Phát hiện kho báu 6.200 tỷ tấn tồn tại 1 tỷ năm, đủ cung cho toàn thế giới trong 170.000 năm, mở khóa nguồn năng lượng sạch nhân loại khao khát

Năm 1987, một công nhân ở làng Bourakebougou của Mali, châu Phi, châm thuốc gần giếng khoan nước mới. Ngay khi ngọn lửa bén, một tiếng nổ vang từ lòng giếng. Sau này, giới khoa học xác định nguyên nhân là khí hydro dễ cháy thoát ra từ tầng chứa khí nằm sâu bên dưới.

Giếng được bịt lại trong nhiều năm. Đến 2011, công ty dầu khí Petroma (sau đổi tên thành Hydroma) mở lại giếng để đánh giá khả năng khai thác hydro thương mại. Một năm sau, giếng được đưa vào vận hành để sản xuất điện cho cả ngôi làng. Bourakebougou trở thành giếng hydro tự nhiên được khai thác thương mại đầu tiên trên thế giới.

Khả năng tạo điện không phát thải khiến hydro được kỳ vọng là nguồn năng lượng sạch của tương lai. Khi trộn với oxy trong pin nhiên liệu, hydro tạo ra điện và chỉ thải nhiệt cùng nước. Nhu cầu hydro toàn cầu dự báo tăng gấp 5 lần vào năm 2050 để phục vụ sản xuất vi điện tử, công nghiệp, giao thông và các tòa nhà.

Trong nhiều thập kỷ, cộng đồng khoa học tin rằng hydro khó có thể tích tụ trong lớp vỏ Trái đất giống dầu khí. Nhưng phát hiện ở Mali đã đảo ngược hoàn toàn giả thuyết này. Hàng loạt phát hiện mới cho thấy hydro tự nhiên, còn được gọi là “hydro vàng”, tồn tại ở nhiều khu vực hơn tưởng tượng.

Chuyên gia địa hóa dầu khí Geoffrey Ellis tại Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) nói: “Chúng tôi càng tìm thì càng thấy nhiều”.

Ngành công nghiệp hiện sản xuất gần như toàn bộ lượng hydro bằng cách đốt nóng khí tự nhiên với hơi nước, tạo ra “hydro xám”. Quy trình này thải khoảng 1 tỷ tấn CO2 mỗi năm, tương đương 2,4% lượng phát thải toàn cầu. Về lý thuyết, hydro xanh và hydro xanh lam có thể giảm phát thải, nhưng sản lượng hiện nay rất nhỏ.

“Hydro là nguồn năng lượng sạch, nhưng cách bạn tạo ra hydro mới là điều cốt lõi”, giáo sư Chris Ballentine tại Đại học Oxford nói.

Chính vì vậy, việc phát hiện những tầng chứa hydro tự nhiên có thể tạo ra bước ngoặt lớn. Một nghiên cứu gần đây của Ballentine cho thấy lớp vỏ lục địa của Trái đất đã tạo ra đủ hydro trong 1 tỷ năm qua để đáp ứng nhu cầu năng lượng hiện nay trong 170.000 năm. Một số ước tính khác cho rằng con số này có thể gấp đôi nếu tính cả các đá ophiolite - phần vỏ đại dương bị đẩy lên vỏ lục địa.

Vấn đề còn lại là lượng hydro này nằm ở đâu. Năm 2024, Ellis và cộng sự tính toán rằng Trái đất có thể chứa 6.200 tỷ tấn hydro , tức gấp 26 lần lượng dầu còn lại dưới lòng đất. Phần lớn chúng nằm quá sâu hoặc ở ngoài khơi, khó tiếp cận. Tuy nhiên, chỉ 2% lượng hydro này cũng đủ thay thế nhiên liệu hóa thạch trong 200 năm.

Hydro tự nhiên còn có lợi thế lớn về chi phí carbon. Việc khai thác chỉ phát sinh phát thải ở khâu vận hành, thay vì cả quá trình sản xuất như hydro công nghiệp.

Tại Mỹ, giới khoa học đã lập bản đồ các khu vực có khả năng chứa hydro dựa trên dữ liệu trọng lực và từ tính. Những nơi giàu đá sắt, có nước ngầm và có tầng giữ khí phù hợp được đánh giá là tiềm năng nhất.

Nếu được khai thác đúng cách, hydro tự nhiên có thể giảm phát thải ở nhiều lĩnh vực. Hydro có thể cung cấp năng lượng cho hoạt động khai thác mỏ hoặc sản xuất phân bón- ngành tiêu thụ lượng hydro rất lớn. Giáo sư Ballentine nhận định: “Nếu thay hydro từ nhiên liệu hóa thạch bằng hydro sạch, chúng ta sẽ tạo ra sự thay đổi lớn một cách nhanh chóng”.

Hydro tự nhiên không phải lời giải duy nhất cho khủng hoảng khí hậu, nhưng có thể góp phần giảm rủi ro.

Một câu hỏi lớn với doanh nghiệp là chi phí. Việc xây dựng nhà máy ngay tại mỏ hoặc vận chuyển hydro đến nơi tiêu thụ đều đòi hỏi vốn đầu tư đáng kể. Giáo sư Ballentine nói: “Nếu bạn ở vùng xa và phát hiện một mỏ lớn, chưa chắc đã nên khai thác. Chi phí đưa hydro ra thị trường có thể quá cao”.

Dù vậy, tâm lý chung vẫn là lạc quan. Ellis cho biết: “Tại Mỹ, đã có hơn một chục giếng được khoan. Họ đã tìm thấy rất nhiều hydro ”.

Theo LiveScience