Dự án hydrogen tự nhiên quy mô lớn đầu tiên trên thế giới kết hợp lưu trữ CO₂ ngay trong quá trình khai thác
Một dự án hydrogen tự nhiên quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới đang được phát triển tại khu vực phía Bắc Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE), với điểm đột phá là kết hợp khai thác hydrogen tự nhiên và lưu trữ CO₂ vĩnh viễn dưới lòng đất. Dự án này được kỳ vọng có thể sản xuất hydrogen với chi phí khoảng 1 USD/kg hoặc thấp hơn, đồng thời giải quyết bài toán phát thải carbon ngay tại nguồn.
Hydrogen tự nhiên: nguồn năng lượng bị bỏ quên đang trỗi dậy
Khác với hydrogen xanh (sản xuất từ điện tái tạo qua điện phân) hay hydrogen xanh dương (từ khí tự nhiên kèm thu giữ CO₂), hydrogen tự nhiên – còn được gọi là hydrogen địa chất hoặc “white hydrogen” – tồn tại sẵn trong lòng đất. Tại khu vực dự án ở miền Bắc UAE, hydrogen được hình thành từ các phản ứng địa hóa giữa nước và đá siêu mafic (ultramafic), sau đó thoát lên bề mặt dưới dạng các bong bóng khí trong các hồ nước tự nhiên.
Trong nhiều thập kỷ, hiện tượng này bị xem là hiếm và không có giá trị thương mại. Tuy nhiên, các kết quả khảo sát gần đây cho thấy trữ lượng hydrogen tự nhiên có thể lớn hơn nhiều so với dự đoán trước đây, đủ để phát triển các dự án quy mô công nghiệp.
Khai thác hydrogen đi kèm khoáng hóa CO₂
Điểm độc đáo nhất của dự án là quá trình khai thác hydrogen được tích hợp với lưu trữ CO₂ thông qua khoáng hóa. Theo đó, CO₂ được bơm sâu xuống các tầng đá siêu mafic, nơi nó phản ứng với khoáng chất giàu magie và sắt để tạo thành khoáng carbonate rắn, ổn định về mặt hóa học và gần như không thể rò rỉ trở lại khí quyển.
Cách tiếp cận này khác biệt so với nhiều dự án CCS truyền thống vốn chỉ lưu trữ CO₂ ở dạng khí hoặc siêu tới hạn trong các bể địa chất. Việc chuyển CO₂ thành khoáng chất rắn giúp tăng độ an toàn lâu dài và nâng cao mức độ chấp nhận của xã hội đối với công nghệ lưu trữ carbon.
Chi phí thấp, tiêu thụ tại chỗ trong giai đoạn đầu
Theo các nguồn tin trong ngành, chi phí sản xuất hydrogen của dự án có thể đạt mức 1 USD/kg hoặc thấp hơn, nhờ không phải đầu tư lớn vào điện phân, điện tái tạo hay nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch. Trong giai đoạn đầu, hydrogen khai thác được sẽ chủ yếu phục vụ nhu cầu tại chỗ, bao gồm phát điện, cung cấp nhiệt công nghiệp hoặc làm nguyên liệu cho các quá trình hóa học.
Về dài hạn, nếu trữ lượng được xác nhận ở quy mô lớn, hydrogen tự nhiên có thể được đưa vào chuỗi cung ứng hydrogen quốc tế, bổ sung một trụ cột mới bên cạnh hydrogen xanh và xanh dương.
Tác động tiềm năng đến thị trường hydrogen toàn cầu
Nếu thành công, dự án tại UAE có thể thay đổi căn bản cách thế giới nhìn nhận về hydrogen tự nhiên. Một nguồn hydrogen có chi phí thấp, phát thải gần như bằng không và đi kèm lưu trữ CO₂ vĩnh viễn sẽ tạo ra áp lực cạnh tranh lớn đối với các mô hình hydrogen hiện nay, đặc biệt trong bối cảnh nhiều dự án hydrogen xanh đang gặp khó khăn về chi phí và tiến độ.
Dự án cũng mở ra khả năng nhân rộng tại các khu vực có địa chất tương tự, không chỉ ở Trung Đông mà còn tại châu Phi, châu Âu và châu Á, nơi tồn tại các vành đai đá siêu mafic chưa được khai thác.
