Trong thời đại hiện đại, việc tìm kiếm nguồn năng lượng hiệu quả là một trong những ưu tiên hàng đầu Trong đó, băng cháy (hay còn gọi là combustible ice) đã nổi lên như giải pháp tiềm năng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá băng cháy là gì? Thực trạng khai thác loại năng lượng này ở biển Đông.
Băng cháy là gì?
Băng cháy hay còn được gọi là băng cháy methane hydrate, là một loại vật liệu rất đặc biệt và có giá trị lớn trong ngành dầu khí. Theo nghiên cứu, băng cháy là một hỗn hợp rắn được tạo thành từ sự kết tinh của khí tự nhiên và nước dưới áp suất cao, điều kiện nhiệt độ thấp. Chất này chứa hơn 99% các phân tử methane và có thể cháy khi tiếp xúc với lửa. Về mặt ngoại quan, băng cháy tự nhiên có màu trắng và có thể được đốt trực tiếp như cồn rắn. Do đó, nó thường được gọi là "băng cháy" hay "combustible ice" trong tiếng Anh.
 |
| Biểu đồ băng cháy trên thế giới |
Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng năng lượng của băng cháy rất cao. Một mét khối băng cháy có thể giải phóng 164 mét khối khí tự nhiên. Băng cháy có phân bố rộng rãi trên toàn thế giới và có giá trị tài nguyên cao. Do đó, nó đã trở thành một chủ đề nghiên cứu lâu dài trong ngành dầu khí. Từ những năm 1960, nhiều quốc gia như Mỹ, Nhật Bản, Đức, Trung Quốc, Hàn Quốc và Ấn Độ đã phát triển các chương trình nghiên cứu về khai thác, phát triển băng cháy.
Cho đến nay, hơn 230 điểm xuất hiện băng cháy đã được phát hiện ở vùng biển và khu vực đất đông băng, và rất nhiều điểm nóng băng cháy đã xuất hiện. Các kết quả nghiên cứu khoa học hiện tại cho thấy băng cháy chỉ tồn tại trên đáy biển hoặc trong vùng đất đông băng. Nó chủ yếu được phân bố trong miền đất không bị cố định ở các khu vực đặc biệt của nước sâu hoặc trong các vùng nước ven bờ cực dưới độ sâu từ 100 đến 250 mét. Các nghiên cứu tổng hợp cho thấy tài nguyên băng cháy là vô cùng lớn.
Thành phần và đặc tính của băng cháy
Thành phần băng cháy chứa hơn 99% các phân tử methane, là một loại khí tự nhiên không màu, không mùi và không có độc tính. Điều này khiến cho băng cháy trở thành một nguồn năng lượng sạch và tiềm năng trong tương lai.
Băng cháy có cấu trúc tinh thể giống như băng nước, với các phân tử methane bị giam giữ trong các lỗ khoảng trống của cấu trúc tinh thể. Do đó, nó có khối lượng riêng rất cao, khoảng 0,9-1,2 g/cm3. Băng cháy cũng có khả năng hấp thụ nước và khí carbon dioxide, làm cho nó trở thành một loại vật liệu hấp thụ khí hiệu quả.
Một trong những đặc tính đặc biệt của băng cháy là khả năng cháy khi tiếp xúc với lửa. Khi băng cháy bị đốt cháy, nó sẽ giải phóng ra khí methane và nước. Tuy nhiên, để kích hoạt quá trình cháy, băng cháy cần phải được đốt trong môi trường không khí hoặc oxy. Nếu không có điều kiện này, băng cháy sẽ không cháy và có thể được lưu trữ trong thời gian dài.
Cơ chế hình thành của băng cháy
Băng cháy được hình thành trong những vùng nước sâu hoặc khu vực đất đông băng, nơi áp suất cao và nhiệt độ thấp làm cho khí tự nhiên và nước tạo thành các phân tử methane và nước bị giam giữ trong cấu trúc tinh thể của băng cháy. Điều kiện này xảy ra khi nước ở độ sâu từ 300-600 mét và nhiệt độ dưới 0 độ C. Vì vậy, băng cháy thường được tìm thấy ở các vùng biển sâu và khu vực đất đông băng.
Quá trình hình thành băng cháy diễn ra rất chậm, chỉ một lượng nhỏ băng cháy được tạo thành trong hàng triệu năm. Điều này khiến cho việc khai thác và sử dụng băng cháy trở nên khó khăn và đòi hỏi các công nghệ tiên tiến.
Các khu vực có băng cháy ở Đông Nam Á
Băng cháy được phát hiện ở nhiều vùng biển và khu vực đất đông băng trên toàn thế giới. Tuy nhiên, các điểm nóng băng cháy thường tập trung ở những vùng có đặc điểm địa chất và khí hậu đặc biệt.
Băng cháy ở Biển Đông
Biển Đông là một trong những vùng biển có tiềm năng lớn về băng cháy. Theo các nghiên cứu gần đây, khoảng 80% lượng băng cháy trên thế giới được cho là tập trung ở Biển Đông. Các điểm nóng băng cháy ở Biển Đông thường nằm ở độ sâu từ 300-600 mét và nhiệt độ dưới 0 độ C. Vì vậy, việc khai thác và sử dụng băng cháy ở Biển Đông sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế và năng lượng cho các quốc gia trong khu vực. Trữ lượng băng cháy ở Biển Đông Việt Nam ước tính khoảng 19,4 tỉ m3. Việt Nam đã đưa ra các đề xuất về sửa đổi Luật Dầu khí cũng đưa băng cháy vào khái niệm sản phẩm dầu khí
Băng cháy ở Trung Quốc
Trung Quốc là một trong những quốc gia có tiềm năng lớn về băng cháy. Năm 2006, Trung Quốc đã khai thác thành công lượng băng cháy đầu tiên trên thế giới tại vùng biển ngoài khơi thành phố Zhuhai. Từ đó, Trung Quốc đã tiến hành các hoạt động nghiên cứu và khai thác băng cháy ở nhiều khu vực khác nhau trong nước. Hiện nay, Trung Quốc đang là một trong những quốc gia đi đầu trong việc khai thác và sử dụng băng cháy.
Các giai đoạn chính trong quá trình khai thác băng cháy của Trung Quốc
- 1998 - 2008: Trung Quốc tiến hành nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng về khai thác băng cháy.
- 2002: Trung Quốc đưa việc thăm dò tìm kiếm băng cháy vào Kế hoạch quốc gia và thành lập Trung tâm Nghiên cứu Băng cháy.
- 2017: Trung Quốc thành công trong việc khoan thăm dò và thu được khí tự nhiên từ băng cháy ở khu vực biển Shenhu.
- 2020 (17/2-18/3): Trung Quốc lập kỷ lục thế giới với hơn 1 triệu m3 khí tự nhiên thu được từ băng cháy trong đợt khai thác thử nghiệm thứ 2 ở biển Shenhu.
- Giai đoạn 2020- 2030: Mục tiêu của Trung Quốc là sản xuất thương mại nguồn tài nguyên băng cháy trên Biển Đông.
Trung Quốc sáng tạo và làm chủ các kỹ thuật và thiết bị, như kỹ thuật khoan ngang dưới biển sâu, để nâng cao hiệu suất khai thác băng cháy. Khai thác băng cháy có thể giúp Trung Quốc giải quyết tình trạng thiếu hụt năng lượng và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Khai thác băng cháy ở Biển Đông
Việc khai thác băng cháy ở Biển Đông được xem là một trong những giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề năng lượng và an ninh năng lượng trong khu vực. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng băng cháy cũng đặt ra nhiều thách thức và tác động đến môi trường.
Hiện nay, có hai phương pháp chính để khai thác băng cháy ở Biển Đông: phương pháp khoan và phương pháp ép nén. Phương pháp khoan là phương pháp truyền thống được sử dụng từ những năm 1970. Theo phương pháp này, các tàu khoan sẽ được sử dụng để khoan vào đáy biển và lấy mẫu băng cháy. Sau đó, băng cháy sẽ được đưa lên bờ để xử lý và sản xuất thành nhiên liệu. Phương pháp này đòi hỏi chi phí và công nghệ cao, nhưng lại có thể khai thác được lượng băng cháy lớn.
Phương pháp ép nén là phương pháp mới hơn, được sử dụng từ những năm 2000. Theo phương pháp này, các tàu ép nén sẽ được sử dụng để ép nén băng cháy trong đáy biển và đưa lên bề mặt. Sau đó, băng cháy sẽ được vận chuyển đến bờ để xử lý và sản xuất thành nhiên liệu. Phương pháp này có chi phí và công nghệ thấp hơn, nhưng lại chỉ có thể khai thác được lượng băng cháy nhỏ.
Việc khai thác băng cháy ở Biển Đông cũng đặt ra nhiều vấn đề về tác động đến môi trường. Các hoạt động khoan và ép nén băng cháy có thể gây ra sự đảo lộn trong đáy biển và làm ảnh hưởng đến các sinh vật sống dưới đáy biển. Ngoài ra, việc giải phóng khí methane từ băng cháy cũng có thể gây ra hiệu ứng nhà kính, gây ảnh hưởng đến môi trường biển Đông và các khu vực lân cận.
Việc khai thác băng cháy ở Biển Đông được xem là một trong những giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề năng lượng và an ninh năng lượng trong khu vực. Hy vọng Họ Là Ai đã giúp bạn hiểu rõ hơn về băng cháy và hẹn gặp lại bạn ở những bài viết tiếp theo
