Trong bối cảnh Đức chuẩn bị loại bỏ dần việc sử dụng điện than, các nhà nghiên cứu đã có một bước tiến quan trọng trong việc khai thác năng lượng địa nhiệt như một nguồn nhiệt sạch đáng tin cậy cho vùng Rhineland. Dữ liệu địa chất mới thu thập được từ hoạt động khoan thăm dò gần Weisweiler dự kiến sẽ củng cố các mô hình dưới lòng đất và đẩy nhanh sự phát triển của hệ thống sưởi ấm bằng địa nhiệt.
Nghiên cứu này do Viện Fraunhofer về Cơ sở hạ tầng Năng lượng và Công nghệ Địa chất (IEG) dẫn đầu, hợp tác với RWE Power AG và một số đối tác học thuật. Mục đích là để giải quyết một trong những thách thức lớn trong việc mở rộng năng lượng địa nhiệt: thiếu thông tin chi tiết về nguồn nhiệt dưới lòng đất.
Năng lượng địa nhiệt được coi là một trong những lựa chọn triển vọng nhất.
Nhà máy điện than Weisweiler dự kiến đóng cửa vào năm 2029 và hoạt động khai thác than nâu tại mỏ lộ thiên Inden gần đó sắp kết thúc. Chính quyền khu vực và các nhà cung cấp năng lượng đang tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững để duy trì nguồn cung cấp nhiệt cho khu vực. Năng lượng địa nhiệt được coi là một trong những lựa chọn triển vọng nhất vì nó có thể cung cấp nhiệt ổn định, ít phát thải carbon cho các khu dân cư, cơ sở công nghiệp và các tòa nhà thương mại.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích hai giếng khoan thăm dò, được đặt tên là EB1 và EB2, đạt độ sâu lần lượt khoảng 100 mét và 500 mét. Đây là những giếng khoan thăm dò địa nhiệt chuyên dụng đầu tiên trong khu vực kể từ năm 2004, khiến chúng trở thành điểm tham chiếu có giá trị cho các dự án trong tương lai.
Điều bí mật nằm dưới lòng đất
Các giếng khoan được trang bị cáp quang tiên tiến có khả năng đo nhiệt độ liên tục dọc theo toàn bộ chiều dài của chúng. Các nhà khoa học cũng thu thập mẫu đá và tiến hành một loạt các phép đo địa vật lý để xác định đặc điểm nhiệt và cấu trúc của các tầng địa chất ngầm.
Kết quả cho thấy các lớp trên cùng bao gồm các trầm tích tương đối trẻ, trong khi các tầng đá có niên đại khoảng 300 triệu năm bắt đầu ở độ sâu khoảng 70 mét. Chúng bao gồm các lớp xen kẽ của đá sa thạch, đá bùn, đá sét và các vỉa than. Các tầng đá sa thạch được phát hiện là đặc và phần lớn không thấm nước, đóng vai trò như các rào cản tự nhiên giữa các lớp địa chất. Các tầng đá vôi có độ thấm cao hơn, được coi là thuận lợi hơn cho sự lưu thông nước địa nhiệt, được dự kiến ở độ sâu khoảng 1.300 mét.
Các phép đo độ dẫn nhiệt cung cấp thông tin quan trọng
Theo nhóm nghiên cứu, các phép đo nhiệt độ và độ dẫn nhiệt mới thu được cung cấp thông tin quan trọng để cải thiện các mô hình máy tính địa chất của vùng Hạ Rhine. Các mô hình chính xác hơn sẽ giúp các đô thị, công ty tiện ích và người dùng công nghiệp đánh giá xem các dự án địa nhiệt có thể được phát triển hiệu quả nhất ở đâu và với rủi ro thăm dò thấp hơn.
Dự án cũng chứng minh vai trò ngày càng tăng của các công nghệ cảm biến hiện đại trong thăm dò địa nhiệt. Giám sát bằng sợi quang cho phép các nhà nghiên cứu thu được hồ sơ nhiệt độ liên tục, trong khi giám sát địa chấn được lắp đặt trong một trong các giếng khoan ghi lại cả động đất tự nhiên và rung động mặt đất do hoạt động của con người, cung cấp thêm thông tin chi tiết về điều kiện dưới lòng đất.
Dựa trên những kết quả này, nhóm nghiên cứu dự định tiến hành các cuộc khảo sát địa vật lý sâu hơn bằng cách sử dụng các kỹ thuật hình ảnh địa chấn và cuối cùng là khoan các giếng sâu hơn đáng kể, có thể đạt độ sâu lên đến 3.000 mét. Các cuộc điều tra sâu hơn này nhằm mục đích xác nhận sự hiện diện của các hồ chứa địa nhiệt có khả năng cung cấp cho các mạng lưới sưởi ấm khu vực quy mô lớn.
Nghiên cứu này là một phần của những nỗ lực rộng lớn hơn nhằm hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng ở vùng Rhineland của Đức, nơi cơ sở hạ tầng than đá trước đây đang được tái cấu trúc cho các ứng dụng năng lượng tái tạo. Bằng cách giảm bớt sự không chắc chắn về địa chất, dữ liệu mới có thể giúp thu hút đầu tư vào các dự án địa nhiệt và thúc đẩy quá trình chuyển đổi của khu vực hướng tới sản xuất nhiệt sạch hơn, bền vững hơn.
Thùy Anh (Theo IE)
