Địa nhiệt học

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.36 MB, 4 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

ĐỊA VẬT LỶ 673

Địa nhiệt học

N g u y ề n V ă n P h ơ n . K h o a D ầ u k h í,
T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ị a c h ấ t , H à N ộ i.

T r ầ n H u y ê n . H ộ i K h o a h ọ c k ỹ t h u ậ t Đ ị a v ặ t lý V iệ t N a m .
Đ o à n V ă n T u y ế n . V i ệ n Đ ị a c h ấ t ,

V i ệ n H à n l â m K h o a h ọ c v à C ô n g n g h ệ V i ệ t N a m .

Giới thiệu

Địa n hiệt học n ghiên cửu trường nhiệt độ của Trái
Đ ât đê tìm hiếu lịch sử hình thành và phát triến của
hành tinh chúng ta trong h ệ Mặt Trời, đ ổng thời
n ghiên cứu các p h ư ơ n g pháp khai thác n guồn năng
lượng tự nhiên này. N gh iên cứu địa nhiệt bắt đầu từ
năm 1593, khi Galileo c h ế tạo chiếc nhiệt k ế đẩu tiên
dựa vào sự giãn nở của không khí trong bóng đèn;
sau đó năm 1600 n ó đ ư ợc cải tiến theo n gu yên lý giãn
n ò của chất lỏng đ ổn g nhất theo nhiệt độ. V iệc đ o vẽ
trường địa nhiệt lần đẩu đư ợc D e G ensanne thực hiện
vào năm 1740 bằng nhiệt k ế tại khu mỏ Belfort ờ
Pháp. Địa nhiệt thực sự trở thành m ột m ôn khoa học
ờ đẩu th ế kỳ 2 0 khi phát h iện được vai trò của các

đ ốn g vị p h ón g xạ trong lịn g đâ't với chu kỳ bán rã lớn
là n gu ồn cung câ'p nhiệt chủ yếu. Trái Đất là m ột
"động cơ sinh nhiệt khổng lổ", với nhiệt đ ộ trung

bình trên

bể

mặt

là 15°c,

tăng

dần tới

5.000

- 5.800°c ở

nhân trong. Tổng năng lư ợn g d o d ịn g nhiệt thốt ra
trên mặt đâ't là (46 ± 2)TW. N ghiên cứu khai thác sử
d ụ n g năng lượng địa nhiệt là m ột ứng d ụn g của địa
n hiệt học đang được quan tâm trên th ế giới.

Phân bố nhiệt độ và nguồn gốc nhiệt Trái Đất
Phân bố nhiệt Trái Đất

Đ ơn v ị đ o n hiệt đ ộ sử d ụ n g p h ổ biến hiện nay là
đ ộ C elsiu s (ký h iệu °C).

Giá trị n hiệt đ ộ thực của Trái Đất chỉ đ o đ ư ợ c
trên b ể m ặt và trong các lỗ khoan thăm dò, d u n g
nham d o hoạt đ ộn g núi lửa đã khẳng định n hiệt đ ộ
Trái Đ ất tăng theo chiểu sâu. N h iệt đ ộ bên trong Trái
Đâ't d ự báo đ ư ợ c bằng các n gh iên cứ u lý thuyết, thực
n gh iệm , so sánh với s ố liệu đ o nhiệt đ ộ ở gần b ể mặt,
trạng thái áp suất, thành phẩn vật chất và tốc độ
truyền só n g địa chấn. T heo đó, nhiệt đ ộ trung bình ở
b ề m ặt Trái Đất là 1 5 °c và tăng dẩn theo đ ộ sâu vào
lò n g đất; ở khoảng đ ộ sâu 100 200 km đạt đ ến 700

-1.500°c

- là nhiệt đ ộ n ón g chảy của hầu hết các loại
đá; ở rìa nhân ngồi n h iệt đ ộ đạt 3.500 đ ến

4.700°c,

đ ến b ề m ặt nhân trong là 5.000 -

5.800°c

[H .l].
Phân b ố nhiệt đ ộ ở nhân trong Trái Đ ât tư ơng đối
ơn định, cịn ở m anti và v ỏ Trái Đ ất có sự biến đ ộ n g

rất m ạnh g â y ra các quá trình đổi lưu vật chất, tạo
thành các đ iểm nóng, ch ù m m anti, n ú i lửa ờ đới hút
chìm và tách giãn đ áy biển, các n gu ồn nhiệt tích tụ
trong v ỏ tạo ra các v ù n g n ón g chảy cục bộ, bổn n ư ớc
n ón g địa nhiệt, vận đ ộ n g q u yển m ểm ở nhân ngoài.

N hiệt đ ộ Trái Đất có giá trị cao ở nhân trong và
giám dần đến thâp ở b ể mặt và khí quyển, do đ ó d iễn
ra quá trình truyền dẫn nhiệt từ nhân ra ngồi, gây
nên sự thât thốt nhiệt trong lịng đất; đ ó là cơ sở của
giả thiết vểT rái Đất đang nguội dẩn theo thời gian.

Tách giản Nũi lừa sông đai dương

đáy đại dương - V ự c sáu đại dirơ ng

1 1 0 - 2 5 0 ^ ^ ^ ^ ^ ^ tròi

400km: 1 4 0 0 -2 0 0 0 °c V 7 ' ^ __* nóng cháy

Manti dưới Đ ơi hút chim

Nhản ngồi

Nhân tro n g

---Hình 1. Mơ hình phân bố nhiệt độ Trái Đất

Nguồn gốc nhiệt Trái Đắt

N h iệt trong lòn g đất có n gu ồn gố c nội sin h từ
quá trình hình thành và ngoại sinh từ vũ trụ.

Các quá trình nội sinh cung cấp n hiệt n h ư sự
phân rã của các châ't p h ó n g xạ, ma sát d o thủy triều,
tốc đ ộ quay khác nhau giữ a các q u yển rắn và m ềm
và h iện tư ợng tích thốt ứ ng s't đàn hổi, phân dị
trọng lực, b iến đ ổi pha của vật châ't, các phản ứ n g
hóa học, v .v ...

N g u ồ n nhiệt n goại sinh do các bứ c xạ vũ trụ từ
Mặt Trời và các hành tinh khác và d o các thiên th ể va
đập vào Trái Đâ't.

N g u ồ n n hiệt nội sin h chủ yếu đ ư ợ c sinh ra từ sự
phân rã hạt nhân của các chất p h ón g xạ có chu kỳ
bán rã lớn n h ư urani

(238u ,

235U), thori (232Th) và kali

(4 0K). Các đ ổ n g v ị này có trong basalt, granit trong

m anti và v ỏ Trái Đất. Phần n h ỏ còn lại là n h iệt
n g u y ên thủ y hay nhiệt tàn d ư tạo ra trong quá trình
hình thành Trái Đất. Các n gu ồn nhiệt khác như n h iệt
thoát ra của các kim loại nặng bị n én d ư ới áp su ất
cao trong nhân Trái Đâ't, hoạt đ ộ n g của trường địa
từ, lực quay Trái Đất, các quá trình hoạt đ ộ n g m agm a,
biến chát, kiến tạo; các phản ứ n g hóa học, q trình
hịa tan, q trình thành đá trâm tích củ n g sin h ra
hoặc tiêu hao n ăng lượng.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

674 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

không đ án g kê mà còn gây tiêu hao năng lượng.
N g u ồ n n hiệt từ chiếu xạ của Mặt Trời làm thay đổi
có chu kỳ n h iệt đ ộ k hơn g khí chỉ ảnh h ư ờng đ ến lớp
gần mặt đâ't.

Phản bố trường địa nhiệt

Phần ch ín h của trường nhiệt Trái Đâ't k hôn g thay
đ ổi theo thời gian, có tính chât d ừ ng hay chuấn
dừng; phần biến đổi theo thời gian gọi là q trình
khơng d ừ n g liên quan đ ến các b iến đ ộng. Hai tham

SỐ đặc trung cho sự biến đổi của trường địa nhiệt là

d ò n g nhiệt và gradient địa nhiệt.
Dòng nhiệt

D òn g nhiệt là tham s ố chỉ năng lư ợn g nhiệt
thoát ra trên m ặt đất ở m ột đơn v ị d iện tích trong
m ột đơn v ị thời gian. Theo hệ đ o quốc t ế (SI), đơn vị
d òn g nhiệt đ ư ợ c tính bằng n ăng lư ợn g nhiệt là oát
(W) thoát ra khỏi d iện tích m ột m ét vu ô n g (YV/m2),
trong đ o v ẽ thực t ế thư ờn g d ù n g mYV/m2.

Từ các s ố liệu đ o trong hơn 20.000 lỗ khoan trên
toàn cầu, Pollack (1993) đã đánh giá được d ịng nhiệt
trung bình có giá trị 65m W /m 2 ở lục địa và
101 m W /m2 ở đáy đại d ư ơ n g [H.2]. Dị thường dòng

nhiệt tăng cao tới hàng trăm, có nơi tới hàng nghìn
đơn vị ở ranh giới các m ảng vỏ, vù ng tách giãn đáy
đại dương, vành đai núi lửa và đới rift.

Gradỉent địa nhiệt

G radient địa nhiệt là tham s ố đ o sự thay đ ổi giá
trị nhiệt đ ộ trên m ột đ ơn v ị dài m ét hay kilom et
(° c /m hay °c/k m ). G radient địa nhiệt có giá trị trung
bình ở

vỏ

Trái Đất là 2,5

- 3,0°c/100m.

T ương tự
d òn g nhiệt, gradient địa n hiệt ở v ỏ đại d ư ơ n g có giá
trị cao hơn ở v ù n g v ỏ lụ c địa, ở v ù n g n ển thư ờn g có
gradient đ ịa nhiệt giảm . Sự thay đối grad ient địa
nhiệt phụ thu ộc n hiều yếu tố n h ư thành phẩn vật
chât, tính châ't dẫn nhiệt của đất đá, vận đ ộ n g của
nước và các yếu t ố địa chất - kiến tạo khác.

0 4 0 6 0 8 0 120 180 2 40 350
m W /m 2

Hình 2. Phân bố dịng nhiệt bề mặt Trái Đất (theo Pollack, 1993).

Trường địa nhiệt gần mặt đất

D o ảnh h ư ờ n g của bức xạ m ặt trời, các yếu tố khí
hậu và m ơi trường địa chất, v .v ... nên n hiệt đ ộ gần
b ể m ặt Trái Đ ất thay đ ổi th eo chu kỳ n gày đ êm , mùa
và th ế kỷ, giảm dẩn theo chiểu sâu th eo luật hàm
m ù, phụ thuộc vị trí địa lý. Đ ộ sâu, ờ đ ó ảnh h ư ởng
của n gu ồn n hiệt bên ngoài đ ủ nhỏ, đ ư ợ c gọi là chiểu

sâu b ể m ặt trung hòa nhiệt.

Cơ chế truyền dẫn nhiệt

Trong Trái Đâ't có ba cơ c h ế truyền n hiệt là dẫn
nhiệt, đ ối lu n n hiệt và bức xạ nhiệt. Phân b ố trường
địa n hiệt phụ thu ộc vào các tham s ố n h iệt cơ bản của
đá trong lòn g đâ't là đ ộ dẫn nhiệt, n hiệt d u n g, nhiệt
d u n g riêng, h ệ s ố lan truyền nhiệt. Các tham s ố đ ó có
m ối quan hệ chặt chẽ với đ iểu kiện địa chất, k iến tạo,
thành phần thạch học, trạng thái và đ iều kiện hình
thành của đá, v .v ...

Năng lượng địa nhiệt

Trạng thái nảng lượng địa nhiệt

N ăn g lư ợn g địa nhiệt sinh ra bởi các h oạt đ ộng
sinh n hiệt tự nhiên và đư ợc lưu g iữ trong lò n g đất,
trong đ ó có các quá trình sinh nhiệt n h ư n g cũ n g có
quá trình tiêu hao nhiệt.

Các đ o n vị quốc t ế (SI) d ù n g trong n ăn g lượng
địa nhiệt gồm : 1). Đ an vị n hiệt lư ợn g là jun (ký hiệu
J; 1 J = 1 kg X m2 X S'2) và 2). Đưn v ị năng lượng nhiệt
là oát (ký h iệu W) chỉ thị n hiệt lư ợn g trong thời gian
1 giây: 1 w = 1 J/s = 1 kg X m 2 X s*3.

N ă n g lư ợn g n hiệt thoát ra qua b ể m ặt Trái Đâ't đo
đư ợ c là 46 ± 2TW (M areschal & Jaupart, 2011). N ăng

lư ợn g nhiệt từ phân rã p h ón g xạ trong v ỏ và manti
có vai trị chính, 8TW từ v ỏ (2% khối lư ợ n g Trái Đâ't

n h ư n g giàu chất p h ón g xạ), 32,3TW từ m anti (82%
khối lư ợ n g Trái Đất), 1,7TW từ nhân (16% khối
lư ợn g Trái Đ ất n h ư n g k hơn g có đ ổ n g v ị p h ó n g xạ).

Lượng n hiệt tiêu hao d o quá trình d ẫn n h iệt (quá
trình n gu ội đi) của Trái Đ ất từ khi h ìn h thành đến
nay k hoản g 4,5 tỷ năm , đ ư ợ c đánh giá là 3X1030 J,

trong thời gian đ ó lư ợn g n h iệt sin h ra d o quá trình
phân rã hạt nhân p h ó n g xạ là (0,6 - 2,03)*1031 J.

D o vận tốc g ó c quay Trái Đâ't chậm d ần và tác
đ ộ n g chu kỳ của các hành tinh trong h ệ Mặt Trời tói
Trái Đất gây ra h iện tượng ma sát th ủ y triều, dân
đ ến sự phát tán n hiệt chủ y ếu ở v ù n g b iển và đại
d ư ơng, làm tiêu hao 10 - 30% lư ợ n g n h iệt p h ón g xạ
sinh ra trong lò n g đât.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

ĐỊA VẬT LỶ 675

Các quá trình nội sinh sinh nhiệt và tiêu hao
nhiệt nêu trên tạo ra sự cân bằng năng lượng địa
nhiệt. N goài ra, các vận đ ộ n g địa chât kiến tạo, hoạt
đ ộng m agm a, biến dạng, kết tinh, hóa đá, v .v ... hay
các phàn ứ n g oxy hóa khừ củ n g sinh nhiệt hoặc tiêu
hao nhiệt n h ư n g chỉ có vai trị trong cân bằng nhiệt ở
phạm vi khu vực, k h ôn g làm thay đối cân bằng năng

lượng nhiệt tồn cẩu.

H àng năm, m ơi m ét v u ô n g m ặt đất tiếp nhận
lượng nhiệt trung bình 6,9 X 109 ] từ bức xạ Mặt Trời.
N guổn n ăng lượng này cù n g với lớp khí q uyển là
yếu tố tạo ra sự cân bằng n hiệt trên b ể mặt Trái Đất
có nhiệt đ ộ trung bình 15 ± 2 °c .

Sừ dụng năng lượng địa nhiệt

Với tổng năng lư ợ n g n hiệt thoát ra b ể m ặt
46 ± 2TW, Trái Đâ't là m ột "động cơ sinh nhiệt khồng
lổ", n guồn tiềm n ăng lớn ch o phát triển năng lượng.
S ừ d ụ n g trự c tiếp

Từ đầu th ế kỷ 19 bắt đ ẩu xu ất h iện n h ừ n g cơn g
trình khai thác sử d ụ n g trực tiếp n ăn g lư ợ n g địa
nhiệt có q uy m ơ cô n g n gh iệp . N ăm 1827 ờ
L ađerello (Italia) đà d ù n g địa n hiệt trong các lỗ
khoan n ôn g cu n g cấp n h iệt thay ch o các lò đ ốt bằng
củi gỗ, cấp n h iệt sư ở i âm nhà ờ và sản xuât trong
nhà kính, sau đ ó v iệ c d ù n g địa n h iệt xuất h iện ở
Iciaho - M ỹ (1892), ờ Iceland (1928). Từ khi xuât
h iện khủ ng h oản g d ầu lửa (1971), khai thác địa
n hiệt d ư ợ c p h o biên rộng rãi ở M ỹ, c h â u A u, Trung
Q uốc, v .v ... đ ê đ iều hịa k h ơn g khí b ằng côn g n gh ệ
"bam n hiệt đất".

P h á t đ iện đ ịa n h iệ t

Các d ò n g hơi và khí từ n g u ồ n địa nhiệt có khả
năng làm ch o turbin hoạt đ ộ n g đ ê sản xuất đ iện thay
cho việc đ ố t nhiên liệu hóa thạch trong kỹ thuật
nhiệt điện. C ơn g trình thí n gh iệm phát đ iện địa nhiệt
đ ầu tiên cù n g đ ư ợ c triến khai tại Laderello (Italia)
vào năm 1904. Tiếp theo đ ó xuất hiện ở N e w
Z ealand (1958), M exico (1959), M ỹ (1960), đến nay có
24 nước sản xuất đ iện địa nhiệt, chủ yếu ờ các v ù n g
rìa m àng, núi lửa hoạt đ ộ n g và đới rift.

Theo th ốn g kê của H iệp hội năng lượng q u ốc t ế
IEA, đ ến năm 2009 phát đ iện địa nhiệt trên th ế giới
đạt công su ất lắp đặt 10.700M W e (m ega oát điện)
cho sản lư ợ n g đ iện m ôi năm 67,2TW h (teraoát giờ).
Sư d ụn g trực tiếp địa n hiệt có cơn g suằ't lắp đặt hơn
35.000M W t ch o sản lư ợn g n hiệt m ỗi năm hơn 440PJ
(petajun).

Các hệ địa nhiệt cho khai thác sử dụng năng lượng
Khai thác sử d ụ n g n ăng lư ợ n g địa nhiệt chỉ có thế
thực hiện đ ư ợ c ở n hữ n g nai lịng đất có điểu kiện lưu
trử nguồn nhiệt đư ợc gọi là hệ hay n gu ồn địa nhiệt ở

độ sâu phù hợp với trình đ ộ kỹ thuật và hiệu quả khai
thác hiện nay, thường nhỏ hơn 3km. Entalpi (sổ đo
tổng năng lượng của hệ nhiệt đ ộn g lực học) của
n guồn nhiệt chia theo các ranh giới giừa cao và trung
bình là 150°c, giữa trung bình và thấp - 100°c.

N gồi các v ù n g dị thường cao của trường nhiệt

Trái Đất (rìa m ảng, đới tách giãn đ áy biển, cu n g núi
lửa hoạt đ ộng, đới rift) tạo ra các bổn en talp i cao;
bên trong m ảng - nơi có trường địa n hiệt bình
thường, cịn xt hiện các n guồn địa nhiệt cao cục bộ
(suối nước n óng, phun khí nóng, đá nóng, v .v ...),
thư ờn g là các bổn entalpi trung bình và thâp cũng
đư ợc quan tâm cho khai thác sử d ụn g.

C ó n hiều n gu ồn địa nhiệt đ ư ợc sừ d ụ n g đ ê khai
thác năng lượng.

- N g u ồ n "thủy địa nhiệt" gồm các yếu tố chính là
n gu ồn nhiệt (khối m agm a xâm nhập n ón g, nguổn
tập trung châ't p h ón g xạ) có nhiệt đ ộ > 500°c, bồn
nhiệt là đá có đ iểu kiện chứa nhiệt, chất lòn g dẫn
nhiệt. Cơ c h ế vận đ ộ n g ờ các n gu ồn thủ y địa nhiệt là
chu trình đ ối lưu chât lỏ n g nguội bị lắng xu ố n g theo
các đ ứ t gãy kiến tạo, bị đ u n n óng hóa hơi dẫn lên và
đư ợc tích tụ ờ bổn nhiệt hay thoát lên m ặt đâ't (tương
tự cơ c h ế bình đ un nước).

- N g u ổ n "đá khô nóng" k hơn g chứa chất lỏng
dẫn n hiệt bên trong n gu ồn nhiệt, phân b ố n ơng, có
đ iều kiện thuận lợi cho khai thác bằng cách n ạp chât
lỏn g (nước) xu ố n g từ m ặt đât.

- N g u ồ n "địa nhiệt hoàn thiện" theo báo cáo

năm 2006 của Viộn Công nghệ Massachusells

(M assachusetts Institute of T ech nology - MIT), trong
n h ữ n g v ù n g có gradient địa nhiệt cao hơn m ứ c bình
thường > 2,5 - 3 °c/1 0 0 m , ờ độ sâu 3km lu ôn có nhiệt
đ ộ >90 - 1 0 5 °c. N g u ồ n nhiệt này phân b ố rộn g rãi,
k h ôn g hạn c h ế ở các v ù n g dị thường cao của trường
địa nhiệt.

- N g u ồ n "nhiệt đất" có ở tầng trung hòa nhiệt
n gay dưới m ặt đâ't, d o sự tương tác giữa bức xạ nhiệt
Mặt Trời và nhiệt lòn g đất tạo ra, có nhiệt đ ộ ổn
định, cao hơn n hiệt đ ộ khơng khí v ề m ùa đ ô n g và
thấp hơn v ề m ùa hè. Đ ây là m ột "kho lưu g iữ địa
nhiệt" tự nhiên, đ ư ợ c khai thác sử d ụ n g đ ê đ iểu hịa
k hơn g khí bằng côn g n gh ệ bơm nhiệt đât.

Trường địa nhiệt ờ Việt Nam

Lãnh thô V iệt N am không nằm trong v ù n g dị
thư ờn g cao của trường nhiệt Trái Đât. Tuy n hiên, sự
xuất lộ hơn 2 0 0 đ iếm nước n ón g ờ n hiều nơi, đã xác

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

676 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

N g u ồ n nhiệt đâ't ở V iệt N am có nhiệt đ ộ ổn định
khoảng 23 -

25°c

trong tầng trung hòa n hiệt phân b ố
ở đ ộ sâu từ 15 đ ến 80m ở các vù n g đ ổn g b ằng có sự
chênh lệch ± 5 đ ến

10°c

so với nhiệt độ k h ơn g khí v ề
m ùa hè và mùa đông.

Tài liệu tham khảo

Arm stead H . c , 1983. G eotherm al Energy. E. ờ F. N . Spon,

London, 4 0 4 p g s .

D ic k s o n M . N . a n d F a n e lli M ., 2 004. W h a t is G e o t h e r m a l
E n e r g y ? w w w .g e o t h e r m a l - e n e r g y .o r g / 3 2 4 , w h a t _ i s _

geotherm al_energy.htm l.

G u p t a H ., 2 007. G e o t h e r m a l E n e r g y : A n A l t e m a t i v e
r e s o u r c e fo r t h e 2 1 s t C e n t u r y . Elsevier PH. ISBN -13: 9 7 8 -0 -
4 4 4 -5 2 8 7 5 -9 . 2 8 5 p g s .

IE A 2 0 1 0 , w w w .ie a .o rg /R e tĩe w a b le Energy Essentials:

G e o t h e r m a l .

M a r e s c h a l J. c . a n d J a u p a r t c ., 2 0 1 1 . E n e r g y B u d g e t o f th e
E a r t h . E n c y c l o p e d i a o f S o ỉi d E a r t h G e o p h y s i c s , P a r t 5:
2 8 5 -2 9 1 .

M IT R e p o r t, 2 0 0 6 . T h e F u t u r e o f G e o t h e r m a l E n e r g y . I m p a c t o f
E n h a n c e d G e o t h e r m a l S y s te m s (E G S ) o n t h e U n i t e d S t a t e s in
t h e 2 1 st C e n t u r y . h t t p : / / w w w l . e e r e . e n e r g y . g o v / g e o t h e r m a l /
e g s _ t e c h n o l o g y .h t m l .

ư n i v e r s i t y o f N o r t h D a k o t a , 2 008. T h e G lo b a l H e a t F lo w D a ta -
b a s e o f t h e I n t e r n a t i o n a l H e a t F lo w C o m m i s s i o n , p r o v i d e d
b y t h e U n i v e r s i t y o f N o r t h D a k o ta .

h t t p : / / w w w . h e a t f l o w . u n d . e d u / i n d e x 2 .h t m l .

V ỏ C ô n g N g h i ệ p ( C h ủ b iê n ), 1 9 9 8 . D a n h b ạ c á c n g u ồ n n ư ớ c
k h o á n g v à n ư ớ c n ó n g V iệ t n a m . C ục Địa chất và Khoáng sản
V iệt N am . H à N ộ i. 3 0 0 tr.

Địa nhiệt ứng dụng

N g u y ễ n V ă n P h ơ n . K h o a D ầ u k h í,
T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t . H à N ộ i.

T r ầ n H u y ê n . H ộ i K h o a h ọ c k ỹ t h u ậ t Đ ịa v ậ t lý V i ệ t N a m .
Đoàn V ă n Tuyến. V iệ n Đ ịa chất,

V i ệ n H à n lâ m K h o a h ọ c v à C ô n g n g h ệ V i ệ t N a m .

Giới thiệu

Địa nhiệt học (xem m ục từ Địa nhiệt học) đã đư ợc
ứ n g d ụ n g trong thực t ế từ đầu th ế kỷ 20. Đ ịa nhiệt
ứ n g d ụ n g bao gồm các lĩn h vự c chủ yếu sau đây. 2).

N ghiên cứu đánh giá n guồn tài n gu yên địa nhiệt và
tiềm năng khai thác sử dụng; 2). Thăm d ò địa vật ]ý
phục vụ nghiên cứu Trái Đất, điểu tra địa chất, thăm
dị tài n gun khống sản, dầu khí, địa kỹ thuật và
m ôi trường; 3). N gh iên cứu sử d ụ n g năng lượng địa
nhiệt, n guồn năng lượng tái tạo là vấn đ ể khoa học và
thực tiễn đang được quan tâm trên th ế giới.

Tài nguyên địa nhiệt

Tài n guyên địa nhiệt từ các nguồn thủy địa nhiệt có
entalpi (số đo tổng năng lượng của hệ nhiệt đ ộn g lực
học) cao (> 150°C) của th ế giới (bao gổm các núi lửa
đang hoạt động trên các châu lục), tính được vào
khoảng 12.000TWh/năm (Bijõmsson, 1998). Tài nguyên
địa nhiệt tù’ các nguổn entalpi trung bình và thâp
(< 150°C) tính được 600.000EJ (exajun, 1EJ = 1018J),

tương đương sản lượng điện 165.600.000TWh.

H ệ địa nhiệt hoàn thiện (EGS - Enhanced
Geothermal System ) là nhừng vù n g có gradient địa
nhiệt cao hon m ức bình thường (> 2,5 - 3 °c/1 0 0 m) ở
đ ộ sâu từ 3km, có nhiệt độ đạt

> 100°c

và tiếp tục tăng

theo chiểu sâu, bao gồm cả n guổn đá khơ n óng phân
b ố rộng rãi trên các lục địa. Ở đ ộ sâu từ 3 đ ến lOkm,
theo báo cáo năm 2006 của V iện C ôn g n g h ệ M 
assa-chusetts, trừ lượng nhiệt ở phạm vi lãnh thô nước M ỹ
là 13.000.000EJ. T ổng lượng nhiệt đến đ ộ sâu 3km trên
th ế giới, theo B iịỏm sson (1998) là 43.000.000EJ, tư ơng
đ ư ơng côn g suất điện tiềm năng là 1.194.444.444TWh.
N ư ớ c n óng địa nhiệt (từ 30 đến 120°C) theo
Chandrasekharam (2008) có nhiệt lư ợn g riêng tủ' 0,03
đ ến 4MJ/kg. N g u ồ n nhiệt đât trong tầng trung hịa
nhiệt có nhiệt lượng riêng từ 50 đến 90W trên lm
khoan khai thác.

Tiềm năng sử dụng địa nhiệt

Tiềm năng sử dụng hệ địa nhiệt hoàn thiện và nguồn
đá khỏ nóng

</div>


Thông báo về việc thi học sinh giỏi Sinh, Sử, Địa, Tin học khối 9 cấp huyện