Địa nhiệt truyền thống vốn dựa trên các hồ nước nóng tự nhiên ở tầng nông. Tuy nhiên, địa nhiệt siêu nóng nhắm đến các khối đá ở độ sâu từ 3 đến 10km với nhiệt độ trên 4000C. Tại đây, nước đạt đến trạng thái “siêu tới hạn”, mang năng lượng cao gấp nhiều lần hơi nước thông thường. Theo tổ chức Clean Air Task Force (Mỹ), chỉ cần tiếp cận được 2% nguồn tài nguyên này, nhân loại có thể sở hữu lượng năng lượng gấp 2.000 lần nhu cầu hiện tại của các quốc gia lớn như Mỹ.
Bên cạnh đó, địa nhiệt siêu nóng còn sở hữu ưu điểm vượt trội về diện tích sử dụng đất. Một nhà máy địa nhiệt chỉ chiếm một phần diện tích rất nhỏ so với các trang trại điện mặt trời hay điện gió khổng lồ có cùng công suất. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh quỹ đất ngày càng hạn hẹp. Chính vì tiềm năng to lớn đó, Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) đã đưa địa nhiệt siêu nóng vào danh sách các công nghệ đổi mới quan trọng, đóng vai trò then chốt trong lộ trình chuyển dịch xa rời nhiên liệu hóa thạch.
Tuy nhiên, con đường đi đến tương lai năng lượng sạch này còn nhiều rủi ro. Rào cản lớn nhất hiện nay là kỹ thuật khoan. Các mũi khoan cơ học của ngành dầu khí thường bị nóng chảy trước nhiệt độ và áp suất cực đại. Để giải quyết, Công ty khởi nghiệp Quaise Energy của Mỹ đang phát triển công nghệ sóng milimet.
Thay vì cắt đá, công ty sử dụng sóng điện từ tần số cao để làm nóng chảy và hóa hơi vật chất, cho phép mũi khoan tiến sâu hàng chục kilômét vào lòng đất. Quaise Energy dự kiến xây dựng nhà máy đầu tiên tại Oregon, Mỹ vào năm 2030. Dự kiến, nhà máy này sẽ cung cấp khoảng 50 megawatt điện năng ổn định và có thể mở rộng lên 200 megawatt trong tương lai gần.
Nếu thành công, công nghệ này sẽ giải quyết được điểm yếu lớn nhất của năng lượng tái tạo, đó là tính bất định. Khác với điện mặt trời hay điện gió vốn phụ thuộc vào thời tiết, địa nhiệt là nguồn năng lượng “nền” (firm power) có thể hoạt động 24/7, bất kể ngày đêm hay mưa nắng.
Việc can thiệp sâu vào lòng đất và bơm nước dưới áp suất cao có thể gây ra hiện tượng động đất kích thích, tương tự sự cố tại Pohang, Hàn Quốc năm 2017. Do đó, bên cạnh việc phát triển mũi khoan, các nhà khoa học còn phải đối mặt với bài toán đảm bảo an toàn địa chất và chứng minh rằng các hệ thống hạ tầng có thể chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài.
Ngoài ra, độ bền của cơ sở hạ tầng trong môi trường khắc nghiệt cũng là vấn đề cần giải quyết trước khi triển khai rộng rãi. Hiện tại, cuộc đua đang lan rộng toàn cầu. Iceland đã nhận được 10 triệu EUR từ Liên minh châu Âu (EU) cho các dự án tương tự, trong khi New Zealand cũng ký thỏa thuận hợp tác công nghệ để đảm bảo an ninh năng lượng. Nếu thành công, địa nhiệt siêu nóng sẽ biến lòng đất thành một “pin nhiệt” khổng lồ, tái định nghĩa lại hệ thống năng lượng sạch của thế giới trong những thập niên tới.
