Iceland's secret power - Jean-Baptiste P. Koehl

Translator: Phuong Nguyen Reviewer: Hoàng Trung Lê

While the weather in Iceland is often cold, wet, and windy,

Thời tiết ở Iceland thường lạnh giá, ẩm ướt, và lộng gió,

a nearly endless supply of heat bubbles away below the surface.

một nguồn nhiệt lượng gần như là vô tận đang sôi sục dưới lòng đất.

In fact, almost every building in the country is heated by geothermal energy,

Trên thực tế, hầu hết các toà nhà ở đây đều được sưởi ấm bằng năng lượng địa nhiệt

in a process with virtually no carbon emissions.

và quá trình này gần như không thải ra khí CO2.

So how exactly does this renewable energy work?

Chính xác thì nguồn năng lượng tái tạo này hoạt động như thế nào?

Between the Earth’s core and its crust is a mixed layer

Nằm giữa lõi Trái Đất và lớp vỏ của nó

là lớp phủ cấu tạo từ đá rắn và đá đã nóng chảy một phần

of solid and partially molten rock called the mantle.

Temperatures here range from 1,000 to 3,500 degrees Celsius.

Nhiệt độ ở lớp phủ dao động từ 1000 đến 3500 độ C.

Some of this heat comes from the radioactive decay of metals.

Một phần của sức nóng này là do sự phân rã phóng xạ của kim loại.

But much of it comes from Earth’s core,

Nhưng phần lớn là đến từ lõi Trái Đất,

which has been radiating energy since the planet formed

nơi đã bắt đầu toả nhiệt lượng từ khi Trái Đất được hình thành

over four billion years ago.

hơn 4 tỉ năm trước.

While the mantle moves slowly,

Trong khi lớp phủ dịch chuyển chậm rãi

circulating roughly 40 kilometers below the Earth’s crust,

và luân chuyển khoảng 40 km bên dưới lớp vỏ Trái Đất,

there are places where it surges closer to the surface.

có những nơi dâng lên gần hơn với bề mặt.

Here, the magma forms pockets and veins in the ground,

Ở đó, các túi và dòng mắc-ma được hình thành trong lòng đất,

heating underground rivers and pools to temperatures reaching 300 degrees.

làm nước ở các con sông và bể chứa ngầm bị nung nóng lên đến 300 độ.

Controlling heated water is at the heart of harnessing geothermal energy,

Kiểm soát thuỷ nhiệt có vai trò cốt lõi trong thu thập năng lượng địa nhiệt,

and there are two primary models for how to do it.

và có hai mô hình chính được dùng để khai thác địa nhiệt.

One is to build a geothermal power plant

Một là xây dựng nhà máy địa nhiệt

which uses these hot, deep pools to produce electricity.

sử dụng các bể sâu dưới lòng đất để sản xuất điện.

First, engineers drill a well several kilometers into permeable rock

Đầu tiên, các kỹ sư sẽ khoan một cái giếng sâu khoảng vài km qua lớp đá thấm

like sandstone or basalt.

như đá sa thạch hay đá bazan.

As the hot, highly pressurized groundwater flows into the well,

Khi nguồn nước ngầm với áp suất và nhiệt độ cao chảy vào giếng

the rapid change in pressure and temperature

sự thay đổi đột ngột về áp suất và nhiệt độ

produces huge amounts of steam.

làm sản sinh ra một lượng lớn hơi nước.

This steam then turns the blades of a turbine to generate electricity.

Hơi nước sau đó làm quay các cánh quạt của tua bin để tạo ra điện.

Finally, the remaining cooled water and condensed steam

Cuối cùng, phần nước nguội còn lại và hơi nước ngưng tụ

are injected back into the ground to create an open loop

được đưa trở lại vào lòng đất để tạo ra một chu trình mở

that provides electricity without losing water.

nhằm cung cấp điện mà không tiêu hao nước.

However, we don't have to drill this deep to take advantage of the planet's heat.

Dù vậy, không cần phải khoan sâu như thế để tận dụng nguồn địa nhiệt của Trái Đất.

Thanks to solar radiation,

Nhờ vào sự bức xạ của mặt trời

dirt just 1.5 meters deep can reach temperatures over 20 degrees Celsius.

nhiệt độ của đất đá ở độ sâu 1,5 mét có thể lên đến hơn 20 độ C.

Geothermal heat pumps pipe water or antifreeze liquid

Địa nhiệt đẩy nước hoặc các chất chống đông

through this layer of earth to siphon its energy.

qua tầng địa chất này để chuyển hóa năng lượng.

These liquids are then pumped through local infrastructure,

Sau đó các chất lỏng này được bơm đến cơ sở hạ tầng ở địa phương,

dispersing their heat before moving back through the ground

để phân tán nhiệt trước khi chúng được đưa trở lại vào đất

to absorb more energy.

để hấp thụ nhiều năng lượng hơn.

While external electricity is needed to operate the pumps,

Trong khi nguồn điện bên ngoài được dùng để vận hành các máy bơm,

the energy provided is far greater than the energy used,

năng lượng sản xuất ra nhiều hơn rất nhiều so với năng lượng đã tiêu thụ,

meaning this process is also a sustainable loop.

điều này có nghĩa là quy trình này cũng là một chu trình bền vững.

In fact, geothermal heat pumps are both cheaper to operate

Trên thực tế, máy bơm địa nhiệt vừa có chi phí vận hành rẻ

and at least two times more energy efficient than fossil fuel equivalents.

vừa tiết kiệm năng lượng ít nhất gấp 2 lần lượng nhiên liệu hoá thạch tương đương.

Whether geothermal energy is radiating just below our feet,

Dù cho năng lượng địa nhiệt đang toả ra ngay dưới chân chúng ta

or heating water several kilometers deep,

hay đang đun nóng nguồn nước ở vài km sâu hơn bên dưới,

the planet is constantly radiating heat.

hành tinh này đang không ngừng toả nhiệt.

Averaged across one year,

Trung bình một năm,

Earth gives off roughly three times more energy than humanity consumes.

Trái Đất toả ra nhiệt gấp khoảng 3 lần năng lượng con người tiêu thụ.

So why does geothermal only account for 0.2% of humanity’s energy production?

Vậy tại sao địa nhiệt chỉ chiếm 0,2% trong tổng năng lượng con người sản xuất?

The answer has to do with heat, location, and cost.

Câu trả lời nằm ở vấn đề về nhiệt lượng, vị trí, và chi phí.

Since geothermal heat pumps rely on the consistent heat

Vì các máy bơm địa nhiệt phụ thuộc vào sự nhất quán của sức nóng

found in shallow earth,

của lớp đất bề mặt,

they can be implemented almost anywhere.

nên có thể áp dụng ở hầu hết mọi nơi.

But geothermal power plants require tapping into

Nhưng các nhà máy địa nhiệt đòi hỏi phải có

high-temperature geothermal fields;

các mỏ địa nhiệt với nhiệt độ cao,

regions hotter than 180 degrees and typically several kilometres underground.

những vùng nóng hơn 180 độ và tiêu biểu là phải sâu vài km dưới đất.

These high temperature zones are hard to find,

Những vùng nhiệt độ cao như thế này rất khó tìm,

and drilling this deep for just one of the several wells a plant will need

và việc khoan sâu như vậy chỉ để có một trong vài giếng khoan mà nhà máy cần

can cost up to $20 million.

có thể tiêu tốn đến 20 triệu đô la.

There are regions with shallower geothermal fields.

Cũng có những vùng với các mỏ địa nhiệt nông hơn.

Iceland and Japan are near active volcanoes and tectonic plate boundaries,

Iceland và Nhật Bản nằm gần các núi lửa còn hoạt động và rìa các mảng kiến tạo

where magma rises up through the crust.

nơi mà mắc-ma phun lên khỏi vỏ Trái Đất.

But these same factors also make those regions prone to earthquakes,

Các yếu tố này cũng khiến các khu vực đó dễ bị động đất,

which can also be triggered by intensive drilling.

và khoan giếng với cường độ cao cũng có thể kích hoạt động đất.

Furthermore, while geothermal energy is clean and renewable,

Hơn nữa, dù năng lượng địa nhiệt là năng lượng sạch và có thể tái tạo,

it’s not entirely harmless.

nó không hẳn là vô hại.

Drilling can release vapors containing pollutants

Việc khoan các giếng địa nhiệt có thể làm giải phóng các khí độc

like methane and hydrogen sulfide.

như khí metan và khí hydro sunfua.

And drilling tools that use pressurized water can contaminate groundwater.

Và các dụng cụ khoan sử dụng nước cao áp có thể làm nhiễm độc nguồn nước ngầm.

Fortunately, new technologies are emerging to meet these challenges.

Thật may là các thách thức này đang được khắc phục nhờ các công nghệ mới.

Emission control systems can capture pollutants,

Như hệ thống kiểm soát khí xả có khả năng thu giữ các chất gây ô nhiễm

and electromagnetic monitoring can help detect seismic risks.

hay kỹ thuật giám sát điện từ giúp phát hiện các nguy cơ về địa chấn.

We're also uncovering entirely new sources of geothermal energy,

chúng ta cũng khám phá ra các nguồn năng lượng địa nhiệt hoàn toàn mới.

like pockets of magma in mid-ocean volcanoes.

như các túi mắc-ma trong các núi lửa giữa đại dương.

So if we can safely and responsibly tap into the heat sustaining our planet,

Vậy nên nếu khai thác an toàn và hợp lý nguồn nhiệt đang duy trì hành tinh này,

we might be able to sustain humanity as well.

chúng ta cũng có thể duy trì nhân loại.