TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ ĐỀ TÀI : NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT NGUỒN NĂNG LƯỢNG SẠCH- NGUỒN NĂNG LƯỢNG VÔ TẬN Giảng viên: Khương Minh Phương Sinh viên thực hiện : 1 Hà Thị Vân Anh 2 Phạm Thị Sâm 3 Nguyễn Diệu Vân 4 Hồ Thị Kim Anh 5 Dương Thị Huyền 6 Trần Thị Hiền TÓM TẮT NỘI DUNG  Chương 1 : Các vấn đề lý thuyết về năng lượng địa nhiệt  Chương 2 : Sử dụng năng lượng địa nhiệt  Chương 3 : Địa nhiệt hôm nay và tương lai Chương 1 : Các vấn đề lý thuyết về năng lượng địa nhiệt 1 Khái niệm  Năng lượng địa nhiệt là dạng năng lượng tồn tại trong lòng đất ở dưới dạng nhiệt năng Nó phát sinh từ nguồn nhiệt sơ khai trong lòng trái đất  Trung bình cứ 33m thì nhiệt độ lòng đất tăng 1ºC Ở độ sâu 5km nhiệt độ có thể đạt 1500ºC 2 Hình thành  Nguồn nhiệt năng này được tích tụ từ các điều kiện sau :  Phân hủy các nguyên tố phóng xạ trong lớp vỏ trái đất → là nguồn nhiệt chính  Tích tụ thông qua sự hấp thụ năng lượng mặt trời của lớp vỏ trái đất 3 Cách khai thác  Bước 1 : Xác định nguồn địa nhiệt  Bước 2: Tạo các giếng khoan, bơm nước lạnh xuống và đưa nước nóng hoặc hơi nước lên 4 So sánh năng lượng địa nhiệt với năng lượng tái tạo Năng lượng địa nhiệt Khai thác, sử dụng liên tục Mọi chỗ đều sử dụng được năng lượng địa nhiệt Năng lượng tái tạo khác Bị hạn chế thời gian sử dụng Tùy theo khu vực địa lý mới có thể sử dụng được Hiệu suất chuyển đổi thành điện cao (90%) Hiệu suất chuyển đổi điện thấp Không phụ thuộc ngoại cảnh ( thời tiết) => chủ động Phụ thuộc => bị động Ẩn sâu trong lòng đất →đầu tư cho thăm dò, tìm kiếm cao Dễ dàng trong thăm dò và khai thác Khai thác sẽ tạo biến dạng địa chất Không tạo biến dạng địa chất 5 Phân loại Nguồn áp suất địa nhiệt Nguồn nước nóng Năng lượng địa nhiệt Nguồn đá nóng khô Nguồn NLĐN từ hoạt động núi lửa và magma a) Nguồn nước nóng    nung nóng dưới áp suất cao, ở nhiệt độ > 240ºC  Bị  Tồn tại : trong các tầng đá xốp rỗ hoặc ở trong các khe nứt gãy của đá, được giữ lại bởi một lớp đá khác đặc kín và không thấm nước b) Nguồn áp suất địa nhiệt  Là các nguồn chứa nước muối có nhiệt độ trung bình và khí metan ( hòa tan  Tồn tại : dưới các tầng trầm tích sâu và bị bao bọc bởi các lớp đất sét và trầm tích không thấm nước  Áp suất : 34MPa - 140MPa ở độ sâu từ 1500m đến 15000m  Nhiệt độ : 90ºC đến 200ºC c) Nguồn đá nóng khô  Nhiệt độ từ 90ºC - 650ºC  Nguồn đá này có thể bị nứt gãy →chứa một ít hoặc không chứa nước nóng, không có tính thẩm thấu  Cách khai thác : khoan sâu đến tầng đá −> tạo nứt gãy −> sử dụng chất lỏng làm chất vận chuyển nhiệt bơm qua tầng đá đã bị làm đứt gãy −> thu nhiệt d) Hoạt động núi lửa và magma     Magma là đá nóng chảy có nhiệt độ từ 700-1600 0C  Có độ dày khoảng 24-48km  Các nguồn magma chứa một nguồn năng lượng khổng lồ, lớn nhất trong các nguồn địa nhiệt CHƯƠNG 2 : SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT 1 Trong sử dụng trực tiếp  Biểu đồ 1 : Các lĩnh vực sử dụng trực tiếp nguồn địa nhiệt  Biểu đồ 2 : Khai thác trực tiếp địa nhiệt trên thế giới 8 5 14 7 37 12 44 14 37 22 sưởi ấm tắm hơi châu Á điều hòa nhiệt độ châu Âu nhà kính châu Mỹ nuôi trồng thủy sản khu vực khác dịch vụ công nghiệp khác c) Mối quan hệ giữa chi phí vốn của nhà máy địa nhiệt và nhiệt độ nguồn nhiệt d) Gía và chi phí sản xuất điện từ năng lượng địa nhiệt Bảng 3 : Giá đơn vị năng lượng ( Xu Mỹ/kWh) * Chi phí sản xuất trực tiếp * Chi phí gián tiếp  Phụ thuộc vào vị trí công trình, điều kiện giao thông, mức độ phát triển cơ sở hạ tầng  Có 3 vị trí công trình : + Quốc gia phát triển : chi phí gián tiếp chiếm khoảng 5 – 10% chi phí trực tiếp + Khu vực hẻo lánh của nước phát triển, hoặc nơi có cơ sở hạ tầng tương đối đạt tiêu chuẩn ở một nước đang phát triển : chi phí gián tiếp chiếm khoảng 10 – 30% chi phí trực tiếp + Khu vực hẻo lánh ở quốc gia đang phát triển : chi phí gián tiếp chiếm 30 – 60% chi phí đầu tư trực tiếp e) So sánh chi phí, giá sản xuất điện từ các loại năng lượng tái tạo  Bảng 6 : Chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo tại Việt Nam ( năm 2013)  Bảng 7 : So sánh một số loại năng lượng tái tạo ở Mỹ Gió Giá ( Cent/kWh ) 4,0 – 6,0 Địa nhiệt Hydro Năng lượng mặt trời 4,5 – 30 5,1 – 11,3 15 – 30 Tỷ lệ đóng góp nhu cầu điện năng 1,4% 0,23% 19,9% 0,8% Độ tin cậy 30% 90 – 95% 60% c) Công suất lắp đặt của các nhà máy điện địa nhiệt Bảng 1: Công suất lặp đặt các nhà máy điện địa nhiệt tại 24 quốc gia trên thế giới với tổng công suất là 9731.9 MW (năm 2007) Quốc gia Công suất (MW) Quốc gia Công suất (MW) USA 2680 Nga 79 Philippine 1970 Papua-New Guinea 56 Indonesia 993 Guatemala 53 Mexico 953 Thổ Nhĩ Kỳ 38 Ý 810 Trung Quốc 28 Nhật Bản 535 Bồ Đào Nha 23 New Zealand 472 Pháp 15 Iceland 420 Đức 8.4 El Salvador 204 Ethiopia 7.3 Costa Rica 163 Austria 1.1 Kenya 129 Thailand 0.3 Nicaragua 87 Úc 0.2 3 Ưu nhược điểm trong khai thác NLĐN Ưu điểm Nhược điểm  Nguồn năng lượng sạch  Phân bố ẩn sâu dưới lòng đất→đầu tư ban đầu cho tìm kiếm thăm dò cao  Hoạt động liên tục hiệu suất (80 -90%) và tuổi thọ hoạt động cao nhất  Công nghệ hiện đại cùng vốn đầu tư rất lớn  Không phụ thuộc vào yếu tố khí hậu như  Rủi ro tài chính rất cao  Nguồn năng lượng vô cùng vô tận  Xây dựng nhà máy điện địa nhiệt tốn rất ít diện tích     Tạo biến dạng địa chất  Rủi ro về môi trường như:đưa khí độc (1 lượng nhỏ khí lên mặt đất 4 Những lưu ý khi khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt Phát thải Nhà máy địa nhiệt Nhà máy nhiệt điện than Tiếng ồn phát ra từ quạt làm mát và tuabin đang chạy→không đáng lo ngại Tác động tới dã Cácbon dioxit các hiện tượng tự nhiên, động vật hoang994 40 và thực vật: - Không được Sunfua dioxit phép xây dựng nhà máy gần mạch nước phun , 0.16 4.71 lỗ phun khí và suối nước nóng Nito oxit 0 1.95 - Cân nhắc và xem xét tác động đến động vật hoang dã và Hydro sunfua có kế hoạch giảm nhẹ 0.08 0 thực vật→ Sử dụng nước 20 lít nước ngọt/MWh 1.370 lít/MWh Sử dụng đất 404 m2 đất/GWh 3.632 m2/GWh CHƯƠNG 3 : ĐỊA NHIỆT HÔM NAY VÀ NGÀY MAI 1 Tiềm năng năng lượng địa nhiệt  Tiềm năng lớn nhất : quanh vành đai núi lửa- vành đai Thái Bình Dương và một số núi lửa vành đai Đại Tây Dương 2 Mục tiêu phát triển trên thế giới  Nước mỹ - phát điện: 100.000 MWe , sử dụng trực tiếp nhiệt năng và bơm địa nhiệt - 800.000 MWt (2050)  Châu âu- phát điện: 15 -30 GWe , sử dụng trực tiếp :80.000 MWt (2030)  Các nước Australia, New Zealand, Inđonesia, Nhật Bản,… cũng đang triển khai tích cực các chương trình khai thác năng lượng địa nhiệt 3 Đánh giá tại Việt Nam Năm 2010, UBND tỉnh Quảng Trị đã chính thức cấp phép đầu tư xây dựng Nhà máy điện Địa nhiệt tại Đakrông với công suất 25 MW 4 Những cơ hội và thác thức của ngành Cơ hội  Nguồn địa nhiệt vô tận →khai thác bền vững  Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới ngày càng tăng cao trong khi năng lượng truyền thống đang dần cạn kiệt Thách thức  Công nghệ hiện đại  Nguồn vốn đầu tư là rất lớn  Rủi ro tài chính (2,5 triệu euro1MW công suất theo thiết kế.)  Rủi ro về môi trường  Kỹ thuật xử lý địa chất phức tạp  KẾT LUẬN: Dự báo lạc quan rằng: “Những rào cản về khai thác địa nhiệt đã và sẽ được vượt qua trong 10 năm tới" → Năng lượng địa nhiệt sẽ thực sự có vị trí quan trọng trong các nguồn năng lượng của tương lai ... Chương : Các vấn đề lý thuyết lượng địa nhiệt  Chương : Sử dụng lượng địa nhiệt  Chương : Địa nhiệt hôm tương lai Chương : Các vấn đề lý thuyết lượng địa nhiệt Khái niệm  Năng lượng địa nhiệt. .. sánh lượng địa nhiệt với lượng tái tạo Năng lượng địa nhiệt Khai thác, sử dụng liên tục Mọi chỗ sử dụng lượng địa nhiệt Năng lượng tái tạo khác Bị hạn chế thời gian sử dụng Tùy theo khu vực địa. .. biến dạng địa chất Không tạo biến dạng địa chất 5 Phân loại Nguồn áp suất địa nhiệt Nguồn nước nóng Năng lượng địa nhiệt Nguồn đá nóng khơ Nguồn NLĐN từ hoạt động núi lửa magma a) Nguồn nước