Năng lượng khổng lồ từ băng cháy

Các nhà khoa học tính toán rằng, nếu khai thác hết khí
metan trong các khối băng cháy, loài người sẽ có được nguồn năng lượng
sạch vô cùng lớn trong tương lai.

Băng cháy là một hợp chất rắn, được hình thành từ sự
kết hợp giữa chất khí methane, ethane, propane… và nước ở điều kiện áp
suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0 độ C). Những môi trường
như thế chỉ tồn tại dưới đáy đại dương và dưới các vùng đất đóng băng
tại Bắc Cực. Băng cháy chứa metan có dạng tinh thể mắt lưới.

Nếu nhìn bằng mắt thường, băng cháy giống hệt băng
tạo thành từ nước thông thường. Nước chiếm tỷ lệ lớn trong khối lượng
của băng cháy chứa metan, nhưng các phân tử nước được sắp xếp thành các
“lồng” và mỗi “lồng” có một số phân tử khí metan.

So với các loại nhiên liệu hóa thạch khác, metan còn
được gọi là khí đốt tự nhiên giải phóng ít carbon dioxide (CO2) hơn
trên một đơn vị năng lượng mà nó tạo ra. Việc đốt nó vẫn tạo ra khí CO2
và góp phần thúc đẩy thay đổi khí hậu. Nhưng một nghiên cứu gần đây cho
thấy, chúng ta có cách chiết suất metan mới để biến nó thành nhiên liệu
hóa thạch không thải ra CO2.

Phân tử nước trong băng cháy được sắp xếp thành các lồng, mỗi lồng chứa vài phân tử khí metan. Ảnh: Newscientist.

Do cấu trúc đặc biệt, các lồng của băng cháy thường
có CO2 trong lõi. Vì thế, nếu CO2 được bơm vào băng cháy, nó sẽ thay
thế metan ngay tức thì. Nhờ đó mà chúng ta có thể thu được metan và
“nhốt” CO2 trong tinh thể băng. “Metan trong băng cháy có thể trở thành
nguồn năng lượng sạch trong tương lai”, Tim Collett, một chuyên gia của
Cơ quan Địa chất Mỹ, phát biểu.

Những thử nghiệm của Collett cho thấy, quá trình hoán
đổi vị trí giữa metan và CO2 có thể diễn ra trong phòng thí nghiệm. Ông
đã thử bơm CO2 vào những nơi chứa băng cháy và thu được metan. Bộ Năng
lượng Mỹ đang hợp tác với công ty dầu mỏ ConocoPhillips để tìm hiểu xem
biện pháp của Collett có thể thực hiện được ở quy mô lớn hay không.

Trước kia nhiều nhà khoa học đã tìm cách chiết suất
metan bằng cách nung nóng băng cháy, nhưng nỗ lực của họ tỏ ra không
hiệu quả. Tuy nhiên, Cơ quan Địa chất Mỹ cho rằng phương pháp của
Collett có thể giúp chúng ta “nhốt” CO2 với quy mô lớn.

Khí đốt tự nhiên thường chứa một tỷ lệ CO2 nhất định.
Theo quy định của nhiều nước, CO2 phải được bơm trở lại các mỏ khí đốt
sau khi quá trình chiết suất khí đốt hoàn tất.

Giới khoa học ước tính rằng số lượng khí metan được
giữ trong băng cháy trên khắp hành tinh đủ để cung cấp khí đốt cho cả
thế giới trong vài trăm năm. Các đáy biển sâu hơn 300 mét có nguồn
metan hình thành từ xác sinh vật biển trầm tích, và nhiệt độ thấp (dưới
0 độ C) là nơi có thể có thứ chất cháy này.