Việc thăm dò hydro tự nhiên đang ở ngã ba đường gợi nhớ đến những ngày đầu khai thác dầu khí. Mặc dù khoa học địa chất đã có những tiến bộ, việc thăm dò hydro vẫn còn nhiều điều không chắc chắn.
Các hoạt động hiện tại thường dựa trên các giả định, dẫn đến cách tiếp cận có thể đúng hoặc sai. Các đặc tính vốn có của hydro, đặc biệt là xu hướng khuếch tán và phản ứng với nhiều vật liệu khác nhau, làm phức tạp thêm các nỗ lực xác định vị trí và định lượng trữ lượng.
Không giống như dầu mỏ, việc thăm dò hydro thiếu các phương pháp đã được thiết lập để đánh giá đáng tin cậy về quy mô tài nguyên và tiềm năng dòng chảy, như trong cuộc cách mạng thủy lực phá vỡ đá phiến, nơi các nhà địa vật lý và nhà mô hình định nghĩa tiềm năng tài nguyên, do đó hydro tự nhiên phải vượt qua các rào cản tương tự để thu hút đầu tư đáng kể. Tài chính vẫn là một thách thức to lớn nếu không có các mô hình chứng minh khả năng tồn tại lâu dài của một mỏ. Hạn chế này nhấn mạnh nhu cầu quan trọng đối với việc thu thập dữ liệu mạnh mẽ và các mô hình dự đoán để giảm rủi ro cho các quyết định đầu tư.
Những khoảng cách trong kiến thức và công nghệ
Hiểu được cơ chế hình thành và nạp lại hydro tự nhiên vẫn là một nỗ lực khoa học chưa có lời giải. Các nguồn hydro—cho dù thông qua quá trình serpentin hóa, phân hủy phóng xạ hay các quá trình sâu trong lòng đất—mang những ý nghĩa độc đáo đối với các chiến lược thăm dò. Trong khi các ước tính, chẳng hạn như tính toán của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ về 6.000 tỷ tấn hydro trong trữ lượng ngầm, cung cấp cái nhìn hấp dẫn về tiềm năng, chúng không cung cấp nhiều thông tin rõ ràng về khả năng thương mại.
Serpentin hóa, liên quan đến quá trình oxy hóa các hợp chất sắt, là một hướng đi đặc biệt hứa hẹn. Không giống như hydro nguyên thủy hoặc phân hủy phóng xạ, quá trình này có thể thực hiện được bằng các can thiệp kỹ thuật, mang lại cơ hội tăng tốc độ phản ứng và phục hồi tài nguyên. Tuy nhiên, những thách thức về mặt kỹ thuật trong việc kích thích các phản ứng dưới bề mặt, duy trì điều kiện cân bằng và quản lý các sản phẩm phụ như nước và khoáng chất hòa tan làm phức tạp con đường thương mại hóa.
Rào cản về công nghệ và tài chính
Việc khai thác hydro bị mắc kẹt trong các thành tạo đá phức tạp đặt ra một loạt thách thức kỹ thuật mới. Các kỹ thuật khoan dầu khí truyền thống được tối ưu hóa cho các thành tạo trầm tích mềm hơn kém hiệu quả hơn trong các hoạt động khai thác theo kiểu khai thác cần thiết cho hydro. Khoan địa nhiệt nâng cao và các kỹ thuật quản lý hồ chứa tiên tiến có thể cung cấp các giải pháp một phần, nhưng cần phải có sự thích ứng đáng kể.
Tách và vận chuyển hydro từ chất lỏng hỗn hợp—thường ở áp suất cao và chứa khối lượng nước đáng kể—là những rào cản quan trọng khác. Các kỹ thuật hiện tại để xử lý các hỗn hợp như vậy không hiệu quả cũng như không tiết kiệm chi phí ở quy mô lớn. Những tiến bộ công nghệ để cô lập hydro mà không đưa quá nhiều nước lên bề mặt có thể mở ra những tiến bộ đáng kể.
Vai trò của dữ liệu địa chất và mô hình hóa
Dữ liệu địa chấn, hấp dẫn và từ trường có độ phân giải cao theo truyền thống là công cụ hữu ích trong thăm dò dầu khí, và việc áp dụng chúng cho hydro mang đến những cơ hội mới. Tuy nhiên, việc phân biệt hydro với các loại khí khác trong các thành tạo ngầm vẫn còn phức tạp. Khả năng phản ứng của hydro—được các chuyên gia gọi là “sự hỗn tạp”—làm phức tạp thêm các quy trình phát hiện và định lượng. Các công cụ địa vật lý phải phát triển để xác định và theo dõi chính xác các bể chứa khó nắm bắt này.
Ngoài ra, các phương pháp tiếp cận liên ngành tích hợp địa chất khai thác, kỹ thuật dầu khí và các cảm biến tiên tiến như máy đo từ lượng tử là rất quan trọng. Trí tuệ nhân tạo và máy học, tận dụng các tập dữ liệu khổng lồ từ nhiều lĩnh vực khác nhau, có thể đẩy nhanh quá trình phát triển các mô hình di chuyển và tích tụ hydro chính xác.
Bối cảnh kinh tế và con đường phía trước
Thương mại hóa phụ thuộc vào các mô hình đánh giá tài nguyên có khả năng chứng minh sản xuất bền vững trong khung thời gian 15 năm—một chuẩn mực thường được các nhà đầu tư yêu cầu. Mặc dù đầy hứa hẹn, những nỗ lực hiện tại trong khu vực tư nhân chủ yếu là không minh bạch, bị thúc đẩy bởi áp lực cạnh tranh. Tài trợ của khu vực công và quan hệ đối tác hợp tác là điều cần thiết để xây dựng kiến thức chung và xác thực các mô hình thăm dò.
Các mô hình tương tự của ngành dầu khí ban đầu nhấn mạnh tầm quan trọng của đầu tư công vào nghiên cứu cơ bản. Các lỗ khoan khô, thường được coi là thất bại, cung cấp dữ liệu quan trọng để tinh chỉnh các mô hình và hướng dẫn thăm dò trong tương lai. Các chiến dịch khoan do công chúng tài trợ, kết hợp với chuyên môn của khu vực tư nhân, có thể đẩy nhanh quá trình trưởng thành của lĩnh vực mới này.
Hướng tới một tương lai năng lượng khả thi
Hydro tự nhiên là một cơ hội độc đáo như một nguồn năng lượng chính có thể tránh được các hình phạt về năng lượng liên quan đến sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân hoặc cải cách khí mê-tan bằng hơi nước. Với ước tính chi phí sản xuất hydro tự nhiên có khả năng xuống tới 1 đô la một kilôgam, thì trường hợp kinh tế này rất hấp dẫn, đặc biệt là ở các thị trường như Châu Âu và Nhật Bản, nơi giá khí đốt tự nhiên cao.
Để hiện thực hóa tiềm năng này, cần giải quyết các thách thức về kỹ thuật, tài chính và quy định. Các cải tiến kỹ thuật để kích thích phản ứng dưới bề mặt và hệ thống giám sát tiên tiến có thể mở đường cho sản xuất hiệu quả và bền vững. Hơn nữa, việc tích hợp các ngành khác nhau và thúc đẩy sự hợp tác cởi mở giữa các thực thể công và tư sẽ rất quan trọng để khai thác hết tiềm năng của hydro tự nhiên.
Tương lai của hydro tự nhiên nằm ở việc xây dựng trên những nền tảng này. Bằng cách tiếp thu sự đổi mới và nghiên cứu khoa học nghiêm ngặt, ngành năng lượng có thể vạch ra một tương lai lành mạnh hơn, bền vững hơn được thúc đẩy bởi các nguồn tài nguyên ẩn dưới chân chúng ta.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
