất. Quá trình khai thác năng lượng này được thực hiện thông qua các lỗ lớn trên mặt đất, do nhiệt lượng hành tinh của chúng ta nằm bên dưới bề mặt Trái đất. Có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, từ "địa nhiệt" được hình thành bởi các thuật ngữ địa lý, có nghĩa là Trái đất, và nhiệt độ, tương ứng với nhiệt độ.
Nguồn năng lượng này có thể được sử dụng trực tiếp (không yêu cầu sản xuất năng lượng trong các nhà máy điện, chỉ sử dụng nhiệt lượng do mặt đất tỏa ra) hoặc gián tiếp (khi nhiệt lượng được truyền đến một ngành công nghiệp biến nó thành năng lượng điện). Năng lượng địa nhiệt có thể được sử dụng để làm nóng nước trong các khu dân cư hoặc thậm chí toàn bộ thành phố trong mùa đông. Nó cũng có thể được sử dụng để sản xuất nhiệt và sử dụng trong lò sưởi hoặc các thiết bị nhiệt trong nhà kính, ngư trường hoặc các khu giải trí.
Ở Brazil, năng lượng địa nhiệt chỉ được sử dụng trong các khu giải trí. Hai thành phố sử dụng nguồn nhiệt cho du lịch là Poços de Caldas (MG) và Caldas Novas (GO). Những địa điểm này dựa vào sự nổi lên của nước được làm nóng bởi quá trình địa nhiệt. Ngoài nhiệt độ cao, những vùng nước này có một lượng lớn các khoáng chất tốt cho da và toàn bộ cơ thể như kali, selen, canxi, kẽm, clorua và magiê.
Cấu trúc Trái đất
Trái đất được bao phủ bởi lớp vỏ Trái đất, một lớp đá mỏng được tìm thấy bên trên lớp phủ, một lớp có độ sâu lớn và được cấu tạo cơ bản bởi magma. Kết quả của một quá trình nấu chảy, vật liệu này là một hỗn hợp của đá ở trạng thái lỏng hoặc nhão, khí hòa tan và tinh thể.
Tất cả nội nhiệt này thể hiện ở một số khu vực trên bề mặt, thường là trong các vụ phun trào núi lửa, các khe nứt địa chất hoặc các khu vực nóng bên trong, gây ra sự xuất hiện của các mạch nước phun hơi và suối nước nóng.
Thực vật địa nhiệt
Các nhà máy điện địa nhiệt biến đổi năng lượng địa nhiệt thu được từ nhiệt từ bên trong Trái đất thành điện năng và được lắp đặt gần các khu vực có lượng lớn hơi nước và nước nóng. Bằng cách này, các hồ chứa địa nhiệt cung cấp năng lượng cần thiết để cung cấp năng lượng cho các máy phát tua bin, sản xuất điện. Nhà máy Địa nhiệt đầu tiên được xây dựng ở Ý vào năm 1904.
Năng lượng địa nhiệt được sản xuất như thế nào?
Các nhà máy điện địa nhiệt có nhiệm vụ chuyển nhiệt năng bên trong Trái đất thành năng lượng điện. Bước đầu tiên của quá trình này là thu nước nóng hoặc hơi nước bên trong Trái đất thông qua các ống được thiết kế đặc biệt. Hơi nước này sau đó được dẫn đến các nhà máy, nơi nó được giải phóng dưới áp suất mạnh. Khi được giải phóng, hơi nước chuyển động các tuabin quay theo cơ học. Cuối cùng, các tuabin điều khiển máy phát điện tạo ra năng lượng điện.
Trong một số hệ thống sản xuất năng lượng điện sử dụng sức nóng của Trái đất, nước được bơm vào lớp đất dưới lòng đất đã được nung nóng để nó biến thành nhiệt và trở lại dưới dạng hơi, như trong trường hợp trước, sẽ kích hoạt các tua-bin kích hoạt máy phát điện.
Các phương pháp khoan tiên tiến đang được phát triển, với mục đích tăng cường khai thác nguồn điện này và giảm chi phí phát sinh do mất máy móc. Nếu điều đó là có thể, các nguồn địa nhiệt có thể cạnh tranh trên thị trường năng lượng toàn cầu, hiện đang được kiểm soát bởi việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Năng lượng địa nhiệt ở Brazil và trên toàn thế giới
Ba quốc gia sản xuất năng lượng địa nhiệt lớn nhất thế giới là Hoa Kỳ, Philippines và Indonesia. Ngoài họ, các quốc gia khác đã lựa chọn sản xuất năng lượng địa nhiệt, chẳng hạn như Trung Quốc, Nhật Bản, Chile, Mexico, Pháp, Đức, Thụy Sĩ, Hungary và Iceland.
Hiện nay, khoảng 25 quốc gia trên hành tinh sử dụng năng lượng địa nhiệt và ở Brazil không có tiềm năng lớn để khám phá loại năng lượng này, vì nó được khám phá ở các khu vực chuyển tiếp giữa các mảng kiến tạo. Bên cạnh đó, không có nhiều động lực để sử dụng nó. Điều này là do quốc gia này có một ma trận năng lượng mạnh mẽ được thiết lập trên các cơ sở nước, ngoài việc sử dụng các nguồn năng lượng khác như khí tự nhiên.
Ưu điểm của năng lượng địa nhiệt
Những ưu điểm chính của năng lượng địa nhiệt là:
- Nó không hoạt động bằng cách đốt cháy nhiên liệu. Như vậy, không phải nhập và mua nguyên vật liệu, giảm chi phí sản xuất. Chi phí cho các nhà máy điện địa nhiệt ít hơn so với các nhà máy điện dầu hoặc điện hạt nhân, vốn có chi phí mua sản phẩm sơ cấp cao;
- Không thải ra khí gây ô nhiễm. Điều này có nghĩa là nó không góp phần vào việc tăng cường hiệu ứng nhà kính, không giống như nhiên liệu hóa thạch;
- Không gây hại cho đất. Mặc dù có các lỗ thủng bên trong, năng lượng địa nhiệt không làm xói mòn đất, làm ngập lụt các khu vực rộng lớn hoặc làm ô nhiễm nước ngầm, như với các nguồn năng lượng khác;
- Nó không dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Các biến đổi khí hậu không ảnh hưởng đến hoạt động của các nhà máy điện địa nhiệt, không giống như những gì xảy ra với năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió, chẳng hạn.
- Có lợi cho các khu vực ngoại thành. Ở những nơi không có lưới điện tiếp cận rộng rãi, các nhà máy điện địa nhiệt có thể đáp ứng nhu cầu của người dân, đặc biệt là ở những vùng thích hợp để lắp đặt;
- Nó có một sản xuất linh hoạt. Sản lượng điện tại các nhà máy này có thể thay đổi tùy theo nhu cầu, không phụ thuộc vào các hồ chứa nước hoặc nguồn nguyên liệu thô, và các yếu tố khác.
Nhược điểm của năng lượng địa nhiệt
Những bất lợi chính là:
- Đất có thể bị chìm. Mặc dù chúng không làm mòn mặt đất, nhưng các nhà máy điện địa nhiệt có thể làm mòn các khu vực bên trong của lớp vỏ, có thể gây ra chấn động cho bề mặt. Vì vậy, trong một số trường hợp, cần phải bơm nước hoặc một thành phần khác để lấp đầy các chế phẩm bên trong;
- Ô nhiễm tiếng ồn và sưởi ấm cục bộ cao. Nói chung, các nhà máy điện địa nhiệt gây ra nhiều tiếng ồn, một thực tế là, thêm vào đó là hệ thống sưởi ở địa phương cao, khiến chúng ta không thể lắp đặt chúng gần nhà và cộng đồng;
- Phát thải H2S (hiđro sunfua). Cùng với hơi nước, người ta thường giải phóng ra khí sulfur dioxide, có thể không tấn công vào khí quyển nhưng có hại cho sức khỏe con người, ngoài ra còn có tính ăn mòn cao và có mùi khó chịu;
- Nó chỉ hoạt động ở một vài nơi. Như với hầu hết các nguồn năng lượng, địa nhiệt chỉ có thể được vận hành ở những khu vực thuận lợi, có hệ thống sưởi bên trong cao và ở đó việc tiếp cận các khu vực nhiệt dễ dàng và ít tốn kém hơn. Điều này làm cho việc sử dụng nó ở hầu hết các nơi không khả thi;
- Có thể bị ô nhiễm sông và hồ. Chất lỏng nhiệt có thể giải phóng các thành phần khoáng chất, nếu không được giữ lại đúng cách, có thể ảnh hưởng đến nguồn nước ở các khu vực gần nhà máy điện;
- Chi phí đầu tư cao. Mặc dù việc bảo trì các nhà máy địa nhiệt là nhỏ, nhưng việc xây dựng và lắp đặt chúng rất tốn kém do công nghệ được sử dụng trong quá trình này, một yếu tố có thể thay đổi trong những năm tới.
Mặc dù là một nguồn năng lượng tái tạo không thải ra khí nhà kính, nhưng năng lượng địa nhiệt vẫn có những nhược điểm liên quan. Ví dụ, việc tiếp xúc với hydro sunfua ở quy mô lớn có thể gây ra nhiều tổn hại cho sức khỏe của người lao động.
Kích ứng ở mắt, mũi hoặc cổ họng là một số triệu chứng ban đầu. Các vấn đề cũng có thể ảnh hưởng đến hệ hô hấp, gây giảm trí nhớ, đau đầu và thậm chí suy giảm chức năng vận động. Ngoài ra, các chuyên gia cho biết có thể xuất hiện các triệu chứng như suy tim, suy thận, nôn mửa, ngứa và đỏ da, chưa kể đến những di chứng không thể hồi phục có thể xảy ra như rối loạn tâm lý.