Ước tính về hydro bị giữ lại trên toàn cầu – một sự kiểm tra thực tế
Nếu có một lượng hydro tương tự trong các lưu vực trầm tích như dầu mỏ, tại sao không bao giờ tìm thấy sự tích tụ?
Trong vài năm qua, đã có một luồng tin tức liên tục về "những khám phá hydro tự nhiên mang tính đột phá". Một bài báo của Ellis và Gelman, được xuất bản vào cuối năm ngoái, rất phù hợp với câu chuyện đó và đã gây náo loạn trên các phương tiện truyền thông chính thống và phương tiện truyền thông xã hội: "Dự đoán mô hình về các nguồn hydro địa chất toàn cầu".
Ellis và Gelman sử dụng một mô hình toán học để tính toán các luồng hydro toàn cầu và bẫy. Họ giả định "phần trăm hiệu quả bẫy" là 0,01 (1%), lấy cảm hứng từ các chất tương tự dầu mỏ, để đưa ra ước tính "có khả năng nhất" (P50) về "Hydro-In-Place" bị giữ lại trong lòng đất trên toàn cầu, khoảng 5,6 triệu Mt.
6,6 triệu Mt hydro bị giữ lại trên toàn cầu – một sự kiểm tra thực tế… Minh họa: vẽ lại theo Arnout Everts.
Tuy nhiên, các thiết lập địa chất tạo nên “hiệu quả bẫy tương tự dầu mỏ” được sử dụng trong mô hình của Ellis và Gelman chủ yếu chỉ giới hạn ở các lưu vực trầm tích, nơi có các bẫy dầu mỏ. Ở các tỉnh địa chất khác, ví dụ như trong các lá chắn craton hoặc lớp vỏ đại dương, các luồng hydro vẫn có thể xảy ra mặc dù việc bẫy - nếu có - sẽ ở số lượng tương đối nhỏ và từ các loại đá không thuận lợi cho việc phục hồi tài nguyên. Do đó, sẽ tốt hơn nhiều nếu chia mô hình “luồng toàn cầu” của Ellis và Gelman thành các miền vỏ khác nhau như các lưu vực trầm tích, lá chắn craton và đại dương.
Sau đó, mỗi miền vỏ sẽ có phạm vi riêng về luồng hydro; thấp ở các lưu vực trầm tích, cao ở lớp vỏ đại dương, trung bình ở các lá chắn craton. Cơ hội bẫy cũng có thể được tinh chỉnh thành cao ở các lưu vực trầm tích, thấp ở các craton và trung bình ở các đại dương. Kết quả mô hình sẽ thực tế hơn theo cách này.
Xét đến việc các lưu vực trầm tích chiếm khoảng 17% bề mặt Trái đất, có thể thực hiện kiểm tra thực tế đối với kết quả mô hình của Ellis và Gelman. Giả sử các thông lượng hydro là đồng nhất trong các bối cảnh khác nhau, mô hình của Ellis và Gelman ngụ ý rằng hydro bị giữ lại tại chỗ trên khắp các lưu vực trầm tích trên toàn cầu có thể vào khoảng 17% * 5,6 = 950 nghìn Mt. Về mặt năng lượng, 34 triệu TWh hoặc 20 nghìn tỷ thùng dầu tương đương.
Sau đó, điều này cho phép so sánh với số lượng tài nguyên dầu khí. Sản lượng dầu cho đến nay và dự kiến trong tương lai gần lên tới khoảng 3,15 nghìn tỷ BOE. Sản lượng khí đốt trong lịch sử và trong tương lai gần sẽ bổ sung thêm 2 nghìn tỷ BOE. Giả sử hệ số thu hồi đối với dầu là 10% và đối với khí là 50%, thì số lượng dầu khí tại chỗ phù hợp với tất cả sản lượng và trữ lượng lịch sử này có thể lên tới khoảng 35 nghìn tỷ BOE.
Nói cách khác, ước tính của Ellis và Gelman về hydro tại chỗ, được chia tỷ lệ với các lưu vực trầm tích, có cùng cấp độ với hydrocarbon tại chỗ tương đương với tất cả sản lượng dầu khí trong lịch sử và trữ lượng còn lại.
Sau đó, có vẻ cực kỳ kỳ lạ rằng mặc dù đã trải qua nhiều thập kỷ thăm dò trong đó hàng chục nghìn giếng đã được lấy mẫu trên toàn cầu để phân tích thành phần khí chi tiết và hàng triệu giếng đã được ghi lại bằng các công cụ mật độ neutron có khả năng phát hiện hydro, nhưng không có mỏ khí hydro nào được phát hiện. Điều đó không có nghĩa là các mỏ như vậy không thể tồn tại. Nhưng nó cho thấy rằng các con số hydro tại chỗ của Ellis và Gelman có rất ít ảnh hưởng đến thực tế.
