Băng cháy – Nguồn nguyên liệu tương lai

• Nguồn năng lượng mới: Băng có thể đốt cháy

May sao, trong quá trình tìm kiếm, các nhà khoa học đã phát hiện một nguồn năng lượng có thể kéo dài khai thác đến 2.000 năm. Đó là metal hydrat - hay còn gọi là "băng cháy". Tại một số vùng biển thuộc chủ quyền Việt Nam, bên cạnh nguồn dầu khí, trữ lượng băng cháy được đánh giá là rất lớn và nếu khai thác thành công, nó sẽ đảm bảo an ninh năng lượng cho chúng ta trong một thời gian dài...

Băng cháy là gì?

Băng cháy - tên khoa học là metal hydrat, hydromethane, băng methane, đá lửa, nước đá cháy, khí đốt hydrat tự nhiên hoặc khí hydrat - là một hợp chất tạo ra bởi nước đông đặc thành băng dạng mắt lưới, trong đó mỗi mắt lưới (tinh thể băng) chứa một lượng khí metal. Khi chất khí này được giải phóng rồi đem đốt, nó cung cấp một nhiệt lượng gấp 5 lần khí đốt thiên nhiên (mà ta vẫn quen gọi là gas) với cùng một khối lượng.

Metal tạo ra bởi một số loài vi khuẩn hiếu khí. Nó phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường oxy thấp và quá trình này sản sinh metal. Khi có sự dịch chuyển của những đứt gãy địa chất dưới đáy biển, khí metal thoát ra, tiếp xúc với nước biển lạnh, kết tủa rồi bị các tinh thể băng giam cầm.

Trước đây, người ta cho rằng băng cháy chỉ xuất hiện ở các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời, nơi có nhiệt độ cực thấp nhưng hiện tại, băng cháy đã được tìm thấy dưới lớp trầm tích trong các đại dương trên trái đất chúng ta, ở độ sâu dưới 2.000m, nhiệt độ từ -2oC đến -120oC với trữ lượng vô cùng lớn. Theo ước tính, tổng lượng khí metal hydrat đang tồn tại trên trái đất nhiều gấp khoảng 3 lần các nhiên liệu hóa thạch đã được biết đến.

Những khảo sát tại Nam cực cho thấy băng cháy đã hình thành từ 800.000 năm trước đây, và ở những khu vực xuất hiện băng cháy thì cứ 1cm3 băng, có khoảng 0,9g metal. Bên cạnh đó, băng cháy còn được tìm thấy dưới đáy những hồ nước ngọt như hồ Baikal ở Siberia, các sông băng ở Alaska, ở phía bắc Canada, độ sâu dưới 800m.

Khai thác metal hydrat bằng cách nào?

Như đã nói ở trên, khí metal hydrat bị giam cầm trong những tinh thể băng tuyết. Theo lý thuyết, để khai thác người ta phải làm tan băng. Năm 2008, các kỹ sư dầu khí Nhật Bản và Canada đã chiết xuất thành công khí metal trong một dự án thử nghiệm, tiến hành dưới đáy sông Mallik, vùng đồng bằng Mackenzie, Canada.

Trước đó, năm 2002, các kỹ sư này cũng đã thử tách khí metal ra khỏi lớp băng ở đáy sông Malik bằng cách dùng hơi nóng nhưng năm 2008, thay vì dùng hơi nóng, họ giải nén khí metal bằng cách làm giảm áp lực trên các khối băng có chứa metal. Phương pháp này ít tốn kém năng lượng hơn, và không quá khó để thực hiện.

Năm 2010, hai nhà khoa học là Bjorn Kvamme và Arne Graue thuộc Viện Vật lý công nghệ tại Đại học Bergen đã phát triển một phương pháp mới để tách khí metal ra khỏi băng. Đó là bơm khí CO2 vào những khối băng để giải nén metal hydrat. TạI vùng biển Nankai, tây nam Tokyo, Nhật Bản, các kỹ sư của Tổng Công ty Dầu khí Nippon đã sử dụng những thiết bị đặc biệt, khoan vào một tảng băng nằm ở độ sâu 300m dưới đáy biển rồi giải nén bằng khí CO2. Metal thoát ra được dẫn theo một đường ống, đưa lên mặt đất và được đốt cháy để đánh giá hiệu năng.

Theo một phát ngôn viên của Bộ Công nghiệp Nhật Bản thì đây là thành công đầu tiên trên thế giới. Ông nói: "Nhật Bản lần đầu tiên có nguồn năng lượng của riêng mình". Nhà địa chất hải dương là tiến sĩ Mikio Sato nhận xét: "Bây giờ chúng ta (tức nước Nhật) đã có thể khai thác nguồn năng lượng 1,1 nghìn tỉ mét khối khí metal dưới đáy biển Nankai bằng những công nghệ ít tốn kém nhất. Nó đủ để đáp ứng nhu cầu về năng lượng của chúng ta trong 10 năm".

Các bảng phân tích dữ liệu công bố ngày 12-3-2012 của các kỹ sư thuộc Công ty Dầu khí Conoco, Philippines, Công ty Dầu khí Caltex, Mỹ - là những đơn vị cũng đã áp dụng kỹ thuật bơm CO2 vào băng - đã cho thấy kết quả rất ngoạn mục.

Với các nhà kinh doanh, vận chuyển metal hydrat bằng tàu biển dễ dàng hơn là vận chuyển khí hóa lỏng (LNG) bởi nó có độ ổn định cao. Bên cạnh đó, nhà máy sản xuất metal hydrat cũng có quy mô nhỏ hơn, tiêu hao ít năng lượng hơn so với một nhà máy sản xuất khí hóa lỏng nhưng ngược lại, để cho ra 100 tấn metal hydrat thì cần đến 750 tấn băng. Đều này đòi hỏi sẽ phải có những con tàu lớn hơn hoặc phải tăng thêm số lượng tàu bè.

Băng cháy ở Việt Nam

Theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng Mỹ (EIA), vùng quần đảo Trường Sa của Việt Nam có trữ lượng khoảng 5,4 tỉ thùng dầu. Bên cạnh đó, thềm lục địa Việt Nam cũng được đánh giá là có trữ lượng băng cháy khá lớn so với 19,4 tỉ m3 trong khu vực bắc Biển Đông. Ngay từ năm 2007, Bộ Tài nguyên - Môi trường đã tổ chức một hội nghị khoa học về băng cháy.

Cũng trong năm này, Chính phủ đã phê duyệt bổ sung Đề án 47, nghiên cứu, điều tra cơ bản về tiềm năng khí metal hydrat ở các thềm lục địa Việt Nam từ năm 2010, được thực hiện bởi Trung tâm Địa chất khoáng sản biển, thuộc Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam.

Ngày 3-6-2010, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định 796, phê duyệt "Chương trình nghiên cứu, điều tra cơ bản về tiềm năng khí hydrate ở các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam". Theo đó, sau giai đoạn tiếp cận, nghiên cứu công nghệ (2007-2015),  thì từ 2015 đến 2020 bắt đầu đánh giá, thăm dò băng cháy trên những vùng biển và thềm lục địa có triển vọng.

Thế nhưng, đường 9 đoạn (hay còn được gọi là đường "chữ U") mà Trung Quốc tự ý vẽ ra ở Biển Đông sẽ "ôm gọn" các mỏ dầu, mỏ băng cháy và một số mỏ khoáng sản trong khu vực này, bao gồm cả Việt Nam, Philippines, một phần Malaysia và Indonesia. Nhiều tàu bè, giàn khoan của Trung Quốc đã tiến hành thăm dò, khảo sát để lên kế hoạch khai thác trong tương lai.

Theo "bài bản" vốn có, Trung Quốc sử dụng chiến thuật "chủ quyền" ở những vùng hoàn toàn không thuộc về họ, không nằm trong khu vực tranh chấp rồi đề nghị "đàm phán để cùng khai thác" trong lúc những quốc gia có lãnh hải nằm trong đường "chữ U" phi pháp nếu không kiên quyết bảo vệ chủ quyền, cũng như chưa đủ phương tiện, kỹ thuật để làm chủ công nghệ khai thác metal hydrat vốn rất mới mẻ thì phần thiệt thòi sẽ thuộc về những nước này.

Hiện tại, một số quốc gia như Nga, Đức, Mỹ... đã đề nghị cùng Việt Nam tiến hành thăm dò, khai thác trữ lượng băng cháy ở vùng thềm lục địa nhưng lựa chọn nước nào để hợp tác không chỉ thuần túy là vấn đề khoa học, kinh tế mà nó còn liên quan đến chính trị, an ninh quốc phòng. Vì vậy, bên cạnh việc nắm vững nguồn tài nguyên trong vùng biển thuộc chủ quyền Việt Nam, gồm những gì, trữ lượng bao nhiêu, chúng ta cũng cần nhanh chóng tiếp thu những kỹ thuật mới trong khai thác để có thể bình đẳng với các đối tác nếu mai đây, việc liên doanh liên kết hình thành...