Mỏ năng lượng sạch cho nhân loại đủ dùng hàng nghìn năm ở ngay dưới chân ta

Đó là khả năng được đặt ra bởi ngày càng có nhiều khám phá về các mỏ “hydro trắng” với trữ lượng lớn dưới lòng đất trên khắp thế giới. Đốt hydro chỉ tạo ra nhiệt và nước nên không thải ra khí nhà kính. Chính điều đó đang thu hút sự đầu tư hàng tỉ USD khi các quốc gia khẩn trương loại bỏ nhiên liệu hóa thạch.

Nhưng không phải tất cả hydro đều được tạo ra như nhau, và ngành năng lượng sử dụng thang đo có mã màu để biểu thị tính bền vững với môi trường của mỗi loại. Phổ biến nhất là “hydro xám”, được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch, khí tự nhiên, “hydro xanh lam” được tạo ra theo cách tương tự nhưng giữ lại được khí thải carbon, “hydro xanh” được sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng sạch để tách nước. Đúng như tên gọi, hydro xanh là loại “xanh nhất” nhưng đắt đỏ nên được sản xuất với số lượng rất nhỏ.

Sau cùng, ta có hydro trắng được tạo ra mà không cần phải giải phóng khỏi các nguyên tố khác như oxy, vốn phải sử dụng một lượng lớn điện.

Trong một thời gian dài, nhiều nhà khoa học vẫn cho rằng không thể có trữ lượng lớn hydro trắng - nhưng hiện nay, người ta lại tin rằng hàng triệu megaton hydro đang nằm trong lớp vỏ Trái đất. Geoffrey Ellis, nhà nghiên cứu địa chất của Viện Khảo sát địa lý quốc gia Mỹ (USGS), chuyên gia hàng đầu về hydro trắng, cho biết trữ lượng này có khả năng cung cấp nhu cầu hydro toàn cầu trong hàng nghìn năm.

Những người tiên phong về hydro trắng cũng khẳng định nó có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn nhiều so với các loại hydro xanh. Theo Natural Hydrogen Energy, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Mỹ, giá thành tạo hydro trắng sẽ rẻ gấp đôi so với loại hydro xanh rẻ nhất.

Cho đến giờ, người ta vẫn ít chú ý rằng hydro trắng thực ra đã được con người sử dụng gần đây. Tại Bourakebougou, một ngôi làng hẻo lánh ở Mali - quốc gia thuộc Tây Phi không giáp biển, người ta đã chạy máy phát điện bằng hydro trắng trong hơn một thập niên. Phát kiến này xuất hiện sau khi một doanh nghiệp địa phương mời một công ty tư vấn Canada đến để kiểm tra vụ tai nạn giếng nước bốc cháy khi một công nhân châm thuốc gần đó.

Từ đó, họ phát hiện dưới giếng chứa 98% khí hydro. Thế là ra đời luôn công ty sản xuất điện đầu tiên trên thế giới từ hydro trắng mà không phát thải carbon, thông qua quá trình đốt cháy trực tiếp.

Chắc chắn đã có một chỗ rò khí và người công nhân hút thuốc xui xẻo ở Bourakebougou đã vô tình giúp lần ra mỏ khí. Cần lưu ý là hydro dễ cháy hơn nhiều so với khí tự nhiên và có thể gây cháy nổ nếu không được xử lý đúng cách. Lý do là khí rất nhẹ mà khi không có chất tạo mùi nào lẫn vào thì mọi người không thể nào phát hiện ra sự rò rỉ. Điều này khác với trường hợp các khí tự nhiên như metan, propan khi rò rì thường có lẫn mùi chứa lưu huỳnh rất dễ phát hiện.

Dù không tạo ra khí thải nhà kính nhưng rò rỉ khí hydro vẫn liên quan đến việc làm nóng hành tinh vốn đã quá nóng của chúng ta. Một nghiên cứu gần đây của Quỹ Bảo vệ môi trường cảnh báo rằng đặc tính nhẹ của khí hydro có nghĩa là nó dễ bị rò rỉ, vì vậy tác động làm nóng lên của khí này đã “vừa bị bỏ qua, vừa bị đánh giá thấp”.

Các nhà nghiên cứu lưu ý: “Do đó, hiệu quả của hydro như một chiến lược khử carbon, đặc biệt là trong khoảng thời gian vài thập niên, vẫn chưa rõ ràng”. Đây không phải là thách thức duy nhất cần vượt qua. Tiếp theo là việc tìm kiếm những mỏ khí đó, vì nhiều mỏ trữ lượng lớn được phát hiện cho đến nay đều là tình cờ như ở Bourakebougou.

Mỏ hydro trắng lớn nhất cho đến nay đã vô tình được tìm thấy ở Pháp vào mùa hè qua khi các nhà khoa học đang nghiên cứu khí metan tại một lưu vực khai thác.

Jacques Pironon và Philippe de Donato (Đại học Lorraine) cho biết: “Thỉnh thoảng, trong khoa học, người ta tình cờ gặp được thứ mà họ không tìm kiếm. Đôi khi, khám phá vô tình đó có giá trị lớn hơn công trình mà họ tham gia có chủ đích”.

Độ nhẹ của hydro cũng trở thành một vấn đề khi ta tìm cách vận chuyển, khiến nó trở nên đắt hơn vì lượng lớn bị rò rỉ. Giống như dự án ở Mali, hydro trắng có thể sử dụng hiệu quả ở địa phương nhưng lại trở nên quá tốn kém khi vận chuyển đường dài.

Bất chấp điều đó, vẫn có rất nhiều quan tâm đến hydro trắng như một nguồn năng lượng sạch có thể là vô hạn và nhiều dòng tiền đang đổ vào đầu tư. Công ty khởi nghiệp Koloma có trụ sở tại Denver đã giành được 91 triệu USD đầu tư từ một nhóm trong đó có Liên doanh Năng lượng đột phá của Bill Gates. Một công ty đầu tư định giá hydro trắng là ngành công nghiệp trị giá 75 tỉ USD vào năm 2030.

Michael E Webber (Đại học Texas ở Austin, Mỹ) đã chỉ ra những điểm tương đồng giữa hydro trắng và thời kỳ đầu bùng nổ fracking (kỹ thuật khai thác dầu mỏ và khí đốt), nơi “chủ yếu là ý tưởng chờ đợi các công nghệ, chính sách và điều kiện thị trường tốt hơn để nó phát triển thịnh vượng”, đồng thời Webber dự đoán: “Nếu đúng như vậy, có lẽ ngành dầu khí có thể chuyển nguồn lực của mình sang khai thác hydro được tạo ra bởi các quá trình địa chất dưới bề mặt, hướng tới kỷ nguyên mới của nhiên liệu carbon thấp. Bằng cách đó, các công ty có thể sử dụng năng lực ở quy mô toàn cầu để tăng cường sản xuất hydro một cách nhanh chóng, đồng thời không phải lo lắng thất nghiệp khi kỷ nguyên khai thác khí carbon kết thúc. Điều đó có thể mang lại cho câu chuyện hydro một kết thúc có hậu mà nó xứng đáng có”.