Băng cháy là gì? Vì sao băng cháy là một nguồn năng lượng khổng lồ?

Ngày nay với tốc độ ngày càng phát triển của xã hội thì nhu cầu cần các nguồn nguyên liệu để sản xuất công nghiệp cũng như phục vụ cho đời sống ngày càng lớn. Tuy nhiên hiện nay con người vẫn đang khai thác các nguồn nguyên liệu hóa thạch có sẵn trong thiên nhiên và các nguồn nguyên liệu ấy đang ngày càng cạn kiệt. Các nhà khoa học ước tính rằng chỉ 60 năm nữa thôi thì các nguồn nguyên liệu ấy sẽ cạn kiệt dần và con người phải tìm đến các giải pháp thay thế chúng bằng nguồn nguyên liệu mới thân thiện với môi trường. Một trong các giải pháp mà các nhà khoa học đưa ra là sử dụng băng cháy để làm nguồn nguyên liệu mới thay thế. Vậy băng cháy là gì? Tại sao có thể nói băng cháy là một nguồn năng lượng khổng lồ? Cùng tìm hiểu nhé.

1. Băng cháy là gì?

Băng cháy (còn gọi là đá cháy), có tên khoa học là natural hydrate hoặc gas hydrate, mêtan hyđrat, hình thành từ các loại khí thiên nhiên như methane, ethane, propan và nước trong điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0°C). Băng cháy thường tồn tại ổn định trong điều kiện thềm biển sâu ít nhất từ 300 m trở lên, các đảo ngầm đại dương và ở các vùng băng vĩnh cửu, dưới dạng thể rắn giống như những trái banh tuyết nhỏ. Mêtan hyđrat là thành phần phổ biến của đại quyển biển nông, và chúng hiện diện cả trong các cấu trúc trầm tích sâu, và lộ ra trên đáy đại dương. Hydrat mêtan được cho là hình thức của di cư của khí từ dưới sâu dọc theo các đứt gãy địa chất, tiếp theo là sự kết tủa hay kết tinh khi các dòng khí trồi lên tiếp xúc với nước biển lạnh. Mêtan hyđrat cũng có mặt trong lõi băng sâu ở Nam Cực, và ghi lại một lịch sử về nồng độ khí mêtan trong khí quyển, có niên đại 800.000 năm trước. Mêtan hydrat trong băng là một nguồn dữ liệu sơ cấp cho việc nghiên cứu ấm lên toàn cầu, cùng với ôxy và cacbon đioxit.

​

2. Tại sao băng cháy là một nguồn năng lượng khổng lồ?

Băng cháy tồn tại dưới dạng hỗn hợp rắn, bề ngoài giống băng hoặc cồn khô, có thể trong suốt hay mờ đục, dạng tinh thể màu trắng, xám, vàng, nâu, đỏ hoặc xanh da trời. Băng cháy có thể bốc cháy ở trạng thái đông lạnh, cho hiệu suất cao (1m3 băng cháy tương đương với 164m3 khí đốt tự nhiên thông thường), sạch và không gây ô nhiễm môi trường nếu được chiết xuất đúng cách. Một đặc điểm của băng cháy là khí methane trong băng cháy có khả năng bay hơi trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường (như băng phiến). Theo Cơ quan quản lý Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), trữ lượng băng cháy trên thế giới ước tính khoảng từ 280 nghìn tỷ đến 2.800 nghìn tỷ m3, gấp 2-3 lần trữ lượng carbon dioxide (CO2) được tìm thấy trong tất cả các loại nhiên liệu hóa thạch trên trái đất. Chính vì lí do trên mà có thể nói băng cháy là một nguồn năng lượng khổng lồ, vừa có thể an toàn mà vừa thân thiện với môi trường, cung cấp năng lượng cho con người trong khoảng 2000 năm nữa.



3. Lợi ích và thách thực của con người đối với nguồn năng lượng đến từ băng cháy.

Mặc dù băng cháy là một nguồn nguyên liệu sạch, phát sinh ra nhiều năng lượng lớn nhưng vấn đề đặt ra là cách khai thác và sử dụng sao cho hợp lí và hiệu quả. Do băng cháy được hình thành ở nhiệt độ thấp và áp suất cao, thường được phân bố trên diện rộng lại thiếu ổn định, nên chỉ cần một thay đổi nhỏ về áp suất hoặc nhiệt độ cũng sẽ làm băng cháy dễ phát nổ và phóng thích ra methane vào khí quyển, gây nên hiệu ứng nhà kính toàn cầu hay thảm họa sóng thần. Theo nghiên cứu, khí methane thoát ra môi trường sẽ làm cho trái đất nóng hơn gấp 20-25 lần so với khí CO2. Không những thế, về nguyên tắc, phương pháp khai thác là không được đào lên mà phải làm tan chảy băng cháy dưới lòng đất bằng cách làm giảm áp suất để thu khí methane. Do đó, việc xây dựng hệ thống đường ống dẫn khí methane khi băng cháy phân hủy cũng là một vấn đề đối với giới khoa học. Ngay cả các nước có nền phát triển khoa học tiên tiến cũng phải mất vài chục năm để có thể tìm ra một thiết bị máy móc hay công nghệ hiện đại để có thể khai thác an toàn nguồn năng lượng này.

Có thể thấy rằng, băng cháy là một hiện tượng thiên nhiên thú vị và là một nguồn nguyên liệu có trữ lượng lớn sẽ có thể thay thế các nguyên liệu hóa thạch hiện nay. Nhưng cần phải có giải pháp khoa học để có thể khắc phục được những mặt khuyết điểm của nó. Việc khai thác nguồn băng cháy thành công sẽ là một bước đột phá quan trọng, dẫn đến cuộc cách mạng năng lượng toàn cầu trong tương lai.