Mỏ hydro trắng lớn nhất thế giới được tìm thấy ở Pháp
Các nhà khoa học ở Pháp đã phát hiện ra một mỏ hydro tự nhiên tiềm năng, hay hydro trắng, ở vùng Lorraine.
Ảnh: Pexels/ IslandHopper X
Các nhà khoa học ở Pháp đã phát hiện ra một mỏ hydro tự nhiên tiềm năng, hay hydro trắng, ở vùng Lorraine.
Điều này có nghĩa là mỏ này có thể chứa tới 46 triệu tấn hydro trắng, chiếm hơn một nửa sản lượng hydro xám hàng năm hiện tại của thế giới.
Nồng độ hydro trong mỏ ước tính là 14% ở độ sâu 1100 mét.
Giai đoạn nghiên cứu tiếp theo sẽ bao gồm việc khoan thêm nhiều lỗ khoan để xác nhận kích thước và phạm vi của mỏ.
Thỉnh thoảng, trong khoa học, người ta tình cờ phát hiện ra thứ gì đó mà mình không tìm kiếm. Thỉnh thoảng, khám phá đó có giá trị lớn hơn so với giá trị ban đầu mà người ta tìm kiếm. Hãy gọi đó là sự tình cờ. Đó là những gì đã xảy ra với chúng tôi khi chúng tôi thăm dò lớp đất bên dưới ở Lorraine, Đông Nam nước Pháp và phát hiện ra một mỏ tiềm năng của hydro tự nhiên hoặc hydro trắng. Trong lớp đất bên dưới của khu vực này, nơi vẫn bị ảnh hưởng nặng nề bởi quá trình phi công nghiệp hóa, có thể ẩn chứa không gì khác ngoài nguồn cung cấp khí đốt lớn nhất thế giới cho đến nay.
Từ một nhiệm vụ về mêtan đến khám phá hydro
Cho đến nay, hầu hết các khám phá về hydro trắng đều được các nhà địa chất tình cờ thực hiện khi đang săn tìm nhiên liệu hóa thạch. Là thành viên của Phòng thí nghiệm GeoRessources thuộc Đại học Lorraine và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS), chúng tôi cũng không ngoại lệ.
Nhóm của chúng tôi đã bắt đầu đánh giá mức độ khí mêtan trong lớp đất bên dưới Lorraine, để ước tính tổng lượng hiện có và xem liệu sản xuất tại địa phương có khả thi hay không. Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi cần phát triển công nghệ mới để thăm dò, tại chỗ và liên tục, các khối đá từ kỷ Than đá, kỷ địa chất từ 359 đến 299 triệu năm trước.
Điều này phần lớn có thể thực hiện được nhờ sự phát triển của đầu dò SysMoG, hợp tác với công ty Solexperts, một công cụ cho phép chúng tôi phân tích khí hòa tan trong nước trong các khối đá ở độ sâu lên đến 1200 mét trong khi vẫn tôn trọng môi trường: lần đầu tiên trên thế giới.
Đầu dò đo lường SysMoG đã sẵn sàng để bắt đầu khoan trong một giếng có đường kính khoảng 6 cm. Ảnh: GeoResources
Sau khi theo dõi hóa học các tầng đá và các mỏ mêtan đi kèm, chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng có một tỷ lệ lớn hydro và nồng độ của nó tăng lên khi chúng tôi đi xuống, đạt 20% ở độ sâu 1250 mét. Các mức độ như vậy cho phép chúng tôi suy đoán rằng ở độ sâu 3000 mét dưới lòng đất, hàm lượng hydro có thể vượt quá 90%, theo mô hình của chúng tôi. Dựa trên dữ liệu khí ở độ sâu 1100 mét dưới lòng đất (14% hydro), mỏ Lorraine có thể chứa tới 46 triệu tấn hydro trắng, tức là hơn một nửa sản lượng hydro xám hàng năm hiện tại của thế giới.
Con số này cao hơn các trữ lượng hydro trắng tiềm năng khác của Pháp hiện đang được thăm dò ở dãy Alps, New Caledonia và dãy Pyrenees. Cùng với mỏ Lorraine, các nguồn tài nguyên này có thể giúp Pháp sản xuất ba triệu tấn khí mỗi năm. Các mỏ chưa được khai thác khác có thể nằm ở Hoa Kỳ, Úc và các nơi khác ở Châu Âu, bao gồm Tây Ban Nha, Đức, Kosovo, Iceland, Phần Lan, Thụy Điển, Ba Lan, Serbia, Na Uy, Ukraine, Nga và Kazakhstan.
Ra mắt vào năm 2014, giếng ở Bourakébougou, Tây Mali, vẫn là địa điểm hydro trắng duy nhất được khai thác trên thế giới. Tuy nhiên, sản lượng của nó, chỉ khoảng 5 tấn mỗi năm, vẫn còn khiêm tốn khi so sánh với sản lượng hydro xám toàn cầu ước tính là 80 triệu tấn mỗi năm.
Các màu sắc khác nhau của hydro
“Màu sắc” của hydro chỉ ra quá trình sản xuất ra chúng. Xin nhắc lại, hydro là một loại khí, hầu hết thời gian, được tìm thấy trong các hợp chất với các nguyên tố khác, ví dụ như trong nước và nhiên liệu hóa thạch.
Hydro xám là hydro được sản xuất trong nhà máy bằng cách xử lý khí tự nhiên. Hiện tại, đây là nguồn hydro chính được sử dụng trong năng lượng và bị chỉ trích vì lượng CO2 thải ra trong quá trình sản xuất.
Hydro đen được tạo ra từ than đá, trong khi hydro xanh có nguồn gốc từ quá trình điện phân nước bằng điện được tạo ra từ các nguồn tái tạo. Tất cả các loại hydro này được gọi là dạng năng lượng thứ cấp. Hydro trắng, là thứ chúng ta quan tâm ở đây, là hydro đã có sẵn ở trạng thái đó trong tự nhiên. Do đó, đây là nguồn năng lượng chính.
Thiết bị xung quanh đầu dò cho phép theo dõi khí từ dưới lòng đất lên đến hơn 1000m. Ảnh: GeoResources
Bước tiếp theo: khai quật đến 3.000 mét
Nguồn cung cấp hydro trắng tiềm năng có sẵn trực tiếp mang lại lợi thế lớn là không cần thêm năng lượng đầu vào từ các loại khí/chất khác. Đây cũng là lý do gây phấn khích, vì lý thuyết mà chúng ta hiện đang hướng đến để giải thích sự hiện diện của hydro dưới Lorraine sẽ gợi ý về nguồn cung cấp gần như vô hạn của loại khí này.
Khi nói đến việc khai thác nguồn cung cấp như vậy, có vẻ như là một chặng đường dài nhưng con đường để đạt được điều đó đã được vạch ra rất rõ ràng. Trước tiên, chúng ta cần chứng minh rằng hydro được phân bố đều trong một lưu vực có diện tích 490km2. Để làm được điều này, giai đoạn tiếp theo bao gồm triển khai đầu dò SysMoG trong các lỗ khoan gần lỗ khoan hiện có tại Folschviller, nơi chúng tôi phát hiện ra sự hiện diện của hydro. Sau đó, chúng ta cần chứng minh rằng nồng độ hydro tiếp tục tăng ở độ sâu lớn hơn 1200 mét.
Đáng buồn thay, không có bất kỳ lỗ khoan nào ở khu vực Lorraine cho phép chúng ta đưa đầu dò xuống sâu như vậy.
Tại Folschviller, mỏ than cuối cùng đã đóng cửa vào năm 1979. Kể từ đó, thị trấn đã mất đi một phần năm dân số. Ngày nay, triển vọng khai thác hydro được chính quyền địa phương nồng nhiệt chào đón. Ảnh: A.BourgeoisP/Wikimedia, CC BY-SA
Chúng tôi đề xuất một cuộc khai quật sâu (xuống độ sâu 3000 mét) để chứng minh rằng nồng độ hydro thực sự tăng lên khi bạn đi xuống. Nếu đúng như vậy, chúng tôi sẽ xác nhận sự hiện diện của một mỏ hydro tự nhiên đặc biệt, lớn hơn bất kỳ mỏ nào được phát hiện ở nơi khác và chúng tôi có thể đưa ra ước tính thực tế đầu tiên về quy mô của nó.
Một số đối tác thương mại và tổ chức, cả Pháp và quốc tế, quan tâm đến việc tài trợ cho dự án. Chúng tôi vẫn phải thuyết phục nhà nước Pháp về giá trị của sáng kiến này, để cuối cùng có được các giấy phép cần thiết. Sau khi thực hiện tất cả các bước, công việc sẽ được thực hiện thông qua chương trình nghiên cứu REGALOR II của chúng tôi, mà chúng tôi hy vọng sẽ bắt đầu vào quý đầu tiên của năm 2024 và dự kiến kéo dài trong 3-4 năm.
Hydro vẫn khơi dậy nỗi sợ phi lý
Công chúng nói chung vẫn có thể lo lắng về hydro, đặc biệt là những người lớn tuổi lớn lên cùng hình ảnh của Zeppelin LZ129: Hindenburg. Chiếc khinh khí cầu chạy bằng hydro này đã bốc cháy khi hạ cánh vào năm 1937, để lại dấu ấn không thể phai mờ trong nhận thức của mọi người về loại khí này. Không thể phủ nhận, hydro giống như tất cả các loại khí nhiên liệu hóa thạch khác đều dễ cháy. Nó có thể tạo thành các hợp chất dễ bay hơi khi nồng độ trong không khí vượt quá 4%. Tuy nhiên, không có nguy cơ nó phát nổ dưới lòng đất trong các thành tạo đá Than đá của Lorraine, vì không có oxy để nó kết hợp với. Một trong những thách thức của việc khai thác hydro trong tương lai tiềm năng ở đây là tránh mọi tiếp xúc giữa hydro và oxy trong không khí, thông qua các quá trình tách và phân phối.
Công chúng nói chung vẫn có thể lo lắng về hydro, đặc biệt là những người lớn tuổi lớn lên cùng hình ảnh của Zeppelin LZ129: Hindenburg. Vụ nổ của chiếc khinh khí cầu chạy bằng hydro này giữa chuyến bay vào năm 1937 đã có tác động không thể xóa nhòa đến cách nhận thức về khí này. Ảnh: Wikimedia
Tuy nhiên, hydro là một loại khí nhẹ, thoát ra qua khe hở nhỏ nhất hoặc chỉ đơn giản là lọc qua các vật chất khác. Chính đặc tính này giải thích cho những khó khăn khi lưu trữ hydro trong thời gian dài. Nhưng việc xử lý hydro là điều bình thường, trong cả công nghiệp và vận tải, và những rủi ro đã được kiểm soát trong một thời gian dài.
Tại Lorraine, sau những khám phá ban đầu của chúng tôi ở Folschviller, chúng tôi đã thấy một làn sóng nhiệt tình từ các ủy viên hội đồng được bầu của các thị trấn lân cận và sự ủng hộ thực sự để tiếp tục hoạt động thăm dò. Di sản khai thác của khu vực này, nơi vẫn tiếp tục bị tàn phá bởi các vụ đóng cửa (trong các lĩnh vực than và thép) đối với chúng tôi là một tài sản đáng kể trong mọi kịch bản có thể xảy ra trong tương lai để khoan tìm hydro, vì người dân rất quen thuộc với địa chất và vẫn giữ được các kỹ năng khai thác mạnh mẽ.
