TÌM HIỂU VỀ NGUỒN
NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
GVHD: LÊ THANH TÂM
SVTH: NHÓM 08
LÊ TIẾN DŨNG
PHẠM THẾ DIỄM
PHẠM NGỌC LONG
TRẦN VĂN TƯ


TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
Địa Nhiệt là nguồn nhiệt năng có sẵn trong lòng đất. Cụ
thể hơn, nguồn năng lượng nhiệt này tập trung ở khoảng vài
km dưới bề mặt Trái Đất.
Lòng đất thì vẫn
tiếp tục nóng hằng tỷ
năm nữa, đảm bảo
một nguồn nhiệt năng
gần như vô tận. Chính
vì vậy Địa Nhiệt được
liệt vào dạng năng
lượng tái tạo.
Nhà máy điện địa nhiệt Nesjavellir ở
Iceland


CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
Có 4 dạng nguồn địa nhiệt khác nhau, trong đó chỉ có bồn
trũng thủy địa nhiệt (hydrothermal reservoirs) là đã được đưa vào
khai thác thương mại. 3 dạng còn lại là nước muối địa áp
(geopressureed brine), đá khô nóng (dry hot rock) và magma, vẫn

còn yêu cầu phát triển các kỹ thuật cao.

1. Bể thủy nhiệt: là các bể chứa
hơi hoặc nước nóng bị bẫy trong
đá porous. Để sản xuất điện, hơi
hoặc nước nóng được bơm từ các
bể lên mặt đất để vận hành các
turbin phát điện. Do nguồn hơi
nước tương đối hiếm, nên hầu hết
các nhà máy địa nhiệt sử dụng
nguồn nước nóng.
Cấu tạo bể thủy nhiệt


2. Nước muối địa áp: là dạng nước nóng, áp suất
cao và chứa methane hòa tan. Cả nhiệt và methane
đều có thể được sử dụng để sản xuất điện thông qua
turbine.
3. Magma: tất cả các kỹ thuật địa nhiệt hiện nay đều
chỉ khai thác “gián tiếp” nhiệt năng từ lòng đất do
magma chuyển lên. Hiện tại vẫn chưa có kỹ thuật này
cho phép khai thác trực tiếp nhiệt lượng từ magma,
mặc dù magma là nguồn nhiệt lượng cực kỳ dồi dào
trong vỏ Trái Đất.


4. Đá khô nóng: địa nhiệt có thể
được khai thác từ một số các
nguồn đá khô, không thấm ở độ
sâu khoảng 5-10 m dưới mặt đất,

hoặc thậm chí nông hơn ở một số
khu vực. Ý tưởng chủ đạo là bơm
nước lạnh xuống nguồn đá khô
này tại một giếng khoan, cho
khối nước này chảy qua nguồn đá
khô và được nung nóng, sau đó
dẫn khối nước được nung nóng ra
một giếng khoan khác và trữ
trong bể địa nhiệt. Tuy nhiên hiện
nay vẫn chưa có ứng dụng
thương mại nào cho kỹ thuật này


CÁC ỨNG DỤNG CỦA NGUỒN NĂNG
LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
Địa nhiệt có 3 ứng dụng chính như sau:
1. Sản xuất điện năng

2. Sử dụng trực tiếp

3. Bơm địa nhiệt


1.1. Sản xuất điện từ địa nhiệt
Có 4 kỹ thuật chính được sử dụng trong việc sản xuất điện từ địa
nhiệt đó là dry steam, flash steam, hệ thống binary cycle và liên hợp
flash/binary.
a). Dry steam sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao (>2350C) 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.

b). Flash steam là dạng kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay. Nhà máy dạng
flash steam sử dụng nước nóng ở áp suất cao (>1820C) từ bể địa nhiệt.
Nước nóng ở nhiệt độ cao này tự phụt lên bề mặt thông qua giếng do
chính áp suất của chúng. Trong quá trình nước nóng được bơm vào máy
phát điện, áp suất của nước giảm rất nhanh khi phụt lên gần mặt đất.
Chính sự giảm áp này khiến nước nóng bốc hơi hoàn toàn và hơi nước
sinh ra sẽ làm quay turbine phát điện. Lượng nước nóng không bốc
thành hơi sẽ được bơm xuống trở lại bể địa nhiệt thông qua giếng bơm
xuyên (injection wells).


c). Các nhà máy địa nhiệt binary-cycle sử dụng nước nóng có nhiệt độ
trung bình dao động từ 107-1820C từ bể địa nhiệt. Tại các hệ thống
binary, chất lỏng địa nhiệt được dẫn qua một bên của hệ thống trao đổi
nhiệt để nung nóng chất lỏng thứ cấp ở ống dẫn bên cạnh. Chất lỏng thứ
cấp thường là hợp chất hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ sôi của
nước, ví dụ như Isobutane hoặc Iso-pentane. Chất lỏng thứ cấp sau khi
được đun sôi ở hệ thống trao đổi nhiệt sẽ bốc hơi và được dẫn vào
turbine.
d). Dạng cuối cùng là kết hợp cả 2 kỹ thuật flash và binary, gọi tắt là liên
hợp flash/binary, với nguyên lý là sử dụng một cách hiệu quả và tận dụng
các mặt thuận lợi của 2 kỹ thuật này. Tại nhà máy dạng này, hơi nước
flash trước tiên được chuyển thành điện bằng backpressure turbine hơi
nước, và hơi nước tồn tại trong backpressure turbine sẽ được ngưng tụ tại
hệ thống binary. Điều này cho phép sử dụng một cách hiệu quả các tháp
giảm nhiệt dùng khí với ứng dụng flash và tận dụng quá trình binary. Hệ
thống liên kết flash/binary có hiệu suất cao hơn ở những khu vực sản xuất
hơi nước cao áp



2. Sử dụng trực tiếp
Các ví dụ điển hình về sử dụng trực tiếp là Hệ thống sưởi nhà
cửa, các nhà kính (greenhouses), và các phương tiện nuôi trồng thủy
sản. Các ứng dụng công nghiệp như sấy khô thực phẩm, giặt ủi, khai
thác vàng, tiệt trùng sữa, các dịch vụ tắm hơi.
3. Điều hòa nhiệt độ bằng địa nhiệt


ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG
ĐỊA NHIỆT
 Ưu điểm của năng lượng địa nhiệt:
 Tiết kiệm chi phí đáng kể.
 Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
 Không gây ô nhiễm.
 Sử dụng trực tiếp.
 Nhược điểm của năng lượng địa nhiệt:
 Nguồn năng lượng không phổ biến.
 Có thể hết Steam (hơi nước).
 Phù hợp với khu vực đặc biệt.
 Có thể phát hành khí độc hại.


KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT TẠI
VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI
1.

Địa nhiệt tại Việt Nam.

Cho đến nay, các nghiên cứu và báo cáo về địa nhiệt tại Việt Nam đã
xác định được khoảng 300 nguồn nước nóng phân bố trên cả nước, trong

đó hơn 60 nguồn nước nóng có nhiệt độ trên 500C.
Khu vực Tây Bắc: Tại đây, các tác giả xác định được 86 suối nước nóng,
trong số đó 17 suối có nhiệt độ trên 500C, 2 suối nước nóng chảy dọc
theo đứt gãy Điện Biên và Lai Châu có nhiệt độ trên 700C.
Khu vực Đông Bắc: Tại đây có 9 suối nước nóng được xác định, trong
đó 2 suối có nhiệt độ trên 700C.
Khu vực đồng bằng Bắc Bộ: trong khu vực này chỉ xác định được
một suối nước nóng tự nhiên với nhiệt độ tương đối thấp là suối Văn
Lợi (gần Hà Nội) vào khoảng 380C.


Khu vực Bắc Trung Bộ: có khoảng 21 suối nước nóng phân bố dọc theo hệ
thống đứt gãy Tây Bắc-Đông Nam, trong đó 11 suối có nhiệt độ trên 500C.
Khu vực Nam Trung Bộ: Tại đây có 86 suối nước nóng, trong đó 35 suối
có nhiệt độ trên 500C và 8 suối có nhiệt độ trên 700C.
Khu vực Nam Bộ: có tất cả 67 mẫu khoan cho thấy sự hiện diện của
nguồn nước nóng, trong đó có 9 mẫu xác định dạng Cl-Na-Ca (phù hợp
cho phát triển địa nhiệt). Tuy nhiên vẫn không có số liệu nào về nhiệt độ
của các tiềm năng địa nhiệt này.
Trong số 253 nguồn địa nhiệt có nhiệt độ từ 300C, hơn 100 nguồn
đang được khai thác sử dụng trực tiếp cho các hoạt động như nước
khoáng đóng chai (50), tắm hơi chữa bệnh, khu du lịch suối nước nóng
(như tại Bình Châu), sấy khô nông sản, sản xuất muối iod và chắt khí
CO2...
Hiện nay tại Việt Nam đã cấp phép cho nhà máy nhiệt điện tại Đakrông
với công suất 25MW.


2. Địa nhiệt trên thế giới.


Điện địa nhiệt được sản xuất tại 24 quốc gia trên thế giới
bao gồm Hoa Kỳ, Iceland, Ý, Đức, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Hà
Lan, New Zealand, México, El Salvador, Nicaragua, Costa
Rica, Nga, Philippines, Indonesia, Trung Quốc, Nhật Bản và
Saint Kitts and Nevis.
Các hợp đồng được ký kết để nâng công suất phát điện
thêm 0.5 GW ở Hoa Kỳ, và các nhà máy đang trong giai
đoạn xây dựng ở 11 quốc gia khác. Một số vị trí tiềm năng
đã và đang được khai thác hoặc được đánh giá ở Nam Úc ở
độ sâu vài km. Nếu tính cả việc sử dụng trực tiếp, năng
lượng địa nhiệt được sử dụng trên 70 quốc gia.


Bảng công suất các nhà máy điện địa nhiệt trên thế giới
( số liệu năm 2007 )


Nhà máy năng lượng địa nhiệt Hellisheidii của Iceland.
Nhà máy điện có thể sản xuất khoảng 300 MW điện cùng với 400
MW năng lượng nhiệt.


Khu phức hợp Tiwi, Phillipines: công suất sản xuất của nhà máy này
là khoảng 290 MW điện.


Khu phức hợp địa nhiệt Geysers, California, Hoa Kỳ
Tổ hợp này và 22 nhà máy điện địa nhiệt của nó ở đó, có công suất lắp
đặt kết hợp là 1.520 MW



KẾT LUẬN
Địa nhiệt, một nguồn năng lượng gần như vô tận, đã có một lịch sử
khai thác thương mại hơn 70 năm, và từ 4 thập kỷ qua công suất khai
thác địa nhiệt trong sản xuất điện và sử dụng trực tiếp đã đạt hàng
trăm MW. Cho đến năm 2000, địa nhiệt đã được sử dụng trên 58
quốc gia trên thế giới với sản lượng điện là 49 TWh/năm và sản lượng
sử dụng trực tiếp là 51 TWh/năm.
Nếu vận tốc tăng trưởng của địa nhiệt duy trì ở mức 20% trong mỗi
5 năm thì sản lượng địa nhiệt điện có thể đạt tới 80 TWh vào năm
2010 và 120 TWh vào 2020.
Đối với sản lượng sử dụng trực tiếp địa nhiệt, nếu tốc độ tăng
trưởng duy trì ở mức 44% thì sản lượng sử dụng trực tiếp sẽ đạt đến
100 TWh vào năm 2010 và 200 TWh vào năm 2020