Chỉ một phần nhỏ hydro ẩn bên dưới bề mặt Trái Đất cũng có thể cung cấp năng lượng cho Trái Đất trong 200 năm

Nghiên cứu gần đây công bố trên tạp chí Science Advances đã đưa ra ước tính đáng kinh ngạc: hành tinh của chúng ta có thể chứa tới 6,2 nghìn tỷ tấn hydro, tương đương 26 lần tổng lượng dầu mỏ còn lại trong lòng đất. Theo các nhà nghiên cứu, chỉ cần một phần nhỏ của lượng hydro này cũng đủ để cung cấp năng lượng cho toàn nhân loại trong hàng trăm năm mà không cần phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Kho báu ẩn giấu của hành tinh

Hydro từ lâu đã được xem là nguồn năng lượng sạch đầy hứa hẹn nhờ tính linh hoạt và khả năng phát thải bằng không trong quá trình sử dụng. Nó có thể dùng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông, cung cấp năng lượng cho các quy trình công nghiệp hoặc phát điện. Nhưng khác với hydro sản xuất nhân tạo - thường yêu cầu lượng lớn năng lượng đầu vào - hydro tự nhiên được hình thành một cách tự nhiên trong lòng đất.

"Hydro được tạo ra thông qua các phản ứng hóa học trong đá, điển hình như phản ứng phân tách nước thành hydro và oxy", Geoffrey Ellis, nhà địa hóa học tại Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), cho biết. "Thực sự có hàng chục quá trình tự nhiên có khả năng tạo ra hydro, nhưng phần lớn chúng chỉ tạo ra một lượng rất nhỏ".

Tuy nhiên, những khám phá gần đây đã thay đổi nhận thức này. Từ việc phát hiện kho chứa hydro lớn ở Tây Phi đến các mỏ crom chứa đầy hydro ở Albania, các nhà khoa học đã nhận thấy rằng khí hydro có thể tích tụ trong các hồ chứa dưới lòng đất. Ellis cho biết: "Những phát hiện này đã thách thức mô hình truyền thống rằng hydro là một phân tử nhỏ dễ dàng thoát ra ngoài qua các khe nứt trong đá."

Nghiên cứu của Ellis và đồng nghiệp Sarah Gelman đã xây dựng một mô hình để ước tính lượng hydro có thể có trên Trái Đất. Kết quả cho thấy con số có thể dao động từ 1 tỷ đến 10 nghìn tỷ tấn, trong đó giá trị trung bình ước tính khoảng 6,2 nghìn tỷ tấn.

Tại sao hydro tự nhiên là một lựa chọn hấp dẫn?

Một trong những lợi ích lớn nhất của hydro tự nhiên so với các dạng hydro nhân tạo là tính sẵn có. Ellis nhấn mạnh: "Khí hydro tự nhiên không cần năng lượng để sản xuất. Các bể chứa dưới lòng đất cũng đóng vai trò lưu trữ tự nhiên, cho phép chúng ta dễ dàng khai thác bất cứ khi nào cần thiết".

Điều này khác biệt hoàn toàn so với "hydro xanh" và "hydro xanh dương" - những sản phẩm cần nguồn năng lượng lớn để sản xuất thông qua quá trình điện phân nước hoặc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Với hydro tự nhiên, các cơ sở lưu trữ phức tạp cũng trở nên không cần thiết, giúp tiết kiệm chi phí và tài nguyên.

Chỉ 2% trong tổng số hydro được ước tính, tương đương 124 tỷ tấn, cũng đã đủ để đáp ứng toàn bộ nhu cầu hydro của thế giới trong hàng thế kỷ. Lượng năng lượng này lớn gấp đôi tổng năng lượng được lưu trữ trong tất cả các mỏ khí đốt tự nhiên đã biết, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh.

Thách thức trong việc khai thác

Dù tiềm năng rất lớn, việc khai thác hydro tự nhiên không phải là không có trở ngại. Các nhà khoa học thừa nhận rằng phần lớn các trữ lượng hydro có thể nằm ở độ sâu quá lớn hoặc ở các vị trí ngoài khơi xa xôi, khiến việc tiếp cận trở nên khó khăn. Ngoài ra, một số hồ chứa hydro có thể quá nhỏ để mang lại hiệu quả kinh tế.

"Vấn đề lớn nhất hiện nay là xác định vị trí của các trữ lượng hydro", Ellis chia sẻ. Nhóm nghiên cứu của ông đang phát triển các tiêu chí địa chất để dự đoán các khu vực có khả năng tích tụ hydro lớn. Kết quả sơ bộ dành riêng cho khu vực Hoa Kỳ dự kiến sẽ được công bố vào năm tới.

Ngoài ra, các vấn đề về pháp lý và kỹ thuật cũng cần được giải quyết. Việc khai thác hydro tự nhiên sẽ đòi hỏi công nghệ khoan và khai thác tiên tiến, cũng như các quy định rõ ràng để đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường.

Triển vọng cho tương lai năng lượng

Hydro đang ngày càng được coi là một yếu tố quan trọng trong việc chuyển đổi sang nền kinh tế bền vững và giảm phát thải carbon. Theo các chuyên gia, hydro có thể chiếm tới 30% nguồn cung năng lượng trong tương lai, đặc biệt trong các ngành công nghiệp nặng và vận tải.

Tuy nhiên, để biến tiềm năng thành hiện thực, cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, chính phủ và doanh nghiệp để nghiên cứu và phát triển công nghệ khai thác hiệu quả. Bên cạnh đó, việc thúc đẩy các chính sách hỗ trợ và đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng sạch cũng là yếu tố quan trọng.

Những con số ấn tượng từ nghiên cứu mới đã mở ra hy vọng về một tương lai năng lượng sạch, nhưng cũng nhắc nhở chúng ta rằng việc khai thác tài nguyên cần được thực hiện một cách bền vững và có trách nhiệm. Nếu được khai thác hợp lý, kho báu hydro tự nhiên dưới lòng đất không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn góp phần bảo vệ hành tinh của chúng ta trước nguy cơ biến đổi khí hậu.

Hydro tự nhiên có thể là chìa khóa để giải quyết bài toán năng lượng toàn cầu. Với tiềm năng lớn về trữ lượng và khả năng ứng dụng rộng rãi, nó đang trở thành mục tiêu nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng. Tuy còn nhiều thách thức, nhưng nếu được khai thác đúng cách, nguồn năng lượng này có thể mang lại những thay đổi lớn, đưa chúng ta đến gần hơn với một tương lai phát triển bền vững.