Năng lượng và năng lượng địa nhiệt ở Việt Nam (Kỳ 1)
1. Năng lượng Việt Nam
Nguồn năng lượng từ than đá, nước, dầu khí, nguyên tử hạt nhân vẫn thường gọi chung là năng lượng hóa thạch. Từ lâu loài người đã biết sử dụng nguồn năng lượng đó nên còn có tên gọi khác là năng lượng truyền thống.
Điện sản xuất từ năng lượng truyền thống gọi là nhiệt điện, thủy điện, điện dầu khí và điện hạt nhân. Từ thế kỷ 20, nhiều nước trên thế giới còn biết sử dụng nguồn năng lượng khác để phát điện gọi là năng lượng mới hay năng lượng tái tạo. Đó là năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh học và năng lượng sóng biển. Tương tự, điện sản xuất từ những nguồn năng lượng này gọi là điện mặt trời, điện gió, điện địa nhiệt, điện sinh học, điện sóng biển.
Trước khi tìm hiểu kiến thức phổ thông về năng lượng địa nhiệt và năng lượng địa nhiệt trong các bể trầm tích chứa dầu khí thềm lục địa Việt Nam, bạn đọc hãy cùng tác giả điểm qua những nét chính về các nguồn năng lượng Việt Nam và điện nước nhà.
Dù khiêm tốn bao nhiêu và tới mức nào cũng phải nhận xét rằng nguồn năng lượng Việt Nam rất đa dạng, hầu như có đủ các nguồn năng lượng dùng cho phát điện mà loài người đã, đang và sẽ sử dụng. Thiên nhiên đã ban tặng cho dân tộc Việt Nam không chỉ nguồn năng lượng hóa thạch phong phú mà còn cả nguồn năng lượng tái tạo dồi dào.
2. Than đá và nhiệt điện
Ở nước ta, hàng trăm năm trước than đá đã được khai thác ở Đông Triều, Mạo Khê. Do vậy, nhà máy nhiệt điện Uông Bí - Quảng Ninh được xây dựng từ thời Pháp thuộc. Tới nay, nhà máy đó vẫn hoạt động ngày đêm cấp đủ điện cho cả vùng Đông Bắc đông dân cư và giầu có. Nhiệt điện Phả Lại - Hải Dương ra đời trong thời kỳ đổi mới. Hiện tại, nhiệt điện Thái Bình, nhiệt điện Vũng Áng - Hà Tĩnh do ngành Dầu khí đầu tư, đang gấp rút hoàn thành và sẽ phát điện nay mai.
Theo Đài tiếng nói Việt Nam ngày 8 tháng 10 năm 2014, trong chương trình “Theo dòng thời sự, điểm hẹn trong dòng chảy thông tin” thì trữ lượng than Việt Nam vào khoảng 3 tỷ tấn, sản lượng khai thác hàng năm tối đa chỉ đạt 40 triệu.Trong số đó, một nửa dùng cho các nhà máy nhiệt điện, phần còn lại cho tiêu dùng. Theo quy hoạch điện VII, từ năm 2015 tới năm 2020 ngành Điện cần xây dựng thêm 52 nhà máy nhiệt điện chạy than. Với sản lượng khai thác hiện tại, than trong nước không đủ cung cấp. Do vậy, từ năm 2015, Việt Nam phải nhập khẩu than từ nước ngoài và cũng từ thời điểm đó cho tới năm 2020 và xa hơn mỗi năm phải nhập từ vài chục triệu tới hàng trăm tấn.
Mặc dù Tập đoàn Than và Khoáng sản Việt Nam đã từng xuất khẩu than, sản lượng cao nhất vào năm 2013 là 16,5 triệu tấn. Nhưng ngay sau năm 2015, công việc đó phải dừng lại, vì trong nước đang có nhu cầu. Như vậy, ở nước ta, nhiệt điện chạy than còn tồn tại lâu dài, cho hiện tại, cho tương lai gần và cả tương lai xa.
3. Thủy năng và thủy điện
Nếu chỉ kể riêng những con sông dài hơn 10 km thì số lượng sông của Việt Nam đạt tới con số gần 2400. Diện tích hứng nước, kể cả ngoài lãnh thổ, hơn 1 triệu km2, gấp 3 lần diện tích đất nước. Đó là nguồn tài nguyên quý giá, cung cấp cho ngành điện thỏa sức phát triển thủy điện từ thế hệ này sang thế hệ khác. Như bạn biết đấy, chỉ sau chiến thắng Điện Biên Phủ có mấy năm, năm 1961 Thủy điện Thác Bà đã khởi công, mà Tố Hữu đã từng ca ngợi trong thơ ông “Chào sáu mốt đỉnh cao muôn trượng”. Năm 1979, thủy điện Hòa Bình bắt đầu xây dựng, để lại bức thư của tập thể lao động sông Đà, dặn dò rằng, sau 100 năm hãy mở. Như vậy, phải đợi tới năm 2079, thế hệ tiếp theo mới được biết thư ấy viết gì.
4. Dầu khí và điện dầu khí
Ấn tượng sâu sắc nhất vẫn là điện dầu khí. Từ ngày hòa vào lưới điện quốc gia năm 1995 tới nay, điện dầu khí đã chiếm tới 40% thị phần. Nghĩa là trên phạm vi toàn quốc, cứ 10 bóng đèn có tới 4 bóng từ điện dầu khí, Điện Phú Mỹ ở Bà Rịa-Vũng Tàu, Điện Nhơn Trạch ở Đồng Nai, Điện Cà Mau ở cực nam Tổ quốc. Từ ngày phát điện, nhân dân trong tỉnh đã được đổi đời. Có thể nói những công trình thế kỷ ấy như những bài ca bất hủ, sống mãi với thời gian.
Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Việt Nam đặt tại tỉnh Ninh Thuận, theo kế hoạch, tới năm 2020 sẽ động thổ.
5. Năng lượng mặt trời và điện mặt trời; Năng lượng gió và điện gió
Trên bản đồ thế giới, Việt Nam ở phía Đông của địa cầu. Do vậy dải đất hình chữ S quanh năm hứng chịu ánh nắng mặt trời. Ở miền Bắc, vào những ngày hè, nóng hừng hực, nóng như đổ lửa, có ngày nắng, nhiệt độ lên tới 430C, 440C. Ở miền Nam, nắng quanh năm, nắng chang chang, nắng như rang như đốt, như ở Phan Rang, Phan Thiết, “gió Phan, nắng Rang” là thế. Cái tên Phan Rang, thủ phủ của tỉnh Ninh Thuận có lẽ bắt nguồn từ đó. Ở đất này, với địa thế “quay lưng” ra biển có khi mấy tháng liền trong năm không có lấy một cơn mưa. Còn các đảo ngoài khơi và bán đảo nước nhà thì bốn mùa gió lộng. Như đảo Cô Tô, Bạch Long Vĩ, Hoàng Sa, Trường Sa, Côn Sơn, Phú Quốc, bán đảo Sơn Trà. Vị trí địa lý tự nhiên đó như “Trời phú” cho Việt Nam nguồn năng lượng gió, năng lượng mặt trời dùng cho phát điện, sẽ mãi mãi không bao giờ và không bao giờ cạn.
Tuy rằng hai nguồn năng lượng nói trên, ở nước ta, cho tới nay chưa được quy hoạch một cách tổng thể, song nếu ngay bây giờ bạn tới thăm bán đảo Sơn Trà - Đà Nẵng sẽ được thưởng thức bữa cơm thơm mùi gạo mới, nấu chín từ điện mặt trời; tới huyện đảo Phú Quốc xa xôi được tắm nước nóng thỏa thuê từ “thái dương năng”; tới Bình Thuận sẽ được chứng kiến các công ty tư nhân đua nhau xếp hàng đầu tư vào điện gió.
Người viết bài này hy vọng tràn trề rằng một ngày nào đó, không xa lắm đâu, điện gió, điện mặt trời sẽ “ngự trị” trên bầu trời phương Nam, sẽ cấp đủ nhu cầu điện tiêu dùng hàng ngày của bà con vùng biển đảo. Khi đó Quảng Ngãi sẽ không còn cảnh “vác” điện từ đất liền ra đảo, nằm giữa biển khơi bằng hệ thống cáp ngầm vượt qua chặng đường dài những hơn 20km, ra tận đảo Lý Sơn như ngành Điện đã thi công trong tháng 8 năm 2014 vừa qua. Bình Thuận sẽ không phải dùng điện từ lưới điện quốc gia nữa để duy trì sản lượng cánh đồng thanh long đặc sản, hàng năm phải tiêu thụ tới 28% lượng điện tiêu dùng trong toàn tỉnh. Trên những cánh đồng thanh long xanh ngắt một mầu bao la và bạt ngàn ấy, sẽ “mọc lên” những “cây điện gió” san sát cùng nhau quay tít ngày đêm sưởi ấm cho quả thanh long mau lớn. Và cũng khi đó, năng suất thanh long Việt Nam sẽ đuổi kịp năng suất thanh long Israel hiện tại, trồng trên sa mạc, nhập giống từ Việt Nam, sao chép cách trồng của người Việt nhưng thu hoạch lại gấp 2 lần thanh long Bình Thuận.
Năng lượng sinh học của Việt Nam có nhiều. Song để dùng cho phát điện, thì nước ta cho tới nay đang trong giai đoạn thử nghiệm, chưa có sản xuất đại trà. Năng lượng sóng biển vừa mới được đề cập trong chương trình nghiên cứu năng lượng cấp nhà nước mã số KC-05-11/15. Trong thời gian tới có lẽ Biển Đông sẽ trở thành “phòng thí nghiệm” lớn cho nghiên cứu, thử nghiệm năng lượng sóng biển Việt Nam.
6. Bức tranh năng lượng Việt Nam
Vài nét mô tả trên đây chắc đã giúp bạn đọc phần nào hình dung một cách tổng thể bức tranh năng lượng Việt Nam và điện nước nhà.
Trên bức tranh đó, nếu gán cho mỗi nguồn năng lượng một gam mầu thì đã có tới 8 gam mầu. Nhìn vào đó, bạn đọc sẽ thấy ngay, gam mầu nào cũng đẹp, gam mầu nào cũng sáng. Đó là gam mầu năng lượng than đá, nước, dầu khí, điện tử hạt nhân, gió, mặt trời, sinh học và sóng biển. Còn gam mầu thứ 9 là gam mầu năng lượng địa nhiệt, nhất là năng lượng địa nhiệt trong các bể trầm tích chứa dầu khí thềm lục địa Việt Nam, giải pháp nghiên cứu như thế nào? Trữ lượng bao nhiêu? Tất cả, dưới đây sẽ được tác giả trình bầy một cách chi tiết.
7. Năng lượng địa nhiệt và điện - địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng của nước nóng địa nhiệt dưới sâu. Nếu nhiệt độ của nước nóng đó lớn hơn 1000C thì có thể dùng cho phát điện gọi là điện địa nhiệt. Nếu nằm trong dải từ 300C tới dưới 900C thì sử dụng trực tiếp gồm xử lý thành nước khoáng thiên nhiên, xây dựng thành trạm điều dưỡng, chữa bệnh, tổ chức vui chơi du lịch. Trong điều kiện thuận lợi sẽ dùng giải pháp bơm nhiệt để hơi nước nóng đó mát về mùa hè, sưởi ấm về mùa đông.
Từ thời tiền sử, loài người đã biết sử dụng nhiệt trong hang động để sưởi ấm, tránh nắng hay sử dụng nước nóng địa nhiệt xuất lộ để tắm, chế biến thực phẩm. Khai thác sử dụng năng lượng địa nhiệt ở quy mô công nghiệp sớm nhất ở Laderello thuộc Italy vào năm 1827. Năm 1904 tại đây đã sản xuất điện - địa nhiệt. Nhưng phải tới năm 1958 , trên thế giới nhà máy điện - địa nhiệt đầu tiên mới ra đời ở New Zealand. Tiếp đó năm 1959 ở Mexico và 1960 ở Hợp chủng quốc Hoa Kỳ.
Mặc dù điện - địa nhiệt của các nước trong khu vực châu Á phát triển sau, nhưng tới năm 2009, công suất của các nhà máy điện - địa nhiệt của Philippines, Nhật Bản và Indonesia chiếm tới 75% điện - địa nhiệt của Mỹ và Mexico cộng lại (3294,4MW/4450,5MW). Tới nay trên toàn thế giới đã có 24 nước có nhà máy điện - địa nhiệt. Nổi bật nhất phải kể tới các nước như Mỹ, Mexico, El-Savador, Costa Rica ở châu Mỹ La tinh; Italy, Iceland, Đức, Thụy Điển ở châu Âu, Philippines, Indonesia, Nhật Bản, Trung Quốc ở châu Á và Kenya ở châu Phi.
Ngày nay nhờ khoa học và công nghệ phát triển điện-địa nhiệt không chỉ phát điện ở nhiệt độ trên 100 độ C mà còn phát điện ở dưới nhiệt độ này, thậm chí ngay cả trên những con suối nhỏ, nhiệt độ nước nóng chỉ trên 70 độ C. Nguyên lý của công nghệ mới này là đưa vào nước nóng chất lưu hữu cơ gọi là chất pentaluopropane hay còn gọi là chu trình Rankine. Từ năm 1970 chu trình Rankine đã được ứng dụng rộng rãi ở Cộng hòa liên bang Đức. Cho tới nay, năm 2014 Việt Nam chưa có nhà máy điện - địa nhiệt. Nước ta gồm lãnh thổ và lãnh hải. Vì vậy năng lượng địa nhiệt có cả trên đất liền và ngoài thềm lục địa.
8. Năng lượng địa nhiệt trên đất liền và kết quả điều tra
Trên đất liền, Việt Nam có khoảng gần 300 điểm lộ nước nóng và hàng ngày vẫn thường gọi là nước nóng - nước khoáng. Những điểm lộ đó nằm rải rác từ miền Bắc tới miền Nam, nhiệt độ thường vào khoảng từ 300C tới 1050C, nhiều nhất ở 12 tỉnh ven biển miền Trung. Những điểm lộ nước nóng-nước khoáng Việt Nam thường biểu hiện dưới dạng xuất lộ trực tiếp trên mặt đất dưới dạng khí phun, hình thành những con suối nhỏ, hoặc được tìm thấy trong những giếng khoan nông của các công trình địa chất thủy văn. Một số trong gần 300 điểm lộ đó đã và đang được sử dụng trực tiếp phục vụ đời sống dân sinh. Sau đây là 4 điểm lộ điển hình, từ miền Bắc vào miền Nam:
Điểm lộ thứ nhất, Nước nóng - nước khoáng Mỹ Lâm, nhiệt độ 760C ở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang, cách thủ đô Hà Nội khoảng 150km về phía Tây Bắc. Từ năm 2010, điểm lộ này đã trở thành Bệnh viện điều dưỡng nước khoáng Mỹ Lâm. Nhiều căn bệnh mãn tính, cấp tính như thấp khớp, tim mạch đã được chữa khỏi từ cơ sở y tế này.
Điểm lộ thứ hai, nước nóng - nước khoáng Suối Bang- nhiệt độ 1050C ở Huyện Lệ Thủy, Tỉnh Quảng Bình, cách thành phố Đồng Hới chừng 60km về phía Nam. Suối Bang nằm giữa khu rừng vắng, giữa dãy phía Đông và dãy phía Tây của núi Trường Sơn hùng vĩ.
Nơi đây là vùng đất sinh sống của dân tộc Vân Kiều, không có họ riêng, lấy họ của Bác Hồ đặt tên cho họ của dân tộc mình. Có lẽ cái tên Suối Bang, suối nước nóng của bản làng, có từ lâu đời, lâu ngày gọi lái đi thành tên Suối Bang. Suối Bang chỉ rộng vài nghìn mét vuông nhưng có tới hàng chục điểm lộ. Do nước của điểm lộ đạt trên 1000C nên nước bốc hơi mù mịt như những đám mây. Nước tạo thành vũng, sôi sùng sục ngày đêm, tựa như ta đun nước uống ở nhà. Nếu thả gà, trứng vào, chốc lát là chín ngay. Trong thời kỳ chống Mỹ cứu nước, Suối Bang từng là trạm điều dưỡng bí mật của bộ đội Trường Sơn, quân đoàn 559, quân đoàn của Tướng Đồng Sĩ Nguyên huyền thoại. Nhiều bệnh ngoài da của nhiều bộ đội chiến sĩ đã được chữa khỏi từ nước nóng Suối Bang. Nay, nơi đây là địa chỉ khai thác nước nóng, nước khoáng của Công ty Kiên Giang, sản lượng mỗi năm 12 triệu lít, chỉ từ 1 giếng khoan duy nhất, chiều sâu 55m và nhiệt độ của nước đạt tới 1050C.
Điểm lộ thứ ba, Nước nóng - nước khoáng Hội Vân, nhiệt độ 850C, ở Huyện Phù Cát, Tỉnh Bình Định, cách TP. Quy Nhơn 40km về phía Nam. Hội Vân nay trở thành trung tâm điều dưỡng những người có công của Tỉnh Bình Định. Đã có thời, năm 1996 TS. Hoàng Văn Chước, Đại học Bách khoa Hà Nội thử nghiệm và đã thành công đề án sấy khoai lát mỏng, sắn lát mỏng, mực, dược liệu bằng hơi nước nóng Hội Vân. Hiện giờ, nới đây là địa chỉ tụ tập hàng ngày của thanh niên địa phương tới thưởng thức ẩm thực đặc biệt: trứng luộc, gà luộc bằng nước nóng Hội Vân.
Điểm lộ thứ tư: nước nóng - nước khoáng Bình Châu, Vũng Tàu, nhiệt độ 830C - Bình Châu là tên Huyện Bình Châu, thuộc TP Vũng Tàu, cách tỉnh lị này chừng 80km về phía Đông Bắc. Bình Châu cũng gần vùng đất đỏ, quê hương của nữ anh hùng liệt sĩ Võ Thị Sáu, nhân vật trong bài ca “Mùa hoa Le-Ki-Ma nở” ra đời từ năm 1960, cho đến nay vẫn còn vang vọng. Bình Châu nằm sát trên bờ biển nên có thể nghe rõ tiếng sóng biển rì rào trong đêm tĩnh lặng, có thể ngắm nhìn thỏa thuê ánh bình minh rực rỡ trong buổi sớm mai và chiêm ngưỡng cảnh hoàng hôn trong buổi chiều tà, quả cầu lửa lặn dần xuống biển. Bình Châu rộng tới hàng chục ha, có nhiều điểm lộ nước nóng, đã được xây thành những giếng khơi ngoài trời và có nhiều con suối nhỏ do nước chảy lâu ngày mà thành. Tới Bình Châu, bạn có thể ngâm chân nước nóng, luộc trứng, tắm nước nóng, tắm bùn và cả tắm biển nữa. Khác với Hội Vân, cảnh vui chơi còn mang nặng tính làng xã, Bình Châu đã được quy hoạch một cách bài bản, mang dáng dấp Âu châu. Bình Châu là khu du lịch hoàn hảo nhất hiện nay của Việt Nam về lĩnh vực du lịch, tham quan nước nóng nước khoáng.
Từ lâu, điểm lộ nước nóng nước khoáng của nước ta đã được quan tâm. Khoảng 200 năm trước, Lê Quý Đôn trong “1776 Phủ biên tạp lục” đã đánh giá một số điểm lộ ở Tỉnh Bình Định và Phú Yên. Thời kỳ Pháp thuộc, các chuyên gia người Pháp (Madrole 1895, Sallet 1925, Audret 1941) đã mô tả kỹ tính chất hóa lý của gần 70 điểm lộ nước nóng - nước khoáng ở Quảng Nam - Đà Nẵng. Những năm gần đây, hơn 20 năm về trước các nhà địa chất Việt Nam như Võ Công Nghiệp, Cao Thế Dũng, Châu Văn Quỳnh, Hoàng Hữu Quý v.v… thuộc Viện Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã đi từ Bắc vào Nam vượt qua chặng đường dài hơn 1600km, đo trực tiếp nhiệt độ của từng điểm lộ. Trong phòng thí nghiệm nước nóng - nước khoáng, đã xác định thành phần pH, thành phần hóa học, phân loại loại nước....
Nghiên cứu năng lượng địa nhiệt, cũng giống như tìm kiếm, thăm dò dầu khí, đòi hỏi phải có khoan sâu. Chỉ có khoan sâu mới có tài liệu dưới sâu. Đó là độ dẫn nhiệt, gradient nhiệt độ, và dòng nhiệt giếng khoan. Những tài liệu này nhất thiết phải có để xác định bồn địa nhiệt và đánh giá năng lượng địa nhiệt của bồn.
Trừ đồng bằng Bắc Bộ, rộng khoảng 8000km2, chiếm 2,5% diện tích cả nước, đã có giếng khoan sâu dầu khí, còn lại hơn 300 000 km2, chiếm 97,5% diện tích lãnh thổ, chưa có giếng khoan sâu nào, chỉ có tài liệu nhiệt độ bề mặt, nhiệt độ của gần 300 điểm lộ nói trên. Do vậy, năng lượng địa nhiệt của lãnh thổ nước ta như thế nào, có bao nhiêu, không thể xác định được. Để dễ hiểu, bạn đọc có thể so sánh khó khăn này với khó khăn của bác sĩ khi muốn chẩn đoán một bệnh nào đó của bệnh nhân nhưng không hề có kết quả xét nghiệm về hàm lượng mỡ, đường trong máu mà vẻn vẹn chỉ có số đo chiều cao và cân nặng của cơ thể. Do vậy năng lượng địa nhiệt trên đất liền Việt Nam như thế nào, cho tới nay, câu trả lời vẫn còn bỏ ngỏ.
Mặc dù vậy, các chuyên gia từ Italy, Pháp, Đức, Mỹ, Nhật Bản và New Zealand qua khảo sát đều cho rằng nguồn năng lượng địa nhiệt Việt Nam có thể phát triển cho điện - địa nhiệt. Ngày 22 tháng 8 năm 1996, Chính phủ Việt Nam đã cấp giấy phép cho Tập đoàn năng lượng OMART Hoa Kỳ - đầu tư xây dựng 6 nhà máy điện - địa nhiệt Việt Nam tại 6 địa phương thuộc 4 tỉnh miền Trung gồm Quảng Bình, Quảng Ngãi, Bình Định và Khánh Hòa. Song do nhiều lý do khác nhau, những dự án đó không được thực thi trong thực tế.
9. Năng lượng địa nhiệt ngoài thềm lục địa
Thềm lục địa Việt Nam rộng khoảng hơn 1 triệu km2. Trong đó có 8 bể trầm tích chứa dầu khí. Đó là bể Sông Hồng, diện tích 110.000 km2. Bể Sông Hồng gồm cả đồng bằng Bắc Bộ, hay còn gọi là trũng Hà Nội (từ chuyên môn của địa chất dầu khí), có sông Hồng chảy qua nên dùng tên sông đặt tên cho bể trầm tích. Các bể tiếp theo, cách đặt tên hoặc cũng tương tự hoặc lấy tên địa phương liền kề, hoặc sử dụng tên đảo nằm trong vùng nghiên cứu. Tiếp theo, sau bể sông Hồng là bể Hoàng Sa (70 000 km2), Phú Khánh (80 000 km2), Cửu Long (40 000km2), Nam Côn Sơn (80 000km2), Tư Chính-Vũng Mây (90 000km2), Trường Sa (200 000km2) và bể trầm tích Mã Lay-Thổ Chu ở phía Tây Nam đất nước, diện tích 80.000km2.
Vài nét về thực trạng nghiên cứu địa nhiệt và năng lượng địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam
Địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam đã được tiến hành nghiên cứu song song với công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí. Nhưng chỉ từ năm 1992, chuyên đề này mới được thực hiện một cách đồng bộ cả 3 thông số của khoa học địa nhiệt. Đó là độ dẫn nhiệt, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt. Trước năm 1992, ngành Dầu khí Việt Nam chỉ tập trung nghiên cứu 1 thông số: gradient nhiệt độ vì khi đó chưa có thiết bị đo nhanh độ dẫn nhiệt mẫu lõi giếng khoan.
Trong thời gian 20 năm, 1980 - 2000, địa nhiệt nói chung và năng lượng địa nhiệt nói riêng thềm lục địa Việt Nam đã được đề cập nghiên cứu cấp nhà nước trong những đề tài mang mã số 22A- 01- 09, KT- 01-18 và KHCN- 09- 01 của các tác giả PGS.TS Võ Năng Lạc, TSKH Đặng Văn Bát, TSKH Trương Minh, Nguyễn Quang, Lê Trọng Cán, Trịnh Việt Bắc*, Đỗ Văn Đạo, Trần Huyên,… Lần đầu tiên kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ bức tranh địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam về sự phân bố của độ dẫn nhiệt, gradient nhiệt độ và dòng nhiệt.
Hơn 20 năm về trước, ở Việt Nam công nghệ thông tin chưa phát triển như ngày nay. Song nhờ sự hợp tác với GS. Đàm Trung Đồn, Đại học Quốc gia Hà Nội, sự hỗ trợ của Sở địa chất Anh, Sở địa chất Nhật Bản, Viện Nghiên Cứu Địa Chất và Hạt Nhân New Zealand và Hiệp hội Thăm dò khoáng sản ngoài khơi Đông Nam châu Á (CCOP), Viện Dầu khí Việt Nam thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam - Petrovietnam (PVN) đã khai thác và ứng dụng thành công phần mềm công nghệ cao, không chỉ trong nghiên cứu dòng nhiệt hiện đại (Heat flow present day) mà còn cả trong nghiên cứu cổ địa nhiệt - Mô hình lịch sử nhiệt (Thermal history Modelling) bằng phần mềm HOTPOT và phầm mềm Mô phỏng BASSIM. Kết quả nghiên cứu mô hình lịch sử nhiệt đá cho phép nhận xét rằng điều kiện nhiệt độ cổ của các bề trầm tích thềm lục địa Việt Nam rất thuận lợi cho sự trưởng thành của nguồn đá mẹ Hydrocarbon. Về năng lượng địa nhiệt đã chỉ ra 2 vùng có tiềm năng cao, cần nghiên cứu một cách chi tiết trong tương lai. Đó là vùng Duyên hải Đồng Bằng Bắc Bộ và vùng Nam Đèo Ngang Tỉnh Quảng Bình. Kết quả nghiên cứu địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam đã tham gia vào dự án thiết lập bản đồ Dòng nhiệt khu vực Đông và Đông Nam châu Á, đăng tải 1 lần trên tạp chí kỹ thuật CCOP, tham gia 8 Hội Nghị quốc tế lớn. Trong những hội nghị đó, Địa nhiệt Việt Nam đã được sự quan tâm và chú ý một cách đặc biệt. Bởi vì, trước đó, đối với thế giới, Dòng nhiệt Biển Đông là một “vùng trắng”.
Từ năm 2000 tới nay, công tác nghiên cứu địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam đã dừng lại, vắng mặt trong chương trình nghiên cứu cả cấp ngành cũng như cấp Nhà nước. Mặc dù đã có đề xuất từ cá nhân và tổ chức cơ sở, đề nghị ngành Dầu khí Việt Nam cần tiếp tục nghiên cứu địa nhiệt trong các bể trầm tích Việt Nam, đồng thời cả 2 mảng, địa nhiệt với dầu khí và địa nhiệt với năng lượng địa nhiệt. Song những kiến nghị, đề xuất đó không được chấp thuận từ các cấp quản lý. Địa nhiệt thềm lục địa Việt Nam chỉ “vang bóng một thời”.
Ngày 27/11/2014, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số 1244 phê duyệt chương trình nghiên cứu năng lượng mã số KC – 05 – 11/15 gồm 6 nguồn năng lượng: năng lượng hạt nhân, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sinh học, năng lượng sóng biển và năng lượng địa nhiệt. Như vậy tới đây năng lượng địa nhiệt Việt Nam sẽ được khôi phục nghiên cứu trở lại. Đó là hướng đi phù hợp và kịp thời.
Nghiên cứu năng lượng địa nhiệt là như thế nào?
Muốn đánh giá năng lượng địa nhiệt của vùng nghiên cứu, trước hết cần đánh giá chế độ địa nhiệt. Dòng nhiệt là tham số vật lý đặc trưng cho chế độ địa nhiệt đó. Dòng nhiệt lớn hay nhỏ, thể hiện chế độ địa nhiệt cao hay thấp. Dòng nhiệt là chìa khóa mở ra, có thể nhìn thấy rõ chế độ địa nhiệt của một quốc gia. Phạm vi ứng dụng của tham số này rất rộng rãi. Trong công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí, dòng nhiệt là một trong 6 chỉ tiêu không thể thiếu để đánh giá triển vọng dầu khí của bể trầm tích. Trong địa chất thủy văn, dòng nhiệt là chỉ tiêu quan trọng để xác định đới nước ngầm.
Trong khoa học nghiên cứu về trái đất, dòng nhiệt liên quan tới cấu trúc sâu, tới các đứt gẫy khu vực, tới lịch sử phát triển địa chất của vùng. Trong tai biến thiên nhiên, dòng nhiệt liên quan tới động đất, hoạt động núi lửa, sóng thần. Do vậy, dòng nhiệt là một trong những thông tin đáng tin cậy để dự báo những tai biến địa chất luôn rình rập, hủy hoại đời sống loài người. Để góp phần tìm kiếm cho công việc dự báo đó, nên ngoài khơi khu vực Thái Bình Dương, hàng trăm giếng khoan với chiều sâu tới 10km và hơn đã được khoan từ các nước giầu có như Mỹ, Nhật Bản,… Bản đồ dòng nhiệt của khu vực này đã được thiết lập. Ngày nay, nhờ khoa học, công nghệ phát triển, người ta nhận ra rằng dòng nhiệt ở độ sâu 5m còn liên quan tới sức khỏe con người. Vì vậy, tổ chức khoa học kỹ thuật của Liên Hợp Quốc, viết tắt theo chữ cái tiếng Anh là UNDP có dự án nghiên cứu mặt cắt toàn cầu, qua 193 nước thành viên, trong đó có Việt Nam. Do nước ta chưa có tổ chức riêng về lĩnh vực này nên không nhận được sự hỗ trợ về tài chính, chuyển giao công nghệ, thiết bị, đào tạo nhân lực từ UNDP.
Dòng nhiệt là gì?
Dòng nhiệt là năng lượng nhiệt thoát ra trên mặt đất trong 1 đơn vị diện tích và 1 đơn vị thời gian. Trong điều kiện đảm bảo phép đo tham số này không thay đổi theo thời gian, theo hệ đo quốc tế (SI), đơn vị dòng nhiệt được tính bằng năng lượng nhiệt là miliwat thoát ra trên diện tích 1m2 (mw/m2). Như vậy dòng nhiệt được hiểu là năng lượng nhiệt vô cùng nhỏ truyền từ dưới sâu lên trên 1 đơn vị diện tích 1m2 (mw/m2). Đơn vị dòng nhiệt là rất nhỏ, nhỏ đến mức bằng giác quan thông thường không thể nhận biết được. Dòng nhiệt được xác định bằng tích giữa độ dẫn nhiệt và gradient nhiệt độ. Trong tìm kiếm thăm dò dầu khí, Dòng nhiệt được ký hiệu là Q bằng tích giữa Độ dẫn nhiệt giếng khoan (K) với Gradien nhiệt độ (G) dọc theo chính giếng khoan đó (Q = K x G). Như vậy muốn xác định giá trị cụ thể dòng nhiệt của vùng nghiên cứu trước hết cần xác định độ dẫn nhiệt và gradent nhiệt độ giếng khoan của vùng nghiên cứu đó.
(Còn tiếp)
Trần Huyên
Hội Dầu khí Việt Nam
