Gas hydrate với biệt danh “băng cháy” hay “đá cháy” vì đã bẫy khí mê-tan. Ảnh: Science Party SO174.

Nguồn https://phys.org/news/2018-03-advanced-knowledge-technologies-gas-hydrate.html

Băng cháy (tên khoa học là Natural Hydrate hay Gas Hydrate) là một hợp chất gồm các phân tử nước và khí như là khí mê-tan. Ở điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0 độ C), các phân tử nước hình thành các “lồng nhốt” các phân tử khí. Băng cháy được xem là nguồn nhiên liệu lý tưởng cho tương lai, tuy còn rất nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, đặc biệt là công nghệ khai thác cũng như bảo vệ môi trường trong quá trình nghiên cứu.

Dự án SUGAR là dự án kết hợp nghiên cứu hàn lâm và sản xuất, do Trung tâm Nghiên cứu biển của Đức tại Kiel (GEOMAR Kiel) làm điều phối, được chia làm 3 giai đoạn (2008-2011, 2011-2014, 2014-2018) với tổng kinh phí 31 triệu Euros. Tiến sĩ Matthias Haeckel, công tác tại GEOMAR Kiel, điều phối viên Dự án cho biết: “Các đơn vị thực hiện Dự án đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng trong thời gian này. Đặc biệt là tạo một bước tiến quan trọng trong việc hiểu biết về gas hydrate trong đáy biển và phát triển các công nghệ có liên quan.

Nhu cầu về các công nghệ này cao nhất ở các nước châu Á. Cả Nhật Bản và Trung Quốc đã hoàn thành thử nghiệm sản xuất khí mê-tan từ các mỏ hydrate dưới đáy biển vào năm ngoái. Ấn Độ, Hàn Quốc và Đài Loan cũng rất quan tâm đến việc bắt đầu thử nghiệm thực địa. Trong những năm gần đây, các công ty Đức tham gia Dự án đã có thể phát triển các công nghệ giám sát môi trường, bao gồm các thiết bị hồi âm đặc biệt, có thể phát hiện các bong bóng khí khí mê-tan thoát ra ngoài đáy biển, hoặc các cảm biến có thể đo nồng độ metan trong cột nước.

“Thậm chí với câu hỏi gas hydrate thực sự xuất hiện ở đâu và với số lượng như thế nào, tại thời điểm này, chúng ta có thể trả lời chính xác hơn so với thời điểm Dự án SUGAR bắt đầu. Chúng ta đã đạt được những bước nhảy vọt lớn về tri thức, hiểu biết trong lĩnh vực này ngoài những thành tựu khác thông qua việc mô phỏng trên máy tính tốt hơn các quá trình ở các đáy biển và tạo lập các hình ảnh có độ phân giải cao của đáy biển tới độ sâu 500 mét”, giáo sư Klaus Wallmann của GEOMAR, người từng là điều phối viên trong hai giai đoạn đầu của Dự án, đã phân tích cụ thể hơn.

Thiết bị LARS. Nguồn: Jens Greinert/GEOMAR

Một ví dụ về các công nghệ đã được phát triển của Dự án SUGAR là “Thiết bị mô phỏng bể lớn” (LARS - LArge Reservoir Simulator) tại GFZ. Đây là một bồn thép có dung tích 425 lít, được trang bị nhiều bộ cảm biến. Trong thiết bị này, gas hydrate có thể được hình thành trong các trầm tích với các điều kiện tương tự như trong tự nhiên. “Với LARS, chúng ta có thể thử nghiệm các phương pháp khác nhau để khai thác khí mê-tan từ các trầm tích chứa gas hydrate tự nhiên trên quy mô kỹ thuật”, Tiến sĩ Judith Schicks, người đứng đầu nhóm nghiên cứu về gas hydrate tại GFZ, cho biết.

Các kết quả của Dự án cũng đặt ra nhiều chủ đề cho nghiên cứu cơ bản đối với không chỉ những nhà khoa học Đức mà còn cả các nhà khoa học trên thế giới. Ví dụ, nếu băng cháy không ổn định do sự ấm lên của đại dương, liệu chúng có thể gây ra trượt lở đất hay sóng thần hay không? Hoặc công nghệ khoan di động, được phát triển trong Dự án, cho phép thu hồi hiệu quả các mẫu hydrat khí tự nhiên cần thiết đồng thời giữ được áp suất môi trường xung quanh.

VISI tổng hợp từ Website của GEOMAR (https://www.geomar.de) và GFZ (https://www.gfz-potsdam.de)