6 phút đọc
Sự kiện phát hiện mỏ khí hydro tự nhiên với độ tinh khiết đạt mức kỷ lục lên tới 98,24% tại bồn địa Tứ Xuyên (Trung Quốc) đang thu hút sự chú ý lớn từ giới khoa học và năng lượng toàn cầu. Khám phá này không chỉ thiết lập một cột mốc mới tại Trung Quốc mà còn cung cấp những dữ liệu thực tế quan trọng, trực tiếp thách thức các lý thuyết địa chất truyền thống về khả năng lưu trữ nguồn năng lượng sạch này trong lòng đất.
Giải mã nguồn gốc vô cơ của mỏ hydro tinh khiết kỷ lục
Theo tin tức từ Interesting Engineering, các nhà khoa học Trung Quốc đã tiến hành đo lường nồng độ hydro tự nhiên rò rỉ từ mặt đất tại khu vực bồn địa Tứ Xuyên vào tháng 6 năm 2026. Kết quả phân tích các mẫu khí thu được tại hiện trường cho thấy độ tinh khiết của hydro nằm trong khoảng từ 97,33% đến 98,24%.
Các kiểm tra chuyên sâu trong phòng thí nghiệm sau đó xác nhận lượng khí này gần như hoàn toàn là hydro tinh khiết, chỉ lẫn một lượng rất nhỏ khí nitơ và methane. Chuyên trang Hydrogen Insight nhận định, đây là một trong số ít các mỏ hydro trên phạm vi toàn cầu đạt được độ tinh khiết vượt trội trên ngưỡng 98%.
Để tìm hiểu cơ chế hình thành của mỏ khí đặc biệt này, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thử nghiệm hóa học và phân tích đồng vị carbon đối với lượng khí methane đi kèm. Nồng độ methane cực kỳ thấp trong mẫu vật đã mang lại manh mối quan trọng đầu tiên, giúp các nhà khoa học loại trừ khả năng hydro sinh ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ hoặc quá trình phân tách khí methane ở điều kiện nhiệt độ cao.
Thay vào đó, các dữ liệu thực tế xác nhận lượng khí hydro này có nguồn gốc từ hệ thống chất lỏng vô cơ nằm sâu trong vỏ Trái Đất. Đồng thời, việc phát hiện nồng độ nitơ siêu nhỏ cũng chứng minh đây không phải là hiện tượng ô nhiễm không khí từ môi trường bên ngoài, mà thực chất là chất lỏng được tạo ra trong quá trình biến đổi khoáng vật và cấu trúc của đá ở độ sâu lớn dưới lòng đất.
Cơ chế hoạt động của “cỗ máy sản xuất hydro” liên tục
Vị trí rò rỉ khí hydro được xác định nằm trong khu vực đá núi lửa thuộc kỷ Permi, ngay sát vành đai ophiolite (một phức hợp đá bao gồm vỏ đại dương và phần trên tầng manti của Trái Đất) Shimian-Miaowan Neoproterozoic. Dựa trên cấu trúc đặc thù của các thành hệ đá này, các nhà địa chất học đã đưa ra giả thuyết giải thích cơ chế sản xuất khí tự nhiên tại đây.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu suy đoán rằng đá peridotite khi trải qua quá trình biến chất dưới tác động của nước, hoặc đá diabase ban tinh (loại đá chứa nhiều tinh thể lớn) có từ kỷ Permi, đã hoạt động như một cỗ máy sản xuất hydro ngầm hoạt động liên tục dưới lòng đất. Sau khi được tạo ra, khí hydro nhanh chóng di chuyển hướng lên phía bề mặt thông qua các đường đứt gãy khu vực.
Nhờ tốc độ di chuyển cực kỳ nhanh chóng này, luồng khí hydro đã không gặp phải phản ứng Fischer-Tropsch – một phản ứng hóa học thông thường vốn sẽ biến đổi hydro thành các dạng hydrocarbon khác dưới lòng đất.
Các nhà nghiên cứu thực hiện lấy mẫu vật trực tiếp tại thực địa mỏ khí hydro tự nhiên. Ảnh: Natural Gas Exploration and Development
Bước ngoặt thay đổi định kiến địa chất học và tiềm năng thương mại
Trong nhiều thập kỷ qua, một định kiến lớn trong giới chuyên gia địa chất là phân tử hydro quá nhỏ và nhẹ để có thể tích tụ lâu dài dưới lòng đất mà không bị rò rỉ hoàn toàn ra ngoài không khí. Do đó, phần lớn các nhà khoa học trước đây chỉ coi hydro tự nhiên là một nguồn khí hiếm gặp mang tính hiện tượng, chứ không phải là một nguồn năng lượng có khả năng khai thác thực tế.
Tuy nhiên, các dữ liệu thực tế thu thập từ phát hiện mới tại Thành Đô đã bác bỏ quan điểm này. Khám phá này xác nhận rằng các bồn trầm tích cratonic hoàn toàn có khả năng chứa đựng các mỏ hydro tự nhiên với trữ lượng lớn và độ tinh khiết cao.
Tiềm năng của nguồn năng lượng này là vô cùng khổng lồ khi đặt trong bức tranh năng lượng toàn cầu:
- Trữ lượng toàn cầu cực lớn: Cục Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) ước tính tổng trữ lượng hydro tự nhiên ẩn sâu dưới lòng đất trên toàn thế giới rơi vào khoảng 5.600 tỷ tấn.
- Hiệu suất năng lượng vượt trội: Nếu nhân loại có thể khai thác thành công chỉ vỏn vẹn 2% trong tổng khối lượng ước tính kể trên, nguồn năng lượng tạo ra sẽ lớn gấp hai lần tổng trữ lượng khí đốt tự nhiên hiện tại trên toàn cầu.
- Cạnh tranh về chi phí: Theo thông tin từ Oilprice, hydro tự nhiên hoàn toàn có khả năng cạnh tranh sòng phẳng với các loại hydro sản xuất công nghiệp nếu chi phí khai thác thương mại của nó được tối ưu hóa xuống mức gần hoặc dưới 1 USD cho mỗi kilôgam (kg).
Những nút thắt công nghệ cần tiếp tục theo dõi
Mặc dù phát hiện tại bồn địa Tứ Xuyên mở ra một chương mới cho nghiên cứu năng lượng sạch, người tiêu dùng và giới quan sát công nghệ vẫn cần theo dõi sát sao các yếu tố thực tế sau trong thời gian tới:
- Khả năng tối ưu chi phí khai thác: Hiện tại vẫn chưa có dữ liệu thực tế về việc liệu công nghệ khai thác tại bồn địa Tứ Xuyên có thể đưa chi phí sản xuất thương mại tiệm cận mốc dưới 1 USD/kg hay không.
- Độ bền vững của nguồn phát: Dù được dự đoán là hoạt động như một “cỗ máy sản xuất liên tục”, tốc độ tái tạo thực tế của dòng khí hydro vô cơ này dưới lòng đất và thời gian khai thác khả dĩ vẫn là một ẩn số cần được làm rõ qua các thử nghiệm dài hạn tiếp theo.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
