Hydro ngầm: Một bước đột phá về công nghệ hay chỉ là một tưởng tượng hóa thạch khác?
Khi thế giới đang tranh giành các giải pháp năng lượng sạch, một ý tưởng mới lạ đang nổi lên từ sâu thẳm—theo nghĩa đen. Sẽ thế nào nếu chúng ta có thể sản xuất hydro, đứa con cưng của tương lai năng lượng xanh, không phải từ nước hay năng lượng tái tạo, mà từ chính các mỏ dầu khí đã thúc đẩy cuộc khủng hoảng khí hậu? Tốt hơn nữa: sẽ thế nào nếu chúng ta có thể để lại carbon?
Trên khắp thế giới, các nhà khoa học và công ty khởi nghiệp đang thử nghiệm một khái niệm cấp tiến—sản xuất hydro dưới lòng đất bằng cách phản ứng hydrocarbon tại chỗ và giữ CO₂ thu được ở nơi kín. Nếu thành công, nó có thể tái sử dụng cơ sở hạ tầng hóa thạch cũ, cắt giảm khí thải tại nguồn và cung cấp nhiên liệu sạch, giá rẻ. Nhưng đó là một điều kiện rất lớn.
Một giải pháp trong phòng thí nghiệm với tham vọng ngầm
Tại Nga, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Skolkovo đang phát triển một phương pháp chuyển đổi mêtan thành hydro trực tiếp trong các bể chứa khí. Quá trình này bao gồm việc phun hơi nước, chất xúc tác niken và oxy, kích hoạt các phản ứng hóa học giải phóng hydro và giữ lại carbon dioxide tại chỗ, nhờ áp suất tự nhiên và địa chất của bể chứa.
Nghe có vẻ như đôi bên cùng có lợi—hydro ra ngoài, carbon ở lại. Nhưng vẫn còn quá sớm. Không có thử nghiệm thực địa quy mô lớn nào và những câu hỏi đang nổi lên về tính ổn định của kho lưu trữ CO₂ ngầm theo thời gian và nguy cơ rò rỉ. Giống như thu giữ và lưu trữ carbon (CCS), vấn đề có thể không nằm ở hóa học mà nằm ở địa chất.
Canh bạc đốt cháy của Canada
Proton Technologies tại Canada đang thực hiện một lộ trình dữ dội hơn. Công ty này phun oxy vào các mỏ dầu nặng, tạo ra quá trình đốt cháy một phần dưới lòng đất. Nhiệt sẽ phá vỡ dầu và giải phóng hydro, sau đó được lọc lên bề mặt thông qua các màng đặc biệt. CO₂ còn lại và các sản phẩm phụ sẽ ở lại dưới lòng đất.
Proton tuyên bố chi phí sản xuất chỉ 0,10 đô la một kg—chỉ bằng một phần nhỏ so với chi phí hydro sạch hiện nay. Nhưng các chuyên gia vẫn thận trọng. “Quá trình đốt cháy tại chỗ đã có từ nhiều thập kỷ trước”, nhà địa chất người Hà Lan Arnout Everts cho biết. “Nó hầu như không được sử dụng, ngay cả khi khai thác dầu, vì quá rủi ro và phức tạp. Tại sao bây giờ chúng ta lại thử nghiệm nó trong các mỏ khí đốt khả thi?”
Kiểm soát quá trình đốt cháy dưới lòng đất là điều vô cùng khó khăn. Công nghệ này không chỉ dựa vào hóa học mà còn dựa vào sự tin tưởng vào các hệ thống địa chất phức tạp. Lời hứa thì táo bạo. Sự không chắc chắn cũng vậy.
Vi khuẩn đến giải cứu?
Một đơn vị lên men di động sẽ được sử dụng trong một thử nghiệm thực địa sắp tới để nuôi cấy vi khuẩn sản xuất hydro. Nguồn: Cemvita, Gold H2.
Một giải pháp tinh tế hơn có thể nằm ở công nghệ sinh học. Cemvita, một công ty công nghệ sinh học có trụ sở tại Houston, đang nghiên cứu các vi khuẩn ăn dầu thừa trong các giếng cạn kiệt và thải ra hydro như một sản phẩm phụ. Trong các thử nghiệm ban đầu ở lưu vực Permian, nồng độ hydro tăng gấp nghìn lần.
Đây là một cuộc cách mạng sinh học thầm lặng: không có lửa, không có áp suất, không có khoan. Công ty con của Cemvita, Gold H₂, hiện đang chuẩn bị cho các thử nghiệm thực tế bằng cách sử dụng lò phản ứng sinh học di động.
Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô sinh học dưới lòng đất không hề đơn giản. Hoạt động của vi khuẩn có thể duy trì theo thời gian không? Điều gì sẽ xảy ra nếu hệ sinh thái thay đổi? Và làm thế nào để kiểm soát vi khuẩn ở một nơi mà con người thậm chí không thể tiếp cận?
Những lá bài hoang dã điện từ
Tại Đại học Texas Tech, các nhà nghiên cứu đang thăm dò một ranh giới khác—sử dụng sóng điện từ để kích hoạt các phản ứng giải phóng hydro dưới lòng đất. Nó vẫn còn trong phòng thí nghiệm, mang tính suy đoán và chưa được thử nghiệm. Nhưng nó phản ánh năng lượng sáng tạo đằng sau hướng đi mới này trong công nghệ hydro.
Giữa đổi mới và ảo tưởng
Tất cả những đổi mới này đều có chung một điểm: chúng biến các mỏ nhiên liệu hóa thạch thành nguồn năng lượng sạch tiềm năng—mà không phải trả giá bằng carbon. Đó là một câu chuyện hấp dẫn, phù hợp với nhu cầu chính trị hiện tại đối với các công nghệ "chuyển đổi": tái sử dụng, tái sử dụng, định hình lại.
Nhưng chúng ta đã từng thấy sự hấp dẫn trước đây. Thu giữ carbon từ lâu đã là mục tiêu thiêng liêng của các công ty nhiên liệu hóa thạch, nhưng vẫn còn sa lầy vào chi phí, sự phức tạp và hiệu suất kém. Hydro ngầm có thể cũng có kết quả tương tự trừ khi được kiểm tra nghiêm ngặt, quản lý chặt chẽ và giám sát minh bạch.
Tuy nhiên, ý tưởng này rất hấp dẫn. Nếu chúng ta không thể từ bỏ cơ sở hạ tầng hóa thạch chỉ sau một đêm, có lẽ chúng ta có thể nối lại hệ thống từ trong ra ngoài.
