Buzz
Nguồn tài nguyên chưa được khai phá này có khả năng làm thay đổi hoàn toàn bức tranh năng lượng thế giới, giảm thiểu đáng kể sự lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và đánh dấu bước ngoặt mới cho sự phát triển bền vững.
Công trình nghiên cứu đứng đầu bởi chuyên gia địa hóa dầu khí Geoffrey Ellis từ USGS tiết lộ con số kinh ngạc: Các lớp đất đá và mạch ngầm trong lòng Trái Đất có thể chứa lượng hydro lên tới hàng ngàn tỷ tấn.
Loại 'hydro tự nhiên' này không phải nhân tạo mà được tạo thành từ các phản ứng địa chất tự nhiên, từng được phát hiện tại một vài khu vực đặc biệt như Albania hay Mali.
Nguồn tài nguyên toàn cầu với những rào cản khai thác
Theo báo cáo đăng trên Science Advances, trữ lượng hydro phân bố rộng khắp toàn cầu nhưng đối mặt với thách thức lớn khi phần lớn nằm ở độ sâu cực lớn hoặc ngoài khơi xa. Bên cạnh đó, nhiều mỏ có kích thước nhỏ khiến việc khai thác trở nên không khả thi về mặt kinh tế.
Dù vậy, chuyên gia Ellis vẫn lạc quan: "Ngay trong điều kiện hiện tại, chúng tôi tin vẫn có đủ lượng hydro khả dụng", ông khẳng định với Live Science.
Theo ước tính từ nghiên cứu, trữ lượng hydro tự nhiên có thể lên tới con số khổng lồ từ 103 đến 1010 triệu tấn, trong đó khả năng cao nhất rơi vào khoảng 5,6 nghìn tỷ tấn (5,6 x 10^6 triệu tấn).
Đáng kinh ngạc hơn, chỉ cần khai thác 2% trong số đó (khoảng 100 ngàn tỷ tấn) đã có thể đáp ứng nhu cầu hydro toàn cầu để đạt mục tiêu phát thải carbon bằng 0 suốt gần 2 thế kỷ!
Năng lượng tiềm tàng từ lượng hydro này (~1,4 x 10^16 MJ) vượt xa gần gấp đôi tổng trữ lượng khí đốt tự nhiên đã được xác nhận (~8,4 x 10^15 MJ), đồng thời gấp khoảng 26 lần trữ lượng dầu mỏ còn lại, cho thấy tiềm năng vượt trội của nó như nguồn năng lượng bền vững.
Hydro địa chất: Chìa khóa cho nền năng lượng sạch tương lai?
Với vai trò là nguồn năng lượng sạch, hydro có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ nhiên liệu giao thông, vận hành nhà máy công nghiệp đến sản xuất điện năng.
Hiện nay, hydro chủ yếu được sản xuất nhân tạo qua phương pháp điện phân nước. Khi sử dụng năng lượng tái tạo, nó được gọi là "hydro xanh" (green hydrogen); còn nếu dùng nhiên liệu hóa thạch thì thành "hydro xám" (grey hydrogen).
Ưu điểm vượt trội của hydro tự nhiên là không cần năng lượng đầu vào để sản xuất và có thể lưu trữ ngay trong các mỏ ngầm. Như ông Ellis phân tích: "Khác với hydro xanh cần được lưu trữ sau sản xuất, với hydro tự nhiên, chúng ta chỉ cần điều tiết khai thác theo nhu cầu" - một lợi thế vô cùng tiện lợi.
Các nhà khoa học đã xây dựng một mô hình tính toán khối lượng tinh vi nhằm dự đoán trữ lượng hydro tồn tại trong lòng đất, kết hợp kiến thức địa chất với hiểu biết sâu về quá trình hình thành và đặc tính của nguyên tố này. Hydro sinh ra từ các phản ứng hóa học giữa các khoáng chất, điển hình là quá trình điện phân nước tách thành hydro và oxy. Mặc dù thiên nhiên có vô số cơ chế sản sinh hydro, nhưng phần lớn chỉ tạo ra số lượng cực kỳ ít ỏi.
Trước đây, giới nghiên cứu chưa từng nghĩ rằng hydro có thể tồn tại dưới dạng tích tụ trong lòng đất. Chuyên gia Ellis chia sẻ: "Suốt sự nghiệp của tôi, quan điểm phổ biến luôn cho rằng hydro tuy tồn tại nhưng do phân tử cực nhỏ nên dễ dàng thoát ra ngoài qua các khe nứt và lỗ hổng trong đá". Nhưng những phát hiện về mỏ hydro khổng lồ ở Tây Phi và Albania đã làm thay đổi hoàn toàn nhận thức này, chứng minh hydro hoàn toàn có thể tụ tập thành những kho dự trữ lớn.
Dù những kết quả ban đầu rất đáng khích lệ, Ellis thừa nhận vẫn tồn tại khoảng cách lớn về độ chính xác của các con số (mô hình dự đoán có thể có từ 1 tỷ đến 10 ngàn tỷ tấn hydro).
Các chuyên gia cảnh báo việc khai thác hydro tự nhiên ở quy mô công nghiệp sẽ gặp phải nhiều trở ngại đáng kể. GS Bill McGuire - nhà địa chất học tại University College London (UCL) nhận định: "Để khai thác đủ lượng hydro giúp giảm phát thải và ứng phó với khủng hoảng khí hậu cần một nỗ lực toàn cầu khổng lồ. Đáng tiếc là chúng ta không còn đủ thời gian cho sáng kiến này".
Trước dự báo nhu cầu hydro toàn cầu sẽ tăng gấp 5 lần vào năm 2050 và có khả năng đáp ứng đến 30% nhu cầu năng lượng trong một số ngành, việc thăm dò và khai thác nguồn hydro địa chất đang trở thành mục tiêu hàng đầu.
Nhóm nghiên cứu của Ellis đang nỗ lực xác định chính xác hơn các điều kiện địa chất cần thiết cho sự hình thành các mỏ hydro ngầm, với kết quả nghiên cứu tại Hoa Kỳ dự kiến công bố vào đầu năm sau.
Vấn đề then chốt còn bỏ ngỏ là vị trí chính xác của những kho hydro này và tính khả thi về mặt kinh tế khi khai thác. Dù còn nhiều bí ẩn cần giải đáp, tiềm năng từ "ngọn núi hydro" ẩn sâu dưới lòng đất đang hứa hẹn mở ra chương mới đầy triển vọng cho cuộc chiến chống biến đổi khí hậu và tương lai ngành năng lượng nhân loại.
