Sử dụng vi khuẩn chuyển hóa than thành khí đốt –

Trong tự nhiên có hàng nghìn loài vi khuẩn khác nhau  không thể biết chính xác có bao nhiêu loài đang tồn tại trong các vỉa than dày vài trăm feet nằm phía dưới những cánh đồng cỏ mênh mông ở vùng Đông Bắc bang Wyoming. Để nhận biết về những loài vi khuẩn tồn tại ở các giếng khí đã được đào vào trong các vỉa than từ nhiều năm trước, công ty Luca đã tiến hành các nghiên cứu DNA. Kết quả đã xác định được hơn 100 loài vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc phá vỡ các tập hợp phân tử hữu cơ chứa than chuyển hóa chúng thành các phân tử riêng lẻ đơn giản chính là metan. Các nhà nghiên cứu phun vào giếng than cũ một số chất bao gồm canxi, magiê, phốt phát và glyxerin để tạo điều kiện cho các loài vi sinh phát triển, cung cấp thức ăn để chúng chuyển hóa than giải phóng ra khí metan.  

Hiện nay, nguồn tài nguyên khí tự nhiên đang trở nên hấp dẫn hơn khi khủng hoảng hạt nhân tại Nhật Bản đã dấy lên những lo ngại về điện hạt nhân và việc tràn dầu vùng Vịnh đã đưa ra những nghi ngờ về khả năng khai thác các mỏ dầu tốt nhất còn lại ở một số quốc gia.

Ông Michael Urynowicz, một nhà nghiên cứu đã từng nghiên cứu việc dùng vi khuẩn chuyển hóa than thành khí metan tại trường đại học Wyoming nói: “Quá trình này đã được nghiên cứu thành công trên quy mô nhỏ rồi. Vấn đề là ở quy mô lớn nó có tính kinh tế hay không?”

Ông Bob Cavnar, trưởng nhóm nghiên cứu của Luca nói “Muốn khai thác khí tự nhiên đòi hỏi phải có những khoản đầu tư nhiều triệu đô la để khoan hàng nghìn mét vào lòng đất. Những giếng khoan đó cung cấp những lượng khí lớn một cách nhanh chóng nhưng sản lượng khí cũng sẽ giảm đi nhanh chóng đòi hỏi các công ty phải liên tục khoan thêm ở nhiều điểm khác để duy trì lợi nhuận. Trong khi công nghệ sử dụng vi khuẩn có thể tận dụng những hố khoan cũ, chi phí đầu tư mới cho hạ tầng cơ sở của công nghệ này rất nhỏ”. Tại riêng vùng sông Powder, bang Wyoming, trong 15 năm qua, đã có khoảng 30.000 giếng  được khoan để khai thác than. Gần một nửa số giếng này đã được khai thác gần hết và cạn kiệt. Các nhà nghiên cứu cho rằng đây chính là nguồn tài nguyên lớn, là cơ sở để họ đi sâu nghiên cứu, làm cho các giếng này tái hoạt động và bắt chúng tạo ra khí đốt. Các nhà khoa học hy vọng với việc xác định được phương thức nuôi và kích hoạt vi khuẩn tại các giếng mỏ than cũ (đã được khai thác gần hết) có thể thu được một lượng khí đốt với sản lượng gấp đôi hoặc gấp ba lần sản lượng khí của Mỹ hiện tại.

Nếu thành công, công nghệ vi khuẩn có thể giúp kéo dài tương lai của ngành công nghiệp khí tại Wyoming, tạo ra hàng chục nghìn công việc và có thể nộp cho nhà nước khoảng 1,1 tỷ đôla mỗi năm. Bang Wyoming rất quan tâm đến việc đầu tư cho công nghệ này. Khoảng 40% sản lượng than của Mỹ được sản xuất ra từ Wyoming, mang lại nguồn lợi kinh tế đóng góp cho bang mỗi năm hơn 2 tỷ đô la Mỹ. Tuy nhiên, với lo ngại về biến đổi khí hậu, chính phủ liên bang cũng đã dự tính là khoảng 15% tổng lượng khí điôxit cac bon thải ra của toàn nước Mỹ là bắt nguồn từ việc đốt than sản xuất từ bang này. Nếu thay thế đốt than bằng đốt khí metan thì lượng khí thải điôxit cacbon có thể giảm đi một nửa.

Mặc dầu vậy, vẫn có một số lo ngại về khả năng công nghệ vi khuẩn có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm hiện đang cung cấp cho hơn 6.000 hộ gia đình tại bang Wyoming. Những gì mà công ty Luca gọi là “chất dinh dưỡng” cho vi khuẩn thì ông Jill Morison thuộc Hội đồng Tài nguyên vùng Sông Powder gọi là “hóa chất”. “Họ làm như đó là sữa chua và đồ ăn hoặc là một vài thứ gì đó. Nhưng không phải như vậy” Ông Morison nói: “Tôi không nói rằng công nghệ này không có triển vọng về phương diện nào đó. Nhưng tôi sợ rằng chúng ta chưa đủ hiểu biết về công nghệ này”.
 
Để đáp lại, công ty Luca chính thức loại bỏ những lo ngại về môi trường. Họ nói rằng công nghệ vi khuẩn sản xuất ra khí đốt tự nhiên thân thiện với môi trường hơn và hiệu quả hơn so với khoan lấy khí vì các giếng, đường vận tải và đường ống đều đã có sẵn. Việc thu được khí metan từ các giếng than cũ hiện có đòi hỏi đầu tư hạ tầng cơ sở mới rất ít. Còn việc cung cấp hóa chất “nuôi” vi khuẩn cũng tương tự như chúng ta sử dụng vitamin. Nếu dùng đúng liều lượng thì có kết quả tốt, còn dùng quá liều tất yếu sẽ gây tác hại xấu. Ngoài ra, công nghệ này còn tạo khả năng sử dụng nước ngầm như một sản phẩm phụ nhờ quá trình bơm nước trở lại các giếng than chứa metan.

Năm 2009, công ty Ciris Energy (USA) đã quyết định đầu tư vào khai thác nguồn năng lượng khí từ các giếng than cũ này. Họ đã nhận được một khoản 4,8 triệu USD do chính quyền bang Wyoming cấp để xây dựng một nhà máy bán công nghiệp sử dụng vi khuẩn chuyển hóa than thành metan.

Tuy nhiên, đến nay nhà máy của Ciris Energy vẫn còn đang nằm trên bản vẽ vì công ty còn đang phải chờ luật mới của bang được hoàn thành với các điều khoản quy định về việc nuôi cấy vi khuẩn lấy metan trước khi thí nghiệm tiếp với một số giếng khí khác. Năm 2010, các nhà quản lý bang Wyoming đã phạt công ty Ciris Energy hơn 26.000 USD vì việc công ty này đã đưa hóa chất xuống các giếng mà không có giấy phép của bang.

Chủ tịch của Ciris Energy, ông Robert Downey nói: “Nhà máy bán công nghiệp sản xuất khí metan bằng công nghệ vi sinh sẽ bắt đầu từ quy mô nhỏ từ khoảng 16 đến 64 giếng và hiện nay công ty không còn gặp điều tiếng gì về môi trường nữa”. Ông Downey cho biết có một công ty khác ở Mỹ cũng đang quan tâm đến việc khai thác các giếng than cũ bằng công nghệ vi sinh và có thể sắp được nhận giấy phép.

Hai công ty Luca và Ciris Energy đều chắc chắn cho rằng: “Tương lai ngành công nghiệp khí đốt tự nhiên của Mỹ thuộc về các con vi khuẩn nhỏ li ti nhưng có thể xử lý các mỏ than cũ một cách ngon lành giống như chúng ta ăn tiệc đứng”.