Các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách Alaska coi hydro là nguồn năng lượng của tương lai
Các chuyên gia cho biết nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tồn tại trong các mỏ ngầm chưa được khám phá, có thể hỗ trợ tương lai năng lượng hậu dầu mỏ ở Alaska và xa hơn nữa
15 tháng 11 năm 2024 5:03 sáng
Nhà địa chất Geoffrey Ellis của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đứng cạnh một tấm áp phích được trưng bày tại Đại học Alaska Fairbanks vào ngày 29 tháng 10, giải thích cách hydro tinh khiết có thể được tập hợp trong các thành tạo ngầm. Ellis là chuyên gia hàng đầu của USGS về hydro địa chất. Ông là người thuyết trình nổi bật tại hội thảo kéo dài ba ngày về hydro địa chất được tổ chức tại UAF. (Ảnh của Yereth Rosen/Alaska Beacon)
Chìa khóa để khử cacbon có thể ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta.
Hydro, nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, có trong đại dương, trên bầu trời, trong các vì sao, trong cơ thể sinh vật sống và - đặc biệt quan trọng đối với các nhà phát triển năng lượng - trong lòng đất.
Và nó đang ngày càng nhận được sự chú ý trên toàn cầu.
Các chính phủ, ngành công nghiệp và các tổ chức khoa học hiện đang nghiên cứu cách họ có thể chuyển từ khoan dầu mỏ, loại khí thải carbon dioxide làm nóng hành tinh khi đốt cháy, sang khoan hydro không phát thải.
Geoffrey Ellis, trưởng nhóm nghiên cứu hydro địa chất của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, cho biết có những lý do chính đáng cho việc này.
Ellis, người cho biết ông đã từng "ở trong vùng hoang dã" về chủ đề này nhưng hiện đang lãnh đạo một nhóm nghiên cứu rộng khắp, là một trong những diễn giả chính tại hội thảo về hydro địa chất được tổ chức vào cuối tháng 10 tại Đại học Alaska Fairbanks. Sự kiện này do Ủy ban Nghiên cứu Bắc Cực Hoa Kỳ và Viện Địa vật lý của Đại học Alaska Fairbanks tổ chức và được đồng tài trợ bởi Văn phòng Đại sứ lưu động về các vấn đề Bắc Cực, Mike Sfraga.
Việc chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió và địa nhiệt là rất quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, nhưng không có cách nào các loại năng lượng đó có thể cung cấp năng lượng cho những người sử dụng công nghiệp lớn như các nhà sản xuất và nông nghiệp, Ellis nói với những người tham dự hội thảo.
Trong tương lai, Ellis cho biết, có khả năng sẽ cần 400 triệu tấn hydro, so với khoảng 100 triệu tấn hiện đang được sử dụng. Và hydro hiện đang được sử dụng không phải là loại được khai thác từ lòng đất. Thay vào đó, nó được sản xuất thông qua một quá trình tiêu tốn năng lượng để tách nguyên tố này ra khỏi các hợp chất khác, tách nó khỏi mêtan trong khí tự nhiên hoặc sử dụng điện để tách nó khỏi oxy trong nước.
Ngược lại, hydro trong lòng đất tích tụ khi nước gặp sắt hoặc bức xạ. Thông qua một quá trình được gọi là serpentin hóa, phản ứng với các nguyên tố khác trong lòng đất sẽ tách hydro của nước khỏi oxy của nó - mà không cần sự can thiệp của con người. Ngược lại với dầu và khí tự nhiên, mất hàng triệu năm để hình thành, hydro địa chất hình thành nhanh chóng. Nó thậm chí có thể được kích thích thông qua việc tiêm nước.
Ellis cho biết, ước tính ban đầu là trái đất có thể chứa khoảng 5 triệu megaton hydro địa chất, hay 5 tỷ tấn. Trong khi phần lớn lượng hydro nằm ở những nơi không thể tiếp cận như đại dương sâu thẳm, thì việc tiếp cận chỉ 2% trong số đó cũng có thể đáp ứng nhu cầu hydro toàn cầu dự kiến trong hơn 200 năm, ông nói với những người tham dự hội thảo.
Mark Myers, một thành viên của Ủy ban Nghiên cứu Bắc Cực Hoa Kỳ, đứng cạnh các tấm áp phích giải thích cách hydro có thể được tập hợp trong các khối ngầm. Myers và những người khác đã tổ chức một hội thảo kéo dài ba ngày về hydro địa chất được tổ chức tại Đại học Alaska Fairbanks. (Ảnh của Yereth Rosen/Alaska Beacon)
“Rất có thể có một lượng lớn hydro ở dưới bề mặt. Và vì vậy, câu hỏi không phải là: 'Nó có ở đó không'. Mà là: 'Nó có ở những nơi chúng ta có thể tìm thấy và sản xuất ra nó không?'” Ellis cho biết.
Đối với Alaska, nơi nhiên liệu hóa thạch truyền thống có thể đắt đỏ cũng như gây gánh nặng cho môi trường, năng lượng hydro có thể hỗ trợ phát triển các nguồn năng lượng không phải nhiên liệu hóa thạch khác. Hydro địa chất có thể là một phần quan trọng của giải pháp, Mark Myers, một nhà địa chất và là thành viên của Ủy ban Nghiên cứu Bắc Cực Hoa Kỳ cho biết.
"Đây là một nguồn tài nguyên mới có thể kết hợp với năng lượng tái tạo, nhưng vượt trội hơn về nhiều mặt", Myers, người từng giữ chức ủy viên của Sở Tài nguyên Thiên nhiên Alaska, giám đốc USGS và phó hiệu trưởng phụ trách nghiên cứu tại UAF, cùng nhiều chức vụ khác, cho biết.
Theo lời giải thích của ông, các đặc điểm vật lý khiến Alaska dễ xảy ra động đất và phun trào núi lửa và giàu khoáng sản cũng báo hiệu tiềm năng về trữ lượng hydro có giá trị trong lòng đất. Ví dụ, hiện đã có một công ty đang nghiên cứu tiềm năng về hydro trong cùng vành đai địa chất Đông Nam Alaska, nơi có các mỏ khoáng sản quan trọng Bokan nổi tiếng hiện đang được thăm dò.
Alaska không phải là khu vực triển vọng duy nhất. Myers cho biết bất kỳ địa điểm nào trên trái đất mà đáy đại dương bị tách ra đều có tiềm năng chứa hydro địa chất.
Một khu vực được quan tâm sâu sắc là Rift giữa lục địa, một địa chất đặc điểm chạy từ Hồ Superior đến Kansas ở Trung Tây Hoa Kỳ. Hoạt động khoan thăm dò ở đó đã bắt đầu.
Tuy nhiên, Alaska có một số đặc điểm có thể biến nơi này thành khu vực quan trọng cho nghiên cứu và phát triển hydro, Myers cho biết.
Alaska, không giống như các khu vực khác của quốc gia và thế giới được kết nối với lưới điện, có một số nhu cầu năng lượng cấp thiết, ông cho biết. Và nơi này có lớp đất đóng băng vĩnh cửu, có thể là một lợi thế vì các vi khuẩn tiêu thụ hydro ít hoạt động hơn trong môi trường lạnh, ông cho biết.
Các chuyên gia tại hội thảo UAF cho biết có vô số thách thức đối với hydro địa chất ngoài việc tìm kiếm nguồn tài nguyên. Một là các phân tử hydro nhỏ, có nghĩa là chúng không dễ bị mắc kẹt trong các lỗ rỗng của đá ngầm. Một thách thức khác là các phân tử hydro có xu hướng bám nhanh vào các phân tử của các nguyên tố khác, có khả năng khiến quá trình tách biệt trở nên phù du.
Hiện tại, chỉ có một nơi trên thế giới được cung cấp năng lượng bằng hydro địa chất: Bourakebougou, một ngôi làng nhỏ ở Mali. Tại đó, hydro đã được phát hiện vào năm 2011, tại một địa điểm mà vào năm 1987, một điếu thuốc lá lạc đã gây ra một vụ nổ tại nơi được cho là giếng nước.
Kể từ đó, đã có khoảng hai chục giếng hydro được khoan và điện của ngôi làng chạy bằng hydro được sản xuất từ những giếng đó.
Thành viên Ủy ban nghiên cứu Bắc Cực Hoa Kỳ Mark Myers vào ngày 29 tháng 10 đang cầm một mẫu đá kim loại từ tầng Bokan có thể đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hydro địa chất. Các mẫu đá đã được trưng bày tại hội thảo hydro địa chất kéo dài ba ngày do Myers và những người khác tổ chức tại Đại học Alaska Fairbanks. (Ảnh của Yereth Rosen/Alaska Beacon)
Một nhà lập pháp tiểu bang, người đã theo dõi chặt chẽ chủ đề này, cho biết ý tưởng tái tạo bất cứ thứ gì như vậy ở Alaska rất hấp dẫn.
Chủ tịch Thượng viện Cathy Giessel, R-Anchorage, đã đắm mình vào chủ đề hydro. Ví dụ, bà đã tham gia các cuộc họp do Nhóm công tác về hydro Alaska tổ chức, được thành lập vào năm 2022 bởi Trung tâm năng lượng và điện Alaska của UAF và Văn phòng năng lượng Bắc Cực của Bộ năng lượng.
Bà cho biết hydro địa chất có thể là nguồn thu mới của tiểu bang. Bà cho biết nó có thể cung cấp năng lượng cho cộng đồng và phát triển kinh tế. Nếu được tìm thấy trong vùng đất do người bản địa sở hữu, nó có thể làm giàu cho các tập đoàn bản địa trên khắp tiểu bang thông qua các điều khoản chia sẻ doanh thu trong Đạo luật giải quyết khiếu nại của người bản địa Alaska, bà cho biết.
Nhưng hiện tại, không ai nên mong đợi bất kỳ luật nào về nó, ngoại trừ khả năng chèn một số từ "hydro" vào các luật liên quan đến tài nguyên hiện có nếu có, Giessel cho biết. Bà cho biết chủ đề này còn quá mới và còn quá nhiều điều chưa biết.
Bà cho biết "Tôi không hình dung được nhu cầu ban hành luật tại thời điểm này, cho đến khi chúng ta biết được nguồn tài nguyên tiềm năng là gì".
Bà cho biết bà có ý định tổ chức ít nhất một phiên điều trần thông tin để giúp các đồng nghiệp và công chúng hiểu rõ hơn về chủ đề này.
Giessel cho biết, cung cấp thông tin là điều quan trọng nhất mà tiểu bang có thể làm để thúc đẩy phát triển hydro địa chất.
“Có lẽ sự giúp đỡ lớn nhất của chúng tôi đối với bất kỳ ngành nào là nếu chúng tôi đi ra ngoài và lập bản đồ về khả năng cung cấp tài nguyên. Chúng tôi là một tiểu bang chưa được lập bản đồ đầy đủ”, bà nói,
Bà cho biết, thông tin khác có thể đến từ Trung tâm Vật liệu Địa chất của tiểu bang, nơi thu thập lõi và các mẫu địa chất khác mà công chúng có thể xem xét và nghiên cứu. Trung tâm này, tọa lạc tại Anchorage, do Sở Khảo sát Địa chất và Địa vật lý của tiểu bang điều hành.
Khi phát biểu với các chuyên gia tập trung tại hội thảo, Myers cũng nhấn mạnh đến nhu cầu xây dựng kiến thức – và phải thực hiện nhanh chóng. Điều đó sẽ đòi hỏi một cách thức mới để thực hiện khoa học, có thể là một cấu trúc hoàn toàn mới liên quan đến chính phủ, ngành công nghiệp và học viện.
“Thách thức rất lớn. Nhưng sẽ rất thú vị. Và bạn đang ở bờ vực của sự khám phá”, ông nói với nhóm.
