Trong bối cảnh thế giới đang chuyển dịch mạnh mẽ sang các nguồn năng lượng sạch, ổn định và ít phát thải carbon, công nghệ địa nhiệt – đặc biệt là địa nhiệt siêu nóng – nổi lên như một giải pháp tiềm năng nhưng chưa được khai thác đúng mức. Công nghệ khoan sâu bằng sóng milimet (millimeter-wave drilling) do công ty Quaise Energy (Hoa Kỳ) phát triển từ nền tảng nghiên cứu vật lý plasma tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đang định hình lại cách tiếp cận ngành năng lượng địa nhiệt toàn cầu.
Phương pháp này sử dụng sóng vi ba công suất cao phát ra từ gyrotron để làm bốc hơi đá cứng ở tầng sâu, giúp khoan xuống tới độ sâu >20 km – vượt xa khả năng của các công nghệ khoan cơ khí truyền thống. Tại các độ sâu này, nhiệt độ của đá có thể vượt ngưỡng 400–500 °C, cho phép khai thác địa nhiệt ở điều kiện siêu tới hạn (supercritical), một trạng thái giúp nâng hiệu suất chuyển đổi nhiệt – điện lên gấp nhiều lần so với địa nhiệt thông thường.
Bài báo này trình bày một cách toàn diện lịch sử ra đời và phát triển của công nghệ khoan sâu bằng sóng milimet, phân tích vai trò tiên phong của năm quốc gia dẫn đầu trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ này, bao gồm Hoa Kỳ, Iceland, Nhật Bản, Thụy Sĩ và Trung Quốc. Bên cạnh việc đánh giá những lợi ích nổi bật về năng lượng, môi trường và hạ tầng – như khả năng thay thế điện than và giảm phát thải CO₂ – bài viết cũng đi sâu vào các thách thức kỹ thuật và kinh tế, như chi phí đầu tư ban đầu, độ phức tạp trong kiểm soát giếng sâu, và yêu cầu vật liệu chịu nhiệt độ – áp suất cực hạn.
Cuối cùng, bài viết thảo luận các tác động chiến lược mà công nghệ này có thể mang lại cho tương lai năng lượng toàn cầu, bao gồm tiềm năng thay thế hàng nghìn nhà máy điện than, phát triển mô hình năng lượng độc lập tại các quốc gia nhỏ, và đóng góp lớn vào mục tiêu trung hòa carbon (Net-Zero) đến năm 2050. Đây là một trong những công nghệ đột phá được kỳ vọng sẽ thay đổi cán cân năng lượng toàn cầu trong thế kỷ 21.
1. Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ
Ý tưởng sử dụng sóng milimet (mm-wave) để khoan không tiếp xúc trong lòng đất là kết quả của sự giao thoa giữa nhiều lĩnh vực khoa học tiên tiến, bao gồm vật lý plasma, kỹ thuật nhiệt hạch (fusion), công nghệ điện tử cao tần, và khoa học vật liệu chịu nhiệt. Trong bối cảnh thế giới đang tìm kiếm các giải pháp năng lượng sạch và bền vững để thay thế nhiên liệu hóa thạch, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) từ đầu thập niên 2010 đã đặt câu hỏi: Có thể nào áp dụng công nghệ từ các lò phản ứng nhiệt hạch để giải quyết bài toán năng lượng hiện tại – cụ thể là khai thác địa nhiệt sâu không?
Trọng tâm nghiên cứu là thiết bị gyrotron – một nguồn phát sóng vi ba (microwave) công suất rất cao, hoạt động trong dải tần số 30–300 GHz. Gyrotron vốn được phát triển để tạo plasma trong các lò phản ứng nhiệt hạch kiểu tokamak, có khả năng phát ra các chùm sóng tập trung với công suất lên tới hàng megawatt. Nhưng khác với việc sử dụng sóng để đốt nóng khí plasma, các nhà khoa học MIT đã hình dung một ứng dụng táo bạo hơn: sử dụng các chùm sóng này để đốt nóng và làm bốc hơi đá rắn sâu trong lòng đất, tạo ra một phương pháp khoan hoàn toàn mới – không cần mũi khoan vật lý, không ma sát cơ học, và có thể vượt qua mọi giới hạn về độ sâu và vật liệu.
Năm 2018, công ty Quaise Energy ra đời như một spin-off từ MIT để hiện thực hóa tầm nhìn này. Sứ mệnh của Quaise là phát triển công nghệ khoan siêu sâu bằng sóng milimet (Millimeter-Wave Deep Drilling) để tiếp cận các tầng địa chất ở độ sâu 10–20 km – nơi nhiệt độ đá vượt quá 400–500 °C, tạo điều kiện cho khai thác địa nhiệt siêu tới hạn (supercritical geothermal) – nguồn năng lượng có mật độ năng lượng cao gấp nhiều lần so với địa nhiệt truyền thống.
Chiến lược kỹ thuật mà Quaise theo đuổi là một mô hình khoan lai (hybrid drilling). Trong đó, giàn khoan truyền thống được sử dụng để tiếp cận tầng đá nền ở độ sâu vài km đầu tiên. Khi đã đạt tới tầng đá cứng, thiết bị gyrotron sẽ được hạ xuống đáy giếng, bắn sóng milimet hội tụ cao để làm nóng đá đến điểm chảy (~1.200–2.000 °C), biến đá thành thủy tinh nóng chảy (obsidian). Đặc biệt, các thành giếng sau quá trình đốt nóng sẽ tự tạo thành một lớp kính ổn định tự nhiên, giúp cố định cấu trúc thành giếng mà không cần đến ống lót kim loại, từ đó giảm đáng kể thời gian và chi phí thi công.
Từ 2021 đến 2024, Quaise đã thực hiện một loạt các thử nghiệm quan trọng:
• Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm: Sử dụng gyrotron để nung basalt và granite – hai loại đá chính ở tầng sâu của lớp vỏ Trái đất – cho thấy khả năng bốc hơi đá đạt hiệu quả rất cao mà không gây nứt vỡ thứ cấp.
• Mô phỏng số: Kết hợp mô hình truyền nhiệt, vật lý plasma và cơ học đất đá để tối ưu hóa công suất và hiệu quả khoan.
• Thử nghiệm thực địa: Tại Houston (Texas, Mỹ), Quaise đã hợp tác với công ty khoan Nabors Industries để tích hợp hệ thống gyrotron vào giàn khoan thực, với mục tiêu đạt độ sâu thử nghiệm trên 3 km và kiểm chứng hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.
Ngoài khả năng đốt đá, một điểm then chốt trong công nghệ của Quaise là hệ thống loại bỏ sản phẩm khoan không tiếp xúc. Không giống khoan cơ khí truyền thống, sản phẩm của quá trình “bốc hơi hóa đá” là hơi và hạt rắn vi mô, được đưa lên bề mặt bằng luồng khí trơ (thường là argon) thổi từ trên xuống. Điều này giúp tránh mài mòn thiết bị, đồng thời giữ được môi trường giếng khoan luôn sạch và thông thoáng.
Tầm nhìn của Quaise không dừng lại ở thí nghiệm. Họ đặt mục tiêu đến năm 2028 sẽ thực hiện thành công các giếng địa nhiệt thương mại siêu sâu đầu tiên, có thể ứng dụng tại bất kỳ vị trí địa lý nào – không chỉ những vùng núi lửa truyền thống. Về lâu dài, công nghệ này hứa hẹn sẽ biến hầu hết các nhà máy điện than, khí đốt trên thế giới thành nhà máy điện địa nhiệt không phát thải, sử dụng cùng hạ tầng đường dây và lưới điện sẵn có.
Lịch sử phát triển công nghệ khoan bằng sóng milimet là minh chứng cho sự chuyển đổi từ nghiên cứu cơ bản (fundamental science) sang ứng dụng đột phá (disruptive technology). Nó phản ánh xu hướng mới trong thế kỷ 21: không chỉ khai thác tài nguyên từ bề mặt Trái đất, mà còn khai thác năng lượng vĩnh cửu từ lòng đất sâu – một cách bền vững, liên tục và thân thiện với khí hậu toàn cầu.
2. Các quốc gia tiên phong phát triển công nghệ địa nhiệt siêu sâu
Công nghệ địa nhiệt siêu sâu đang mở ra một cuộc cách mạng năng lượng mới trên toàn cầu, nhưng chỉ một số quốc gia tiên phong có đủ năng lực khoa học, tài chính và định hướng chiến lược để đi đầu trong việc phát triển công nghệ khoan sóng milimet phục vụ khai thác nguồn địa nhiệt siêu tới hạn. Dưới đây là năm quốc gia tiêu biểu đang dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực này:
2.1. Hoa Kỳ – Trung tâm đổi mới và thương mại hóa công nghệ
Hoa Kỳ là nơi khởi nguồn ý tưởng khoan địa nhiệt bằng sóng milimet, với MIT là trung tâm nghiên cứu hàng đầu và Quaise Energy là đơn vị tiên phong trong thương mại hóa công nghệ này. Chính phủ Mỹ, thông qua Bộ Năng lượng (DOE), Cơ quan Dự án Nghiên cứu Năng lượng Tiên tiến (ARPA-E) và các viện như National Renewable Energy Laboratory (NREL), đã đầu tư mạnh mẽ vào các chương trình hỗ trợ đổi mới địa nhiệt.
Mỹ hiện sở hữu:
• Hệ sinh thái R&D mạnh mẽ: bao gồm các đại học hàng đầu, viện nghiên cứu liên bang và mạng lưới các công ty năng lượng tư nhân.
• Hạ tầng khoan quy mô lớn: hàng ngàn giàn khoan dầu khí có thể được chuyển đổi cho mục đích địa nhiệt.
• Thị trường năng lượng tự do: tạo điều kiện cho công nghệ đột phá nhanh chóng được đưa vào thực tế thương mại.
Ngoài Quaise, nhiều công ty khác tại Mỹ như Fervo Energy, AltaRock, hoặc GreenFire cũng đang phát triển công nghệ khoan sâu hoặc khai thác nhiệt độ cao dưới lòng đất, làm giàu thêm hệ sinh thái địa nhiệt thế hệ mới.
2.2. Iceland – Quốc gia ứng dụng sớm địa nhiệt siêu tới hạn
Iceland từ lâu đã được xem là quốc gia tiên phong trong khai thác địa nhiệt nhờ đặc điểm địa chất độc đáo với các hệ thống magma nông. Hơn 85% nhu cầu sưởi ấm và 30% điện năng của Iceland được cung cấp từ địa nhiệt.
Dự án nổi bật:
• Iceland Deep Drilling Project (IDDP): là chương trình tiên phong nhằm khoan giếng siêu sâu (~4.5 km) để tiếp cận vùng nhiệt độ >400 °C và áp suất siêu tới hạn. Kết quả ban đầu cho thấy khả năng tạo ra năng lượng cao gấp 5–10 lần địa nhiệt thông thường.
Iceland hiện hợp tác chặt chẽ với châu Âu (EU, Na Uy, Pháp, Đức) trong các dự án như DEEPEGS, và có nhiều chuyên gia, nhà nghiên cứu tham gia phát triển các mô hình dự báo, điều khiển và đo lường cho địa nhiệt siêu sâu. Dù không sở hữu gyrotron như Mỹ, Iceland đóng vai trò nền tảng trong thử nghiệm ứng dụng thực tế và vận hành hệ thống địa nhiệt nhiệt độ cao.
2.3. Nhật Bản – Cường quốc công nghệ với nhu cầu địa nhiệt cao
Sau thảm họa Fukushima năm 2011, Nhật Bản phải tái cấu trúc chiến lược năng lượng, tăng cường đầu tư vào địa nhiệt – một nguồn có tiềm năng lớn do vị trí địa lý nằm trên "vành đai lửa Thái Bình Dương".
Điểm nổi bật:
• Phát triển vật liệu chịu nhiệt và cảm biến sâu: Nhật Bản đang dẫn đầu thế giới trong sản xuất thiết bị đo lường, camera sâu, vật liệu chịu nhiệt độ cao, phù hợp cho môi trường siêu tới hạn.
• Nghiên cứu kết hợp fusion và địa nhiệt: một số viện nghiên cứu (như NIFS) đang thử nghiệm dùng gyrotron để gia nhiệt vật liệu, từ đó đặt nền tảng cho ứng dụng trong khoan.
Mặc dù tiến độ triển khai thực tế còn chậm do yếu tố hành lang pháp lý và cấu trúc sở hữu đất phức tạp, Nhật Bản đang nắm giữ một phần quan trọng trong chuỗi cung ứng công nghệ địa nhiệt sâu.
2.4. Thụy Sĩ – Trung tâm châu Âu về địa nhiệt thí điểm và an toàn khoan sâu
Thụy Sĩ là quốc gia châu Âu có chương trình địa nhiệt rất bài bản, đặc biệt trong lĩnh vực khoan sâu an toàn và giám sát địa chấn. Với dự án Geo-Energie Suissevà các phòng thí nghiệm như ETH Zurich, Thụy Sĩ đã phát triển các phương pháp khoan siêu chính xác ở độ sâu tới 5–6 km.
Họ nổi bật với:
• Hệ thống quan trắc địa chấn siêu nhạy: giúp kiểm soát các rủi ro kích thích địa chấn trong khoan siêu sâu.
• Phát triển AI và phần mềm mô phỏng địa cơ: để tối ưu hóa quá trình khoan, đặc biệt trong môi trường bất ổn định.
Thụy Sĩ đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng chuẩn kỹ thuật, mô hình tính toán và quy trình an toàn cho các quốc gia khác muốn triển khai địa nhiệt siêu sâu.
2.5. Trung Quốc – Cường quốc đầu tư mạnh vào công nghệ năng lượng địa nhiệt thế hệ mới
Trong bối cảnh khát khao năng lượng sạch và giảm phát thải carbon, Trung Quốc đã đưa địa nhiệt vào chiến lược năng lượng quốc gia. Dù trước đây chủ yếu tập trung vào địa nhiệt cạn, Trung Quốc hiện đang:
• Đầu tư phát triển công nghệ khoan bằng laser và vi sóng tại các viện như CNPC, PetroChina và CAS.
• Thử nghiệm khai thác địa nhiệt tại Tây Tạng, Tân Cương, và Tứ Xuyên, nơi có tiềm năng địa chất lớn.
Ngoài ra, Trung Quốc đang xây dựng các tổ hợp năng lượng đa nguồn (hybrid)kết hợp địa nhiệt – điện gió – năng lượng mặt trời trong cùng một khu vực, mở ra mô hình tự cấp năng lượng bền vững. Họ có tham vọng xuất khẩu công nghệ khoan sâu tương lai sang châu Phi và Nam Á.
3. Lợi ích thu được từ công nghệ địa nhiệt siêu sâu
3.1. Năng lượng sạch, ổn định 24/7
Khác với các nguồn năng lượng tái tạo phổ biến như năng lượng mặt trời hay năng lượng gió – vốn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có tính biến động cao – địa nhiệt siêu sâu là nguồn cung cấp năng lượng liên tục không gián đoạn. Với đặc điểm nhiệt độ ổn định từ lòng đất và khả năng vận hành 24 giờ mỗi ngày, 365 ngày mỗi năm, công nghệ này mang lại lợi thế vượt trội về độ tin cậy trong cung ứng điện, giúp ổn định hệ thống lưới điện quốc gia. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thế giới đang từng bước loại bỏ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tìm kiếm giải pháp thay thế có thể đảm bảo phụ tải nền.
3.2. Hiệu suất cao với vùng siêu tới hạn
Ở độ sâu từ 10–20 km, nơi nhiệt độ vượt ngưỡng 374°C và áp suất đủ lớn, nước đạt trạng thái siêu tới hạn (supercritical fluid) – một pha trung gian giữa khí và lỏng, có mật độ năng lượng rất cao. So với địa nhiệt truyền thống (độ sâu 2–5 km, nhiệt độ 100–250°C), hệ thống địa nhiệt siêu sâu có thể tạo ra công suất gấp 5 đến 10 lần cho cùng một lưu lượng nước. Điều này đồng nghĩa với khả năng giảm diện tích sử dụng đất, giảm số lượng giếng khoan, giảm chi phí đầu tư trên mỗi đơn vị điện tạo ra, đồng thời nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên dưới lòng đất.
3.3. Tái sử dụng hạ tầng than/dầu khí hiện có
Một trong những ưu điểm vượt trội của công nghệ địa nhiệt siêu sâu là khả năng tận dụng lại hạ tầng hiện có từ các nhà máy nhiệt điện than, dầu khí đã hoặc sắp ngừng hoạt động. Nhiều nhà máy này có sẵn hệ thống truyền tải điện, hệ thống làm mát, nhà điều hành và nhân lực kỹ thuật – những yếu tố có thể tái sử dụng khi chuyển sang vận hành bằng nguồn nhiệt từ lòng đất. Đây không chỉ là một chiến lược tiết kiệm chi phí đầu tư, mà còn giúp giảm thiểu tác động xã hội do sa thải lao động và khai tử cơ sở công nghiệp cũ.
3.4. Không cần thủy kích (hydraulic fracturing)
Khác với các hình thức khai thác địa nhiệt theo mô hình EGS (Enhanced Geothermal System) vốn phải tạo khe nứt nhân tạo trong lòng đất bằng cách bơm nước áp lực cao (thủy kích), công nghệ khoan bằng sóng milimet tạo giếng khoan bằng cách làm chảy/bốc hơi đá một cách liên tục và không phá vỡ cấu trúc địa chất xung quanh. Điều này không chỉ giảm thiểu nguy cơ phát sinh các trận động đất kích thích (induced seismicity), mà còn tránh rủi ro ô nhiễm nguồn nước ngầm và không tạo ra các chất thải hóa học độc hại – vốn là những mối lo chính trong khai thác EGS hiện nay.
3.5. Giảm chi phí dài hạn và cạnh tranh với thủy điện – năng lượng mặt trời
Dù chi phí đầu tư ban đầu của công nghệ này hiện vẫn còn cao do sử dụng thiết bị đặc biệt như gyrotron, nhưng về dài hạn, khi công nghệ được hoàn thiện và sản xuất quy mô lớn, chi phí mỗi kilowatt điện (LCOE) từ địa nhiệt siêu sâu có thể đạt mức 40–50 USD/MWh, tương đương hoặc thấp hơn thủy điện và năng lượng mặt trời ở nhiều khu vực. Đặc biệt, khi tính đến yếu tố "ổn định liên tục" và không cần chi phí lưu trữ điện như pin năng lượng mặt trời, tổng chi phí hệ thống (system-level cost) của địa nhiệt siêu sâu còn hấp dẫn hơn nhiều, đặc biệt trong vai trò cung cấp tải nền cho các đô thị lớn và khu công nghiệp tập trung.
4. Hạn chế và thách thức kỹ thuật
Mặc dù công nghệ khoan sâu bằng sóng milimet (gyrotron) mở ra một hướng đột phá cho ngành địa nhiệt, song để triển khai ở quy mô thương mại vẫn còn đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật và xã hội nghiêm trọng:
4.1. Chi phí đầu tư ban đầu cao
Một trong những thách thức lớn nhất là chi phí đầu tư ban đầu cho công nghệ này rất cao. Để triển khai một giếng khoan sâu ~20 km với hệ thống gyrotron công suất cao, cần ngân sách lên tới 20–30 triệu USD mỗi giếng, chưa tính đến chi phí xử lý vật liệu, bảo trì và vận hành. Gyrotron – vốn là thiết bị chuyên dụng trong lĩnh vực nhiệt hạch – đòi hỏi công nghệ sản xuất phức tạp, yêu cầu hệ thống làm mát bằng heli lỏng hoặc nước áp lực cao, thiết bị điều khiển chính xác, nguồn điện ổn định và các cấu trúc chống nhiễu điện từ.
4.2. Rủi ro kỹ thuật từ môi trường địa chất sâu
Tầng địa chất ở độ sâu >10 km chưa được khảo sát đầy đủ và có thể biến động bất ngờ. Sự thay đổi áp suất, nhiệt độ, thành phần khoáng vật hoặc tồn tại của các đới đứt gãy có thể dẫn đến:
• Giếng khoan bị sập hoặc mất kiểm soát áp suất,
• Xói mòn vật liệu ống dẫn do hóa chất siêu nóng hoặc dòng lưu chất ăn mòn,
• Gặp phải vùng đá quá cứng hoặc không đồng nhất, làm giảm hiệu suất của quá trình truyền sóng mm.
Hiện chưa có nhiều tiền lệ thực tế để dự đoán các rủi ro này một cách chính xác.
4.3. Yêu cầu vật liệu và kỹ thuật chế tạo cực cao
Với nhiệt độ mục tiêu lên đến 400–600 °C, áp suất hàng trăm bar, các thành phần trong giếng khoan như ống dẫn, vòi phun, đầu cảm biến, vật liệu cách nhiệt… phải được chế tạo bằng siêu hợp kim (Inconel, Hastelloy, gốm kỹ thuật cao) hoặc lớp phủ đặc biệt có khả năng chống ăn mòn, chịu mài mòn và giữ độ bền cơ học.
Việc phát triển chuỗi cung ứng cho những vật liệu và thiết bị chuyên dụng này đòi hỏi đầu tư lớn vào R&D, năng lực công nghiệp phụ trợ và tiêu chuẩn kỹ thuật đồng bộ – điều mà hầu hết các quốc gia đang phát triển chưa đáp ứng được.
4.4. Thiếu hệ thống pháp lý, tài chính và chính sách hỗ trợ
Hạ tầng pháp lý và chính sách tài chính hiện hành ở nhiều quốc gia vẫn chủ yếu phục vụ cho ngành điện than, dầu khí hoặc các dạng địa nhiệt truyền thống (<3 km). Công nghệ địa nhiệt siêu sâu đòi hỏi:
• Hành lang pháp lý rõ ràng cho quyền sử dụng năng lượng dưới lòng đất sâu,
• Cơ chế đấu thầu, cấp phép, định giá điện và hợp đồng mua bán điện phù hợp với đặc thù công nghệ,
• Các gói hỗ trợ tài chính, bảo lãnh rủi ro, ưu đãi thuế để khuyến khích đầu tư tư nhân và công – tư kết hợp (PPP),
• Hệ thống đánh giá tác động môi trường (EIA) và giám sát địa chấn đặc thù.
Việc chưa có khung pháp lý phù hợp có thể dẫn đến rào cản pháp lý hoặc tranh chấp giữa doanh nghiệp – nhà nước – cộng đồng dân cư.
4.5. Rủi ro xã hội và truyền thông
Một thách thức mềm nhưng không kém phần quan trọng là phản ứng của xã hội đối với các dự án khoan siêu sâu. Tâm lý lo ngại về:
• Động đất nhân tạo,
• Ảnh hưởng đến mạch nước ngầm,
• Ô nhiễm khí hoặc tiếng ồn,
• Và thiếu minh bạch thông tin địa chất,
có thể dẫn đến phản đối từ cộng đồng dân cư và truyền thông đại chúng.
Đặc biệt, một số dự án khoan địa nhiệt tại Thụy Sĩ, Đức hay Hàn Quốc từng bị đình chỉ do xảy ra các trận động đất nhỏ, mặc dù không gây hậu quả nghiêm trọng. Bài học ở đây là công nghệ cần đi kèm với cơ chế truyền thông khoa học, chia sẻ dữ liệu mở và giám sát độc lập, nhằm xây dựng lòng tin và đồng thuận xã hội.
5. Tác động toàn cầu và triển vọng tương lai (Mở rộng)
Công nghệ khoan siêu sâu bằng sóng milimet (millimeter-wave deep drilling) không chỉ là một bước tiến kỹ thuật, mà còn được đánh giá là “công nghệ nền” (foundational technology) có thể định hình lại tương lai năng lượng toàn cầu trong thế kỷ 21. Bằng cách cho phép tiếp cận lớp đá siêu nóng nằm sâu dưới lòng đất tại bất kỳ vị trí địa lý nào, công nghệ này đã phá vỡ giới hạn vốn có của ngành địa nhiệt truyền thống – vốn phụ thuộc nhiều vào vùng có hoạt động núi lửa bề mặt.
5.1. Thay thế nhiên liệu hóa thạch và tái sử dụng hạ tầng cũ
Một trong những ưu điểm mang tính cách mạng của công nghệ này là khả năng chuyển đổi các nhà máy điện than, dầu khí hiện hữu sang vận hành bằng nguồn địa nhiệt siêu sâu, tận dụng toàn bộ hạ tầng lưới điện, đường ống, turbine và cơ sở hạ tầng phụ trợ. Ước tính toàn cầu hiện có hơn 9.000 nhà máy điện than có thể được “chuyển hóa” bằng công nghệ này – tương đương hàng ngàn GW công suất có thể phát điện liên tục (baseload) từ nguồn năng lượng sạch, không phát thải.
5.2. Giảm phát thải CO₂ quy mô toàn cầu
Nếu triển khai trên diện rộng vào cuối thập kỷ 2030, công nghệ này có thể giúp giảm từ 1–3 tỷ tấn CO₂ mỗi năm, tương đương tổng lượng phát thải của châu Âu hiện nay. Bên cạnh việc đóng góp lớn cho mục tiêu Net Zero 2050, địa nhiệt siêu nóng còn giảm thiểu các tác động môi trường như ô nhiễm không khí, sử dụng nước làm mát và rác thải tro xỉ từ than.
5.3. Thúc đẩy an ninh năng lượng và độc lập quốc gia
Một trong những hệ quả địa chính trị quan trọng là công nghệ này giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch hoặc uranium, đặc biệt với các quốc gia nghèo tài nguyên hoặc bị bao vây bởi xung đột năng lượng. Từ đó, nó mở ra khả năng hiện thực hóa các mô hình “energy sovereignty” – chủ quyền năng lượng – cho các quốc đảo, quốc gia châu Phi, khu vực Trung Á hay Đông Nam Á như Việt Nam.
5.4. Thúc đẩy công nghiệp và đổi mới sáng tạo
Công nghệ này tạo ra nhu cầu phát triển hàng loạt ngành công nghiệp phụ trợ mới: sản xuất gyrotron công suất lớn, vật liệu chịu nhiệt cao, thiết bị đo lường địa sâu, hệ thống tuần hoàn chất lỏng siêu nhiệt... Những lĩnh vực này sẽ tạo hàng triệu việc làm chất lượng cao, đồng thời thúc đẩy các hệ sinh thái đổi mới sáng tạo quốc gia gắn với năng lượng và vật liệu tiên tiến.
5.5. Định hình thị trường năng lượng toàn cầu
Khi năng lượng địa nhiệt siêu sâu trở nên phổ cập, thế giới sẽ chứng kiến sự tái cấu trúc mạnh mẽ trong chuỗi cung ứng năng lượng toàn cầu. Các quốc gia đang phát triển – nếu chủ động đón đầu công nghệ này – có thể vươn lên thành trung tâm phát điện sạch cho cả khu vực. Đồng thời, chi phí năng lượng ổn định và rẻ hơn cũng sẽ là nền tảng cho phát triển bền vững, công nghiệp hóa xanh và công bằng khí hậu.
Tài liệu tham khảo
1. Quaise Energy. Millimeter Wave Drilling: The Key to Clean Energy Abundance. Quaise Energy, 1 August 2024. Trình bày nguyên lý, nguyên mẫu, và tiềm năng triển khai thực địa của gyrotron drilling Alicat Scientific+15Quaise Energy+15Quaise Energy+15.
2. “Quaise.” Wikipedia, cập nhật tháng 4 năm 2025. Tóm tắt lịch sử thành lập, người sáng lập, mục tiêu khoan sâu tới 20 km và nhiệt độ mục tiêu ≈ 400 °C Wikipedia.
3. “This Drill Could Replace Fossil Fuels Forever.” SciTechDaily, 14 June 2025. Báo cáo demo tại Houston và tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch SciTechDaily.
4. “Underground lightning among perils of drilling deepest hole…” Cosmo Sanderson, Recharge News, 10 May 2024. Phân tích rủi ro kỹ thuật khi khoan sâu sử dụng sóng mm rechargenews.com.
5. “Quaise demonstrates next gen geothermal drilling…” Canary Media, 13 March 2025. Mô tả mô hình khoan hybrid: xoay + millimeter wave tới 5 miles LinkedIn+15Canary Media+15Quaise Energy+15.
6. “Major Demonstration Advances Quaise Energy's Mission…” BioEngineer.org, 3 June 2025. Thông tin về demo thực địa tại giàn khoan dầu khí vào năm 2025 Axios+9BIOENGINEER.ORG+9Quaise Energy+9.
7. “Drilling the deepest hole in history: Unlocking geothermal…” New Atlas, 23 February 2025. Trình bày cơ chế khoan, mối liên hệ công nghệ fusion và repower fossil plants New Atlas.
8. Danilo Onorino, “Quaise Energy: Progress and Challenges…” LinkedIn, 3 March 2025. Cập nhật tiến độ, hợp tác (Nevada Gold Mines, Bộ Quốc phòng Mỹ) và thách thức kinh tế – kỹ thuật Axios+8LinkedIn+8Houston Chronicle+8.
9. “Can a Geothermal Startup Vaporize Rock to Drill the Deepest Holes Ever?” The Wall Street Journal, 6 March 2025. Phân tích kỹ càng về demo Houston, mục tiêu khoan 12 miles và triển vọng 5 GW tới giữa thập niên 2020 The Wall Street Journal.
10. “Houston startup Quaise Energy aims to drill deeper than ever before…” Houston Chronicle, 30 January 2025. Báo cáo chi tiết demo tại Houston, mục tiêu 25 MW/mỏ và kế hoạch gọi vốn thêm $200 triệu Houston Chronicle.
