Các giếng năng lượng địa nhiệt non trẻ có thể giống như những thần đồng mới chớm nở, mỗi giếng đều có tiềm năng vượt trội so với các giếng khác. Nhưng giống như con người, hầu hết đều suy giảm theo tuổi tác. Ví dụ, ở California, lượng điện do các nhà máy điện địa nhiệt tạo ra đã giảm 15% từ năm 2001 đến năm 2018, một phần do các giếng hiện có đã xuống cấp.
Josh Prueher, Giám đốc điều hành của XGS Energy, một công ty khởi nghiệp về địa nhiệt, cho biết: “Lịch sử của địa nhiệt là khái niệm về sự suy thoái. “Điều này đang xảy ra trên khắp thế giới.”
Nhiều nhà máy điện địa nhiệt bơm nước xuống lòng đất, nơi nó chảy qua các vết nứt trên đá để hấp thụ nhiệt sinh ra sâu trong lòng Trái đất. Khi được đưa lên bề mặt, nó được sử dụng để tạo ra hơi nước làm chạy tua-bin và tạo ra điện. Nhưng khi các giếng địa nhiệt cũ đi, các vết nứt có thể hấp thụ quá nhiều nước hoặc có thể chúng bắt đầu đóng lại, cắt lỗ khoan khỏi một số đá nóng mà nó đã tiếp xúc trước đó.
Công ty của Prueher cho rằng có rất nhiều giếng địa nhiệt cũ trên khắp thế giới có thể được phục hồi và rất nhiều nơi khác trước đây bị bỏ qua có thể cung cấp nhiệt nếu họ có thể khai thác nó bằng công nghệ phù hợp. Ông nói, công nghệ đó về cơ bản là một loại bùn chuyên dụng lấp đầy các vết nứt xung quanh giếng bằng các khoáng chất có khả năng dẫn nhiệt thực sự tốt.
Kết quả là các giếng không chỉ có năng suất cao hơn mà còn dễ dự đoán hơn. Prueher cho biết: “Chúng tôi biết trong vòng 30 ngày nữa chúng tôi sẽ đạt được vị trí nào trong 30 năm nữa” về mặt sản xuất điện.
Công nghệ của XGS Energy có thể hoạt động với các giếng hiện có hoặc giếng mới. Bản thân các lỗ khoan mới có thể là những lỗ thẳng đứng, đơn giản, không cần thiết bị khoan đắt tiền. Dù cũ hay mới, công ty khởi nghiệp đều lót mỗi lỗ khoan bằng vỏ kim loại. Giữa vỏ và đá, nó thêm một lượng nước và các chất phụ gia độc quyền lắng đọng vào các vết nứt xung quanh lỗ khoan, cách vỏ nhiều nhất là vài feet.
Prueher cho biết bùn là hỗn hợp nước và khoáng chất lơ lửng bởi chất hoạt động bề mặt. (Các chất hoạt động bề mặt còn được gọi là chất nhũ hóa và chúng giữ những chất không hòa tan lơ lửng trong nước, giống như mù tạt làm với dầu trong nước sốt salad hoặc xà phòng với chất bẩn.) Khi hỗn hợp bùn đạt đến một độ sâu nhất định (và do đó là nhiệt độ), các chất hoạt động bề mặt sẽ “phá vỡ” và giải phóng các khoáng chất để chúng có thể lắng đọng vào các vết nứt. Prueher không đi sâu vào chi tiết cụ thể, nhưng theo hồ sơ cấp bằng sáng chế, các thành phần dẫn điện có thể là sự kết hợp của các vật liệu giống than chì với một số khoáng chất như silica.
XGS Energy chỉ cần một lỗ khoan để tạo nhiệt, giúp tiết kiệm chi phí khoan. Các công ty khác có thể bơm nước xuống một lỗ, cho phép nước chảy qua các vết nứt trên đá và hút nước lên một lỗ khác đã được khoan cách đó một khoảng. Trong quá trình sử dụng, những tảng đá đó có thể hấp thụ một phần nước, đòi hỏi công ty phải bổ sung thêm. Nước nổi lên bề mặt có thể đã mang theo các khoáng chất và một số vi khuẩn, có thể lắng đọng các thiết bị truyền nhiệt từ nước sang tua bin hơi nước. Tất cả những điều đó làm cho việc vận hành một cái giếng trở nên tốn kém hơn. Mặt khác, XGS Energy không bao giờ để nước rời khỏi lỗ khoan có vỏ kim loại, một cách tiết kiệm chi phí khác.
Vì nước bị cô lập nên XGS Energy có thể sử dụng thiết bị rẻ hơn để trích nhiệt. Nó không phải lo lắng về khoáng chất hoặc vi khuẩn tồn tại trong đá xung quanh. Prueher cho biết: “Chúng tôi có thể lật trang và truy cập vào toàn bộ các bộ trao đổi nhiệt hiệu quả cao, chi phí rất thấp mà trước đây địa nhiệt không thể truy cập được”.
XGS Energy đang bắt đầu xây dựng nguyên mẫu quy mô thương mại tại mỏ địa nhiệt hiện có ở California vào tháng 7. Để tài trợ cho dự án, gần đây, công ty đã huy động thêm khoản tài trợ Series A trị giá 20 triệu USD do Val Ventures và VoLo Earth Ventures dẫn đầu, với sự tham gia của B Current Impact Investment, MIH Capital và Thin Line Capital, công ty nói riêng với TechCrunch.
Trong tương lai gần, XGS Energy đang có kế hoạch phát triển một phiên bản công nghệ sẽ hoạt động ở các giếng dầu và khí đốt cũ. Không phải tất cả chúng đều phù hợp, vì hầu hết các máy khoan đều cố gắng tránh quá nhiều nhiệt, nhưng có một số khu vực ở Hoa Kỳ nơi các giếng dầu và khí đốt đủ nóng để hỗ trợ năng lượng địa nhiệt.
Prueher nói: “Đó là một cơ hội lớn vì bạn đang tránh được chi phí cắm và từ bỏ một cách hiệu quả”. “Đây là một công nghệ rất phù hợp để cung cấp năng lượng lại cho những giếng đó.”
