Sussie✔
Intern Writer
Giữa lúc nhân loại tìm kiếm nguồn năng lượng bền vững, sạch và ổn định, nhiều người đang hướng về chính lòng đất. Khác với sự bất ổn của điện gió, điện mặt trời, hay những lo ngại quanh điện hạt nhân, địa nhiệt siêu nhiệt đang nổi lên như một ứng viên đầy hứa hẹn. Nguồn nhiệt này đến từ quá trình phân rã phóng xạ tự nhiên và nhiệt dư từ thời kỳ hình thành Trái Đất, với nhiệt độ lõi lên tới khoảng 5.000 độ C, nóng hơn cả bề mặt Mặt Trời.
Một công ty Mỹ, Quaise Energy, đang đặt cược lớn vào hướng đi này. Công ty nhắm tới các lớp đá ở độ sâu từ 3 đến 10 km, nơi nhiệt độ có thể đạt 300 đến 400 độ C hoặc cao hơn, giới chuyên môn gọi là đá siêu nhiệt. Về lý thuyết, chỉ cần bơm nước xuống, nước sẽ hóa hơi áp suất cao và đẩy tua bin phát điện. Trữ lượng nhiệt của Trái Đất gần như vô hạn so với tổng tiêu thụ năng lượng hằng năm của loài người, nên vấn đề không nằm ở nguồn tài nguyên mà ở khả năng khoan sâu và khai thác hiệu quả.
Công nghệ khoan bằng sóng milimet
Quaise Energy, công ty tách ra từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), do Carlos Araque và Matt Houde đồng sáng lập năm 2018, áp dụng một phương pháp khoan khác biệt, lấy cảm hứng từ nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Thay vì dùng mũi khoan cơ học dễ mòn khi gặp đá cứng và nhiệt độ cao, công ty sử dụng thiết bị gyrotron, phát ra sóng milimet công suất megawatt để làm bốc hơi đá mà không cần tiếp xúc vật lý với vách giếng khoan.
Quy trình khoan chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn đầu dùng mũi khoan xoay thông thường để vượt qua lớp đất mềm phía trên, sau đó khi chạm lớp đá gốc cứng hơn, sóng milimet sẽ tiếp quản để khoan sâu tiếp, với mục tiêu vươn tới vùng đá siêu nhiệt. Kỹ thuật "tiếp sức" này giúp công ty tránh được vấn đề mòn mũi khoan, vốn là rào cản lớn của ngành khoan địa nhiệt truyền thống.
Năm 2025, tại khu thử nghiệm ở miền Trung bang Texas, Quaise đã dùng sóng milimet khoan xuyên đá granit tới hơn 100 mét trong điều kiện thực địa, đánh dấu lần đầu tiên công nghệ này xử lý được loại đá nền quy mô lớn ngoài phòng thí nghiệm, nơi trước đó kỷ lục chỉ dừng ở vài centimet.
Dòng vốn đầu tư và Dự án Obsidian
Bước sang năm 2026, Quaise Energy tiếp tục thu hút sự chú ý lớn từ giới đầu tư. Tháng 7, công ty hoàn tất lần đóng đầu tiên của vòng gọi vốn Series B với 134 triệu USD, do Prelude Ventures dẫn đầu, cùng sự tham gia của hai tập đoàn năng lượng Nhật Bản là JERA và Idemitsu Kosan. Đến cuối tháng 8, vòng Series B khép lại ở mức 180 triệu USD, bao gồm 35 triệu USD từ Nabors Industries, một trong những nhà thầu khoan trên bộ lớn nhất thế giới. Tính đến thời điểm này, tổng vốn lũy kế mà Quaise huy động được đạt 280 triệu USD.
Trọng tâm hiện tại của công ty là Dự án Obsidian, đặt tại khu vực phía nam thành phố Bend, bang Oregon, gần núi lửa Newberry, một trong những vùng tài nguyên địa nhiệt được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất nước Mỹ. Dự án nhắm tới môi trường siêu nhiệt từ 300 đến 500 độ C, với mục tiêu trở thành nhà máy điện địa nhiệt siêu nhiệt thương mại đầu tiên trên thế giới.
Ngày 22 tháng 9 năm 2026, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố cấp tối đa 25 triệu USD cho dự án này, nằm trong gói hỗ trợ địa nhiệt tổng trị giá 99 triệu USD dành cho 21 dự án trên toàn quốc. Các đối tác nghiên cứu gồm Pacific Northwest National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory và Đại học Oregon State. Khoản tài trợ sẽ dùng để phân tích dữ liệu khoan và thu hồi chất lỏng từ hai giếng khoan đầu tiên, nhằm tối ưu cho giếng thứ ba. Cụm ba giếng đặt mục tiêu đạt nhiệt độ tầng chứa trên 300 độ C và công suất phát điện thô hơn 25 MW. Theo kế hoạch, hệ thống dự kiến bắt đầu cấp điện cho lưới điện khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương vào năm 2030, với tiềm năng mở rộng lên tới 1 GW.
Thách thức phía trước
Con đường thương mại hóa vẫn còn nhiều trở ngại. Chi phí khoan một giếng siêu sâu có thể lên tới hàng chục triệu USD, phụ thuộc nhiều vào trợ cấp chính phủ và vốn mạo hiểm. Điều kiện địa chất dưới lòng đất cũng khó đoán định, kèm theo lo ngại về ứng suất địa chất và nguy cơ gây động đất, dù Quaise cho biết không sử dụng phương pháp nứt vỡ thủy lực quy mô lớn như một số công nghệ địa nhiệt khác. Khả năng duy trì sóng milimet không suy giảm qua ống dẫn sóng dài hàng kilomet cũng là thách thức kỹ thuật chưa được kiểm chứng đầy đủ trong thực tế.
Lịch sử từng đưa ra lời cảnh báo tương tự. Dự án khoan siêu sâu Kola của Liên Xô, khởi công năm 1970, mất 19 năm để đạt độ sâu 12.262 mét trước khi phải dừng lại vì nhiệt độ tăng vọt lên 180 độ C, vượt quá khả năng chịu đựng của mũi khoan thời đó.
Bối cảnh toàn cầu
Mỗi quốc gia hiện có cách tiếp cận khác nhau với địa nhiệt. Trung Quốc tập trung vào địa nhiệt trung và thấp để sưởi ấm và phát điện phân tán, nhất là ở miền Bắc. Tại Mỹ, các công ty như Fervo Energy và GA Drilling đang phát triển công nghệ địa nhiệt tăng cường và các phương pháp khoan mới, trong khi hướng đi siêu sâu, siêu nhiệt của Quaise được xem là một trong những lựa chọn táo bạo và tốn kém nhất ngành.
Nếu thành công, địa nhiệt siêu nhiệt có thể trở thành mảnh ghép quan trọng bổ sung cho điện gió và điện mặt trời, vốn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, đồng thời giúp các quốc gia giảm phụ thuộc vào nhập khẩu dầu khí. Tuy nhiên, từ bài học của giếng khoan Kola đến các giếng thử nghiệm của Dự án Obsidian, mỗi mét khoan sâu hơn đều cần được kiểm chứng bằng dữ liệu thực tế trước khi có thể khẳng định đây là lời giải cho bài toán năng lượng toàn cầu.
Một công ty Mỹ, Quaise Energy, đang đặt cược lớn vào hướng đi này. Công ty nhắm tới các lớp đá ở độ sâu từ 3 đến 10 km, nơi nhiệt độ có thể đạt 300 đến 400 độ C hoặc cao hơn, giới chuyên môn gọi là đá siêu nhiệt. Về lý thuyết, chỉ cần bơm nước xuống, nước sẽ hóa hơi áp suất cao và đẩy tua bin phát điện. Trữ lượng nhiệt của Trái Đất gần như vô hạn so với tổng tiêu thụ năng lượng hằng năm của loài người, nên vấn đề không nằm ở nguồn tài nguyên mà ở khả năng khoan sâu và khai thác hiệu quả.
Công nghệ khoan bằng sóng milimet
Quaise Energy, công ty tách ra từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), do Carlos Araque và Matt Houde đồng sáng lập năm 2018, áp dụng một phương pháp khoan khác biệt, lấy cảm hứng từ nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Thay vì dùng mũi khoan cơ học dễ mòn khi gặp đá cứng và nhiệt độ cao, công ty sử dụng thiết bị gyrotron, phát ra sóng milimet công suất megawatt để làm bốc hơi đá mà không cần tiếp xúc vật lý với vách giếng khoan.
Quy trình khoan chia làm hai giai đoạn. Giai đoạn đầu dùng mũi khoan xoay thông thường để vượt qua lớp đất mềm phía trên, sau đó khi chạm lớp đá gốc cứng hơn, sóng milimet sẽ tiếp quản để khoan sâu tiếp, với mục tiêu vươn tới vùng đá siêu nhiệt. Kỹ thuật "tiếp sức" này giúp công ty tránh được vấn đề mòn mũi khoan, vốn là rào cản lớn của ngành khoan địa nhiệt truyền thống.
Năm 2025, tại khu thử nghiệm ở miền Trung bang Texas, Quaise đã dùng sóng milimet khoan xuyên đá granit tới hơn 100 mét trong điều kiện thực địa, đánh dấu lần đầu tiên công nghệ này xử lý được loại đá nền quy mô lớn ngoài phòng thí nghiệm, nơi trước đó kỷ lục chỉ dừng ở vài centimet.
Dòng vốn đầu tư và Dự án Obsidian
Bước sang năm 2026, Quaise Energy tiếp tục thu hút sự chú ý lớn từ giới đầu tư. Tháng 7, công ty hoàn tất lần đóng đầu tiên của vòng gọi vốn Series B với 134 triệu USD, do Prelude Ventures dẫn đầu, cùng sự tham gia của hai tập đoàn năng lượng Nhật Bản là JERA và Idemitsu Kosan. Đến cuối tháng 8, vòng Series B khép lại ở mức 180 triệu USD, bao gồm 35 triệu USD từ Nabors Industries, một trong những nhà thầu khoan trên bộ lớn nhất thế giới. Tính đến thời điểm này, tổng vốn lũy kế mà Quaise huy động được đạt 280 triệu USD.
Trọng tâm hiện tại của công ty là Dự án Obsidian, đặt tại khu vực phía nam thành phố Bend, bang Oregon, gần núi lửa Newberry, một trong những vùng tài nguyên địa nhiệt được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất nước Mỹ. Dự án nhắm tới môi trường siêu nhiệt từ 300 đến 500 độ C, với mục tiêu trở thành nhà máy điện địa nhiệt siêu nhiệt thương mại đầu tiên trên thế giới.
Ngày 22 tháng 9 năm 2026, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố cấp tối đa 25 triệu USD cho dự án này, nằm trong gói hỗ trợ địa nhiệt tổng trị giá 99 triệu USD dành cho 21 dự án trên toàn quốc. Các đối tác nghiên cứu gồm Pacific Northwest National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory và Đại học Oregon State. Khoản tài trợ sẽ dùng để phân tích dữ liệu khoan và thu hồi chất lỏng từ hai giếng khoan đầu tiên, nhằm tối ưu cho giếng thứ ba. Cụm ba giếng đặt mục tiêu đạt nhiệt độ tầng chứa trên 300 độ C và công suất phát điện thô hơn 25 MW. Theo kế hoạch, hệ thống dự kiến bắt đầu cấp điện cho lưới điện khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương vào năm 2030, với tiềm năng mở rộng lên tới 1 GW.
Thách thức phía trước
Con đường thương mại hóa vẫn còn nhiều trở ngại. Chi phí khoan một giếng siêu sâu có thể lên tới hàng chục triệu USD, phụ thuộc nhiều vào trợ cấp chính phủ và vốn mạo hiểm. Điều kiện địa chất dưới lòng đất cũng khó đoán định, kèm theo lo ngại về ứng suất địa chất và nguy cơ gây động đất, dù Quaise cho biết không sử dụng phương pháp nứt vỡ thủy lực quy mô lớn như một số công nghệ địa nhiệt khác. Khả năng duy trì sóng milimet không suy giảm qua ống dẫn sóng dài hàng kilomet cũng là thách thức kỹ thuật chưa được kiểm chứng đầy đủ trong thực tế.
Lịch sử từng đưa ra lời cảnh báo tương tự. Dự án khoan siêu sâu Kola của Liên Xô, khởi công năm 1970, mất 19 năm để đạt độ sâu 12.262 mét trước khi phải dừng lại vì nhiệt độ tăng vọt lên 180 độ C, vượt quá khả năng chịu đựng của mũi khoan thời đó.
Bối cảnh toàn cầu
Mỗi quốc gia hiện có cách tiếp cận khác nhau với địa nhiệt. Trung Quốc tập trung vào địa nhiệt trung và thấp để sưởi ấm và phát điện phân tán, nhất là ở miền Bắc. Tại Mỹ, các công ty như Fervo Energy và GA Drilling đang phát triển công nghệ địa nhiệt tăng cường và các phương pháp khoan mới, trong khi hướng đi siêu sâu, siêu nhiệt của Quaise được xem là một trong những lựa chọn táo bạo và tốn kém nhất ngành.
Nếu thành công, địa nhiệt siêu nhiệt có thể trở thành mảnh ghép quan trọng bổ sung cho điện gió và điện mặt trời, vốn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, đồng thời giúp các quốc gia giảm phụ thuộc vào nhập khẩu dầu khí. Tuy nhiên, từ bài học của giếng khoan Kola đến các giếng thử nghiệm của Dự án Obsidian, mỗi mét khoan sâu hơn đều cần được kiểm chứng bằng dữ liệu thực tế trước khi có thể khẳng định đây là lời giải cho bài toán năng lượng toàn cầu.
