Một mỏ than cũ đã cung cấp năng lượng xanh cho thị trấn Gateshead ở Anh trong 6 tháng qua. Dự án đột phá này đang sử dụng nguồn nước tràn ngập các đường hầm mỏ để sưởi ấm hàng trăm ngôi nhà và cơ sở kinh doanh trong cộng đồng mỏ than trước đây. Qua đó cho thấy tiềm năng to lớn trong đường hầm mỏ cũ rộng lớn của quốc gia này.

John McElroy - quan chức về môi trường và giao thông tại Hội đồng Gateshead cho biết: “Những gì chúng tôi có ở Gateshead là di sản từ thời còn khai thác than, vốn là năng lượng bẩn. Bây giờ chúng tôi đang dẫn đầu trong việc tạo ra năng lượng xanh, sạch từ những mỏ đó”.

Sau nhiều thập kỷ không được sử dụng, các mỏ than của Anh dần bị ngập lụt. Được Trái đất sưởi ấm, nước trong mỏ than có thể là câu trả lời cho nhu cầu năng lượng tái tạo của con người. Với ước tính khoảng 2 tỷ mét khối nước ấm, các nhà địa chất tin rằng hầm mỏ của Anh nắm giữ một trong những nguồn năng lượng sạch chưa được sử dụng rất lớn.

Ông Gareth Farr - phụ trách về vấn đề nhiệt và cải tiến sản phẩm tại Cơ quan Than của Anh cho biết, việc thu hồi nhiệt từ nước dưới mặt đất trong các mỏ than bỏ hoang mang lại cơ hội thú vị để tạo ra nguồn cung cấp nhiệt an toàn, ít carbon, lợi ích cho người dân sống hoặc làm việc trong các tòa nhà trên mỏ than.

Cơ chế hoạt động

Nước ở mỏ càng đi sâu càng ấm hơn, nhiệt độ thường dao động từ 10 đến 20 độ C nhưng có thể lên tới 45 độ C ở độ sâu 1km, chẳng hạn như địa điểm Yorkshire. Trộn lẫn với đá ngầm, nước trong mỏ than cũ thường chứa các hợp chất độc hại. Tuy nhiên, với tư cách là một nguồn nhiệt, đây là nguồn tài nguyên quý giá có thể được khai thác thông qua việc khoan để đưa nó lên bề mặt.

Nước được dẫn qua máy bơm nhiệt và máy chiết để nén chất lỏng, nâng nó lên nhiệt độ cao hơn nhiều trước khi phân phối qua mạng lưới sưởi ấm. Sau khi nhiệt của nó đã được hấp thụ vào các tòa nhà xung quanh, nước có thể được đổ trở lại hệ thống mỏ, nơi nó sẽ được làm ấm trở lại.

Việc sử dụng nhiệt từ nước trong mỏ có thể thực hiện quanh năm. Nhiệt độ nước không bị ảnh hưởng bởi các mùa và nước có thể được sử dụng để làm mát cũng như sưởi ấm ngôi nhà.

Một phần cơ sở hạ tầng dự án nước địa nhiệt ở Gateshead, Anh.

Những nơi khai thác năng lượng địa nhiệt

Từng là trung tâm của cuộc cách mạng công nghiệp, vùng Đông Bắc nước Anh đang dẫn đầu về nguồn năng lượng thay thế này. Dự án nước địa nhiệt của Hội đồng Gateshead được triển khai tháng 3/2023 và hiện là một trong những dự án lớn nhất ở châu Âu. Với sự tài trợ của chính phủ, họ đã lắp đặt 5km đường ống mạng lưới nhiệt mới, các lỗ khoan và một trung tâm năng lượng bơm nhiệt có khả năng sản xuất 6 mega-watt nhiệt từ nước hầm mỏ.

Cơ sở này hiện cung cấp hệ thống sưởi an toàn, ít carbon cho 350 ngôi nhà cao tầng, một trường đại học, phòng trưng bày nghệ thuật, một số tòa nhà văn phòng và một cơ sở sản xuất lớn. Cơ quan Than và các đối tác đã nghiên cứu tiềm năng thu hồi nhiệt lượng carbon thấp từ cơ sở hạ tầng khai thác than không còn sử dụng trong vài năm.

Đài quan sát Năng lượng Địa chất Vương quốc Anh (UKGEOS) có trụ sở tại Glasgow và do Cơ quan Khảo sát Địa chất Anh điều hành. Sau khi các khu mỏ sầm uất của thành phố Scotland và thị trấn Rutherglen gần đó đóng cửa, lũ lụt đã khiến chúng tràn ngập nước có nhiệt độ khoảng 12 độ C.

Mùa Hè năm 2021, người ta khoan hàng chục lỗ tại đây và gắn hàng trăm cảm biến, giúp cung cấp hình ảnh rõ ràng hơn về mạng lưới các đường hầm ngập nước. Chúng tiết lộ tốc độ nước chảy giữa các mỏ, độ ấm, khả năng bổ sung và tốc độ hâm nóng.

Chuyên gia Alan MacDonald của UKGEOS cho biết dữ liệu từ 12 lỗ khoan ở Glasgow sẽ giúp các nhà khoa học trên thế giới hiểu rõ hơn về năng lượng dưới lòng đất và địa nhiệt.

Vương quốc Anh không phải là nước đầu tiên khai thác năng lượng địa nhiệt. Một số nước châu Âu khác đã tiên phong trong lĩnh vực này. Nhà máy điện nước địa nhiệt đầu tiên trên thế giới được khai trương tại thành phố Heerlen của Hà Lan năm 2008. Hiện tại, nó được kết nối với khoảng 500 ngôi nhà và cơ sở thương mại - cắt giảm gần 2/3 lượng khí thải carbon của khu vực do sưởi ấm.

Một dự án tương tự đang được tiến hành ở vùng Asturias gồ ghề phía Bắc Tây Ban Nha, nơi các hầm than ngập nước đang sưởi ấm (và làm mát) một bệnh viện, trường đại học và nhiều tòa nhà khác. Giám đốc năng lượng María Belarmina Díaz Aguado của Asturias cho biết, năng lượng địa nhiệt đã mang lại sức sống thứ hai cho các mỏ than ở đây.

Mặc dù, nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên nằm trên đất châu Âu, công nghệ này đã được khai thác gần hai thập kỷ trước ở Springhill, Nova Scotia, Canada. Cộng đồng này bắt đầu sử dụng nhiệt từ các mỏ than không hoạt động năm 1989. Một công ty đóng gói trong thị trấn hiện tự hào có hệ thống tái tạo 100%, hoạt động quanh năm.