BÁO cáo môn học các DẠNG NĂNG LƯỢNG tái tạo KHÁC NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

Các bồn trũng này chính là nguồn địa nhiệt có thể đượcdùng trực tiếp hoặc để sản xuất điện qua hệ thống turbine hơi nước steam turbine.. Chất lỏng thứ cấpsau khi được đun sôi ở hệ thống

Khoa Điện – Điện tử – Viễn thông

-BÁO CÁO MÔN HỌC

CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO KHÁC

Giảng viên:

Ths Nguyễn Văn Khấn

Sinh viên thực hiện: Ngô Việt Tứ

1800188 Lê Hoàng Diễn 1800811 Nguyễn Minh Thuận 1800427 Đỗ Thanh Thiên 1800323 Khoa Điện – Điện tử – Viễn thông

Cần Thơ, Tháng 7 năm 2022

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đồ án là công trình nghiên cứu của em không sao chép của ai

do em tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp và thực hiện Nội dung lý thuyếttrong đồ án em có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã trình bày ở phần tài liệutham khảo Có số liệu, chương trình phầm mềm và những kết quả trong đồ án là trungthực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người thực hiện đề tài

Nhóm 12

LỜI CẢM ƠN

Kính gửi thầy cô,

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong trường, đặc biệt là thầyNguyễn Văn Khấn đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiệnthuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua

Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã độngviên giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT 5

1 CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT 5

1.1.Giới thiệu chung về năng lượng địa nhiệt 5

1.2.Phân loại các nguồn năng lượng địa nhiệt 6

CHƯƠNG 2 NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU 16

2 Đặc điểm và nguyên nhân của thủy triều 16

2.1.Đặc điểm 16

2.2.Nguyên nhân 17

2.3.Mối liên hệ giữa con người và thủy triều 18

2.4.Sự tạo thành của năng lượng thủy triều 18

2.5.Các loại hình khai thác điện thủy triều 19

2.6.Các vấn đề trong khai thác thủy triều điện 22

2.7.Ưu và nhược điểm của năng lượng thủy triều 23

2.8.Dự án điện thuỷ triều ở Việt Nam 24

CHƯƠNG 3 NĂNG LƯỢNG ĐẠI DƯƠNG 25

3 Tổng quan 25

3.1.Tạo năng lượng điện từ sóng biển bằng cột nước dao động (OWC) 26

3.2.Chuyển đổi năng lượng sóng biển dạng phao (OWAP) 28

CHƯƠNG 1 NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT

Năng lượng địa nhiệt là dạng năng lượng tồn tại trong lòng đất ở dưới dạng nhiệtnăng Năng lượng địa nhiệt, dạng nhiệt năng tự nhiên ở sâu trong lòng trái đất, phátsinh từ nguồn nhiệt sơ khai trong lòng trái đất, từ nhiệt ma sát do các phiến lục địatrượt lên nhau, và từ sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ tồn tại tự nhiên với 1lượng nhỏ trong đá

❖ Năng lượng địa nhiệt được tạo ra do các quá trình phản ứng phóng xạ hạt nhân của các nguyên tố phóng xạ nặng có trong lòng Quả Đất như Thori (Th), Protactini (Pa), urani (U),…Đây là nguồn nhiệt chính.

❖ Nhiệt năng cũng có thể tích tụ dần thông qua sự hấp thụ năng lượng mặt trời của lớp vỏ trái đất.

❖ Năng lượng địa nhiệt còn được tạo ra do ma sát khi hai mảnh vỏ Trái Đất dịch chuyển mà một mảnh chuyển động dịch lên mảng kia.

Một phần trong tổng khối nhiệt lượng khổng lồ trong lòng Trái Đất này bắtnguồn từ quá trình hình thành hành tinh trong khoảng 4,5 tỷ năm trước (Trái Đất hìnhthành từ một khối cầu vật chất cực nóng, nguội dần từ trong ra ngoài qua quá trìnhquay quanh trục), và phần còn lại là kết quả của quá trình phân rã của các nguyên tốphóng xạ tồn tại trong lõi Trái Đất Theo nguyên lý tuần hoàn nhiệt lượng từ nơi nhiệt

độ cao xuống nhiệt độ thấp, dòng nhiệt của Trái Đất di chuyển từ trong lõi ra ngoài vỏ

Dưới tác động của một quá trình địa chất gọi là kiến tạo mảng, vỏ Trái Đất đượcphân ra thành 12 mảng lớn và được tái tạo (tái sinh) một cách chậm chạp qua hàng triệunăm Các mảng này di chuyển tương đối với nhau (phân tách hoặc hội tụ) với tốc độ vàicm/năm Khi hai mảng kiến tạo va chạm vào nhau, 1 mảng có thể hút chìm xuống mảngcòn lại, tạo nên các trũng đại dương và gây ra động đất Đây chính là nơi vỏ Trái Đất trởnên yếu hơn bình thường, cho phép vật chất nóng từ trong lòng đất dịch chuyển

5

lên mặt Ở độ sâu lớn tại đới hội tụ, ngay bên dưới mảng sụp chìm, nhiệt

độ tăng lên đủ cao đến nung chảy đất đá và tạo ra magma (nham thạch) Do có mật độthấp hơn khối đất đá xung quanh, magma di chuyển lên phía trên vỏ Trái Đất và mangtheo nhiệt lượng cùng với nó Đôi khi magma di chuyển lên tới bề mặt Trái Đất thôngqua các điểm yếu của vỏ Trái Đất và phun trào lava tại các miệng núi lửa Tuy nhiên,

đa phần magma được giữ lại trong vỏ Trái Đất và nung nóng đất đá và các khối nướcngầm (subterranean water)

Một phần khối nước nóng này có thể di chuyển lên mặt đất thông qua các đới đứtgãy hoặc khe đá rạn (cracks), hình thành suối nước nóng (hay là geysers, mạch nướcnóng) Một khi khối nước nóng và hơi nước này bị “bẫy” do khối đất đá không thấm(impermeable) ở phía bên trên và được giữ lại trong khối đất đá thấm (permeable), bồntrũng địa nhiệt được hình thành Các bồn trũng này chính là nguồn địa nhiệt có thể đượcdùng trực tiếp hoặc để sản xuất điện qua hệ thống turbine hơi nước (steam turbine)

1.2 Phân loại các nguồn năng lượng địa nhiệt

Có 4 nguồn năng lượng địa nhiệt chính:

1.2.1 Nguồn nước nóng

Là nguồn nước bị nung nóng dưới áp suất cao , các nguồn hơi nước hay hỗn hợpcủa chúng ở trong các tầng đá xốp rỗ , hoặc ở trong các khe nứt gãy của đá , nó bị giữlại bởi một lớp đá khác đặc kín và không thấm những nguồn nước nóng chất lượngcao là các nguồn chỉ chứa hơi nước có lẫn một ít nước hay chứa hoàn toàn hơi ở nhiệt

độ cao hơn 240°C

1.2.2 Nguồn áp suất địa nhiệt

Là các nguồn chứa nước muối có nhiệt độ trung bình và chứa khí Metan (CH4)hòa tan Các nguồn này bị vỏ Trái Đất nén lại dưới áp suất rất cao dưới các tầng trầmtích sâu và bị bao bọc bởi các lớp đất sét và trầm tích không thấm nước Áp suất ở cácnguồn này nằm trong khoảng từ 34MPa đến 140MPa và ở độ sâu từ 1500m đến15000m Nhiệt độ của các nguồn áp suất địa nhiệt thường ở trong khoảng 90°C đến200°C

1.2.3 Nguồn đá nóng khô

Bao gồm các khối đá ở nhiệt độ cao , từ 90°C đến 650°C Các nguồn đá này cóthể bị nứt gãy nên có thể chứa một ít hoặc không có nước nóng Để khai thác nguồnđịa nhiệt này người ta khoan sâu đến tầng đá , tạo ra các nứt gãy nhân tạo , sau đó sử

dụng một chất lỏng nào đó làm chất vận chuyển nhiệt bơm qua tầng đá đã bị làm nứtgãy để thu nhiệt Tuy nhiên viêc khai thác năng lượng địa nhiệt từ các nguồn đá nóngkhô rất khó khăn và hiệu quả kinh tế không cao so với việc khai thác các nguồn địanhiệt khác.

1.2.4 Nguồn năng lượng địa nhiệt từ các núi lửa hoạt động

Năng lượng địa nhiệt ở các lỗ hổng núi lửa đang hoạt động có nhiều trên thế giới.Magma là đá nóng chảy có nhiệt độ từ 700°C đến 1600°C Khi còn nằm dưới vỏ QuảĐất đá nóng chảy là một phần của vỏ Qủa Đất có độ dày khoảng 24 đến 48km Cácnguồn magma chứa một nguồn năng lượng khổng lồ , lớn nhất trong các nguồn địanhiệt , nhưng nó ít khi ở gần mặt đất nên việc khai thác rất khó khăn

1.3 Phân loại các nhà máy sản xuất năng lượng địa nhiệt 1.3.1 Nhà máy hơi nước nóng khô

Dry steam sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao (>235°C) và một ít nước nóng từ bểđịa nhiệt Hơi nước sẽ được dẫn vào thẳng turbine qua ống dẫn để quay máy phát điện

Trong sơ đồ trực tiếp, hơi nóng với áp suất cao thổi trực tiếp làm quay tuốc bin

để sinh ra điện Đây là kiểu nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần đầu tiên được thửnghiệm ở Italia năm 1904, và vẫn được ứng dụng cho đến nay Tại Callifornia có nhàmáy điện địa nhiệt lớn nhất thế giới hoạt động theo nguyên lý này

1.3.2 Nhà máy hơi nước siêu lỏng

Flash steam là dạng kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay Nhà máy dạng flash steam

sử dụng nước nóng ở áp suất cao (>182°C) từ bể địa nhiệt Nước nóng ở nhiệt độ caonày tự phụt lên bề mặt thông qua giếng do chính áp suất của chúng Trong quá trìnhnước nóng được bơm vào máy phát điện, áp suất của nước giảm rất nhanh khi phụt lêngần mặt đất Chính sự giảm áp này khiến nước nóng bốc hơi hoàn toàn và hơi nướcsinh ra sẽ làm quay turbine phát điện Lượng nước nóng không bốc thành hơi sẽ đượcbơm xuống trở lại bể địa nhiệt thông qua giếng bơm xuyên (injection wells) Trong sơ

đồ gián tiếp, nước “siêu lỏng” từ tầng nước nóng bên dưới được đưa lên mặt đất vàđược giữ ở độ nóng trên 182 °C Hỗn hợp nước nóng và hơi nước này được dẫn vàobuồng hơi để hạ áp suất, do vậy phần lớn hỗn hợp được biến thành hơi nước (nướcnóng + hơi nước nóng) Hơi nước ở áp suất cao sẽ làm quay Tuarbin phát điện

1.3.3 Nhà máy hai chu trình

Các nhà máy địa nhiệt binary-cycle sử dụng nước nóng có nhiệt độ trung bìnhdao động từ 107-182°C từ bể địa nhiệt Tại các hệ thống binary, chất lỏng địa nhiệtđược dẫn qua một bên của hệ thống trao đổi nhiệt để nung nóng chất lỏng thứ cấp ởống dẫn bên cạnh Chất lỏng thứ cấp thường là hợp chất hữu cơ có nhiệt độ sôi thấphơn nhiệt độ sôi của nước, ví dụ như Isobutane hoặc Iso-pentane Chất lỏng thứ cấpsau khi được đun sôi ở hệ thống trao đổi nhiệt sẽ bốc hơi và được dẫn vào turbine.Trong quá trình vận hành của bất kỳ nhà máy địa nhiệt điện nào, hệ thống làm nguộiđóng một vai trò hết sức quan trọng Các tháp làm nguội (cooling towers) giúp turbinkhông bị quá nóng và từ đó kéo dài thời gian sử dụng Có hai dạng hệ thống làm nguộichính yếu: dùng nước hoặc dùng không khí

Lợi thế chủ yếu của hệ thống hai chu trình là chất lỏng thứ cấp có nhiệt độ sôithấp hơn nhiệt độ sôi của nước, do đó các bể địa nhiệt nhiệt độ thấp vẫn có thể được sửdụng Mặt khác, do hệ thống hai chu trình là một chu trình tương đối kín nên hầu nhưkhông có khí thải nào được sinh ra Vì những lý do kể trên mà các chuyên gia địa nhiệt

dự đoán rằng hệ thống hai chu trình sẽ là giải pháp kỹ thuật chủ đạo cho việc sản xuấtđiện địa nhiệt trong tương lai

Hệ thống dùng khí thì không có tính ổn định như hệ thống dùng nước do phụthuộc mật thiết vào nhiệt độ không khí Hệ thống này tuy rất hữu dụng vào mùa đôngkhi nhiệt độ xuống rất thấp nhưng hiệu suất của nó giảm đáng kể vào mùa hè khichênh lệch nhiệt độ giữa không khí không còn bao nhiêu, từ đó không khí không cònkhả năng làm hạ nhiệt các chất lỏng hữu cơ sử dụng trong các nhà máy Tuy nhiên, hệthống dùng nước lại rất cần thiết ở những khu vực khan hiếm nguồn nước Hệ thốngnày cũng hữu dụng tại những nơi có các yêu cầu khắc khe về cảnh quan sinh thái dochúng không tạo ra các cột hơi nước như ở hệ thống dùng nước Hầu hết các hệ thốngdùng khí được sử dụng trong các nhà máy kỹ thuật binary

1.4 Thực trạng việc ứng dụng năng lượng địa nhiệt trên thực tế 1.4.1 Sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng địa nhiệt

1.4.1.1 Ứng dụng suối nước nóng

Trên thế giới:

Suối nước nóng đã được sử dụng cho mục đích tắm ít nhất từ thời kì đồ đá Hồtắm khoáng cổ nhất là hồ đá ở núi Lisan được xây dựng vào thời nhà Tần thế kỉ thứ 3TCN Vào thế kỷ 1 CN , người La Mã xâm chiếm Aquae Sulis và sử dụng các suốinước nóng ở đây để làm nơi tắm công cộng và sưởi ấm sàn nhà Việc khai thác địanhiệt mục đích công nghiệp sớm nhất bắt đầu từ năm 1827, khi đó người ta sử dụnghơi nước của các giếng tự phun để chiết tách axit boric từ bùn núi lửa ở Larderello, Ý.

1.4.1.2 Ứng dụng sưởi nhiệt và làm mát

Năm 1892 , hệ thống sưởi khu vực của Hoa Kì ở Boise , Idaho được cung cấptrực tiếp từ năng lượng địa nhiệt , và sớm được triển khai ở Klamath Falls , Oregonvào năm 1990 Một giếng địa nhiệt sâu được sử dụng để cung cấp nhiệt cho nhà kính

ở Boise năm 1926, và cùng thời gian đó các giếng tự phun được sử dụng cung cấp nhiệt chokính ở Iceland Charlie Lieb đã phát triển máy chuyển nhiệt lỗ khoan đầu

tiên vào năm 1930 để sưởi cho nhà ông Hơi nước và nước nóng từ các giếng tự phunđược sử dụng để sưởi trong nhà ở Iceland bắt đầu từ năm 1943

Ngày nay , có khoảng 20 quốc gia sử dụng trực tiếp địa nhiệt để sưởi với tổng nănglượng là 270 PJ (1PJ = 1015J ) trong năm 2004 Hơn phân nửa trong số đó ược dùng đểsưởi trong phòng và 1/3 thì dùng cho các hồ bơi nước nóng Lượng còn lại được dùngtrong công nghiệp và nông nghiệp Sản lượng toàn cầu đạt 28 GW, nhưng hệ số năng suất

có xu hướng giảm (khoảng 20%) khi mà nhu cầu sưởi chủ yếu sử dụng trong mùa đông

Số liệu nêu trên bao gồm 88 PJ dùng cho sưởi trong phòng được tách ra từ các máy bơmnhiệt địa nhiệt với tổng sản lượng 15 GW Năng suất bơm nhiệt địa nhiệt toàn cầu tăngkhoảng 10% mỗi năm Các ứng dụng trực tiếp của nhiệt địa nhiệt cho sưởi trong phònghơi khác so với sản xuất điện và có các yêu cầu về nhiệt độ thấp hơn Nó có thể từ nguồnnhiệt thải được cung cấp bởi co-generation từ một máy phát điện địa nhiệt hoặc từ cácgiếng nhỏ hơn hoặc các thiết bị biến nhiệt lắp đặt dưới lòng đất ở độ sâu nông Ở nhữngnơi có suối nước nóng tự nhiên, nước có thể được dẫn trực tiếp tới lò sưởi Nếu nguồnnhiệt gần mặt đất nóng nhưng khô, thì các ống chuyển đổi nhiệt nông có thể được sử dụng

mà không cần dùng bơm nhiệt Nhưng thậm chí ở các khu vực bên dưới mặt đất quá lạnh

để cung cấp một cách trực tiếp, nó vẫn ấm hơn không khí mùa đông Sự thay đổi nhiệt độmặt đất theo mùa là rất nhỏ hoặc không bị ảnh hưởng bên dưới độ sâu 10m Nhiệt độ đó

có thể được chiết tách bằng bơm nhiệt địa nhiệt thì hiệu quả hơn là nhiệt được tạo ra bởicác lò sưởi thông thường Các bơm nhiệt địa nhiệt

có thể được sử dụng như là một nhu cầu thiết yếu ở bất kỳ nơi nào Có nhiều ứng dụngrộng rãi khác nhau của nhiệt địa nhiệt Các ống nước nóng từ các nhà máy địa nhiệtbên dưới các con đường và vỉa hè của các thành phố đường ống nước nóng để cungcấp nhiệt cho các tòa nhà trong toàn khu vực Reykjavík và Akureyri dùng để làm tanchảy tuyết Các ứng dụng sưởi trong phòng sử dụng mạng lưới Lọc nước biển bằng địanhiệt cũng đã được thử nghiệm.

1.4.1.3 Ứng dụng bơm địa nhiệt

Điều hòa nhiệt độ bằng địa nhiệt Hầu hết ở mọi nơi trên bề mặt Trái Đất, nhiệt độcủa lòng đất ở 30 cm trên cùng giữ một nhiệt độ tương đối ổn định vào khoảng 100-160

C Hệ thống bơm địa nhiệt có thể tận dụng nguồn nhiệt này để điều hòa nhiệt độ các tòa nhà Hệthống bơm gồm có một bơm nhiệt, một hệ thống dẫn khí, một hệ thống trao đổi nhiệt (hệ thống ống đặt chìmtrong lòng đất gần tòa nhà) Vào mùa đông, bơm nhiệt sẽ

"lấy" nhiệt từ hệ trao đổi nhiệt và bơm vào hệ thống dẫn nhiệt ở trong nhà Vào mùa

hè, quá trình này được đảo ngược, bơm nhiệt sẽ "rút" nhiệt từ trong nhà và bơm vào hệthống trao đổi nhiệt Mặt khác, nhiệt rút ra từ không khí trong nhà sẽ còn có thể được

sử dụng để đun nước ấm sử dụng trong mùa hè

1.5 Năng lượng địa nhiệt trong sản xuất điện 1.5.1 Một số nhà máy địa nhiệt trên thế giới

Hình 2 1 Nhà máy Hellisheidi – iceland

Nhà máy địa nhiệt Hellisheidi là dạng nhà máy hóa hơi (Flash steam) , nhà máy nàynằm ở vùng địa nhiệt rộng nhất ở Iceland Kế hoạch mở rộng theo giai đoạn từ 2006 đến

2010 với sản lượng điện tối đa là 300MW đến 400MW, trở thành nhà máy điện lớn nhấtIceland Chủ sở hữu nhà máy là ông Reykjavik Energy Giai đoạn một gồm hai

turbines cao áp 45MW được vận hành vào tháng 10 năm 2006 và turbine áp suất thấp33MW vận hành vào cuối năm 2007 Giai đoạn 2008 đưa vào khởi động turbine45MW Giai đoạn năm 2010 đưa vào vận hành 2 turbine 45MW Chi tiết quá trìnhhoạt động nhà máy: Tổng công suất: 300MW và 400MW.

Hình 2 2Nhà máy địa nhiệt Krafla – IcelandKhông ở đâu địa nhiệt lại có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc cung cấp nănglượng cho đảo quốc như ở Iceland Khai thác sức nóng trong lòng đất không chỉ giúpIceland giải quyết được nhu cầu về năng lượng sạch và rẻ tiền mà còn giúp nước nàythu hút đầu tư nước ngoài, thậm chí hướng tới… xuất khẩu

Iceland nằm giáp vòng Cực Bắc nên có khí hậu rất lạnh giá Tuy nhiên đất nướcnày lại nằm trên vành đai núi lửa Đại Tây Dương, nên có rất nhiều núi lửa, suối nướcnóng và nguồn địa nhiệt khổng lồ Hiện trên đất nước Iceland, có 200 núi lửa và hơn

600 suối nước nóng Trong đó, có trên 20 suối nước nóng có nhiệt độ cao 150°C vàthậm chí, ở nhiều suối, nhiệt độ còn đạt tới 250°C Quá trình biến đổi địa chất củaIceland khiến nước này đặc biệt thích hợp với việc tận thu năng lượng địa nhiệt.Website thông tin khoa học và công nghệ Popular Science (Mỹ) đã mô tả cách Icelandkhai thác nước nóng từ dưới lòng đất như sau: Đảo quốc này về cơ bản là một núi lửalớn, được hình thành trong hàng triệu năm khi đá nóng chảy nổi lên từ lòng biển Lớp

đá nhiều lỗ rỗng bên dưới đồng bằng trơ trụi hút nước mưa mỗi năm và làm nónglượng nước đó dưới lòng đất Để sử dụng nguồn năng lượng này, cách đơn giản là đàogiếng, hút nước nóng lên bề mặt và xây dựng một nhà máy điện trên đó Nhà máy sẽvận hành như sau: Hơi nóng làm turbine quay, vận hành máy phát và điện đi

ra ở đầu bên kia” Hiện nay, hơn 90% căn hộ gia đình ở Iceland sưởi ấm bằng nănglượng địa nhiệt – một tỉ lệ cao nhất thế giới Ngoài ra, địa nhiệt còn được sử dụngtrong hồ bơi, làm nóng đất, nuôi cá, sấy gỗ, len và chăn nuôi…

1.5.2 Nguồn năng lượng địa nhiệt tại Việt Nam

Việt Nam cũng được đánh giá là có tiềm năng địa nhiệt trung bình so với thếgiới Bên cạnh đó nguồn năng lượng này ở nước ta còn có ưu điểm là phân bố đều trênkhắp lãnh thổ cả nước nên cho phép sử dụng rộng rãi ở hầu hết các địa phương Hiệnnay, Quảng Trị đã cấp phép cho xây dựng nhà máy địa nhiệt đầu tiên tại Đakrông vớicông suất 25MW, mở ra hy vọng ngành điện sẽ có thêm một nguồn cung cấp mới chođiện lưới quốc gia trong tương lai gần Khí hậu Việt Nam thuộc vùng nhiệt đới nóng

ẩm, mùa hè kéo dài tới hơn 6 tháng trong năm nên nhu cầu điều hòa không khí thườngxuyên không chỉ trong sinh hoạt mà cả trong sản xuất, như việc bảo quản nông thủysản tiêu thụ năng lượng rất lớn, chi phí ước tính hàng tỷ đôla mỗi năm Kết quả nghiêncứu của Viện Địa chất ở vùng đồng bằng Sông Hồng cho thấy tầng trung hòa nhiệt ổnđịnh 25 - 26°C phân bố ở độ sâu dưới 10 -15 m, điều kiện địa chất rất thuận lợi choviệc áp dụng công nghệ bơm nhiệt đất (GSHP) Các tính toán mô phỏng công nghệnày với điều kiện thực tế ở Hà Nội cho phép tiết kiệm được 37% năng lượng điện tiêuthụ so với hệ thống điều hòa không khí (RAC) hiện nay Ngoài lợi ích về kinh tế, giảipháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả, bơm nhiệt đất còn hạn chế tối đa lượng khí xả ralàm ô nhiễm môi trường xung quanh Trên lãnh thổ Việt Nam tài liệu thực tế đã xácđịnh được dị thường dòng nhiệt cao ở nhiều nơi chứng tỏ các nguồn địa nhiệt phongphú, có thể khai thác để phát điện

Nguồn nhiệt đất có điều kiện áp dụng công nghệ bơm nhiệt đất để điều hòa khôngkhí Tuy nhiên, các số liệu này còn sơ sài, cần có các đầu tư nghiên cứu triển khai thí điểm

để có đủ luận cứ cần thiết cho việc phổ biến rộng rãi các giải pháp khai thác nguồn địanhiệt cho phát triển năng lượng tái tạo Ưu điểm của nguồn năng lượng này là các nguồnnhiệt có nhiệt độ trung bình nên rất có triển vọng trong sử dụng trực tiếp để sấy sản phẩm,phục vụ dưỡng bệnh, du lịch…Tuy nhiên, việc phát triển nguồn năng lượng này ở ViệtNam dường như còn bị bỏ ngỏ Đánh giá về tiềm năng địa nhiệt của Việt Nam, TS ĐoànVăn Tuyến – Viện Địa chất – Viện Khoa học Việt Nam cho biết: "Nước ta có tiềm năngđịa nhiệt trung bình so với thế giới Tuy nhiên lại có ưu điểm là phân bố đều trên khắplãnh thổ cả nước nên cho phép sử dụng rộng rãi ở hầu hết

các địa phương" Hiện nay, nước ta có khoảng trên 200 nguồn nước nóng có nhiệt độ từ

40 đến trên 100°C Riêng tại đồng bằng sông Hồng, bồn địa nhiệt tại đây có trữ lượng nhiệt

có thể cung cấp lượng điện bằng 1,16% tổng sản lượng điện của cả nước Riêng tại Hà Nội, sản lượng điệnthương phẩm hiện ước tính 5 tỷ kWh mỗi năm, phân nửa trong số này dùng cho điều hòa Nếu dùng côngnghệ bơm nhiệt đất (giá tương đương

lắp điều hòa nhiệt độ) sẽ tiết kiệm được 0,8 tỷ kWh Công nghệ này không chỉ giúp tiếtkiệm 800 tỷ đồng một năm mà còn giảm phát thải hơn 250.000 tấn CO2 Ngoài ra, khônggiống như các nguồn năng lượng tái tạo khác, công nghệ để khai thác nguồn năng lượngđịa nhiệt không quá phức tạp Để khai thác địa nhiệt ở vùng có nhiệt độ khoảng 200°C,người ta khoan các giếng sâu từ 3-5km, rồi đưa nước xuống vùng này để khiến nước sôilên, theo ống dẫn lên làm quay tuabin máy phát điện Đối với các nguồn địa nhiệt từ 80oCđến dưới 200°C có thể dùng trực tiếp để sấy nông thủy sản, sưởi ấm cho các căn hộ, nhàmáy… Nguồn địa nhiệt dưới 80°C có thể dùng để dưỡng bệnh, phục vụ du lịch…Bêncạnh tiềm năng lớn không hề thua kém so các nguồn năng lượng tái tạo khác, năng lượngđịa nhiệt còn không ảnh hưởng đến môi trường bởi các thiệt bị nằm chủ yếu ở dưới đất.Nhưng còn bỏ ngỏ…Trong khi các nước đang tận dụng rất tốt nguồn năng lượng địa nhiệtthì chúng ta vẫn chưa có cơ sở khoa học và có đánh giá cụ thể về nguồn năng lượng này.Hiện nay, Philipines đang đứng đầu thế giới về khai thác địa nhiệt; riêng Trung Quốc chỉ

sử dụng nhiệt đất để điều hòa không khí nhưng trong vòng 10 năm đã tiết kiệm được tổngnăng lượng điện là 4000MW Theo GS Nguyễn Lân Dũng: "Từ năm 2007, Viện Khoahọc địa chất và tài nguyên Liên bang Đức đã điều tra, khảo sát tiềm năng địa nhiệt ở sáuđiểm nước nóng ở Tu Bông (Khánh Hòa), Phú Sen (Phú Yên), Hội Vân (Bình Định),Nghĩa Thuận (Quảng Ngãi), Thạch Trụ (Quảng Ngãi) và Kon Du (Kon Tum) và nghiêncứu phương án sử dụng hiệu quả tùy mức độ chất lượng từng nguồn nước… Riêng Tậpđoàn Ormat – Tập đoàn hàng đầu của Mỹ về địa nhiệt đã xin giấy phép đầu tư xây dựng 5nhà máy điện địa nhiệt tại Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức, Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi),Hội Vân (Bình Định) và Tu Bông (Khánh Hòa) từ năm 2008 Tổng công suất các nhà máynày dự kiến lên đến 150-200 MW Tuy nhiên, tất cả đều chưa khởi công, nguyên nhân chủyếu là do giá mua điện của EVN thấp" Bên cạnh đó, hiện cơ chế hỗ trợ cho các nhà khoahọc trong việc nghiên cứu nguồn năng lượng này còn ở mức thấp nên chưa khuyến khíchđược họ tham gia nghiên cứu Mặc dù phát triển năng lượng địa nhiệt có ý nghĩa lớn đốivới môi trường

nhưng để đạt được kết quả tốt cần phải có cơ sở khoa học đầy đủ, đầu tư từng bước đểđưa địa nhiệt trở thành một ngành công nghiệp phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội./.Hiện nay, Quảng Trị cũng được đánh giá là có tiềm năng địa nhiệt trung bình so vớithế giới Bên cạnh đó nguồn năng lượng này ở nước ta còn có ưu điểm là phân bố đềutrên khắp lãnh thổ cả nước nên cho phép sử dụng rộng rãi ở hầu hết các địa phương.Hiện nay, Quảng Trị đã cấp phép cho xây dựng nhà máy địa nhiệt đầu tiên tại Đakrôngvới công suất 25MW, mở ra hy vọng ngành điện sẽ có thêm một nguồn cung cấp mớicho điện lưới quốc gia trong tương lai gần Thực tế cho thấy, nhà máy điện địa nhiệt cóthể hoạt động liên tục suốt ngày đêm, không phụ thuộc vào yếu tố khí hậu như nănglượng mặt trời, gió hoặc sóng biển Nguồn năng lượng địa nhiệt trong lòng đất vôcùng vô tận, bảo đảm cho nhà máy điện địa nhiệt hoạt động bền vững, lâu dài Đồngthời, xây dựng nhà máy điện địa nhiệt cũng tốn rất ít diện tích Các nhà máy điện nhiệtđiện không đốt bất cứ một loại nhiên liệu nào nên sạch cho môi trường hơn mọi nhàmáy điện khác Cách khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt theo cách hiểu đơn giảnnhất là người ta chỉ cần khoan các giếng sâu 4-5km Sau đó, đưa nước xuống độ sâunày là tới vùng có nhiệt độ khoảng 2.000 độ C Nước khi đó sẽ được làm sôi lên và sẽtheo ống dẫn lên, làm chạy máy phát điện Hệ thống công nghệ này được gọi là Côngnghệ HDR (Hot Dry Rock).

1.5.3 Mức độ phát triển của ngành địa nhiệt tại Việt Nam

Việt Nam đang là một nước xuất khẩu năng lượng Năm 2005 đã xuất khẩu đượckhoảng 14,6 triệu TOE-tấn dầu tinh tương đương (18 triệu tấn dầu thô và 14,7 triệu tấnthan) với kim ngạch xuất khẩu khoảng 8 tỷ USD Năm 2006 cả nước làm ra tới 46,8triệu TOE (37 triệu tấn than sạch, 17,3 triệu tấn dầu thô, 7 tỷ m3 khí thiên nhiên và19,6 tỷ kWh thủy điện) Nhu cầu sơ cấp cung cấp điện trong nước là 29,8 triệu TOE(2005) Nhu cầu này chỉ mới bằng khoảng 20% mức bình quân chung của thế giới Hệthống điện quốc gia vẫn tiềm ẩn khả năng thiếu hụt điện do nhu cầu điện tăng bìnhquân trên 175/năm và do có những lúc thiếu nước (thủy điện chiếm40% công suất của

cả hệ thống) Nguồn nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu thô, khí thiên nhiên) chỉ lànguồn nhiên liệu hữu hạn Chính vì vậy rất cần sớm nghiên cứu về khả năng khai tháccác nguồn địa nhiệt Nước ta là một quốc gia có hàng trăm điểm nước khoáng đã đượcphát hiện, trong số này hơn một nửa là những suối nước nóng Chúng tập trung ở vùngTây Bắc và vùng Nam Trung bộ Có 72 nguồn nước có nhiệt độ

khoảng 41-60°C, 36 nguồn nước có nhiệt độ 61-100°C và 64 nguồn nước có nhiệt độ30-40°C.

1.5.4 Hướng phát triển trong tương lai đối với ngành địa nhiệt ở Việt Nam

➢ Với tiềm năng vô cùng dồi dào về năng lượng địa nhiệt Việt Nam nên chú trọngnghiên cứu và đưa vào sử dụng nguồn năng lượng địa nhiệt Giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng nhưhiện nay

➢ Việc đưa vào sử dụng nguồn năng lương địa nhiệt sẽ giải quyết được vấn

đề về điện lưới ở các vùng nông thôn , hẻo lánh

➢ Đồng thời cung giải quyết được các vấn đề về môi trường do khí thải hay các biến động về môi trường của các nguồn năng lượng

➢ Các nhà khoa học đang kiến nghị Nhà nước ta cần đầu tư nhiều hơn cho việc điều tratài nguyên địa nhiệt và việc sản xuất , lắp đặt các mô hình điều hòa không khí bằng địa nhiệt (HĐKĐ) bêncạnh việc kêu gọi các công ty nước ngoài xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với các điều kiện ưu tiên vềgiá bán điện

CHƯƠNG 2 NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU Khái niệm năng lượng thủy triều

Năng lượng thuỷ triều hay Điện thuỷ triều là một dạng của thủy năng có thể chuyển đổi năng lượng thu được từ thuỷ triều thành các dạng năng lượng hữu ích khác, chủ yếu là điện

Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi, năng lượng thuỷ triều có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng trong tương lai Thuỷ triều dễ dự đoán hơn gió và mặt trời Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng thuỷ có mức chi phí thực hiện tương đối cao

và chỉ thực hiện được ở những nơi có thuỷ triều đủ cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn

Tuy nhiên, với nhiều sự cải tiến và phát triển về công nghệ hiện nay, phát triển về mặt thiết kế (ví dụ như năng lượng thủy triều động, đầm phá thuỷ triều) và công nghệ tua bin(như tua bin hướng trục, tua bin tạo dòng chảy chéo), cho thấy tổng công suất của năng lượng thủy triều có thể cao hơn nhiều so với giả định trước đây, nhờ đó chi phí kinh tế

và môi trường có thể được đưa xuống mức cạnh tranh

Vào thế kỷ 20, các kỹ sư đã phát triển nhiều cách để tận dụng chuyển động của sóng biển cũng như hoạt động thủy triều để tạo ra điện năng Các phương pháp đó đều sử dụng một loại máy phát điện đặc biệt để chuyển đổi năng lượng thủy triều thành điện năng

Đã có nhiều kịch bản dự báo thiệt hại cho các quốc gia ven biển khi mực nướcbiển dâng trong bối cảnh toàn cầu gây ngập lụt vùng đất thấp ven biển và hải đảo

Đồng thời hiện nay nguồn nhiên liệu hóa thạch cạn kiệt dần làm giá cả xăng, dầu, khí,than đá ngày càng gia tăng và nguồn dự trữ cũng đang cạn kiệt, và vì thế các quốc giatrên thế giới trong đó có việt nam đã và đang quan tâm đến các nguồn năng lượng táitạo

Những biến đổi thủy triều trải qua các giai đoạn sau: