Biến đổi CO2 thành điện

10/02/2014

Các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đang phát triển một nhà máy điện địa nhiệt mới, sẽ thu giữ CO2 dưới lòng đất và sử dụng làm công cụ để tăng ít nhất 10 lần công suất phát điện so với các phương pháp sản xuất năng lượng địa nhiệt hiện có.

Thiết kế nhà máy điện địa nhiệt mới là sự kết hợp giữa nhà máy địa nhiệt thông thường với máy gia tốc hạt Large Hadron Collider: nó có đặc trưng là một loạt các vòng tròn đồng tâm của các giếng nằm ngang ở sâu dưới lòng đất. Bên trong các vòng đó, CO2, nitơ và nước lưu thông riêng rẽ để hút nhiệt từ lòng đất lên trên mặt đất, nơi nhiệt có thể được sử dụng để làm quay các tua bin và sản xuất điện.

Trái lại, nhà máy điện địa nhiệt thông thường khai thác nhiệt từ nước nóng sâu dưới lòng đất, sử dụng nhiệt để sản xuất điện và sau đó đẩy nước mát trở lại lòng đất. Ở đó, nước được thay thế một phần bằng CO2 hay chất lỏng hoặc hỗn hợp chất lỏng.

Các nhà khoa học tin rằng thiết kế mới sẽ cho phép các nhà máy địện địa nhiệt tích trữ năng lượng có thể lên đến hàng trăm GWh trong nhiều ngày hoặc thậm chí hàng tháng, do đó, năng lượng có sẵn khi lưới điện cần. Sự hình thành địa nhiệt dưới lòng đất có thể tích trữ CO2 và nitơ nóng, bị nén và giải phóng nhiệt cho nhà máy điện ở trên mặt đất khi nhu cầu điện cao. Nhà máy địa nhiệt còn có thể tạm ngừng khai thác nhiệt dưới lòng đất vào thời điểm nhu cầu điện thấp hoặc khi dư thừa điện tái tạo trên lưới điện.

Trong mô phỏng máy tính, một hệ thống vòng tròn đồng tâm của các giếng ngang nằm sâu dưới lòng đất gần 5.000m, sản sinh chừng 0,5 GW điện, có thể sánh với một nhà máy điện đốt than trung bình và lớn hơn 10 lần một nhà máy địa nhiệt qui mô trung bình công suất 38 MW ở Hoa Kỳ.

Mô phỏng cũng tiết lộ, một nhà máy địa nhiệt theo thiết kế mới có thể cô lập 15 triệu tấn CO2 mỗi năm, gần bằng lượng khí thải ra từ 3 nhà máy điện đốt than cỡ trung bình.

Đáng lưu ý, nhà máy điện địa nhiệt sẽ phải được kết nối với nguồn thải CO2 lớn như nhà máy điện đốt than, bằng đường ống. Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy thiết kế này có thể họat động hiệu quả nhờ CO2 hay không và cho rằng một nhà máy thí điểm dựa trên thiết kế này ban đầu có thể họat động bằng cách bơm nitơ để chứng minh tính khả thi về mặt kinh tế của việc sử dụng CO2. Nhóm tác giả hiện đang nghiên cứu các mô phỏng mô hình máy tính chi tiết và các phân tích kinh tế đối với các môi trường địa chất cụ thể ở Hoa Kỳ.

Theo Sciencedaily

Biến đổi CO2 thành điện

Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng

National Energy Efficiency Programme - Ministry of Industry and Trade