Địa nhiệt: Nguồn năng lượng sạch nhận được nhiều sự đồng thuận tại Mỹ
TTrọng Hoàng
Chọn cỡ chữ
Trong khi nhiều chính sách năng lượng sạch tại Mỹ đang đối mặt với những tranh cãi chính trị gay gắt, năng lượng địa nhiệt lại nổi lên là một lĩnh vực hiếm hoi nhận được sự ủng hộ từ cả hai đảng. Những tiến bộ công nghệ mới đang mở ra khả năng khai thác nguồn nhiệt dưới lòng đất ở quy mô lớn hơn, không chỉ để phát điện mà còn để sưởi ấm và làm mát hàng triệu ngôi nhà trên khắp nước Mỹ…
Đại học Cornell đang nghiên cứu một dạng năng lượng địa nhiệt có thể mở rộng phạm vi ứng dụng. Ảnh: Cornell University
Trong nhiều thập kỷ, năng lượng địa nhiệt tại Mỹ chủ yếu được gắn với các khu vực có điều kiện địa chất đặc biệt như California, Nevada hay những vùng gần hoạt động kiến tạo và núi lửa. Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ gần đây đang làm thay đổi nhận thức đó.
Tại Đại học Cornell ở bang New York, các nhà khoa học đang thử nghiệm một dự án có thể mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của địa nhiệt. Dự án mang tên Earth Source Heat hướng tới mục tiêu khai thác nguồn nhiệt sâu trong lòng đất để cung cấp năng lượng sưởi ấm không phát thải cho toàn bộ khuôn viên trường rộng 931 ha tại thành phố Ithaca.
Nếu thành công, dự án có thể trở thành mô hình mẫu cho việc triển khai các hệ thống địa nhiệt trên khắp khu vực Đông Bắc nước Mỹ - nơi có khí hậu lạnh, mật độ dân cư cao nhưng không được xem là thị trường tiềm năng của ngành địa nhiệt.
Ông Wayne Bezner Kerr, quản lý chương trình của dự án, cho biết “chúng tôi đang phát triển các công cụ để khai thác địa nhiệt ngay tại nơi con người sinh sống, thay vì buộc họ phải đến những nơi có nguồn nhiệt tự nhiên dưới lòng đất”.
ĐỘT PHÁ CÔNG NGHỆ MỞ ĐƯỜNG CHO ĐỊA NHIỆT BỨT PHÁ
Các hệ thống địa nhiệt truyền thống phụ thuộc vào những hồ chứa nước nóng tự nhiên nằm sâu dưới lòng đất. Điều này khiến việc phát triển điện địa nhiệt trong nhiều năm chỉ tập trung tại một số khu vực địa chất thuận lợi ở miền Tây nước Mỹ.
Dự án của Cornell lại sử dụng công nghệ địa nhiệt tăng cường (Enhanced Geothermal Systems - EGS), được xem là thế hệ mới của ngành địa nhiệt. Thay vì tìm kiếm các nguồn nước nóng tự nhiên, EGS khoan sâu vào các tầng đá nóng, cứng nằm dưới lòng đất, tạo các khe nứt trong đá rồi bơm nước tuần hoàn qua các khe nứt đó để hấp thụ nhiệt.
Công nghệ này tận dụng nhiều kinh nghiệm từ ngành dầu khí, đặc biệt là kỹ thuật khoan ngang và nứt vỉa thủy lực.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng hệ thống địa nhiệt của Cornell sử dụng áp suất thấp hơn đáng kể so với hoạt động khai thác dầu khí và không sử dụng thuốc nổ hay các hóa chất gây hại môi trường để phá vỡ cấu trúc đá. Nhờ đó, địa nhiệt không còn bị giới hạn ở những khu vực có điều kiện địa chất đặc biệt mà có thể được triển khai tại nhiều vùng dân cư đông đúc hơn. Đây được xem là một bước tiến quan trọng đối với tham vọng mở rộng quy mô của ngành năng lượng địa nhiệt tại Mỹ.
Hiện nay, Mỹ vẫn là quốc gia dẫn đầu thế giới về công suất địa nhiệt lắp đặt với khoảng 3,7 GW nhưng đóng góp của địa nhiệt vào hệ thống năng lượng quốc gia vẫn khá khiêm tốn. Theo số liệu năm 2023, các nhà máy điện địa nhiệt chỉ tạo ra khoảng 0,4% tổng sản lượng điện quy mô công nghiệp của Mỹ. Dù vậy, nhiều chuyên gia tin rằng tình hình có thể thay đổi nhanh chóng trong những thập kỷ tới.
Ông Drew Nelson, đại diện tổ chức phi lợi nhuận Project InnerSpace, cho rằng địa nhiệt hoàn toàn có thể trở thành một thành phần đáng kể trong cơ cấu năng lượng của Mỹ trong vòng 25 năm tới.
Một nghiên cứu công bố năm 2022 thậm chí dự báo công suất địa nhiệt của Mỹ có thể tăng lên khoảng 90 GW vào năm 2050, gấp hàng chục lần hiện nay. Phần lớn tiềm năng tăng trưởng được kỳ vọng sẽ đến từ các hệ thống địa nhiệt tăng cường.
Tại bang Utah, dự án Cape Station của công ty Fervo Energy đang được xây dựng và được quảng bá là cơ sở địa nhiệt thế hệ mới lớn nhất thế giới. Khi hoàn thành vào năm 2028, dự án dự kiến bổ sung 500 MW công suất cho lưới điện Mỹ, đủ để cung cấp điện cho khoảng 350.000 hộ gia đình mỗi năm.
Trước đó, Fervo đã đưa vào vận hành một dự án thí điểm công suất 3,5 MW tại Nevada. Nhà máy hiện cung cấp điện cho lưới điện địa phương và hỗ trợ hoạt động của các trung tâm dữ liệu cũng như hạ tầng điện toán đám mây của Google tại bang này.
Theo ông Nelson, việc ứng dụng các công nghệ khoan và khai thác từ ngành dầu khí vào địa nhiệt trong vài năm qua có thể được xem như một “cuộc cách mạng”.
Những công nghệ này không chỉ giúp các dự án địa nhiệt hiện hữu hoạt động hiệu quả hơn mà còn mở ra những khu vực rộng lớn trước đây chưa từng được xem là có tiềm năng khai thác.
Đồng thời, nhu cầu ngày càng tăng đối với nguồn điện sạch, ổn định và có khả năng vận hành liên tục cũng đang tạo ra cơ hội lớn cho ngành địa nhiệt.
“Hai xu hướng đó đang hội tụ để tạo nên một thị trường đủ lớn cho địa nhiệt mở rộng quy mô”, ông Nelson nhận định.
NGUỒN NĂNG LƯỢNG HIẾM HOI NHẬN ĐƯỢC ĐỒNG THUẬN CHÍNH TRỊ
Một trong những yếu tố đáng chú ý nhất đối với ngành địa nhiệt hiện nay là sự ủng hộ chính trị tương đối rộng rãi.
Kể từ khi trở lại Nhà Trắng năm 2025, Tổng thống Donald Trump đã cắt giảm nhiều chương trình hỗ trợ khí hậu và năng lượng sạch, đồng thời thúc đẩy khai thác dầu khí trong nước. Nhiều ưu đãi dành cho điện gió và điện mặt trời đã bị thu hẹp hoặc bị xem xét lại. Tuy nhiên, địa nhiệt gần như không nằm trong làn sóng cắt giảm này.
Bộ trưởng Năng lượng Mỹ Chris Wright, người từng là lãnh đạo của công ty dịch vụ dầu khí Liberty Energy, đã nhiều lần công khai bày tỏ sự ủng hộ đối với việc phát triển công nghệ địa nhiệt thế hệ mới.
Tổng thống Mỹ Donald Trump ký đạo luật cắt giảm một số ưu đãi năng lượng sạch nhưng vẫn duy trì hỗ trợ cho địa nhiệt. Ảnh: Leah Millis/REUTERS
Trong năm nay, Bộ Năng lượng Mỹ đã triển khai một sáng kiến tại 15 bang nhằm thúc đẩy phát triển địa nhiệt thông qua việc xác lập mục tiêu cụ thể, cải thiện công tác khảo sát tài nguyên, giảm chi phí dự án và tháo gỡ các rào cản pháp lý.
Cơ quan này cũng vừa công bố gói tài trợ trị giá 171,5 triệu USD dành cho các dự án địa nhiệt tăng cường, bao gồm các chương trình khoan thăm dò và thử nghiệm phát điện.
Ngay cả đạo luật “One Big Beautiful Act” được Tổng thống Trump ký ban hành vào tháng 7/2025 - vốn cắt giảm một số ưu đãi dành cho năng lượng sạch - vẫn duy trì các cơ chế hỗ trợ cho hệ thống sưởi và làm mát bằng địa nhiệt.
Theo ông Nelson, địa nhiệt là một trong số rất ít lĩnh vực có thể tìm thấy điểm giao thoa giữa chính sách năng lượng của chính quyền Trump và chính quyền Biden.
“Bất kể quan điểm chính trị ra sao, mọi người đều nhận thấy rằng chúng ta cần nhiều năng lượng địa nhiệt hơn”, ông nói.
TỪ NGUỒN ĐIỆN SẠCH ĐẾN GIẢI PHÁP NĂNG LƯỢNG CHO ĐÔ THỊ
Ngoài phát điện, nhiều chuyên gia cho rằng tiềm năng lớn nhất của địa nhiệt có thể nằm ở lĩnh vực sưởi ấm và làm mát các công trình.
Tại Cornell, mục tiêu chính của dự án Earth Source Heat không phải là sản xuất điện mà là khai thác trực tiếp nguồn nhiệt dưới lòng đất để phục vụ nhu cầu sưởi ấm của trường.
Theo ông Wayne Bezner Kerr, việc sử dụng trực tiếp nguồn nhiệt địa nhiệt có hiệu quả năng lượng cao hơn đáng kể so với việc chuyển đổi nhiệt thành điện rồi lại dùng điện để tạo nhiệt.
Các nhà máy điện địa nhiệt tại Mỹ hiện chủ yếu tập trung ở những bang như California. Ảnh: Jim West/imageBROKER/picture alliance
Cornell hiện đã chuyển đổi một phần hệ thống sưởi từ hơi nước sang nước nóng nhằm tăng hiệu suất và tạo điều kiện tích hợp các nguồn nhiệt mới trong tương lai. Năm 2022, trường đã khoan một giếng thăm dò sâu gần 3,2 km dưới khuôn viên với sự hỗ trợ tài chính từ Bộ Năng lượng Mỹ.
Dù dự án hiện đang chậm lại do những thay đổi về chính sách liên bang, nhóm nghiên cứu vẫn kỳ vọng có thể huy động được nguồn vốn mới để tiếp tục triển khai. Mục tiêu cuối cùng là chứng minh rằng hệ thống có thể cung cấp nhiệt ổn định trong thời gian dài và trở thành mô hình tham khảo cho nhiều khu đô thị khác.
Một trong những rào cản lớn nhất đối với địa nhiệt hiện nay là chi phí đầu tư ban đầu. Tại thị trấn Hinesburg, bang Vermont, một dự án nhà ở hỗn hợp đang thử nghiệm mô hình mới nhằm giải quyết vấn đề này.
Thay vì từng hộ dân phải tự đầu tư hệ thống địa nhiệt riêng, toàn bộ khu dân cư sẽ kết nối vào một mạng lưới bơm nhiệt địa nhiệt tập trung do công ty tiện ích Vermont Gas Systems sở hữu và vận hành. Mạng lưới này hoạt động tương tự hệ thống khí đốt tự nhiên, nhưng thay vì vận chuyển khí đốt, nó luân chuyển nước nóng và nước lạnh.
Chi phí đầu tư ban đầu quá cao là lý do khiến nhiều dự án nhà ở giá phải chăng trước đây không thể tiếp cận địa nhiệt.
Việc chuyển phần đầu tư này sang các công ty tiện ích giúp công nghệ địa nhiệt trở nên khả thi hơn đối với các dự án nhà ở xã hội và các khu dân cư quy mô lớn.
Các chuyên gia cũng tin rằng chi phí sẽ tiếp tục giảm khi số lượng dự án ngày càng tăng. “Càng triển khai nhiều dự án, chúng ta càng hiểu rõ rủi ro hơn, từ đó chi phí sẽ tiếp tục giảm xuống”, ông Nelson nhận định.
Trong bối cảnh nhu cầu điện và nhiệt cho các hộ gia đình, trung tâm dữ liệu và nền kinh tế số đang tăng mạnh, địa nhiệt đang dần thoát khỏi vị thế của một nguồn năng lượng “ngách”. Với những đột phá công nghệ mới và sự ủng hộ chính sách hiếm hoi từ cả hai đảng, nguồn nhiệt nằm sâu dưới lòng đất có thể trở thành một trong những trụ cột mới của quá trình chuyển dịch năng lượng tại Mỹ trong những thập kỷ tới.
Khi các nhà đầu tư quốc tế ngày càng ưu tiên tiêu chí phát triển bền vững, lợi thế của khu công nghiệp không còn chỉ nằm ở quỹ đất hay giá thuê, mà được quyết định bởi chất lượng hạ tầng, năng lực vận hành và khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn ESG...
TP.Hồ Chí Minh sẽ triển khai hệ thống giám sát và đánh giá các hoạt động thích ứng với biến đổi khí hậu trên địa bàn thông qua bộ chỉ số cụ thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực, từ tài nguyên nước, hạ tầng đô thị, y tế, giao thông đến nguồn lực đầu tư và nâng cao nhận thức cộng đồng...
Smart Green Living Week 2026 với sự tham gia của hơn 50 doanh nghiệp, startup và dự án đổi mới sáng tạo trong các lĩnh vực vật liệu xanh, kiến trúc, smart home, IoT, ESG, công nghệ môi trường, năng lượng sạch và kinh tế tuần hoàn…
Sau gần nửa thế kỷ triển khai Chương trình Rừng phòng hộ Tam Bắc, Trung Quốc đã từng bước đẩy lùi tình trạng sa mạc hóa trên diện rộng, đưa màu xanh trở lại nhiều vùng đất khô cằn. Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, những thành quả này vẫn rất mong manh nếu thiếu sự đầu tư, quản lý và cam kết lâu dài trong bối cảnh biến đổi khí hậu tiếp tục diễn biến phức tạp...
Dưới tác động của biến đối khi hậu, tình trạng thời tiết, thiên tai diễn biến bất thường, cực đoan hơn, đòi hỏi công tác dự báo, cảnh báo sớm, giúp các ngành, địa phương và người dân chủ động ứng phó, giảm thiểu thiệt hại. Đặc biệt với các hiện tượng khí hậu như El Nino, ông Hoàng Đức Cường cho rằng khi nhận diện sớm nguy cơ, dự báo cảnh báo sớm sẽ giúp có thời gian chủ động lên kế hoạch sớm, có các giải pháp ứng phó, góp phần giảm thiểu ảnh hưởng, tác động đến hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt của người dân.
Theo Ban Quản lý khu kinh tế Hải Phòng, trong việc quy hoạch và định hướng của Thành phố, thay vì chỉ phát triển khu công nghiệp, Hải Phòng đang hướng tới hình thành các chuỗi liên kết giữa khu công nghiệp, logistic, cảng biển, đô thị, dịch vụ theo mô hình của Singapore...
Phát triển đô thị theo định hướng giao thông công cộng (TOD) kết hợp với mạng lưới đường sắt đô thị (metro) là chiến lược cốt lõi để giải quyết ùn tắc và tái cấu trúc không gian. Mô hình này tập...
VnEconomy cập nhật giá vàng trong nước & thế giới hôm nay: SJC, 9999, giá vàng USD/oz, biến động giá vàng tăng, giảm - phân tích, dự báo & dữ liệu lịch sử.
Interactive là một sản phẩm báo chí mới của VnEconomy vừa được ra mắt bạn đọc từ đầu tháng 3/2023 đã gây ấn tượng mạnh với độc giả bởi sự mới lạ, độc đáo. Đây cũng là sản phẩm độc quyền chỉ có trên...