Trong bối cảnh thế giới đang tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch và bền vững, hydro trắng nổi lên như một ứng viên sáng giá. Nguồn nhiên liệu này không chỉ có khả năng lưu trữ năng lượng vượt trội mà còn không thải ra carbon, hứa hẹn sẽ là giải pháp cho nhiều ngành công nghiệp trong tương lai.
Dàn khoan thăm dò hydro trắng của một công ty thăm dò tại vùng Trung Tây nước Mỹ. Ảnh: Viacheslav Zgonnik
Hydro, với cấu trúc phân tử đơn giản và nhẹ nhất trong các nguyên tố, hiện đang được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp hóa chất và lọc dầu, đặc biệt là trong sản xuất ammonia cho phân bón. Theo thông tin từ các tổ chức nghiên cứu, phần lớn hydro hiện nay được sản xuất từ khí methane, một nguồn gây ô nhiễm, hoặc từ quá trình khí hóa than. Tuy nhiên, với khả năng lưu trữ năng lượng gấp ba lần so với dầu mỏ và chỉ tạo ra nước khi đốt cháy, hydro đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ngành công nghiệp khó khử carbon như hàng không, vận tải biển và sản xuất thép.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng hydro tự nhiên, hay còn gọi là hydro trắng, phổ biến hơn nhiều so với những gì từng được dự đoán. Nguồn hydro này được hình thành tự nhiên khi nước ngầm tương tác với các loại đá giàu sắt trong quá trình serpentin hóa. Do tính chất nhẹ, hydro thường thấm qua các lớp đá xốp và khe nứt, và có thể bay lên khí quyển nếu không bị tiêu thụ trong các phản ứng hóa học dưới lòng đất hoặc bởi vi khuẩn.
Trong một số điều kiện địa chất nhất định, hydro có thể bị mắc kẹt dưới các lớp đá có độ thấm hút thấp như đá muối hoặc đá phiến, tạo ra một lớp phủ kín giúp khí tích tụ bên dưới. Việc khai thác nguồn hydro này đang trở thành mục tiêu thăm dò cho các hoạt động thương mại.
Các nghiên cứu từ Cục Khảo sát Địa chất Mỹ cho thấy dưới lòng đất có thể tồn tại từ 1 đến 10.000 tỷ tấn hydro. Dự đoán khả năng cao nhất là khoảng 5.600 tỷ tấn có thể bị mắc kẹt trong các cấu trúc địa chất. Mặc dù phần lớn lượng hydro này nằm ở những khu vực quá sâu hoặc xa bờ để có thể khai thác kinh tế, nhưng chỉ cần khai thác 2% lượng hydro trắng này cũng đủ đáp ứng nhu cầu toàn cầu trong vòng 200 năm tới. Nguồn hydro này cũng chứa năng lượng gấp đôi so với tất cả trữ lượng khí tự nhiên đã biết trên Trái Đất.
Theo Eric Gaucher, một nhà địa hóa học, hiện có ít nhất 60 công ty trên toàn cầu đang tiến hành thăm dò hydro trắng với tổng đầu tư lên tới một tỷ USD. Các hoạt động khoan thăm dò đã diễn ra tại nhiều quốc gia như Australia và Mỹ. Việc phát hiện ra các mỏ hydro thương mại có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực thăm dò, tương tự như sự phát hiện dầu mỏ ở Pennsylvania vào năm 1859.
Nơi duy nhất trên thế giới mà hydro trắng đã được khai thác là làng Bourakebougou ở miền tây Mali. Vào năm 1987, một vụ nổ nhỏ đã xảy ra khi một công nhân đào giếng nước, và sau đó hydro gần như tinh khiết đã được phát hiện ở đáy giếng. Hiện tại, nguồn hydro này đang được sử dụng để cung cấp điện cho ngôi làng.
Hydro trắng không màu, không mùi và không vị, khiến cho việc phát hiện ra nó trở nên khó khăn nếu không có các phương pháp tìm kiếm cụ thể. Đầu năm 2025, một nhóm nhà địa chất đã sử dụng mô phỏng quá trình kiến tạo mảng để xác định các khu vực có thể là điểm nóng cho việc tìm kiếm hydro trắng, đặc biệt là những dãy núi kéo dài từ dãy Alps đến Himalaya. Mặc dù việc thăm dò hydro trắng đang diễn ra mạnh mẽ, nhưng vẫn chưa có giếng nào được phát hiện có khả năng khai thác thương mại.
Không chỉ khó tìm, hydro trắng còn có thể không nằm ở những khu vực có nhu cầu cao, gây khó khăn trong việc vận chuyển và lưu trữ. Ngay cả khi có những phát hiện lớn trong vài năm tới, việc phát triển ngành công nghiệp quy mô lớn sẽ cần ít nhất một thập kỷ, điều này có nghĩa là hydro trắng sẽ không có tác động ngay lập tức đến hệ thống năng lượng hiện tại.
Emmanuel Masini, nhà sáng lập một công ty khởi nghiệp thăm dò hydro, cho rằng nhu cầu cấp bách về việc giảm khí thải carbon là lý do chính để tăng tốc thăm dò hydro trắng. Công ty của ông đang phát triển công nghệ sử dụng dữ liệu địa chất và cảm biến để tạo ra hình ảnh 4D của lớp phủ Trái Đất, nhằm xác định vị trí cụ thể của các bể chứa hydro trắng và giám sát khối lượng hydro trong mỗi bể.
Công nghệ này có thể giúp lập bản đồ toàn cầu, loại bỏ sự phỏng đoán trong quá trình thăm dò và tiết kiệm thời gian cũng như chi phí. Masini cho biết công ty đã xác định được 12 địa điểm hứa hẹn trên khắp châu Âu và đặt mục tiêu tìm ra 10 triệu tấn trữ lượng hydro vào năm 2030. Họ dự định bắt đầu khoan thăm dò vào năm 2028 và sản xuất kilogram hydro đầu tiên vào năm 2030 với giá khoảng 0,8 USD/kg, giúp hydro trắng trở thành lựa chọn rẻ hơn so với các dạng hydro khác.
Thêm vào đó, theo thông tin từ một giám đốc điều hành của một công ty khởi nghiệp khác, các công cụ và kiến thức từ ngành công nghiệp dầu khí có thể được áp dụng để khai thác hydro trắng, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp này.
An Khang (Theo BBC, IEA, Science Direct, Science)
