slide thuyết trình báo cáo các NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ đề tài NĂNG LƯỢNG địa NHIỆT

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 Năng lượng tái tạo khác
Khai thác, sử dụng liên tục Bị hạn chế thời gian sử dụng
Mọi chỗ đều sử dụng được năng
lượng địa nhiệt
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
Năng
lượng địa
nhiệt
Nguồn áp
suất địa nhiệt
Nguồn
nước nóng
Nguồn đá
nóng khô
Nguồn
NLĐN từ
hoạt động
núi lửa và
magma
a) Nguồn nước nóng.

Bị nung nóng dưới áp suất cao, ở nhiệt độ > 240ºC.

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.
37
22
14
12
7
8
sưởiấm
tắmhơi
điềuhòanhiệtđộ
nhàkính
nuôitrồngthủysản
dịchvụcôngnghiệpkhác
44
37
14
5
châuÁ
châuÂu
châuMỹ
khuvựckhác
Giá thành cho ứng dụng trực tiếp địa nhiệt. Áp dụng với nguồn cách điểm sử
dụng không quá 1km.
Bảng 2 : Giá hơi nước và cung cấp nước nóng ở những khu vực đòi hỏi phải
khoan giếng. (Nguồn world bank).
a) Ứng dụng suối nước nóng.


Nước suối có nhiệt độ cao hơn 20 là suối
nước nóng.

Trên thế giới :

1827 : sử dụng hơi nước của các giếng tự
phun để chiết tách axit boric từ bùn núi
lửa ở Larderello – Ý.

Hiện nay khai thác sử dụng cho mục đích
du lịch, spa

Việt Nam, có khoảng 300 nguồn nước
nóng phân bố trên cả nước, trong đó hơn
60 nguồn có nhiệt độ trên 50ºC.


b) Ứng dụng sưởi nhiệt và làm mát.

Trong năm 2004, có khoảng 20 quốc
gia sử dụng trực tiếp địa nhiệt để sưởi
ấm với tổng năng lượng 270 PJ.
+ Hơn ½ dùng để sưởi trong phòng.
+ 1/3 dùng cho các hồ bơi nước nóng.
+ Còn lại : dùng trong công nghiệp và
nông nghiệp
c) Ứng dụng bơm địa nhiệt.

2004, hàng triệu bơm địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới, cung cấp khoảng

12GW sản lượng nhiệt.

Hằng năm có khoảng 80.000 bơm địa nhiệt được lắp đặt ở Hoa Kì, 27.000
bơm địa nhiệt được lắp đặt ở Thụy Sĩ.

Điều hòa nhiệt độ bằng bơm địa nhiệt.
Cấu tạo :
+ Hệ nối đất : gồm các ống dẫn chôn dưới mặt đất ở gần công trình xây dựng.
+ Bơm nhiệt : một máy bơm hút nhiệt từ lưu chất luân chuyển trong ống dẫn.
+ Các ống dẫn nhiệt : dùng để phân bố không khí ấm hoặc mát từ bơm địa
nhiệt.

Nguyên lý :
-
Trong máy bốc hơi : lưu chất tiếp nhận
nhiệt từ nguồn nóng →bốc hơi.
-
Máy ép hơi nén lưu chất → thành khí
nóng.
-
Khí nóng giải phóng năng lượng nhiệt
ở máy tụ hơi sang hệ thống sưởi và
tích tụ lại thành lưu chất ở thể lỏng.
-
Lưu chất nóng → được xả qua ventil
→nhiệt độ giảm nhanh.
-
Trong máy bốc hơi chu trình lại bắt
đầu lại từ đầu.
d) Ứng dụng khác.


Làm tan chảy tuyết.

Lọc nước biển.

Sấy ngũ cốc.

Làm ấm nước ở các trại nuôi cá.

Một số các ứng dụng trong công
nghiệp như tiệt trùng sữa
2. Trong sản xuất điện.
a) Quy trình khai thác.
Bước 1 : Xác định nguồn địa nhiệt đáp ứng yêu cầu sản xuất.
Bước 2 : Tạo các giếng khoan bơm nước lạnh xuống và đưa nước nóng, hơi nước lên.
Bước 3 : Dẫn nước nóng và hơi nước qua bộ phận tách hơi nước.
Bước 4 : Hơi nước làm quay tuabin, máy phát điện sinh ra dòng điện.
Bước 5 : Lưu trữ và truyền tải điện năng.
Bước 6 : Dẫn nước lạnh trở lại chu trình hoạt động ban đầu.

Có hai hướng khai thác :

Hướng 1 : khoan và tạo ra các giếng để bơm hơi nước và nước nóng từ dưới lòng
đất lên → điện năng.

Hướng 2 : khoan và dùng lực tạo ra các vết nứt ở độ sâu 1,5 – 3 km →bơm nước
lạnh xuống để lấy nhiệt lượng từ các lớp đá tích tụ nhiệt → bơm lên mặt đất →điện
năng.
b) Phân loại các nhà máy.


Nhà máy sản xuất điện
trực tiếp

Hơi nước: T>235

Nguyên lý: hơi nước thổi trực
tiếp →làm quay tuabin→sinh
ra điện.


Nhà máy sản xuất điện
gián tiếp

Nước nóng: T>182oC

Nguyên lý: hỗn hợp nước nóng
+ hơi nước →đưa vào buồng
hơi để hạ áp suất→hỗn hợp
chuyển thành hơi→quay tuabin
→phát điện.

Nhà máy hai chu trình

Nước nóng: T <200 oC

Nguyên lý: nước nóng địa nhiệt +
nước lỏng thứ cấp →đưa vào
buồng trao đổi nhiệt→nước lỏng
thứ cấp bay hơi→làm quay
tuabin→phát điện.


Các nhà máy địa nhiệt trong
tương lai sẽ hoạt động theo
nguyên lý này.
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.