Năng lượng địa nhiệt (geothermal energy) - nguồn năng lượng mới từ lòng đất

năng lượng địa nhiệt (geothermal energy) – một dạng năng lượng tái tạo khai thác từ nhiệt trong lòng đất. Đây được xem là một trong những “năng lượng mới” bên cạnh gió, mặt trời, sinh khối, thủy triều…

1. Năng lượng địa nhiệt là gì?

Nguồn gốc: Nhiệt trong lòng Trái Đất sinh ra từ sự phân rã phóng xạ tự nhiên của các nguyên tố (uranium, thorium, potassium…) và lượng nhiệt còn sót lại từ khi Trái Đất hình thành.
Nhiệt độ tăng trung bình: ~25–30°C cho mỗi km độ sâu. Ở những nơi có mạch nước ngầm, núi lửa, phun khí, nhiệt độ cao hơn nhiều và dễ khai thác.

2. Cách khai thác năng lượng địa nhiệt

Có 3 mô hình chính:

Phát điện bằng hơi nước/nước nóng
- Khoan sâu vào lòng đất, lấy hơi nước nhiệt độ cao để quay tuabin phát điện.
- Các dạng nhà máy: “dry steam” (hơi khô), “flash steam” (hơi chớp nhoáng), “binary cycle” (chu trình nhị phân).
Sưởi ấm trực tiếp
- Dùng nước nóng từ lòng đất để sưởi ấm nhà cửa, nuôi trồng thủy sản, sấy nông sản, nhà kính.
Bơm nhiệt địa nhiệt (geothermal heat pumps)
- Hệ thống trao đổi nhiệt giữa đất và nhà ở: mùa hè lấy nhiệt từ nhà thải xuống đất, mùa đông lấy nhiệt từ đất đưa lên. Hiệu quả cao và tiết kiệm điện.

3. Ưu điểm – Nhược điểm

Ưu điểm:

Năng lượng tái tạo, gần như vô tận (lượng nhiệt trong lõi Trái Đất tồn tại hàng tỷ năm).
Hoạt động ổn định 24/7, không phụ thuộc thời tiết như gió và mặt trời.
Giảm phát thải CO₂ so với than, dầu, khí.

Nhược điểm:

Chỉ khả thi tại khu vực có tiềm năng địa chất (núi lửa, mạch nước ngầm sâu).
Chi phí khoan và hạ tầng ban đầu cao.
Rủi ro gây sụt lún, động đất nhỏ nếu không quản lý tốt khi bơm/trích xuất nước nóng.

4. Tình hình thế giới

Các nước đi đầu: Iceland, Philippines, Indonesia, Mỹ, Kenya, Nhật Bản, Ý.
Iceland: gần 90% nhu cầu sưởi ấm dân cư được cung cấp bằng địa nhiệt.
Indonesia và Philippines: nằm trên “Vành đai lửa Thái Bình Dương” → nguồn địa nhiệt cực lớn, dùng để phát điện quy mô quốc gia.

5. Việt Nam có tiềm năng không?

Việt Nam có khoảng 200 điểm nước nóng tự nhiên, chủ yếu ở miền Trung và Tây Bắc (Quảng Bình, Quảng Trị, Nghệ An, Thanh Hóa, Lâm Đồng, Đắk Nông, Điện Biên…).
Tuy nhiên, chủ yếu đang khai thác để du lịch nghỉ dưỡng và chữa bệnh (suối khoáng nóng, spa).
Tiềm năng phát điện có nhưng chưa lớn và chưa được đầu tư mạnh, vì nguồn địa nhiệt nông, công suất nhỏ (khoảng vài MW), khó cạnh tranh với thủy điện và điện mặt trời.

6. Tương lai

Địa nhiệt được xem là một phần trong bức tranh năng lượng mới – tái tạo toàn cầu.
Công nghệ mới (Enhanced Geothermal Systems – EGS) có thể khoan sâu hơn 5–10 km để khai thác ở nơi không có mạch nước tự nhiên → mở rộng phạm vi sử dụng trên toàn cầu.
Nếu đầu tư công nghệ EGS, Việt Nam cũng có thể tận dụng nguồn nhiệt sâu để bổ sung cho điện sạch.

👉 Tóm lại:
Năng lượng địa nhiệt là một nguồn năng lượng mới, sạch, ổn định và gần như vô tận, nhưng chi phí cao và phụ thuộc vào điều kiện địa chất. Thế giới đang tăng tốc nghiên cứu công nghệ khoan sâu để khai thác quy mô lớn, trong khi ở Việt Nam tiềm năng chủ yếu mới dừng ở quy mô nhỏ và dịch vụ.

một bảng so sánh nhanh 4 nguồn năng lượng tái tạo phổ biến: Địa nhiệt – Gió – Mặt trời – Thủy điện.

🔋 Bảng so sánh các dạng năng lượng mới

Tiêu chí	🌋 Địa nhiệt	🌬️ Gió	☀️ Mặt trời	💧 Thủy điện
Nguồn gốc	Nhiệt từ lòng đất	Chuyển động không khí (gió)	Bức xạ Mặt Trời	Dòng chảy nước (sông, hồ, đập)
Tính ổn định	Rất ổn định (24/7)	Phụ thuộc gió (gián đoạn)	Phụ thuộc nắng (gián đoạn, ngày/đêm, mây)	Khá ổn định, điều tiết được
Hiệu suất phát điện	10–20% (công nghệ truyền thống)	35–45%	15–20%	35–45%
Chi phí đầu tư ban đầu	Rất cao (khoan sâu, hạ tầng đặc thù)	Cao (trụ gió, đường dây)	Trung bình – đang giảm nhanh	Rất cao (xây đập, di dân, hạ tầng)
Chi phí vận hành	Thấp, ít bảo trì	Trung bình	Thấp	Thấp
Tác động môi trường	Nguy cơ động đất nhỏ, sụt lún cục bộ	Tiếng ồn, ảnh hưởng chim chóc	Chiếm diện tích đất, xử lý rác thải pin	Ngập đất, ảnh hưởng hệ sinh thái sông
Vùng khai thác tốt nhất	Núi lửa, suối khoáng, mạch nước nóng	Khu vực nhiều gió (ven biển, cao nguyên)	Vùng nắng nhiều, sa mạc, mái nhà rộng	Sông lớn, vùng núi có độ dốc cao
Ưu điểm nổi bật	Ổn định, bền vững, không phụ thuộc thời tiết	Nguồn vô tận, sạch, chi phí giảm nhanh	Dễ triển khai, chi phí giảm nhanh	Công suất lớn, phát điện liên tục
Nhược điểm chính	Hạn chế địa chất, chi phí cao	Không ổn định, cần lưu trữ/dự phòng	Phụ thuộc nắng, cần lưu trữ	Tác động môi trường – xã hội rất lớn

📌 Kết luận nhanh

Địa nhiệt: ổn định nhất, nhưng hạn chế địa chất → chỉ hợp với vùng núi lửa, nước nóng.
Gió & Mặt trời: phát triển nhanh nhất hiện nay, chi phí giảm mạnh, dễ triển khai, nhưng cần pin lưu trữ.
Thủy điện: công suất lớn, ổn định, nhưng gây tác động môi trường/xã hội lớn.

Năng lượng địa nhiệt (geothermal energy) - nguồn năng lượng mới từ lòng đất