Trong khi an ninh năng lượng thế giới đang vào “vạch đỏ”, khoảng 50 năm nữa các giếng dầu cạn kiệt, giếng than ngày càng sâu thẳm, khó khai thác,… thì các nhà khoa học ngày càng tiếp cận đến “băng cháy” nguồn năng lượng tiềm năng nhưng cũng nhiều thách thức về công nghệ khai thác, chế biến và bảo vệ môi trường...

Nghiên cứu băng cháy trên thế giới

 Khí hydrate được phát hiện năm 1811 bởi  Sir Humphrey Davy, sau đó được Faraday nghiên cứu chi tiết năm 1823, năm 1892 Wroblewsky đã quan sát những tinh thể giống băng. Đến năm 1923 khí hydrat thực sự được quan tâm nó là “thủ phạm” làm tắc ống dẫn khí ở Kazăcstan.

Băng cháy ở thể rắn, hình thành từ khí thiên nhiên và nước, ở dưới điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0⁰ C), có tên khoa học là Natural hydrate, hoặc Gas hydrate.  Ở mỗi vùng, băng cháy có màu vàng, nâu, đỏ, xám hay xanh da trời, có thể do tạp chất, xác sinh vật ở bể trầm tích. Khi hàm lượng methane vượt quá 75% thành phần của Gas hydrate thì nó thường được gọi là methane hydrat.

Các nghiên cứu khoa học chỉ ra: Trong tự nhiên, 1m³ khí hydrat (loại hydrat methane) có tỷ trọng 913kg/m³, khi bị phá huỷ sẽ giải phóng 164 m³ khí methane và 0,87 m³ nước. Ðây chính là khả năng tiềm tàng gây ra hiệu ứng nhà kính khi giải phóng khí hydrat trong điều kiện tự nhiên, cũng như gây ra các tai biến địa chất như sụt đất, trượt đất, sóng thần và động đất.

Giới nghiên cứu ở các quốc gia đã lập được bản đồ phân bố băng cháy ở các vùng biển, tập trung chủ yếu ở hai cực trái đất và dự báo trữ lượng lớn gấp khoảng 100 lần so với ở trên lục địa, đủ cung cấp khí đốt cho thế giới khoảng vài trăm năm.

Tình hình khai thác và sử dụng băng cháy, đến nay có tới  hơn 70 quốc gia quan tâm nghiên cứu, điều tra cơ bản, tìm kiếm công nghệ khai thác, đặc biệt là các nước như Hoa Kỳ, Canada, CHLB Ðức, Nga, Ấn Ðộ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Mexico… Ðã có nhiều hội nghị quốc tế về “băng cháy” được tổ chức, quy mô lớn nhất là Hội nghị quốc tế về khí hydrat (International Conference on Gas Hydrate-ICGH) được tổ chức 3 năm một lần, bắt đầu từ năm 1993 ở New York (Hoa Kỳ).

Từ 2000 - 2004, Hàn Quốc đo vẽ địa vật lý trên các bể trầm tích ở các vùng biển sâu được dự báo là có khí hydrat, có đủ cứ liệu về bể trầm tích Ulleung ở biển Ðông Hàn Quốc, đã xây dựng chương trình phát triển loại năng lượng này.

Năm 1974, Nhật Bản tập trung nghiên cứu, đo vẽ bản đồ địa chất vùng có băng cháy ở đáy biển. Đến năm 1998, Sở Ðịa chất Nhật Bản hợp tác với Sở Ðịa chất Mỹ nghiên cứu và tổng hợp thành công khí hydrat trong phòng thí nghiệm. Gần đây, Nhật Bản tìm cách chiết xuất khí đốt từ băng cháy lấy từ vùng biển tây nam Tokyo. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật chuẩn bị đề xuất hơn 127,5 triệu USD cho dự án khai thác.

Trung Quốc đã xúc tiến nghiên cứu, điều tra  đánh giá về tiềm năng và bước đầu đã thu thập được mẫu khí hydrat trong khu vực Biển Ðông. Hiện tại, Trung Quốc đã lập cơ cấu nghiên cứu, đào tạo cán bộ cho việc sử dụng băng cháy… Nga đã khai thác băng cháy ở Siberi từ năm 1965. 

Đến nay, “băng cháy” vẫn ở dạng tiềm năng thách đố các nhà khoa học, giới đầu tư, chưa có quốc gia nào khai thác ở quy mô công nghiệp. Nhân loại phải đợi đến vài chục năm, khi mà thúc ép về nhu cầu năng lượng lên cao, cũng chưa có dự báo nào về giá thành của năng lượng thành phẩm dạng khí gas? Tổ chức Thương mại thế giới (WTO) đang xúc tiến thành lập một tổ chức tư vấn quốc tế về “băng cháy” để hỗ trợ các nước thành viên hợp tác nghiên cứu công nghệ, thăm dò, khai thác, phân chia quyền lợi.

Tiềm năng băng cháy ở biển Việt Nam

Bộ Tài nguyên và Môi trường cho biết, Việt Nam có băng cháy và trữ lượng ở mức trung bình. Theo Quyết định 796/QĐ-TTg ngày 03/6/2010 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt “Chương trình nghiên cứu, điều tra cơ bản về tiềm năng khí hydrat ở các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam”,  Trung tâm địa chất Khoảng sản biển, thuộc Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường), Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam (Bộ Công Thương) chủ trì, tiến hành với hai giai đoạn.

Giai đoạn 1 (2010 – 2015): Xác định sự tồn tại của khí hydrate ở các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam; Phát hiện các cấu trúc địa chất có triển vọng tồn tại khí hydrate; Xây dựng cơ sở dữ liệu về tài nguyên khí hydrate bảo đảm tính hệ thống, đồng bộ, hiện đại, có độ tin cậy cao; Xây dựng cơ sở vật chất, kỹ thuật; đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học và công nghệ trong nghiên cứu, điều tra khí hydrate.

Giai đoạn 2 (2015 – 2020):  Điều tra, khẳng định các cấu trúc địa chất có tiềm năng khí hydrate để chuyển giao cho công tác thăm dò, đánh giá trữ lượng; Cập nhật cơ sở dữ liệu về tài nguyên khí hydrate vào hệ thống cơ sở dữ liệu tài nguyên - môi trường biểnViệt Nam; Xây dựng đội ngũ cán bộ khoa học có trình độ cao trong nghiên cứu, điều tra; Xây dựng cơ sở vật chất, kỹ thuật hiện đại phục vụ việc nghiên cứu, điều tra; Xây dựng hệ thống chính sách, pháp luật phục vụ việc quản lý tài nguyên khí hydrate và bảo vệ môi trường.

Mai Nguyên (tổng hợp)