Thứ tư 15/08/2018 00:41

Khai thác địa nhiệt bằng kỹ thuật khoan xiên

07:00 | 15/04/2018

|
Địa nhiệt là một loại năng lượng có sẵn trong lòng đất. Nó từng được sử dụng rất phổ biến vào những năm 70 của thế kỷ trước, nhưng dần dần ít được chú ý khai thác.

Tuy nhiên, hiện nay năng lượng địa nhiệt lại đang thu hút sự quan tâm của các công ty năng lượng và các quốc gia. Họ xem đây như một nguồn năng lượng tái tạo giúp giảm đáng kể lượng khí CO2 được thải ra trong các lĩnh vực xây dựng hay trong sản xuất điện.

Hiện nay, Công ty Dịch vụ năng lượng Dalkia tại vùng Val-de-Marne, Pháp, đang triển khai một công nghệ mới để khai thác nguồn năng lượng này, thậm chí công nghệ này còn giúp tăng đáng kể sản lượng khai thác.

khai thac dia nhiet bang ky thuat khoan xien
Ứng dụng khoan xiên trong khai thác địa nhiệt

Nguồn năng lượng đầy tiềm năng tại vùng Île-de-France

Tại vùng Île-de-France, Pháp, năng lượng địa nhiệt có trữ lượng rất lớn, các kỹ sư nơi đây đã khai thác các mạch nước ngầm có nhiệt độ từ 200-300oC để sản xuất điện địa nhiệt. Các nguồn nước này được hút lên từ độ sâu trong khoảng 300-3.000m dưới lòng đất, chuyển lên trên bề mặt dưới dạng hơi nước sau đó cho đi qua các turbine làm chạy máy phát điện đồng thời tạo ra nhiệt lượng.

Địa nhiệt đã từng được khai thác mạnh tại vùng Île-de-France, do sản lượng hơi nước lớn dưới lòng đất lớn. Ngoài ra, việc phát triển nguồn năng lượng địa nhiệt cũng được khuyến khích bởi kế hoạch thực hiện thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu nên hiện nay, có 36 nhà máy điện địa nhiệt đang hoạt động tại cùng Val-de-Marne, trong đó bao gồm 40% công suất điện địa nhiệt quốc gia.

Đầu những năm 80, người ta bắt đầu phát triển năng lượng địa nhiệt tại vùng Cachan, một thị trấn với 30.000 cư dân. Đến nay, thị trấn này đã trở thành địa phương tiên phong trong lĩnh vực phát triển năng lượng địa nhiệt tại Pháp.

Chỉ trong vài thập niên, mạng lưới năng lượng địa nhiệt đã được triển khai rộng khắp để cung cấp nhiệt lượng cho gần 2/3 lãnh thổ khu vực (khoảng 7.000 hộ dân cư). Mỗi năm, nguồn năng lượng này giúp hạn chế hơn 12.000 tấn khí thải CO2.

Đổi mới kỹ thuật khoan…

Đối mặt với vấn đề các hệ thống phát điện đang ngày càng trở nên “già đi” và làm thế nào để có được một hỗn hợp năng lượng mà trong đó năng lượng tái tạo chiếm hơn 60%, thị trấn Cachan đã quyết định triển khai một chương trình quy mô lớn để hiện đại hóa các nhà máy địa nhiệt của họ. Với sự giúp đỡ của Công ty Dalkia, một chi nhánh của Tập đoàn Điện lực Quốc gia Pháp (EDF) chịu trách nhiệm về việc vận hành các nhà máy điện địa nhiệt, hội đồng Cachan đã tiến hành xây dựng lại các giếng khoan dùng để khai thác nguồn năng lượng này.

Vào tháng 9-2017, dự án xây dựng giếng khoan địa nhiệt đã được đưa ra. Dalkia và công ty sản xuất nhiệt năng tại Cachan đã bắt đầu khởi công xây dựng 2 giếng khoan mới (giếng đôi): 1 giếng dùng để lấy nước, giếng còn lại để đưa nước vào sau khi thu lấy năng lượng.

2 giếng khoan này sẽ thay thế cho 4 giếng khoan đang hoạt động (kể từ năm 1984). Mặc dù vậy, công suất hoạt động của hai giếng mới hơn hẳn 4 giếng cũ vì lần đầu tiên trong lĩnh vực địa nhiệt, người ta sử dụng kỹ thuật khoan xiên.

Thông thường, một giếng khoan địa nhiệt được xây dựng theo chiều dọc xuống mặt đất. Nhưng Công ty Dalkia đã lựa chọn khoan 3 lỗ xuống mặt đất để làm tăng độ dốc của giếng giúp tăng gấp đôi tốc độ khai thác.

Cụ thể hơn, họ đã khoan một đường hầm thẳng xuống lòng đất sâu tới 1.000m, sau đó bẻ hướng 90o (trước đây là 40o) trước khi tiếp tục khoan thêm 1.000m.

Bà Sylvie Jehanno, Tổng giám đốc Công ty Dalkia cho biết: “Đây là lần đầu tiên trên thế giới sử dụng kỹ thuật khoan xiên, vốn là kỹ thuật chủ yếu dùng trong khoan thăm dò dầu khí. Với kỹ thuật này, chúng tôi có thể tối ưu hóa số lượng mũi khoan, đồng thời tăng tốc độ khai thác”.

Kết quả khả quan

Nhờ vào kỹ thuật khoan xiên, người ta đã đào được giếng khoan địa nhiệt sâu tới 1.600m dưới lòng đất: điều này cho phép họ có thể thu được nước trong tầng nước ngầm Dogger, đây là lớp địa chất xốp, phù hợp với việc khai thác năng lượng địa nhiệt.

Theo các kỹ sư của Dalkia, lưu lượng tối thiểu cần phải đạt được của 2 giếng khoan này là 400m3/h (so với mức 300m3/h của bốn giếng khoan cũ). Và từ đó giúp tăng sản lượng điện của nhà máy.

Việc khoan giếng đôi này cần phải được hoàn thành trong những ngày tới. Việc kết nối cơ sở hạ tầng mới này dự kiến sẽ diễn ra vào tháng 10-2018.

Nhà máy sẽ phát khoảng 13,5MW công suất điện. Chi phí cho toàn bộ công trình hiện đại hóa này lên đến gần 19 triệu euro. Trong đó 30% chi phí là đến từ Quỹ Chaleur của Cơ quan Quản lý Môi trường - Năng lượng Pháp (Ademe) và từ các khoản trợ cấp của vùng Île-de-France. Công ty Dalkia đầu tư 70% các khoản chi phí còn lại.

Ademe tin rằng, dự án này này sẽ là một giải pháp tốt để thúc đẩy Pháp phát triển năng lượng địa nhiệt. Ông Michel Gioria, Giám đốc của Ademe tại Ile-de-France cho biết: “Phương pháp mới này sẽ giúp chúng tôi xác định vị thế của mình tại nước Pháp và quốc tế. Chúng tôi sẽ làm tấm gương cho mọi người noi theo về việc phát triển công nghệ địa nhiệt”.

S.P

Share on Google+
  • vietdragon-land