Nhiệt lượng lõi Trái đất theo khe nứt, ào ạt giải phóng ra ngoài, hình thành dải đất nguy hiểm và ngột ngạt nhất: Đới giãn tách Đông Phi.
Kenya: Đất nước địa nhiệt
Trên hành tinh xanh, địa nhiệt là nguồn năng lượng vô hạn thứ 2, sau năng lượng Mặt trời. Từ 100 năm trước, con người đã biết biến sức nóng của Trái đất thành nhiệt điện. Đến nay, thế giới cũng có hơn 500 nhà máy điện địa nhiệt, cung cấp điện năng cho hàng triệu hộ gia đình.
Ước tính, khai thác địa nhiệt là ngành công nghiệp trị giá 4,6 tỷ USD/năm. Có điều, nếu so sánh với khai thác điện từ năng lượng Mặt trời, điện địa nhiệt chỉ là lĩnh vực cực nhỏ. Theo báo cáo vào năm 2016, tổng điện năng địa nhiệt toàn cầu chỉ bằng 4% điện năng Mặt trời.
Kenya là quốc gia bị Đới giãn tách Đông Phi (East African Rift) cắt ngang. Dọc trên khe nứt đang xé toạc lục địa này là Công viên Quốc gia Cổng Địa ngục (Hell’s Gate National Park). Nó rộng khoảng 68 km2, nằm trong khu vực địa nhiệt Olkaria.
Đúng như cái danh “cổng địa ngục”, công viên hoang dã này đầy rẫy các điểm phun trào địa nhiệt. Vào ngày thời tiết âm u, người ta thậm chí không biết những đám mây trùm khắp nơi là từ trên trời sà xuống, hay hơi nước nóng từ mặt đất bốc lên.
Trước nguồn năng lượng “đất cho” quá đỗi dồi dào này, Kenya quyết định đầu tư khai thác điện địa nhiệt. Họ tiến hành Dự án Địa nhiệt Olkaria (Kenya’s Olkaria Geothermal Project), xây dựng mạng lưới nhà máy địa nhiệt khổng lồ, công suất 86 MW.
Hiện tại, Kenya tích cực mở rộng Olkaria, nâng tổng công suất lên 791 MW. Dự đoán sau khi hoàn thành, Olkaria sẽ chiếm 27% tổng điện năng quốc gia. “Nó sẽ là nhà máy địa nhiệt lớn nhất toàn cầu”, Cyrus Karingithi, người chỉ đạo Olkaria tự hào.
Tái tạo bền vững
“Cổng Địa ngục này chính là bề mặt bên trên, che dấu khe lục địa đang vỡ ra”, Anna Mwangi, nhà địa lý làm việc cho dự án Olkaria miêu tả. Nhiệm vụ của cô là tìm kiếm các điểm địa nhiệt mới, cho phép khoan giếng, đặt ống thu hơi nước nóng.
Không khó để tìm thấy nơi lòng đất giải phóng hơi nóng ở Cổng Địa ngục. Nó là những vị trí có lỗ thông hơi, bốc hơi nước nóng như sôi. “Nếu muốn, bạn có thể luộc trứng mà ăn trên đó”, Mwangi vừa cười vừa chỉ vào một cái lỗ nhỏ đang bốc khói trên sườn đồi đá.
“Sau vài triệu năm nữa, Olkaria sẽ biến thành biển cả. Nhưng mà trước khi khe nứt lục địa vỡ rộng đến thế, chúng ta vẫn còn đầy thời gian để tận dụng nguồn địa nhiệt gần như vô hạn này một cách hữu ích”, Mwangi bày tỏ sự tự tin.
Về cơ bản, cách chuyển nước thành điện năng rất đơn giản. Đó là đun sôi đến bốc hơi, đưa hơi nước vào làm quay tuabin (các tuabin của Olkaria có tốc độ 3.000 vòng/phút) và phát điện. Nhờ địa nhiệt đã làm nước nóng sẵn, Olkaria khỏi mất công đun. Họ chỉ cần khoan giếng đúng nguồn nước nóng áp suất cao, lắp ống dẫn hơi nước đến tuabin là xong.
Vì Cổng Địa ngục là công viên hoang dã, các đường ống phải được lắp đặt cao vài mét, tránh ảnh hưởng đến sự di chuyển của các loài động vật. Hơi nước sau khi qua sử dụng cũng được để đọng thành nước, bơm trả về lòng đất. Địa nhiệt lại đun nóng nó, phun lên qua các miệng giếng khoan, hình thành vòng tuần hoàn vô tận.
Vẫn có rủi ro
Tại Kenya, lịch sử khai thác điện địa nhiệt bắt đầu từ thập niên 1950. Vì còn nhiều hạn chế về máy móc và kỹ thuật, họ thất bại khá nhiều lần. Phải đến thập kỷ 1980, Kenya mới thực sự thành công. Tính đến lúc này, họ đã khoan tổng cộng 310 giếng địa nhiệt trong Cổng Địa ngục (125 giếng vẫn tiếp tục được sử dụng).
Sức mạnh của điện địa nhiệt Olkaria phụ thuộc vào số lượng giếng địa nhiệt. Mặc dù tìm lỗ thông hơi địa nhiệt không khó, nhưng vị trí của nó không chỉ đích xác nguồn phát nước nóng đủ điều kiện. Các nhà địa chất của Olkaria phải dựa vào nhiều dấu hiệu khác để phán đoán, ví dụ như cỏ địa nhiệt, mẫu đá…
“Một khi đã chắc chắn, bạn phải kiên quyết khoan ngay”, Karingithi khẳng định. “Vấn đề là chi phí khoan một cái giếng địa nhiệt rất cao, khoảng 6 triệu USD, thành ra các nhà đầu tư đều rất do dự”.
Tuy nguyên lý vận hành nhà máy địa nhiệt đơn giản, nhưng để bảo đảm an toàn, Kenya buộc phải sơ tán 155 hộ gia đình Maasai (bộ lạc thiểu số, sống dựa vào chăn thả). Muốn mở rộng khai thác địa nhiệt, họ sẽ phải di dời nhiều hộ dân hơn nữa. Nó có khả năng gây xung đột giữa dân cư và các công ty.
Bên cạnh đó, khai thác điện địa nhiệt còn tiềm ẩn nguy cơ sinh thái. Thách thức lớn nhất ở đây là xử lý các cặn nguy hiểm trong nước đã qua sử dụng trước khi bơm trả lại lòng đất. “Nước đã qua phát điện có nồng độ silica và muối cao hơn bình thường.
Đôi khi, nó còn lẫn thêm cả asen, liti, antimo, thủy ngân, lưu huỳnh… toàn những thứ vô cùng độc hại”, Juliet Newson (Iceland) cho biết. “Nếu không được bơm xuống đủ sâu hoặc bị rò rỉ trên đường bơm, nó có thể gây ô nhiễm nguồn nước uống”. Tiếp đến là thách thức xử lý khí thải CO2, tránh gây động đất, nứt vỡ đường địa chất ngoài dự đoán…
