Tuy nhiên, việc Công ty tiện ích Eversource đã triển khai dự án đầu tiên tại bang này trong việc khai thác năng lượng dưới lòng đất sẽ là một giải pháp thay thế sạch. Ước tính, về lâu dài nó sẽ giúp giảm chi phí 15 - 20% và có thể giảm tới 60% lượng ô nhiễm carbon.
Nỗ lực giảm hóa đơn tiền điện
Ngôi nhà của anh Eric Mauchan ở Framingham, Massachusetts, không có hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Vì vậy, khi mùa Hè đến, 4 máy điều hòa, 2 máy hút ẩm và quạt giúp ngôi nhà rộng 241m2 của anh mát mẻ nhưng cũng khiến hóa đơn tiền điện tăng lên khoảng 200 USD/tháng.
Mùa Đông, chi phí hàng tháng để sưởi ấm ngôi nhà bằng gas tăng vọt lên khoảng 400 USD. Vợ anh, Jennifer, phải yêu cầu các thành viên gia đình mặc thêm quần áo để giữ ấm nhằm giảm bớt tiền điện. Tuy nhiên, tất cả những điều trên sắp thay đổi, khi gia đình Mauchan gia nhập một nhóm những người đang khai thác mạng lưới năng lượng ngầm để sưởi ấm và làm mát nhà cửa.
Massachusetts, giống như phần còn lại của khu vực New England, vẫn phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch để sưởi ấm và làm mát. Tuy nhiên, một số công ty năng lượng đang tìm kiếm nguồn năng lượng nhiệt không giới hạn dưới chân họ như một giải pháp thay thế sạch. Vấn đề là, tùy chọn này hiện có mức giá ban đầu khá cao, ngay cả khi tính đến các lợi ích về thuế.
Chỉ riêng việc lắp đặt máy bơm nhiệt, thực hiện công việc chuyển đổi năng lượng ngầm thành nhiệt lượng gia dụng có thể sử dụng được, có thể tốn hàng chục nghìn USD. Ngoài gia, chi phí có thể phát sinh tùy thuộc vào kích thước ngôi nhà, việc lắp đặt ống gió và các nâng cấp dịch vụ điện khác cần thiết.
Mặc dù vậy, về lâu dài, hóa đơn dự kiến sẽ thấp hơn nhiều. Công ty Eversource ước tính việc chuyển từ kết nối khí đốt sang hệ thống sưởi ấm địa nhiệt kết nối mạng có thể cắt giảm chi phí năng lượng 15 - 20%. Theo ước tính của các công ty tiện ích, điều này cũng có thể giảm tới 60% lượng ô nhiễm carbon của khách hàng dân dụng trung bình tại Massachusetts.
Khi công ty tiện ích Eversource thông báo kế hoạch xây dựng một mạng lưới địa nhiệt tại Framingham và cung cấp dịch vụ cải tạo miễn phí cho những chủ nhà tham gia, gia đình Eric Mauchan đã nắm bắt cơ hội để tiết kiệm khoảng 100.000 USD tiền nâng cấp hệ thống địa nhiệt tại nhà. Đến nay, Eversource đã kết nối 37 ngôi nhà và doanh nghiệp tại Framingham, gồm trạm cứu hỏa, vào vòng địa nhiệt chung của mình.
Hiện tại, thành phố tự hào có mạng lưới địa nhiệt chung đầu tiên do một công ty tiện ích khí đốt dẫn đầu trên toàn quốc và đây có thể là mô hình cho tương lai của hệ thống sưởi ấm và làm mát sạch. Mùa Đông năm nay sẽ là lần thử nghiệm đầu tiên của hệ thống.
Cách thức hoạt động
Trái đất là một cục pin nhiệt lớn. Tuy nhiệt độ không khí bên ngoài dao động theo thời tiết, nhiệt độ dưới lòng đất vẫn duy trì ở mức khoảng 10 - 15,5 độ C. Đối với hầu hết nước Mỹ, nhiệt độ dưới lòng đất ấm hơn vào mùa Đông và mát hơn vào mùa Hè. Đây là nguồn năng lượng tái tạo vô hạn mà một số chuyên gia cho rằng có thể giúp thay thế nhiên liệu hóa thạch vốn làm nóng hành tinh.
Để khai thác năng lượng của Trái đất, Eversource đã khoan 88 lỗ khoan sâu khoảng 183 mét dưới lòng đất và lắp đặt một hệ thống phức tạp gồm các đường ống ngầm nằm ngang và thẳng đứng. Công ty chạy hỗn hợp nước và chất chống đông qua các đường ống này.
Mùa Đông, chất lỏng trong các đường ống được làm ấm bằng nhiệt tương đối dưới lòng đất, sau đó được đưa lên một bơm nhiệt được lắp đặt trong nhà. Máy bơm nhiệt tập trung nhiệt và bơm qua hệ thống ống dẫn của ngôi nhà để giữ ấm cho con người. Quá trình này được đảo ngược vào mùa Hè. Vì nhiệt độ của Trái đất mát hơn không khí bên trong nhà nên máy bơm nhiệt sẽ hút nhiệt ra khỏi nhà và xuống đất.
Còn quá sớm để biết việc chuyển sang địa nhiệt sẽ tiết kiệm được bao nhiêu tiền cho khách hàng. Eversource cần ít nhất một chu kỳ sưởi ấm hoàn chỉnh để đo lường những thay đổi trong hóa đơn của khách hàng. Tuy nhiên, Phó Chủ tịch công nghệ sạch Nikki Bruno tại Eversource cho biết, bà hy vọng hệ thống địa nhiệt sẽ giúp giảm chi phí.
Eversource sẽ vận hành hệ thống thí điểm trong 2 năm, thu thập dữ liệu về mức sử dụng năng lượng và chi phí, hiệu suất của hệ thống và sự hài lòng của khách hàng. Sau đó, mọi người sẽ có tùy chọn quay lại hệ thống khí đốt cũ hoặc tiếp tục sử dụng địa nhiệt. Công ty cũng có ý định chuyển giao quyền sở hữu máy bơm nhiệt cho khách hàng mà không mất phí.
Các chuyên gia cho biết dữ liệu của dự án sẽ rất quan trọng đối với sự phát triển của các hệ thống tương tự trong tương lai.
Tương lai của các tiện ích khí đốt
8 tiểu bang, bao gồm Massachusetts, đã thông qua luật cho phép các tiện ích khí đốt công cộng trở thành “tiện ích nhiệt” - về cơ bản cho phép họ thêm các hệ thống địa nhiệt ngoài khí đốt. 4 tiểu bang khác - Illinois, Connecticut, Rhode Island và Maine - đã đưa ra luật tương tự nhưng vẫn chưa được thông qua.
Gần 30 công ty tiện ích của Mỹ đã bày tỏ sự quan tâm đến mô hình kinh doanh khí đốt thành địa nhiệt, theo dữ liệu từ HEET, một tổ chức phi lợi nhuận về năng lượng sạch có trụ sở tại Boston đã tư vấn cho Eversource về dự án này.
Sử dụng công nghệ địa nhiệt kết nối mạng để sưởi ấm không phải là điều mới mẻ ở Mỹ. Nhiều khuôn viên trường đại học như Cornell và Princeton được sưởi ấm bằng các hệ thống địa nhiệt.
Giáo sư Jeff Tester về hệ thống năng lượng bền vững tại Đại học Cornell cho biết thách thức là mở rộng nó và lưu ý, mạng lưới địa nhiệt không hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Máy bơm nhiệt của Eversource được cung cấp năng lượng bởi lưới điện New England, nơi vẫn phụ thuộc rất nhiều vào khí đốt tự nhiên.
