Hydro tự nhiên: Mặt trận tiếp theo của Ấn Độ trong lĩnh vực năng lượng sạch
Hydro đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực toàn cầu hướng tới phi cacbon hóa, đặc biệt là để đạt được nền kinh tế ít carbon. Các quy trình sản xuất hydro hiện tại thải ra khoảng 1.200 triệu tấn CO2 hàng năm, chiếm khoảng 3% lượng khí thải carbon toàn cầu. Phần lớn trong số 95 triệu tấn hydro được sản xuất vào năm 2022 đến từ nhiên liệu hóa thạch, trong đó khí đốt tự nhiên chiếm khoảng ba phần tư sản lượng và than chiếm gần một phần tư (hydro phát thải thấp chỉ chiếm 0,7% tổng nhu cầu hydro trên toàn cầu) [1,2].
Khi Ấn Độ tìm cách đa dạng hóa danh mục năng lượng và chống biến đổi khí hậu, tiềm năng của hydro như một vectơ năng lượng sạch và bền vững đang thu hút sự chú ý đáng kể. Trong số các phương pháp sản xuất hydro khác nhau, hydro tự nhiên (còn được gọi là hydro địa chất, hydro bản địa, hydro trắng hoặc hydro vàng) nổi bật là một con đường đầy hứa hẹn nhưng tương đối chưa được khám phá.
Tìm hiểu về hydro tự nhiên
Hydro tự nhiên là hydro được sản xuất tự nhiên trong lòng đất thông qua các quá trình địa chất. Không giống như hydro được sản xuất thông qua các phương pháp như điện phân nước hoặc cải cách metan bằng hơi nước, hydro tự nhiên là sản phẩm của các phản ứng sâu trong lòng đất—chủ yếu là tương tác nước-đá, phân hủy phóng xạ (phân hủy các phân tử nước dưới tác động của bức xạ ion hóa, dẫn đến sản xuất hydro) và phân hủy hydrocarbon. Dạng hydro này được tìm thấy trong các bối cảnh tự nhiên cụ thể, bao gồm các tầng chứa nước sâu, các mỏ khí và các thành tạo đá [3,4]. Nó tích tụ trong ma trận đá hoặc tồn tại dưới dạng khí tự do trong các vết nứt đá và không gian lỗ rỗng.
Nỗ lực thăm dò toàn cầu
Hoạt động thăm dò hydro tự nhiên đã được báo cáo ở nhiều quốc gia, bao gồm Mali, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Colombia, Tây Ban Nha, Úc, Albania và Hoa Kỳ (US). Tuy nhiên, không có mỏ hydro tự nhiên nào có thể khai thác thương mại, ngoại trừ một giếng nhỏ ở Mali (Tây Phi), sản xuất ~5 tấn hydro mỗi năm (TPA) được sử dụng để sản xuất điện.
Phát hiện ở Mali, được thực hiện vào năm 1987, tiếp tục thu hút sự quan tâm đáng kể, dẫn đến việc thành lập hơn 40 công ty, bao gồm Koloma (Hoa Kỳ), Hydroma (Canada), HyTerra & Gold Hydrogen (Úc), tập trung vào việc khai thác các nguồn tài nguyên với một số công ty đảm bảo được nguồn tài trợ đáng kể [5,6,7]. Trên thực tế, Koloma, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ tập trung vào các phương pháp sáng tạo để khám phá và khai thác hydro tự nhiên từ các mỏ khoáng sản dưới lòng đất, đã huy động được 245 triệu đô la tiền tài trợ từ một nhóm các nhà đầu tư, bao gồm quỹ khí hậu của Amazon [8].
Các địa điểm triển vọng cho hydro tự nhiên ở Ấn Độ
Các nghiên cứu gần đây của các tổ chức như Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT) Gandhinagar (Gujarat) và IIT (Trường Mỏ Ấn Độ), Dhanbad (Jharkhand) đã dự đoán các địa điểm tự nhiên đầy hứa hẹn cho hydro tự nhiên ở Ấn Độ. Theo các nghiên cứu, các khu vực có đá siêu mafic và mafic—chẳng hạn như ở Andaman, Ladakh và các vùng Himalaya, bao gồm Manipur và Nagaland—có thể là những địa điểm tiềm năng cho các mỏ hydro tự nhiên. Các khu vực triển vọng khác bao gồm các thành tạo núi lửa-trầm tích ở Bundelkhand, craton Dharwar và các địa điểm địa nhiệt như suối nước nóng ở Ladakh, Jammu & Kashmir, Maharashtra, Sikkim và Meghalaya[5].
Tính khả thi của hydro tự nhiên ở Ấn Độ
Mặc dù tiềm năng của hydro tự nhiên là rất lớn, nhưng tính khả thi của nó ở Ấn Độ phụ thuộc vào một số yếu tố quan trọng:
Tính phù hợp về mặt địa chất: Các thành tạo tự nhiên của Ấn Độ, đặc biệt là ở các tiểu bang Assam, Gujarat và vùng Cao nguyên Deccan, có thể có tiềm năng về hydro tự nhiên. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu toàn diện để lập bản đồ vị trí, khối lượng và chất lượng của trữ lượng hydro. Các cuộc khảo sát tự nhiên, hình ảnh địa chấn và các kỹ thuật địa vật lý khác phải được triển khai để đánh giá khả năng của các thành tạo này.
Khả thi về mặt công nghệ và kinh tế: Khai thác hydro tự nhiên đòi hỏi các công nghệ tiên tiến, bao gồm các kỹ thuật khoan sâu và quản lý hồ chứa. Hiện tại, quá trình khai thác tốn kém và đầy thách thức về mặt công nghệ. Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển là điều cần thiết để giảm chi phí và cải thiện hiệu quả khai thác. Việc hợp tác với các chuyên gia toàn cầu và thành lập các dự án thí điểm có thể giúp đẩy nhanh quá trình áp dụng công nghệ.
Phát triển cơ sở hạ tầng: Thách thức về mặt hậu cần trong việc vận chuyển và lưu trữ hydro tự nhiên là rất lớn. Cơ sở hạ tầng hiện có của Ấn Độ, bao gồm đường ống và cơ sở lưu trữ, có thể cần phải nâng cấp đáng kể để đáp ứng sản xuất hydro quy mô lớn. Quan hệ đối tác công tư có thể đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển cơ sở hạ tầng này.
Thách thức chính
Một thách thức chính trong việc nghiên cứu hydro tự nhiên ở Ấn Độ là tính khả dụng hạn chế của dữ liệu toàn diện và có thể truy cập công khai. Nghiên cứu và thăm dò chuyên sâu là điều cần thiết để lập bản đồ phân phối, xác định các mô hình xuất hiện và phát triển các phương pháp thăm dò hiệu quả
Các năng lực vốn có từ ngành dầu khí, đặc biệt là với các tổ chức như ONGC và Oil India, có thể được tận dụng để phát triển các tập dữ liệu công khai mạnh mẽ, cho phép các bên liên quan khác có hành động tiếp theo, thúc đẩy hoạt động thăm dò và sản xuất hydro tự nhiên.
Lộ trình chiến lược
Lộ trình khai thác hydro tự nhiên của Ấn Độ phải đa diện, kết hợp nghiên cứu, hỗ trợ chính sách và phát triển cơ sở hạ tầng.
Các bước chính để hiện thực hóa tiềm năng của hydro tự nhiên bao gồm:
Đánh giá cảnh quan và lập bản đồ địa chất: Khảo sát toàn quốc về các thành tạo địa chất để xác định các khu vực có tiềm năng hydro tự nhiên cao nhất
Khung chính sách:
Chính sách và khuôn khổ pháp lý vững chắc là điều cần thiết để giảm thiểu rủi ro trong quá trình thăm dò, khai thác, vận chuyển và thương mại hóa hydro tự nhiên
Bảo vệ môi trường và tính bền vững sẽ rất quan trọng để đảm bảo phát triển có trách nhiệm
Đầu tư vào công nghệ:
Những đột phá về công nghệ trong khai thác, lưu trữ và vận chuyển hydro phải được ưu tiên
Sự hợp tác giữa khu vực công và tư nhân có thể thúc đẩy đổi mới và giúp giảm chi phí sản xuất
Hợp tác quốc tế: Hợp tác quốc tế với các quốc gia như Hoa Kỳ, Nhật Bản và Canada, những quốc gia đang tiến xa hơn trong nghiên cứu về hydro, có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị và cho phép phát triển công nghệ chung.
Tài liệu tham khảo
IEA, Đánh giá về hydro toàn cầu, 2023
IEA, Lượng khí thải CO2 năm 2022
H2, CH4 và sự hình thành hydrocarbon trong quá trình Serpentin hóa thực nghiệm
H2 phóng xạ trong lớp vỏ lục địa
Triển vọng của hydro tự nhiên ở Ấn Độ
Cơn sốt vàng trắng, Viện kiến thức năng lượng
Hydro tự nhiên: Cuộc đua khám phá và trình diễn khái niệm, Hiệp hội tự nhiên London
Công ty khởi nghiệp hydro do Bill Gates hậu thuẫn huy động được 245 triệu đô la đầu tư
Bài viết này lần đầu tiên xuất hiện trên Hydrogen India, tháng 4 năm 2025, Tập II, Số 2
Varun Desai
Quản lý, Xynteo
Bhaskar Jha
Chuyên gia tư vấn, Xynteo
