Mỏ dẫn đầu trong việc khám phá tiềm năng năng lượng chưa được khai thác của hydro địa chất
Hydro được coi là nhiên liệu đốt sạch đầy hứa hẹn có thể cung cấp năng lượng cho các ngành kinh tế có hàm lượng carbon cao, chẳng hạn như hàng không và vận chuyển đường dài, nhưng các phương pháp sản xuất hiện tại rất tốn kém và tiêu tốn nhiều năng lượng. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho thấy có thể khai thác một lượng lớn hydro địa chất từ các hồ chứa ngầm để đáp ứng nhu cầu năng lượng thay thế trong tương lai và các nhà nghiên cứu của Mines đang dẫn đầu trong việc tìm kiếm nguồn tài nguyên này.
Các nhà địa vật lý Mengli Zhang và Yaoguo Li đang làm việc với Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ như một phần của chương trình chung của ngành nhằm phát triển các kỹ thuật thăm dò để tìm hydro bị mắc kẹt dưới lòng đất. Các đối tác trong ngành bao gồm BP, Chevron, Petrobras và một số công ty khởi nghiệp đang hỗ trợ nghiên cứu này, nhằm phát triển các công cụ thăm dò bề mặt và dưới bề mặt để xác định trữ lượng hydro hoặc tìm các khu vực để tăng cường sản xuất hydro và tăng sản lượng.
Li đã gặp nhà nghiên cứu địa chất của USGS Geoffrey Ellis vào năm 2022 để tìm hiểu thêm về những nỗ lực của cơ quan này trong việc tìm hiểu các thành tạo địa chất tạo ra điều kiện lý tưởng cho một bể chứa hydro ngầm hoặc "hệ thống hydro", tương tự như cách hệ thống dầu mỏ hướng dẫn các nhà địa chất hiểu biết về nơi dầu và khí xuất hiện dưới lòng đất.
Ellis và các đồng nghiệp tại USGS đã đưa ra một số ước tính đáng kinh ngạc về trữ lượng hydro.
Trương nói,
Từ nguồn đá, có tiềm năng cung cấp năng lượng cho cuộc sống con người trong hàng trăm năm,
“Đó là một trong những lý do tại sao hydro địa chất lại nhận được nhiều sự chú ý đến vậy.
Zhang và Li hiện đang cùng nhau lãnh đạo một tập đoàn hydro địa chất với Ellis, và các nhà nghiên cứu tại Mines đang sử dụng chuyên môn địa vật lý của mình để phát triển các công cụ thăm dò ngầm có thể triển khai trực tiếp.
Trương nói,
Chúng tôi muốn chia sẻ hiểu biết và kiến thức của mình về cách tạo ra hydro địa chất, cách nó tích tụ trong các bể chứa và chỉ số trên bề mặt là gì—có công trình nghiên cứu về điều đó vì việc thăm dò bề mặt có thể tương đối rẻ,
“Đối với lớp dưới bề mặt, chúng tôi muốn cung cấp kiến thức về các cấu trúc và bối cảnh địa chất có tiềm năng cao để hình thành các bể chứa hydro địa chất.”
Ông Zhang cho biết cần phải nghiên cứu thêm để biết chính xác trữ lượng hydro ở đâu, nhưng Hoa Kỳ dường như có rất nhiều tiềm năng về hydro.
Trương nói,
'Lục địa trẻ hơn' có nhiều tiềm năng dự trữ hơn,
Một thách thức mà các nhà nghiên cứu phải đối mặt là ở nhiều môi trường dưới lòng đất, hydro dễ dàng được hấp thụ vào các loại đá xung quanh thông qua các phản ứng sinh học và hóa học.
Cô ấy nói,
Đối với hydro địa chất, thời gian để sản xuất nó tương đối ngắn—hàng thập kỷ thay vì hàng trăm hoặc hàng triệu năm,
“So với hydrocarbon, được sản xuất chậm và ổn định, hydro địa chất được sản xuất nhanh hơn nhưng không ổn định. Vì vậy, khó khăn là hydro dễ phản ứng với môi trường—nó có thể nhanh chóng bị môi trường tiêu thụ.”
Bất chấp những thách thức, cộng đồng hydro địa chất mới nổi vẫn lạc quan. Các mô hình mà Zhang và Li đang xây dựng, sử dụng dữ liệu địa vật lý và địa chất cùng AI để xác định và mô tả trữ lượng hydro địa chất, nắm giữ chìa khóa cho hoạt động thăm dò. Nhưng các mô hình của họ cũng khám phá các lựa chọn để kích thích hydro địa chất nếu họ có thể xác định được nguồn đá giàu sắt.
Trương giải thích như một khả năng,
Có thể là không có đủ lượng hydro tự nhiên, hoặc có thể nồng độ và thể tích không đủ để đạt được mức kinh tế,
“Nếu chúng ta có mục tiêu đầy tham vọng là chuyển hoàn toàn sang các giải pháp năng lượng carbon thấp, thì mức độ kinh tế là điều chúng ta cần cân nhắc, và nếu hydro là 2 đô la nhưng khí đốt là 1 đô la, thì nó không đủ tốt. Sau đó, chúng ta sẽ đến một cấp độ khác: Chúng ta có thể kích thích sản xuất hydro địa chất để cạnh tranh với dầu và khí đốt, để làm cho giá thấp hơn không?”
Giá cả là vấn đề quan trọng—đó là lý do khiến hydro không được sử dụng làm nhiên liệu, mặc dù có khả năng phóng tên lửa vào không gian. Khi được đốt trong pin nhiên liệu, khí thải duy nhất của hydro là nhiệt và nước, nhưng phần lớn hydro được sử dụng làm nhiên liệu hiện nay là chất mang được lấy một phần từ khí tự nhiên. “Hydro xanh” không carbon sử dụng một lượng lớn năng lượng gió hoặc mặt trời để sản xuất hydro từ nước. Là một nguồn tài nguyên, hydro địa chất sẽ cần xử lý tối thiểu, khiến nó trở thành một giải pháp thay thế khả thi về mặt kinh tế cho những thách thức hiện tại của nhiên liệu.
Zhang cho biết Mines cung cấp nền tảng hoàn hảo cho nghiên cứu của họ trong lĩnh vực thú vị này.
Tình hình hydro địa chất là sự kết hợp của hệ thống khoáng chất và hệ thống hydrocarbon.
“Khai khoáng mang lại điều gì? Một trăm năm mươi năm kinh nghiệm thăm dò khoáng sản và khai khoáng. Chúng tôi có các khoa khai khoáng, dầu khí, địa chất và địa vật lý. Tất cả các khoa này đều cung cấp các yếu tố cần thiết để có chuyên môn về hydro địa chất. Theo tôi biết, không có trường đại học nào khác có kiến thức sâu rộng như Khai khoáng.”
Mỏ dẫn đầu trong việc khám phá tiềm năng năng lượng chưa được khai thác của hydro địa chất
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
