Thứ hai 25/09/2017 22:20

Băng cháy và triển vọng về một cuộc cách mạng băng cháy

20:56 | 13/07/2017

|
Sự phát triển băng cháy trên khắp thế giới hiện vẫn còn giới hạn trong các nghiên cứu, đánh giá tài nguyên và thử nghiệm sản xuất. 

Phòng Thí nghiệm năng lượng Quốc gia Mỹ (NETL) cho biết: “Các nghiên cứu gần đây nhất về băng cháy cho thấy chúng có chứa nhiều carbon hữu cơ hơn tất cả các loại dầu mỏ, khí đốt và than đá của thế giới”. Tuy nhiên, Bộ Năng lượng Mỹ cho rằng, mặc dù các ước tính cho thấy hàm lượng khí methane là “rất lớn, có thể vượt quá năng lượng kết hợp của tất cả các nhiên liệu hóa thạch khác”, nhưng để sản xuất thương mại năng lượng từ chúng phải mất nhiều năm, thậm chí hàng chục năm nữa.

Khí đốt tự nhiên sạch hơn than đá và do đó, nó được xem như là một “nhiên liệu cần thiết cho một nền kinh tế năng lượng carbon thấp”. Tuy nhiên, băng cháy vẫn là loại nhiên liệu hóa thạch và việc khai thác khí đốt từ băng cháy hiện đang phải đối mặt với những thách thức cả về công nghệ và môi trường để trở nên khả thi về mặt thương mại.

bang chay va trien vong ve mot cuoc cach mang bang chay
Việc khai thác khí đốt từ băng cháy mới chỉ được tiến hành thử nghiệm

Do băng cháy được hình thành ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, nên có 2 mối nguy hiểm rất rõ ràng trong việc thương mại hóa khai thác khí đốt từ chúng. Đó là nguy cơ làm hư hại, làm mất ổn định đáy biển và nguy cơ rò rỉ khí methane, trong khi khí methane được cho là khí nhà kính gây hại nhiều hơn khí carbonic (CO2). Vì chỉ cần thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ tăng lên khoảng 1°C-20°C sẽ làm băng cháy phóng thích methane gây nên thảm họa nhà kính toàn cầu, gây sóng thần do các thềm lục địa đổ ập xuống.

Nhiều nước hiện nay đang tích cực nghiên cứu công nghệ khai thác khí đốt từ băng cháy.

Hồi tháng 5-2017, Trung Quốc tuyên bố họ đã khai thác thành công khí đốt từ băng cháy ở phần phía bắc của Biển Đông. Phó cục trưởng Cục Khảo sát địa chất Trung Quốc Lý Kim Phát còn dự báo khai thác thành công băng cháy ở Biển Đông có thể đặt nền tảng cho thương mại hóa nguồn năng lượng này trước năm 2030.

Đặc biệt, Nhật Bản đã phải chi thêm trung bình mỗi năm khoảng 30 tỉ USD để nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch trong 3 năm, kể từ sau thảm họa Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima, đã nghiên khai thác khí đốt từ băng cháy trong nhiều năm.

Vào tháng 3-2013, 2 năm sau thảm họa Fukushima, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Nhật Bản (JOGMEC) đã tiến hành thử nghiệm sản xuất khí đốt từ băng cháy ở khu vực vịnh Nankai, chiết xuất thành công trung bình 20.000m3 khí đốt trong 6 ngày.

Hồi tháng 6 vừa qua, Nhật Bản đã tiến hành thử nghiệm thứ hai chiết xuất khí đốt từ băng cháy, sau khi phải ngừng một thử nghiệm vào tháng 5-2017 do một lượng cát đáng kể tràn vào giếng khai thác.

Khi bắt đầu thử nghiệm thứ hai, Cơ quan Tài nguyên tự nhiên và Năng lượng Nhật Bản (ANRE) đã rất lạc quan về các kết quả thử nghiệm và cho biết, họ sẽ tiếp tục nghiên cứu và phát triển nhằm khởi động các dự án thương mại hóa sản xuất khí đốt từ băng cháy vào khoảng giữa năm 2020.

Mỹ cũng đã nghiên cứu băng cháy trong nhiều năm. Chẳng hạn, Đại học Texas ở Austin đã và đang chủ sự một chương trình nghiên cứu đa ngành về băng cháy ở Vịnh Mexico từ năm 2014-2020, với sự hỗ trợ của Bộ Năng lượng nước này. Khi bắt đầu chương trình vào năm 2014, Giáo sư Peter Flemings, Viện Nghiên cứu Địa vật lý thuộc Đại học Texas - một trong những nhà khoa học chính tham gia vào chương trình nói trên đã lưu ý: “Công việc chính của dự án này là lấy các mẫu nguyên vẹn, để chúng ta có thể hiểu rõ hơn cách tạo ra các lớp trầm tích này. Điều này cũng tương tự như cách chúng ta đã từng nghiên cứu về dầu và khí đá phiến 20, 30 năm trước. Khi đó, không ai trong chúng ta nghĩ rằng có thể sản xuất ra hydrocarbon từ đá phiến”.

Tuy nhiên, cũng như việc khai thác dầu khí từ đá phiến, việc chiết xuất khí đốt từ băng cháy có thể sẽ tạo ra một cuộc tranh cãi gay gắt, dai dẳng, là một cơn ác mộng đối với các nhà môi trường và trở thành thách thức đối với các nỗ lực chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

bang chay va trien vong ve mot cuoc cach mang bang chay

Từ nhiều thập niên trước, các nhà khoa học, nhà nghiên cứu và kỹ sư đã biết rằng, có một nguồn năng lượng bị mắc kẹt bên trong lớp băng và được tìm thấy dưới các lớp băng vĩnh cửu ở Bắc Cực hoặc dưới đáy đại dương.

Theo các nghiên cứu mới nhất, nguồn năng lượng, có tên khoa học là natural hydrate hoặc gas hydrate và thường được gọi là băng cháy (hay đá cháy - ice fire), có rất nhiều ở các vùng nước xa bờ của cả các nước giàu tài nguyên như Mỹ, hay những nước nhập khẩu năng lượng lớn như Nhật Bản. Các nước có trữ lượng băng cháy lớn nhất là Canada, Nga, Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc.

Không phải tất cả gas hydrate đều có màu trắng; băng cháy ở đáy biển Mexico có màu vàng, màu nâu, thậm chí có cả màu đỏ; còn ở đáy Đại Tây Dương và cao nguyên Black-Bahama lại có màu xám hay xanh da trời, có lẽ do ảnh hưởng của tạp chất trong các địa tầng.

Linh Phương