Năng lượng địa nhiệt Nguồn tài nguyên vô hạn

Năng lượng địa nhiệt Nguồn tài nguyên vô hạn • Nguyễn Hải Thanh • Nguyễn Thị Lan Anh • Nguyễn Thị Thuỷ Anh • Nguyễn Thị Hương Vân • Nguyễn Việt Khôi • Nghiêm Đình Long DANH SÁCH NHÓM • Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt trời. • Năng lượng địa nhiệt được coi là một nguồn năng lượng tái tạo Khái niệm về năng lượng tái tạo Năng lượng địa nhiệt là gì! • Nguồn nước nóng • nhiệt độ cao hơn 240°C . • Nguồn áp suất địa nhiệt • độ sâu từ 1500m đến 15000m . Nhiệt độ của các nguồn áp suất địa nhiệt thường ở trong khoảng 90 đến 200°C . • Nguồn đá nóng khô • từ 90°C đến 650°C . • Nguồn năng lượng địa nhiệt từ các núi lửa hoạt động và magma • đá nóng chảy có nhiệt độ từ 700°C đến 1600°C . khoảng 24 đến 48km . Phân loại các nguồn địa nhiệt • Sản xuất điện • Nhu cầu điện tăng vọt trong thế kỷ 20 và nguồn điện địa nhiệt ngay lập tức được xem là nguồn có triển vọng khai thác . Prince Piero Ginori Conti đã thử nghiệm máy phát điện địa nhiệt đầu tiên vào ngày 4/7/1904 tại vỉa Larderello và cũng là nơi axit địa nhiệt được chiết tách . Nó là một máy phát điện nhỏ cung cấp cho 4 bóng đèn . Sau đó , vào năm 1911 , nhà máy phát điện đầu tiên trên thế giới đã được xây dựng ở đây và cũng là nhà máy phát điện địa nhiệt chỉ dùng trong công nghiệp đầu tiên trên thế giới cho đến khi New Zealand xây dựng một nhà máy điện địa nhiệt năm 1958. • Trong năm 2005, 24 quốc gia sản xuất tổng cộng 56.786 GWh (204 PJ) điện từ năng lượng địa nhiệt ,chiếm 0.3% lượng điện tiêu thụ toàn cầu. Lượng điện này đang tăng hàng năm khoảng 3% cùng với sự gia tăng số lượng các nhà máy cũng như nâng cao hệ số năng suất. Do các nhà máy năng lượng địa nhiệt không dựa trên các nguồn năng lượng không liên tục, không giống với tuốc bin gió hoặc tâm mặt trời, nên hệ số năng suất của nó có thể khá lớn và người ta đã chứng minh là đạt đến 90%. Năng suất trung bình toàn cầu đạt 73% trong năm 2005. Năng suất toàn cầu đạt 10 GW năm 2007. Các phương pháp sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt Phân loại các nhà máy sản xuất năng lượng địa nhiệt • Dry steam sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao (>235°C) và một ít nước nóng từ bể địa nhiệt. Hơi nước sẽ được dẫn vào thẳng turbine qua ống dẫn để quay máy phát điện. • Trong sơ đồ trực tiếp, hơi nóng với áp suất cao thổi trực tiếp làm quay tuốc bin để sinh ra điện. Nhà máy hơi nước nóng khô - Dry steam (Nhà máy phát điện trực tiếp) • Flash steam là dạng kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay. • Trong sơ đồ gián tiếp, nước “siêu lỏng” từ tầng nước nóng bên dưới được đưa lên mặt đất và được giữ ở độ nóng trên 182 °C. Hỗn hợp nước nóng và hơi nước này được dẫn vào buồng hơi để hạ áp suất, do vậy phần lớn hỗn hợp • được biến thành hơi nước. • Hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay tuốc bin phát điện. Nhà máy bằng nước siêu lỏng - Flash steam (nhà máy sản xuất điện gián tiếp) • sử dụng nước nóng có nhiệt độ trung bình dao động từ 107-182°C từ bể địa nhiệt • . Nước nóng dưới lòng đất được đưa lên ở dạng “siêu lỏng”, có nhiệt độ sôi thấp, được đưa qua buồng trao đổi nhiệt. Nhiệt năng Nhà máy hai chu trình – binary cycle • Sử dung trực tiếp • Thông qua việc khai thác địa nhiệt tầng nông . Khai thác địa nhiệt tầng nông là khai thác nhiệt của đất nằm ở độ sâu từ 1 đến 150 m dưới bề mặt đất. Nhờ có những công nghệ tiên tiến (máy bơm nhiệt, máy thu tích nhiệt, mũi hút địa nhiệt, giếng nước ngầm hay các tấm bêton áp đất) mà lượng nhiệt tầng nông tuy có độ chênh lệch nhiệt độ tương đối thấp so với nhiệt độ không khí song vẫn có thể được khai thác phục vụ cho sưởi ấm vào mùa đông và làm mát về mùa hè cho các công trình như nhà văn phòng, trường học, nhà trẻ, trạm y tế, siêu thị,… Gần 80% nhiệt lượng dùng cho việc sưởi ấm hay làm mát toà nhà đều được khai thác từ nguồn cấp nhiệt nằm ngay trong lòng đất và như vậy việc sưởi ấm hay làm mát có thể được coi gần như không có xả thải khí CO2 và không hề ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu. Các phương pháp sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt • Trực tiếp • - Suối nước • nóng Các ứng dụng trực tiếp của địa nhiệt Sưởi nhiệt và làm mát • Sấy ngũ cốc . Các ứng dụng trực tiếp của địa nhiệt • Làm ấm nước ở các trại nuôi cá . • Một số các ứng dụng trong công nghiệp như tiệt trùng sữa • các nhà kính (greenhouses) Các ứng dụng khác – Sử dụng để sản xuất điện • Quy trình khai thác • Bước 1 : Xác định nguồn địa nhiệt đáp ứng yêu cầu sản xuất . • Bước 2 : Tạo các giếng khoan , bơm nước lạnh xuống và đưa nước nóng , hơi nước lên . • Bước 3 : Dẫn nước nóng và hơi nước qua bộ phận tách hơi nước . • Bước 4 : Hơi nước làm quay tuabin , máy phát điện sinh ra dòng điện . • Bước 5 : Lưu trữ và truyền tải điện năng . Các phương pháp sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt • công suất 45 MWe/ tổ máy vào năm 2010 • 50 giếng được khoan với độ sâu 1000 đến 2000m Nhà máy Hellisheidi - Iceland • Tổng cộng đã có 33 giếng được khoan uống, 17 giếng áp suất cao và 5 giếng áp suất thấp. Nhà máy điện địa nhiệt lớn đầu tiên ở Iceland – Krafla • Geysers là một phức hợp của 22 nhà máy điện địa nhiệt , bản vẽ hơi nước từ hơn 350 giếng, nằm ở dãy núi Mayacamas 72 mi (116 km) về phía bắc của San Francisco , California . Được coi là lớn nhất thế giới, Geysers có 1517MW hoạt động với công suất lắp đặt một yếu tố sản xuất trung bình 63% (955 MW) Hệ thống nhà máy Geysers – Mỹ Tac động tới môi trường • Các dòng nước nóng được bơm lên từ dưới sâu trong lòng đất có thể chứa một vài khí đi cùng với nó như điôxít cacbon CO2 và hydro sunfua H2S. Khi các chất ô nhiễm này thoát ra ngoài môi trường, nó sẽ góp phần vào sự ấm lên toàn cầu, mưa axít, và các mùi độc hại đối với thực vật xung quanh đó. Các nhà máy phát điện địa nhiệt hiện hữu phát thải trung bình 90-150 kg CO2 trên 1MWh điện, và cũng là một phần nhỏ so với các nhà máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Một số nhà máy được yêu cầu phải có hệ thống kiểm soát lượng phát thải nhằm làm giảm lượng axít và các chất bay hơi. • Bên cạnh các khí hòa tan, nước nóng từ nguồn địa nhiệt có thể chứa các nguyên tố vết nguy hiểm như thủy ngân, arsen và antimon nếu nó được thải vào các con sông có chức năng cung cấp nước uống. Các nhà máy địa nhiệt về mặt lý thuyết có thể bơm các chất này cùng với khí trở lại lòng đất ở dạng cô lập cacbon. • Việc xây dựng các nhà máy phát điện có thể ảnh hượng ngược lại đến sự ổn định nền đất của khu vực xung quanh. Đây là mối quan tâm lớn cùng vớihệ thống địa nhiệt nâng cao, ở đây nước được bơm vào trong đá nóng và khô không chứa nước trước đó. • Địa nhiệt cũng chiếm một diện tích đất tối thiểu; các nhà máy địa nhiệt hiện hữu sử dụng 1-8 hecta/1MW so với các nhà máy điện hạt nhân là 5-10ha/MW và 19 ha/MW đối với nhà máy điện chạy bằng than. Tác động t i trường Tiềm năng địa nhiệt ở Việt Nam • Việt Nam cũng được đánh giá là có tiềm năng địa nhiệt trung bình so với thế giới. Bên cạnh đó nguồn năng lượng này ở nước ta còn có ưu điểm là phân bố đều trên khắp lãnh thổ cả nước nên cho phép sử dụng rộng rãi ở hầu hết các địa phương. • Khí hậu Việt Nam thuộc vùng nhiệt đới nóng ẩm, mùa hè kéo dài tới hơn 6 tháng trong năm nên nhu cầu điều hòa không khí thường xuyên không chỉ trong sinh hoạt mà cả trong sản xuất Tiềm năng ở Việt Nam Cơ hội – thách thức • Nước ta là một quốc gia có hàng trăm điểm nước khoáng đã được phát hiện, trong số này hơn một nửa là những suối nước nóng. Chúng tập trung ở vùng Tây Bắc và vùng Nam Trung bộ. Có 72 nguồn nước có nhiệt độ khoảng 41-600C, 36 nguồn nước có nhiệt độ 61-1000C và 64 nguồn nước có nhiệt độ 30-400C. Tập đoàn Kỹ nghệ Essential Innovation (Canada) đã đến Việt Nam tổ chức Hội thảo nhằm giới thiệu công nghệ địa nhiệt và công bố Côg ty tư vấn Dịch vụ đầu tư và Công nghệ môi trường Tiến Thịnh là nhà chuyển giao công nghệ tại nước ta. Tập đoàn Ormat của Mỹ- chuyên xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt trên kháp thế giới, cũng đã đến Việt Nam và xin giấy phép đầu tư xây dựng 5 nhà máy điện địa nhiệt tại Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức (Quảng Ngãi), Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) và Tu Bông (Khánh Hòa). Tổng công suất các nhà máy điện địa nhiệt này dự kiến lên đến 150-200 MW. và thác Quan điểm cá nhân • Có thể khăng định rằng việc phát triển năng lượng địa nhiệt vô cùng đúng đắn vì : • 1 . Đây là dạng năng lương sạch tất cả các dạng năng lượng thay thế đều thải ra môi trường một lượng chất còn lại theo cách trực tiếp hay gián tiếp. Địa nhiệt là một giải pháp đơn giản và toàn diện. Nguồn địa nhiệt vô hạn trong lòng đất và ít ô nhiễm Năng lượng địa nhiệt tự nó sản sinh, không đốt cháy như những nhiên liệu hoá thạch như than đá, dầu khí 2 . Tác động đến môi trường địa phương Nhà máy điện địa nhiệt gần như không phát ra tiếng ồn. Tiếng ồn của nhà nhà máy này phát ra từ quạt làm mát chỉ tương đương với tiêng của lá cây cọ vào nhau. 3. Là nguồn năng lượng đáng tin câỵ Nhà máy địa nhiệt sử dụng nhiên liệu là nguồn địa nhiệt trực tiếp lấy lên từ lòng đất. Nguồn này rất dồi dào và liên tục. Nếu như turbine gió cần có gió để vận hành hoặc khi gió quá to không an toàn để hoạt động còn nguồn địa nhiệt lại ổn định. Mỗi nhà máy xây dựng trên một vùng địa nhiệt có thể vận hành liên tục trong 100 năm 4. Không làm ảnh hưởng đến nguồn nước tự nhiên Năng lượng nước đã được sử dụng từ trên 2000 năm. 7% điện của nước mỹ được sản xuất từ thuỷ điện. Tuy nhiên, để sử dụng được nước để làm thuỷ điện cần phải xây dựng các đập, điều chỉnh dòng chảy của sông. Đối với địa nhiệt, nước nóng được hút lên trên mặt đất và sau đó được bơm ngược trở lại vào lòng đất. Ngoài ra các giếng được xây dựng cũng có tác dụng ngăn chặn sự dò rỉ nước. Nước để sản xuất địa nhiệt ít gây hại đến các sinh vật, con người và môi trường địa phương. 5 . Có tiềm năng lớn Năng lượng địa nhiệt đã nhanh chóng trở thành nguồn năng lượng Quan đi hân • Chúng em xin chân thành cảm ơn