Hydro vàng: Năng lượng tái tạo từ các giếng dầu bỏ hoang
Nhiều nhà khoa học khẳng định rằng năng lượng hydro là giải pháp thay thế sạch nhất cho nhiên liệu hóa thạch, nhưng việc tìm nguồn hydro xanh không hề dễ dàng. Với giá năng lượng cao và quá trình điện phân để tạo ra hydro xanh tương đối đắt đỏ, nhu cầu về nhiên liệu hydro giá rẻ vẫn còn phổ biến. Một công ty khởi nghiệp ở Texas có thể đã tìm ra giải pháp và nó đến từ các giếng dầu bỏ hoang.
Cemvita Inc. đã thử nghiệm các vi khuẩn và quy trình enzyme để chiết xuất hydro từ dầu thô. Với nhiều giếng dầu bỏ hoang ở Hoa Kỳ, công ty tin rằng họ đã khai thác được một nguồn hydro thay thế.
Được mệnh danh là "hydro vàng" — một cách chơi chữ dựa trên biệt danh "vàng đen" dành cho dầu mỏ trong cơn sốt dầu mỏ vào đầu thế kỷ 20 — nguồn năng lượng mới này được tạo ra mà không cần sử dụng bất kỳ nguồn năng lượng bổ sung nào. Tốt hơn nữa, nó cực kỳ tiết kiệm chi phí khi sản xuất. Cemvita tuyên bố rằng họ có thể sản xuất hydro vàng với giá dưới 1 đô la một kg vì quy trình vi sinh của họ hầu như không sử dụng điện. Mức giá này có vẻ đáng chú ý vì Hydrogen Shot, một sáng kiến do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ khởi xướng vào năm 2021, đã đặt ra mục tiêu "giảm 80% chi phí hydro sạch xuống còn 1 đô la cho 1 kg trong 1 thập kỷ (‘111’)".
"Hydro vàng mang đến cơ hội độc đáo cho các công ty sáng tạo muốn dẫn đầu quá trình chuyển đổi năng lượng chứ không phải đi sau", Giám đốc điều hành Cemvita Moji Karimi cho biết trong một tuyên bố. Công ty, được đồng sáng lập bởi Karimi và chị gái của ông, Tiến sĩ Tara Karimi (giám đốc khoa học của công ty), vào năm 2017, hy vọng sẽ sản xuất đủ lượng hydro vàng để sử dụng trong nhiều thập kỷ. Các quy trình thử nghiệm bắt đầu vào tháng 2 năm 2022, với các thử nghiệm thực địa được tiến hành vào tháng 7 năm 2022.
Theo Charles Nelson, giám đốc kinh doanh của Cemvita, đây là một "thành công to lớn". Hợp tác với một công ty sản xuất dầu ở lưu vực Permian thuộc Tây Texas, các nhà khoa học đã thử nghiệm các vi khuẩn trong một giếng cạn kiệt và cho chúng hoạt động. Kết quả là mức hydro cao gấp ba lần so với ước tính ban đầu.
Video do Cemvita Science cung cấp
Năng lượng hydro là một trong những nguồn năng lượng thay thế tốt nhất. Nó có trong tự nhiên và có thể được sản xuất. Khi đốt cháy, sản phẩm phụ duy nhất của nó là nước. Nhiên liệu hydro không thải ra khí thải độc hại, vì vậy nhiều nhà sản xuất ô tô đang cố gắng sử dụng nó làm nhiên liệu thay thế cho ô tô. Nó có hiệu suất gấp đôi nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù cần phải thử nghiệm nhiều hơn nữa về mặt này, nhưng các công ty như BMW đang đạt được tiến bộ.
Như đã đề cập ở trên, sản xuất nhiên liệu hydro rất tốn kém và tiêu tốn nhiều năng lượng. Hiện nay, nhiều sản phẩm hydro được phân loại theo màu sắc: xanh lá cây, xanh lam, xám, nâu và bây giờ là vàng. Các màu sắc xác định quy trình được sử dụng để tạo ra, như điện phân, sản xuất hơi metan, dầu hoặc than. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có phương pháp chiết xuất dựa trên vi sinh vật hoặc sinh học nào.
Quy trình vi sinh vật của Cemvita mô phỏng các hiện tượng tự nhiên ở đại dương. Các vi khuẩn ăn dầu đã tồn tại trong tự nhiên và được biết đến là có tác dụng hỗ trợ làm sạch các vụ tràn dầu.
Theo Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia, các vi khuẩn này ăn dầu như một phần của quá trình "phân hủy sinh học", giải phóng các phân tử carbon, hydro và oxy, các thành phần hóa học của dầu mỏ.
Những vi khuẩn này được tìm thấy ở vùng khí hậu nước ấm và lạnh, như Vịnh Ba Tư và Biển Chukchi ở Alaska. Chúng mất vài ngày để đạt đến quy mô quần thể đủ lớn để ăn hầu hết bữa tiệc dầu này và mỗi loại vi khuẩn đều đặc trưng cho loại nước mà chúng sống. Do đó, chúng không thể hòa nhập vào các môi trường khác mà chúng không thể sống tự nhiên.
Ảnh của Cemvita
Hydro vàng vẫn phải đối mặt với những trở ngại về mặt quy định trước khi có thể được khai thác hàng loạt. Một lượng lớn carbon dioxide được tạo ra trong quá trình vi sinh. Cemvita sẽ phải bù đắp lượng khí thải này hoặc cô lập chúng vĩnh viễn. Ngoài ra, nếu công ty không thể mua đứt các giếng dầu, công ty sẽ phải hợp tác với các công ty dầu khí hoặc cấp phép công nghệ của mình cho họ.
Tuy nhiên, công ty vẫn nhìn thấy cơ hội với hệ thống "vi sinh vật học trong bể chứa". Zach Broussard, người đứng đầu bộ phận vi sinh học dầu mỏ tại Cemvita và là giám đốc chương trình hydro vàng, cho biết trong một tuyên bố rằng "Vi sinh vật học trong bể chứa có tiềm năng đáng kinh ngạc trong việc mở ra lời hứa về Hydro vàng theo cách sạch sẽ và hiệu quả". "Thông qua chương trình này, chúng tôi mong muốn được hợp tác với các công ty coi trọng sự đổi mới mang tính đột phá thực sự và cam kết tiên phong trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, không chỉ nói suông".
