Điện địa nhiệt sẽ khởi sắc trong xu thế hướng đến phát triển bền vững?

Trong xu thế chuyển dịch năng lượng và hướng đến sự phát triển bền vững, các nguồn năng lượng tái tạo trở thành lựa chọn hàng đầu tại nhiều quốc gia trên thế giới. Bên cạnh sự tăng trưởng mạnh mẽ của điện mặt trời và điện gió, điện địa nhiệt cũng đang được chú ý.

Thị trường điện địa nhiệt tăng trưởng khả quan

Nhằm khai thác nguồn nhiệt năng có sẵn trong lòng đất, sạch và bền vững – gần như vô hạn, vào thế kỷ XX, ngành năng lượng địa nhiệt (Geothermal) đã ra đời. Địa nhiệt được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, phổ biến nhất là sử dụng trực tiếp dưới dạng nhiệt (như cho hệ thống sưởi của các tòa nhà) và để sản xuất điện.

Trong xu hướng ưu tiên các nguồn năng lượng tái tạo, ngành địa nhiệt nói chung và điện địa nhiệt nói riêng đang tăng trưởng khả quan. Số liệu từ Geothermal Energy Market, 2021-2028, thị trường năng lượng địa nhiệt giai đoạn 2021-2028 được dự báo sẽ mở rộng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR)  đạt 5,9%, quy mô thị trường toàn cầu dự kiến sẽ vượt qua 83,27 tỷ USD vào cuối năm 2028. Trong khi đó, theo Báo cáo thị trường điện địa nhiệt toàn cầu 2022 (Geothermal Electricity Global Market Report 2022, Reportlinker), thị trường điện địa nhiệt dự kiến ​​sẽ tăng từ 5,53 tỷ USD năm 2021 lên 6,06 tỷ USD vào năm 2022 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) đạt 9,6%. Thị trường dự kiến ​​sẽ đạt 8,46 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ CAGR đạt 8,7%.

Công suất điện địa nhiệt toàn cầu đã đạt 15.854 MW vào cuối năm 2021. Trong đó, Hoa Kỳ là quốc gia có công suất điện địa nhiệt cao nhất với 3.722 MW, theo sau là Indonesia (2.276 MW), Philippines (1.918 MW), Thổ Nhĩ Kỳ (1.710 MW) và New Zealand (1.037 MW) (theo số liệu của ThinkGeoEnergy).

10 quốc gia hàng đầu thế giới về sản xuất điện địa nhiệt (Ảnh: ThinkGeoEnergy)

Tự chủ năng lượng, giảm phát thải và… lithium

Trong các nguồn năng lượng tái tạo, có thể nói điện địa nhiệt khá “trầm lắng” nếu so với sự tăng trưởng mạnh mẽ của điện mặt trời và điện gió. Tuy nhiên, nhờ không phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết hay khí hậu, địa nhiệt có hệ số công suất rất cao và luôn sẵn sàng để khai thác. Hơn nữa, năng lượng địa nhiệt đã được chứng minh là có ít rủi ro hơn so với các công nghệ phát thải carbon thấp khác là hydro và công nghệ thu gom, lưu trữ carbon (CCS). Do đó, địa nhiệt đang được đánh giá là một giải pháp tiềm năng và có triển vọng phát triển trong tiến trình giảm phát thải toàn cầu. Sự phát triển của năng lượng địa nhiệt nói chung và điện địa nhiệt nói riêng còn được nhận định sẽ góp phần tăng cường an ninh năng lượng khi giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch cũng như các rủi ro khủng hoảng năng lượng.

Chính vì vậy, năng lượng địa nhiệt đang tiếp tục thu hút vốn đầu tư. Theo nghiên cứu từ hãng tư vấn năng lượng Rystad Energy (Na Uy), chi tiêu cho địa nhiệt sẽ tăng 38% trong năm 2022. Nhiều dự án địa nhiệt tiếp tục được nghiên cứu, phát triển. Đầu năm 2022, Quỹ đầu tư mạo hiểm thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ đã huy động được 63 triệu USD để khởi động một dự án khai thác năng lượng địa nhiệt bằng cách sử dụng sóng bức xạ điện từ milimet với thiết bị ống chân không công suất cao gyrotron. Các nhà khoa học hy vọng với công nghệ mới này, họ có thể vượt qua các tảng đá cứng nhất, nóng nhất, xuống độ sâu khoảng 20km trong vài tháng – độ sâu cho phép biến bất kỳ chất lỏng nào được bơm xuống đó thành một trạng thái hơi nước siêu hoàn hảo để tạo ra điện. Hay mới đây, Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) và đối tác cũng phát triển một hệ thống khai thác địa nhiệt thông qua bơm chất lỏng xuống độ sâu hơn 1km dưới lòng đất. Hệ thống được thiết kế để giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu chất lỏng thu nhiệt như thế nào từ năng lượng lưu trữ bên trong đá và bơm lên trên mặt đất để sản xuất điện, từ đó có thể cải tiến công nghệ địa nhiệt.

Hệ thống mô phỏng và dòng chảy dùng để khai thác năng lượng địa nhiệt (Ảnh: PNNL)

Một yếu tố khác được xem là động lực để phát triển điện địa nhiệt là… lithium. Tháng 11/2021, một dự án trị giá 500 triệu USD với giàn khoan khổng lồ để khai thác lithium và sản xuất năng lượng địa nhiệt đã được triển khai bởi Công ty Controlled Thermal Resources (CTR, trụ sở tại Úc). Dự án cách bờ phía Nam hồ nước mặn Salton Sea (nằm sâu trong sa mạc bang California, Mỹ) khoảng hơn 1 km. Lithium sẽ được chiết xuất từ nước muối – được bơm lên thông qua các nhà máy năng lượng địa nhiệt. Được biết dự án trên sẽ không được đẩy nhanh nếu nhu cầu về pin lithium-ion không bùng nổ.

Là vật liệu quan trọng trong sản xuất pin ôtô, ứng dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời và năng lượng gió, sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử… lithium được ví như “vàng trắng” của tương lai. Việc chiết xuất thành công lithium có ý nghĩa rất quan trọng vì sẽ giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào trong nguồn cung khi hơn 80% lượng lithium thô của toàn cầu được khai thác ở Úc, Chile và Trung Quốc, đặc biệt Trung Quốc kiểm soát hơn một nửa quá trình xử lý và tinh chế lithium trên thế giới.

Với tiềm năng khai thác lớn, điện địa nhiệt hứa hẹn sẽ mang lại một nguồn năng lượng mới, thân thiện với môi trường và có ý nghĩa quan trọng trong xu thế hướng đến trung hòa carbon và phát triển bền vững.

Vũ Phong Energy Group

Xem thêm bài viết tiếng Anh