Tây Ban Nha đẩy mạnh khám phá và công nghệ khai thác hydrogen tự nhiên

Ngày 9/2/2026

Trong bối cảnh châu Âu tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch có chi phí cạnh tranh và ít phát thải, hydrogen tự nhiên (natural hydrogen hay “white hydrogen”) đang nổi lên như một hướng đi mới. Tây Ban Nha, với đặc điểm địa chất đa dạng và hệ sinh thái nghiên cứu mạnh, đang từng bước tham gia vào làn sóng khám phá và phát triển loại tài nguyên này.

Hydrogen tự nhiên: Từ hiện tượng địa chất đến tài nguyên tiềm năng

Khác với hydrogen “xanh” hay “xám” được sản xuất công nghiệp, hydrogen tự nhiên hình thành từ các quá trình địa hóa trong lòng đất, đặc biệt là phản ứng giữa nước và các khoáng vật giàu sắt trong đá siêu mafic (serpentinization). Khí hydrogen có thể tích tụ trong các bẫy địa chất tương tự khí tự nhiên.

Trên thế giới, các phát hiện tại Mali, Mỹ, Pháp và Australia đã thúc đẩy sự quan tâm toàn cầu. Ở châu Âu, Pháp là nước đi đầu với việc xác nhận các tích tụ hydrogen tự nhiên tại vùng Lorraine. Tây Ban Nha, dù chưa công bố mỏ thương mại, đang tăng tốc nghiên cứu địa chất và đánh giá tiềm năng tài nguyên.

Tiềm năng địa chất tại Tây Ban Nha

Tây Ban Nha có nền địa chất phức tạp, bao gồm:

• Các khối ophiolite và đá siêu mafic ở dãy Pyrenees và vùng Galicia.

• Các đới đứt gãy sâu tại miền nam và trung tâm bán đảo Iberia.

• Các bể trầm tích có khả năng đóng vai trò bẫy khí.

Một số viện nghiên cứu như Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) đã tiến hành khảo sát khí thoát tự nhiên (gas seepage), đo nồng độ hydrogen trong đất và phân tích cấu trúc địa tầng để xác định khu vực tiềm năng.

Các nghiên cứu ban đầu cho thấy một số điểm có biểu hiện hydrogen vi lượng bất thường, song vẫn cần khoan thăm dò để đánh giá trữ lượng thực tế.

Vai trò của các viện nghiên cứu và trường đại học

Tây Ban Nha sở hữu mạng lưới nghiên cứu mạnh về địa chất và năng lượng:

• IGME-CSIC tập trung vào bản đồ địa hóa và mô hình sinh hydrogen trong vỏ Trái Đất.

• Các trường như Đại học Barcelona, Đại học Complutense Madrid và Đại học Zaragoza tham gia nghiên cứu quá trình serpentin hóa và động lực học chất lưu.

• Một số nhóm nghiên cứu hợp tác với đối tác Pháp và Đức trong khuôn khổ Horizon Europe để chia sẻ dữ liệu và phương pháp thăm dò.

Ngoài khảo sát thực địa, các nhóm nghiên cứu đang phát triển mô hình địa cơ học và địa hóa để dự báo khu vực có khả năng sinh và tích tụ hydrogen liên tục.

Công nghệ thăm dò và khai thác

Do hydrogen có phân tử nhỏ và khả năng khuếch tán cao, việc phát hiện và khai thác đòi hỏi công nghệ chuyên biệt.

Tây Ban Nha đang tiếp cận theo ba hướng chính:

1. Khảo sát địa hóa bề mặt

Sử dụng cảm biến đo khí trong đất và phân tích đồng vị để phân biệt hydrogen sinh học và hydrogen địa chất.

2. Khoan thăm dò mục tiêu

Áp dụng kinh nghiệm từ ngành dầu khí, nhưng điều chỉnh thiết kế giếng khoan để hạn chế rò rỉ hydrogen.

3. Hệ thống thu gom quy mô nhỏ

Một số dự án thử nghiệm châu Âu đang xem xét mô hình khai thác phân tán, nơi hydrogen được thu trực tiếp từ giếng nông và sử dụng tại chỗ để phát điện hoặc cung cấp cho cụm công nghiệp địa phương.

Hiện chưa có mỏ hydrogen tự nhiên thương mại tại Tây Ban Nha, nhưng các chuyên gia cho rằng nếu xác nhận được trữ lượng kinh tế, chi phí khai thác có thể thấp hơn hydrogen xanh do không cần điện phân.

Liên kết với chiến lược hydrogen quốc gia

Tây Ban Nha là một trong những quốc gia đi đầu châu Âu về hydrogen xanh, với mục tiêu mở rộng công suất điện phân và xây dựng hành lang xuất khẩu sang Pháp và Đức. Sự xuất hiện của hydrogen tự nhiên có thể bổ sung cho chiến lược này bằng cách:

• Giảm chi phí cung ứng hydrogen nội địa.

• Tăng tính ổn định nguồn cung so với sản xuất phụ thuộc năng lượng tái tạo.

• Tận dụng hạ tầng khí hiện có sau khi cải tạo.

Tuy nhiên, chính phủ vẫn thận trọng và coi hydrogen tự nhiên là lĩnh vực nghiên cứu tiềm năng thay vì trụ cột chiến lược trong ngắn hạn.

Thách thức và triển vọng

Hydrogen tự nhiên đặt ra nhiều câu hỏi khoa học và kinh tế:

• Liệu nguồn sinh hydrogen có liên tục và tái tạo tự nhiên theo thời gian?

• Trữ lượng có đủ lớn để khai thác thương mại?

• Có rủi ro môi trường tương tự khai thác khí tự nhiên hay không?

Các nhà khoa học Tây Ban Nha nhấn mạnh rằng cần thêm dữ liệu khoan và thử nghiệm dài hạn để đánh giá khả năng tái nạp tự nhiên của các hệ thống địa chất.

Dù còn ở giai đoạn đầu, Tây Ban Nha đang tích cực tham gia mạng lưới nghiên cứu châu Âu về hydrogen tự nhiên. Nếu các phát hiện địa chất được xác nhận, quốc gia này có thể trở thành một trong những trung tâm nghiên cứu và khai thác hydrogen tự nhiên tại khu vực Địa Trung Hải.

1. Hydrogen tự nhiên và bối cảnh ở Tây Ban Nha

Hydrogen tự nhiên (natural hydrogen) là khí hydrogen tồn tại trong lớp vỏ Trái Đất – hình thành qua các quá trình địa hóa như serpentin hóa và các phản ứng khoáng vật – khác với hydrogen “xanh” sản xuất bằng điện phân từ năng lượng tái tạo. Đặc tính phân tử nhỏ và tính phản ứng cao khiến quá trình hình thành và tích tụ khí này hiếm và đòi hỏi điều kiện địa chất đặc thù. Nhiều nghiên cứu toàn cầu đã ghi nhận hydrogen tự nhiên ở Pháp, Mỹ, Australia và Tây Ban Nha.

Tại Tây Ban Nha, hydrogen tự nhiên từng được ghi nhận ở tầng đá Bunter trong khoan Monzón-1 thuộc bồn trũng Ebro (Basin), nơi các điều kiện địa tầng phù hợp để khí tồn tại và có thể tích tụ.

2. Dự án thăm dò và quy định

Một số công ty tư nhân như Helios Aragón PTE đang xúc tiến nghiên cứu sâu hơn về hydrogen tự nhiên, bao gồm việc xin phép môi trường để khoan giếng thăm dò sâu ~3.850 m tại vùng Huesca và Monzón nhằm xác nhận trữ lượng và tiềm năng khai thác.

Tuy nhiên, theo luật khí hậu của Tây Ban Nha (định nghĩa hydrogen nguyên chất là “hydrocarbon”), việc khai thác hiện bị hạn chế nếu không được điều chỉnh trong luật khoáng sản, tạo nên yếu tố pháp lý cần thay đổi để phát triển thương mại.

3. Nghiên cứu địa chất và công nghệ liên quan

Các viện nghiên cứu tại Tây Ban Nha, đặc biệt là Instituto Geológico y Minero de España (IGME, CSIC), tham gia các dự án liên quan đến hydrogen dưới lòng đất:

• UNDERGY Project (Underground Energy): Nghiên cứu cơ sở công nghệ để lưu trữ hydrogen dưới lòng đất trong các cấu trúc nhiều lỗ rỗng và muối diapir.

• SELECH2-UNDERGY GESSAL: Phân tích và lựa chọn cấu trúc địa tầng phù hợp với việc lưu trữ hydrogen theo dữ liệu bản đồ địa hóa, địa chấn và khoan sâu.

• Nghiên cứu tương tác khí hydrogen với đá muối tại vùng Pyrenees Nam cho thấy tương thích khoáng vật tốt khi hydrogen tiếp xúc với halite ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, góp phần thẩm định phương án lưu trữ an toàn.

Những nghiên cứu này tập trung nhiều vào lưu trữ hydrogen xanh dưới lòng đất, nhưng các phương pháp địa chất và công nghệ khoan/lưu trữ cũng sẽ hỗ trợ cho việc định lượng hydrogen tự nhiên nếu xác thực các trữ lượng.

4. Kết luận tổng quan

• Tây Ban Nha chưa có mỏ hydrogen tự nhiên thương mại, nhưng có tiền sử phát hiện và nghiên cứu đáng kể (như tại Ebro Basin).

• Khung pháp lý hiện tại coi hydrogen nguyên chất là hydrocarbon, chưa thuận lợi cho phát triển thương mại.

• Các dự án nghiên cứu địa chất (IGME và đối tác) đang xây dựng nền tảng dữ liệu quan trọng cho tương lai, đặc biệt trong lưu trữ dưới lòng đất, một bước thiết yếu nếu các trữ lượng tự nhiên được công nhận lớn và bền vững.

Tài liệu nghiên cứu và dự án

• Monzón-1 well hydrogen evidence (European Federation of Geologists)

• IGME SELECH2-UNDERGY GESSAL project

• IGME UNDERGY project (underground storage research)

• Laboratory studies on hydrogen storage in Pyrenees salt formations

• Helios Aragón hydrogen exploration project