Núi lửa: Tương lai rực lửa tạo ra năng lượng tái tạo và hỗ trợ quá trình chuyển đổi xanh

Núi lửa, cả hoạt động và không hoạt động, cũng có thể là một nguồn năng lượng địa nhiệt quan trọng, biến các hoạt động khai thác sử dụng nhiều năng lượng thành các quá trình trung hòa carbon.

Khái niệm này đòi hỏi đầu tư đáng kể vào nghiên cứu và công nghệ để hiểu địa chất và phát triển các phương pháp khai thác các tài nguyên này từ núi lửa.

Chính phủ và các công ty tư nhân trên toàn thế giới đang xem xét những cách thức sáng tạo mới để tạo ra năng lượng tái tạo và hỗ trợ quá trình chuyển đổi xanh. Nhờ các chính sách khí hậu mạnh mẽ hơn ở một số quốc gia và sự gia tăng đáng kể trong tài trợ công và tư nhân trong những năm gần đây, một số bước đột phá đã được ghi nhận trong thế giới năng lượng tái tạo. Điều này bao gồm cả sự đa dạng của các nguồn năng lượng sạch mà chúng ta có thể tiếp cận, các công nghệ xanh mới và kiến ​​thức sâu rộng hơn về tiềm năng khai thác các nguồn năng lượng chưa từng được nghĩ đến trước đây. Một lựa chọn như vậy là núi lửa, mà các nhà khoa học đang đề xuất có thể là nguồn chính của cả năng lượng địa nhiệt và cung cấp kim loại cần thiết cho quá trình chuyển đổi xanh toàn cầu. 

Khi chúng ta thực hiện chuyển đổi tập thể từ nhiên liệu hóa thạch sang các giải pháp thay thế xanh nhằm nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính trên thế giới và làm chậm tác động của biến đổi khí hậu, một mối quan tâm lớn là nhu cầu ngày càng tăng đối với kim loại để hỗ trợ động thái này. Nhu cầu về kim loại, chẳng hạn như đồng, niken và kẽm, đang tăng lên do cần một lượng lớn hơn cho các hoạt động năng lượng tái tạo mới, với sản lượng coban dự kiến ​​sẽ tăng  gấp sáu lần và bạc sẽ tăng gấp rưỡi vào năm 2050. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu này, các hoạt động khai thác trên toàn thế giới sẽ cần tăng theo cấp số nhân, có khả năng gây ra mối đe dọa mới đối với môi trường, giống như việc chúng ta tránh xa nhiên liệu hóa thạch. Để đối phó với mối đe dọa này, các chuyên gia năng lượng và các nhà khoa học đã gấp rút nghiên cứu các cách khác để tiếp cận các kim loại này. 

Một cách mà các nhà nghiên cứu hiện tin rằng họ có thể lấy được những kim loại này mà không cần các hoạt động khai thác mới là trong magma từ núi lửa. Vào tháng 5, Olivia Hogg và Jon Blundy đã viết trên tờ Geoscientist  về tiềm năng khai thác sức mạnh của núi lửa, thay vì xem xét các giải pháp thay thế có khả năng gây hại như khai thác dưới biển sâu. Magma được tìm thấy trong núi lửa cực kỳ giàu kim loại. Trên thực tế, những ngọn núi lửa đang hoạt động như Núi Etna ở Ý giải phóng khoảng 20 tấn đồng và 10 kg vàng mỗi ngày dưới dạng khí núi lửa. Mặc dù kim loại không thể được chiết xuất từ ​​​​khí núi lửa, nhưng có thể khai thác chúng từ nước muối magma nóng trong núi lửa. 

Các kim loại được tìm thấy trong các loại nước muối này có nồng độ cao. Và với khoảng 2.000 ngọn núi lửa trên toàn thế giới, điều này có thể cung cấp một nguồn kim loại quan trọng khổng lồ. Cả núi lửa đang hoạt động và không hoạt động đều có thể phù hợp để khai thác kim loại. Việc khai thác kim loại đã được liên kết với magma, nhưng điển hình là thứ được tìm thấy trong lớp vỏ và lớp phủ của Trái đất. Có thể khai thác trực tiếp mang lại từ đá magma nóng, chẳng hạn như đá dưới núi lửa không hoạt động, điều này sẽ cho phép chiết xuất kim loại từ dung dịch cô đặc thay vì đá rắn. Ngoài ra, Hogg và Blundy tin rằng chất lỏng nóng được tìm thấy trong núi lửa có thể được sử dụng để  sản xuất năng lượng địa nhiệt để làm cho quy trình khai thác kim loại trở nên trung hòa carbon, nghĩa là có khả năng sẽ không còn nhu cầu đối với các quy trình sử dụng nhiều năng lượng liên quan đến các hoạt động khai thác điển hình.

Mặc dù có nguồn năng lượng địa nhiệt dồi dào ẩn bên trong trái đất, nhưng việc tiếp cận nó không phải lúc nào cũng dễ dàng như vậy. Các công cụ cần thiết để truy cập và khai thác năng lượng này một cách hiệu quả đã không tồn tại trong quá khứ, có nghĩa là đã có sự đầu tư đáng kể vào các công nghệ địa nhiệt  trong những thập kỷ trước vì nó được coi là nguyên nhân thất bại. Tuy nhiên, khi các chính phủ thúc đẩy quá trình chuyển đổi xanh và hỗ trợ nghiên cứu cũng như đổi mới thành nhiều nguồn năng lượng xanh khác nhau, chúng ta đang dần hiểu rõ hơn về năng lượng địa nhiệt và cách chúng ta có thể khai thác năng lượng của nó. 

Năng lượng địa nhiệt thường đến từ lòng đất, được tạo ra bằng cách chuyển đổi năng lượng nhiệt từ bên dưới lớp vỏ Trái đất. Năng lượng được tiếp cận bằng cách đào các giếng sâu một dặm để tiếp cận các hồ chứa dưới lòng đất để tiếp cận hơi nước và nước nóng, có thể làm quay tua-bin kết nối với máy phát điện. Các công nghệ mới đã cho phép một số quốc gia khai thác các nguồn địa nhiệt của họ trong những năm gần đây, bao gồm Iceland, El Salvador, New Zealand, Kenya và Philippines. Trên thực tế, năng lượng địa nhiệt đáp ứng hơn  90% nhu cầu sưởi ấm của Iceland. 

Nhưng giờ đây, các nhà khoa học đang gợi ý  rằng núi lửa có thể là một nguồn năng lượng địa nhiệt dồi dào. Các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Canada đang điều tra xem liệu có thể tiếp cận năng lượng địa nhiệt từ Núi Meager và Núi Cayley hay không. Cho đến nay, nghiên cứu của họ cho thấy rằng có “tiềm năng cao” để khai thác năng lượng địa nhiệt từ các núi lửa ở Canada, đặc biệt là Núi Meager. Khi nó tiếp tục giải phóng khí núi lửa, điều đó cho thấy núi lửa vẫn còn hoạt động khá tích cực. Cả hai ngọn núi lửa trên đỉnh của các hồ chứa ngầm cực nóng  có thể được sử dụng để tạo ra điện. Nhưng để tiếp cận năng lượng địa nhiệt này, chất lỏng nóng sẽ cần được bơm vào các cơ sở gần đó, yêu cầu phải khoan để giải phóng hơi nước từ hồ chứa. Hơi nước này có thể cung cấp năng lượng cho một tuabin, giống như cách sản xuất năng lượng địa nhiệt thông thường. Tuy nhiên, giống như việc tiếp cận năng lượng địa nhiệt từ dưới lòng đất, có thể cần phải đầu tư đáng kể vào nghiên cứu và thăm dò để khai thác nguồn năng lượng này. 

Khi nhiều nguồn tài trợ được bơm vào nghiên cứu và đổi mới trong hỗn hợp năng lượng xanh rộng rãi và các công nghệ liên quan, các nhà khoa học và chuyên gia năng lượng ngày càng nhận thấy tiềm năng của các nguồn năng lượng trước đây bị bỏ qua. Có khả năng các quốc gia có thể tiếp cận cả kim loại cần thiết để hỗ trợ các dự án năng lượng tái tạo và năng lượng địa nhiệt từ các núi lửa không hoạt động của họ. Nhưng việc đưa điều này vào thực tế sẽ đòi hỏi nhiều nghiên cứu và hiểu biết hơn về địa chất, cũng như đầu tư vào thiết bị cần thiết để khởi động các hoạt động này. 

Quốc Khánh