Hydro tự nhiên – kho báu ẩn giấu dưới lòng đất
Các nhà nghiên cứu của GeoZentrum Nordbayern và Frauenhofer IEG Aachen đang tìm kiếm hydro tự nhiên ở phía bắc Bayern. Từ trái sang phải: Peter Achtziger-Zupančič, Akib Ahmed, Jürgen Grötsch, Daniel Fillers và Felix Gsell. ©B.Steinbauer-Grötsch
Ngày 8 tháng 11 năm 2024
Điều kiện địa chất thuận lợi ở phía bắc Bavaria
Liệu hydro tự nhiên có phải là nguồn hy vọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng không?
Cuộc đua tìm kiếm loại khí đốt có giá trị này dưới lòng đất đang diễn ra nhanh chóng và GeoZentrum Nordbayern tại FAU là một trong những tổ chức đi đầu trong cuộc đua này. Dự án nghiên cứu “Hydro tự nhiên ở phía bắc Bavaria” đã cung cấp các phép đo ban đầu có thể cách mạng hóa hệ thống năng lượng trong tương lai.
Felix Gsell và Julius Liebermann, sinh viên chương trình Thạc sĩ Địa nhiệt/Địa năng lượng, không dễ dàng: Sử dụng phép đo không khí đất, họ điều tra xem hydro có hiện diện trong các khu vực trong cánh đồng mà họ đã lựa chọn cẩn thận trước hay không - phương pháp này có thể đơn giản, nhưng đòi hỏi thể lực cao. Với một cái búa, các sinh viên đóng một thanh khoan mỏng dài một mét vào lòng đất, sau đó được lấy ra cùng với tất cả các loại đá và vật liệu đất. Sau đó, họ đưa một đầu dò vào lỗ khoan đồng thời bịt kín lỗ khoan để bảo vệ lỗ khoan khỏi bị ô nhiễm từ không khí trong khí quyển. Bước cuối cùng là Felix và Julius kết nối đầu dò với một cảm biến hydro di động và bơm không khí ra từ độ sâu một mét dưới bề mặt.
Nước ngầm tự nhiên – der verborgene Schatz im Untergrund
Một khám phá giật gân
Mọi nỗ lực đã được đền đáp: Vào đầu tháng 8 năm 2024, Felix đã ghi lại phép đo đầu tiên là 1000 ppm hydro - một giá trị ở giới hạn đo lường trên của cảm biến. Giá trị cao như vậy đối với phép đo không khí đất chưa từng được ghi nhận trong tài liệu chuyên ngành trước đây và là một khám phá khá giật gân. Lúc đầu, Felix không thể tin được. "Tôi vừa nhẹ nhõm vì đã không lãng phí nhiều tháng trời ngoài thực địa mà không phát hiện ra điều gì, vừa nghi ngờ liệu các giá trị cao đó có thực sự là chính xác hay không", sinh viên Thạc sĩ cho biết. Tuy nhiên, nghi ngờ của anh nhanh chóng biến mất. Kể từ đó, ngoài các phép đo cho thấy ít hoặc không có hydro, họ đã thu được một số phép đo có giá trị trên 1000 ppm. Trưởng dự án Tiến sĩ Jürgen Grötsch, giảng viên tại Khoa Địa chất của Giáo sư Tiến sĩ Harald Stollhofen, nhắc lại khám phá của Felix: Các giá trị đo cao của H2 xác nhận giả định của chúng tôi rằng có các mỏ hydro tự nhiên có khả năng thương mại ở miền bắc Bavaria".
Grötsch tin rằng hydro tự nhiên có thể trở thành một thành phần quan trọng trong hệ thống năng lượng tương lai của chúng ta. "Có đủ dấu hiệu cho thấy các mỏ hydro ẩn náu ở một số khu vực ở Đức và trên toàn thế giới có thể cung cấp năng lượng sạch. Tuy nhiên, trình độ hiểu biết hiện tại của chúng ta còn rất sơ sài và có nhiều điều không chắc chắn. Hiểu biết của chúng ta về cơ chế hình thành hydro tự nhiên chỉ ở mức độ thăm dò hydrocarbon cách đây 150 năm.”
Hydro tự nhiên – xây dựng hệ thống từ sự trùng hợp ngẫu nhiên
Felix Gsell và Julius Liebermann đang đo đạc ngoài thực địa. ©B.Steinbauer-Grötsch
Tuy nhiên, chúng ta có thể đã đạt được nhiều tiến bộ hơn ở đây. Ngay từ năm 1910, thợ mỏ Ernst Erdmann đã tình cờ phát hiện ra hydro tự nhiên tại mỏ muối Leopoldshall gần Stassfurt và sản xuất nó trong một vài năm. Hydro tự nhiên cũng được phát hiện một cách tình cờ khi khoan tìm nước uống ở Bourakébougou ở Mali vào năm 1987. Tuy nhiên, phải đến năm 2012, hoạt động sản xuất và sử dụng thương mại đầu tiên để tạo ra điện ở Mali mới bắt đầu. Ngược lại với quá khứ, giờ là lúc hành động có mục tiêu: "Chúng tôi muốn loại bỏ sự trùng hợp ngẫu nhiên khỏi những phát hiện trước đây và điều tra một cách có hệ thống các điều kiện hình thành hydro tự nhiên dưới lòng đất", Grötsch nói.
Ông đã xác định được hai khái niệm cùng với nhóm của mình. Một mặt, hydro tự nhiên được hình thành do quá trình phân hủy phóng xạ trong các khối đá granit. Mặt khác, đá siêu kiềm cũng có thể tạo ra hydro khi chúng tiếp xúc với nước và tiếp xúc với nhiệt độ cao (200-350°C) dưới lòng đất trong quá trình chuyển đổi khoáng chất được gọi là serpentin hóa. Tuy nhiên, đây chỉ là hai khả năng trong một loạt các khả năng khác đã được biết đến như "hydro nguyên thủy" được biết đến từ nghiên cứu ngoại hành tinh, là hydro nằm trong lõi và lớp phủ dưới, cố định trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành hành tinh, cũng có thể tồn tại trên Trái đất. Người ta vẫn chưa biết phương pháp hình thành nào trong số này đóng vai trò quan trọng nhất.
Đây là điều mà nhóm của Grötsch hy vọng sẽ tìm ra với tư cách là một phần của một nhóm nghiên cứu. Ngoài các thành viên từ GeoZentrum Nordbayern, nhóm còn bao gồm các nhà nghiên cứu từ Fraunhofer IEG, RWTH Aachen, Viện Địa vật lý ứng dụng Leibniz (LIAG), Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) và Trung tâm nghiên cứu khoa học Trái đất Đức (GFZ). Các nhà nghiên cứu tại GeoZentrum Nordbayern sẽ tập trung cụ thể vào miền bắc Bavaria. Nếu họ phát hiện ra các nguồn hydro tự nhiên, vẫn chưa rõ cách thức thăm dò và sản xuất các nguồn này. Đây sẽ là chủ đề của một dự án thí điểm trong bước thứ hai. Grötsch giải thích rằng có một loạt các rào cản cần phải vượt qua trước. Ví dụ, trái ngược với Pháp, không có khuôn khổ pháp lý nào để trao các nhượng bộ hydro ở Đức, vì hydro tự nhiên không phải là một phần của luật khai thác mỏ của Đức tại các tiểu bang liên bang. Chính phủ liên bang và chính quyền các tiểu bang cũng cần có chuyên môn kỹ thuật và nguồn tài chính. Chủ tịch khoa Địa chất Stollhofen cho rằng FAU có vị thế đặc biệt tốt về mặt chuyên môn: "Chúng tôi có đủ chuyên môn cần thiết tại GeoZentrum Nordbayern và các viện khác tại FAU để thúc đẩy mạnh mẽ nghiên cứu hydro và về lâu dài, cung cấp hydro cho người dùng cuối như một nguồn năng lượng sạch". Và hiện có rất nhiều nhà nghiên cứu trẻ đang được đào tạo thành chuyên gia cho tương lai: “Trong hơn bảy năm, chương trình cấp bằng Thạc sĩ Địa nhiệt/Địa năng lượng của chúng tôi đã dạy cho sinh viên các kỹ năng họ cần để định hình quá trình chuyển đổi năng lượng bao gồm các nguồn năng lượng bền vững từ dưới lòng đất. Ngoài việc phát triển dự án địa nhiệt, nghiên cứu về hydro tự nhiên vốn từ lâu đã bị bỏ qua như một nguồn năng lượng cuối cùng cũng đang trở thành tâm điểm chú ý. Và các điều kiện địa chất ở phía bắc Bavaria rất thuận lợi.”
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
