Công nghệ địa nhiệt và nhiệt hạch: Khai thác nhiệt của Trái đất

TÍN DỤNG HÌNH ẢNH:
Tín dụng hình ảnh
iStock

Công nghệ địa nhiệt và nhiệt hạch: Khai thác nhiệt của Trái đất

Công nghệ địa nhiệt và nhiệt hạch: Khai thác nhiệt của Trái đất

Văn bản tiêu đề phụ
Sử dụng công nghệ dựa trên nhiệt hạch để khai thác năng lượng sâu bên trong trái đất.
    • tác giả:
    • tên tác giả
      Tầm nhìn lượng tử
    • 26 Tháng Năm, 2023

    Quaise, một công ty ra đời từ sự hợp tác giữa Trung tâm Khoa học Plasma và Hợp nhất của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), tìm cách khai thác năng lượng địa nhiệt bị mắc kẹt bên dưới bề mặt trái đất. Công ty đặt mục tiêu sử dụng công nghệ có sẵn để khai thác năng lượng này để sử dụng bền vững. Bằng cách khai thác nguồn năng lượng tái tạo này, Quaise hy vọng sẽ góp phần đáng kể vào việc giảm phát thải khí nhà kính.

    Bối cảnh công nghệ nhiệt hạch địa nhiệt

    Quaise có kế hoạch khoan sâu từ XNUMX đến XNUMX dặm vào bề mặt trái đất bằng cách sử dụng sóng milimet do gyrotron cung cấp để làm bốc hơi đá. Gyrotron là bộ dao động vi sóng công suất cao tạo ra bức xạ điện từ ở tần số rất cao. Một bề mặt thủy tinh bao phủ lỗ khoan khi đá tan chảy, loại bỏ sự cần thiết của vỏ xi măng. Sau đó, khí argon được gửi xuống một cấu trúc ống hút đôi để làm sạch các hạt đá. 

    Khi nước được bơm vào độ sâu, nhiệt độ cao làm cho nước trở nên siêu tới hạn, khiến nó mang nhiệt ra ngoài hiệu quả hơn gấp 10 đến 12 lần. Quaise nhằm mục đích tái sử dụng các nhà máy phát điện chạy bằng than để tạo ra điện từ hơi nước thu được từ quá trình này. Ước tính chi phí cho 1,000 dặm nằm ở mức 100 USD mỗi mét và chiều dài có thể được đào chỉ trong XNUMX ngày.

    Gyrotron đã phát triển đáng kể trong những năm qua để hỗ trợ sự phát triển của các công nghệ năng lượng nhiệt hạch. Bằng cách nâng cấp lên sóng milimet từ tia hồng ngoại, Quaise nâng cao hiệu quả khoan. Ví dụ, loại bỏ nhu cầu về vỏ bọc giúp cắt giảm 50% chi phí. Máy khoan năng lượng trực tiếp cũng giảm thiểu hao mòn vì không có quá trình cơ học nào xảy ra. Tuy nhiên, trong khi rất hứa hẹn trên giấy và trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, quá trình này vẫn chưa được chứng minh trong lĩnh vực này. Công ty đặt mục tiêu tái cấp điện cho nhà máy than đầu tiên vào năm 2028.

    Tác động gián đoạn 

    Một trong những lợi thế đáng kể của công nghệ năng lượng địa nhiệt của Quaise là nó không cần thêm diện tích đất, không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời hoặc gió. Như vậy, các quốc gia có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide mà không ảnh hưởng đến các hoạt động sử dụng đất khác, chẳng hạn như nông nghiệp hoặc phát triển đô thị.

    Thành công tiềm năng của công nghệ này cũng có thể có ý nghĩa địa chính trị sâu rộng. Các quốc gia phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng từ các quốc gia khác, chẳng hạn như dầu mỏ hoặc khí đốt tự nhiên, có thể không cần phải làm như vậy nữa nếu họ có thể khai thác các nguồn địa nhiệt của mình. Sự phát triển này có thể thay đổi động lực năng lượng toàn cầu và giảm khả năng xảy ra xung đột đối với các nguồn năng lượng. Ngoài ra, hiệu quả chi phí của công nghệ năng lượng địa nhiệt có thể thách thức các giải pháp tái tạo tốn kém, cuối cùng dẫn đến một thị trường năng lượng cạnh tranh hơn và giá cả phải chăng.

    Mặc dù quá trình chuyển đổi sang năng lượng địa nhiệt có thể tạo ra cơ hội việc làm mới, nhưng nó cũng có thể yêu cầu lao động trong ngành năng lượng thay đổi phân ngành của họ. Tuy nhiên, không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác đòi hỏi các kỹ năng chuyên môn, chẳng hạn như lắp đặt bảng năng lượng mặt trời hoặc bảo trì tuabin gió, công nghệ năng lượng địa nhiệt sử dụng các phiên bản nâng cấp của các cơ chế hiện có. Cuối cùng, thành công của Quaise cũng có thể đặt ra một thách thức đáng kể đối với các công ty dầu mỏ truyền thống, những công ty có thể chứng kiến ​​nhu cầu đối với sản phẩm của họ sụt giảm với tốc độ chưa từng thấy. 

    Ý nghĩa của công nghệ nhiệt hạch địa nhiệt

    Ý nghĩa rộng hơn của những tiến bộ trong công nghệ địa nhiệt bao gồm:

    • Mọi quốc gia đều có khả năng tiếp cận nguồn năng lượng trong nước và vô tận, dẫn đến sự phân bổ nguồn lực và cơ hội công bằng hơn, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.
    • Bảo vệ tốt hơn các hệ sinh thái nhạy cảm và các vùng đất thuộc sở hữu của người bản địa, vì nhu cầu đào sâu vào chúng để tìm các nguồn năng lượng thô giảm đi.
    • Một khả năng được cải thiện để đạt được mức phát thải ròng bằng không trước năm 2100. 
    • Sự suy giảm ảnh hưởng của các quốc gia giàu dầu mỏ đối với chính trị và kinh tế thế giới.
    • Tăng doanh thu địa phương thông qua việc bán năng lượng địa nhiệt cho lưới điện. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ địa nhiệt có thể giảm chi phí nhiên liệu, có khả năng dẫn đến hàng hóa và dịch vụ giá cả phải chăng hơn.
    • Các tác động môi trường tiềm ẩn trong quá trình xây dựng và vận hành các nhà máy điện địa nhiệt, bao gồm cả việc sử dụng nước và xử lý chất thải.
    • Những tiến bộ công nghệ quan trọng, bao gồm các giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn, cũng như những cải tiến trong kỹ thuật khoan và tạo năng lượng.
    • Việc làm mới được tạo ra trong ngành năng lượng tái tạo và các ngành khác chuyển từ nhiên liệu hóa thạch. 
    • Chính phủ có nhiều ưu đãi, chính sách khuyến khích đầu tư phát triển trong ngành. 

    Các câu hỏi cần xem xét

    • Bạn thấy những biến chứng nào trên thế giới khi chuyển sang sử dụng năng lượng địa nhiệt?
    • Tất cả các quốc gia sẽ áp dụng phương pháp này nếu nó trở nên khả thi?

    Tham khảo thông tin chi tiết

    Các liên kết phổ biến và liên kết thể chế sau đây đã được tham chiếu cho thông tin chi tiết này: