tìm hiểu về nguồn năng lượng tự nhiên mới nhất, băng cháy

MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU Phần NỘI DUNG Chương 1: TÌM HIỂU VỀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN 1.1 Các nguồn lượng tự nhiên 1.1.1 Than đá 1.1.2 Dầu mỏ 1.1.3 Khí đốt (khí thiên nhiên) 1.2 Tầm quan trọng nguồn lượng tự nhiên 11 1.2.1 Đối với ngành công nghiệp lượng 11 1.2.2 Đối với đời sống người 12 1.3 Thực trạng giải pháp 12 1.3.1 Thực trạng 12 1.3.2 Giải pháp 13 Chương 2: TÌM HIỂU VỀ BĂNG CHÁY 15 2.1 Băng cháy (Methane hydrate) .15 2.1.1 Khái niệm 15 2.1.2 Tính chất vật lí băng cháy 15 2.2 Sự hình thành phân bố băng cháy .17 2.2.1 Điều kiện hình thành 17 2.2.2 Phân bố 17 2.3 Băng cháy – nguồn lượng tiềm 18 2.3.1 Trữ lượng 18 2.3.2 Ưu điểm băng cháy 18 2.4 Những vấn đề khai thác sử dụng băng cháy 19 2.4.1 Thăm dò 19 2.4.2 Những thuận lợi khai thác sử dụng 21 2.4.3 Những khó khăn thách thức 22 2.4.4 Cuộc chạy đua công nghệ khai thác băng cháy 24 Chương 3: QUAN ĐIỂM VÀ HÀNH ĐỘNG CỦA MỘT SỐ 26 QUỐC GIA VỀ BĂNG CHÁY 26 3.1 Nga – quốc gia khai thác băng cháy 26 3.1.1 Sơ lược Nga 26 3.1.2 Quan điểm Nga băng cháy 26 3.2 Nhật – quốc gia tiên phong công nghệ 27 3.2.1 Sơ lược Nhật Bản 27 3.2.2 Thành tựu Nhật Bản cơng thăm dị khai thác băng cháy 27 3.3 Mỹ - nghiên cứu hợp tác để chinh phục Methane hydrate .30 3.4 Trung Quốc tham vọng độc chiếm băng cháy Biển Đông 33 3.4.1 Vài nét đất nước Trung Quốc 33 3.4.2 Những động thái Trung Quốc Methane hydrate 34 Chương 4: BĂNG CHÁY Ở BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM 43 4.1 Băng cháy Biển Đông 43 4.1.1 Sơ lược Biển Đông 43 4.1.2 Băng cháy Biển Đông 43 4.2 Lời giải Việt Nam băng cháy 44 4.3 Khoanh vùng triển vọng khí Methane hydrate sườn lục địa Tây Tây Nam Biển Đông 49 Phần KẾT LUẬN 54 Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Phần MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Băng cháy đề tài nói nguồn lượng tự nhiên người biết đến lại đóng vai trò quan trọng tương lai Trước tình hình trữ lượng nguồn lượng tự nhiên dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên,… dần bị suy giảm nghiêm trọng mà nhu cầu sử dụng lại ngày gia tăng phát triển người Các nguồn tài nguyên đứng trước nguy cạn kiệt tương lai không xa, địi hỏi cần phải có nguồn lượng tự nhiên thay với trữ lượng lớn Các nhà khoa học nỗ lực tìm - băng cháy Trong nhiều nước Thế Giới tập trung nghiên cứu khai thác băng cháy “băng cháy” lại tên cịn xa lạ nhiều người, lí tơi chọn đề tài MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài hướng tới mục đích tìm hiểu rõ nguồn lượng nhất: băng cháy gì?, băng cháy hình thành sao?, băng cháy có đâu?, thăm dị khai thác nào?, khó khăn thách thức công việc tiếp cận với băng cháy? quan điểm - công nghệ băng cháy quốc gia điển hình Đề tài tập trung tìm hiểu tiềm – trữ lượng – phân bố băng cháy Việt Nam Hướng tới nghiên cứu chuyên sâu băng cháy nước ta, định hướng chiến lược quan trọng tương lai Đề tài nhằm làm phong phú thêm tư liệu nguồn tài nguyên thiên nhiên làm sở cho nghiên cứu băng cháy GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài nghiên cứu túy lí thuyết - Phạm vi từ thông tin báo đài, trang mạng nước PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN - Phương pháp: Tìm hiểu băng cháy thông qua khảo sát ý kiến bạn sinh viên, thu thập thông tin liên quan từ báo đài, trang mạng, dịch thuật trang mạng nước ngồi chọn lọc thơng tin, xếp nội dung cho hồn chỉnh Sử dụng hình ảnh minh họa cho phần nội dung thêm sinh động, dễ hiểu, liên hệ nhiều vào thực tế -Phương tiện: Sử dụng chủ yếu máy vi tính mạng máy vi tính CÁC BƯỚC THỰC HIỆN - Nhận đề tài Sưu tầm tài liệu viết đề cương Viết luận văn Nộp thảo luận văn cho GVHD GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy - Chỉnh sửa luận văn - Nộp luận văn hoàn chỉnh - Báo cáo luận văn GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Phần NỘI DUNG Chương 1: TÌM HIỂU VỀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN 1.1 CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN Trong nguồn lượng tự nhiên mà nhân loại sử dụng than đá (than bùn), dầu mỏ khí thiên nhiên chiếm 90% tỉ trọng Ta tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên 1.1.1 Than đá Than đá (hình 1.1) loại nhiên liệu hóa thạch hình thành hệ sinh thái đầm lầy nơi xác thực vật nước bùn lưu giữ không bị ôxi hóa phân hủy sinh vật (biodegradation) [1] Hình 1.1: Than đá [1] Than đá sản phẩm q trình biến chất, lớp đá có màu đen đen nâu đốt cháy Trong than đá, nguyên tố cấu thành bao gồm thành phần sau: +Cacbon: Cacbon thành phần cháy chủ yếu nhiên liệu, cháy toả nhiệt lượng khoảng 34.150 kJ/kg Vì lượng cacbon nhiên liệu nhiều nhiệt trị nhiên liệu cao +Hyđrô: Hydro thành phần cháy quan trọng nhiên liệu, cháy toả nhiệt lượng 144.500 kJ/kg Nhưng lượng hyđrơ có thiên nhiên Trong nhiên liệu lỏng hyđrơ có nhiều nhiên liệu rắn +Lưu huỳnh: Lưu huỳnh thành phần cháy nhiên liệu Nhiệt lượng tỏa cháy lưu huỳnh khoảng 1/3 cacbon Khi cháy lưu huỳnh tạo khí SO2 SO3 Lúc gặp nước SO3 dễ hoà tan tạo axit H2SO4 gây ăn mịn kim loại Khí SO2 thải ngồi khí độc nguy hiểm lưu huỳnh ngun tố có hại nhiên liệu +Oxy Nitơ: Oxy Nitơ chất trơ nhiên liệu rắn lỏng Sự có mặt oxy nitơ làm giảm thành phần cháy nhiên liệu làm cho nhiệt lượng tỏa giảm xuống GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy +Tro, xỉ: Là thành phần lại sau nhiên liệu cháy hết Trữ lượng than giới cao so với nhiên liệu lượng khác (dầu mỏ, khí đốt ), khai thác nhiều Bắc bán cầu, 4/5 thuộc nước sau: Hoa Kì, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ, Úc, Đức, Ba Lan, Canada , sản lượng than khai thác tỉ tấn/năm Tại Việt Nam, có nhiều mỏ than tập trung nhiều tỉnh phía Bắc tỉnh Quảng Ninh, năm khai thác khoảng 15 đến 20 triệu Than khai thác lộ thiên chính, cịn lại khai thác hầm lị Sản lượng than tồn giới Nhập than nơi 1/1/2010 Năm Sản lượng (triệu tấn) Nước 1950 1820 TrungQuốc 900 1960 2630 Hàn Quốc 130 1970 2936 Thái Lan 61,9 1980 3770 Việt Nam 1,31 1990 3387 Nhật Bản 184 2003 5300 Philipine 20 Sản lượng (nghìn tấn) Bảng 1.1: Sản lượng khai thác than theo năm nhập than số quốc gia [1] Khi đốt nóng nhiên liệu điều kiện mơi trường khơng có ơxy mối liên kết phân tử hữu bị phân huỷ Quá trình gọi phân huỷ nhiệt Sản phẩm phân huỷ nhiệt chất khí gọi “Chất bốc” kí hiệu V %, bao gồm khí Hydro, Cacbuahydro, Cacbonoxit, Cacbonic Những liên kết có nhiều oxy liên kết bền vững dễ bị phá vỡ nhiệt độ cao, than đá non tuổi chất bốc nhiều nhiêu, than bùn (V=70%), than đá (V=10-45)%, than antraxit (V=2-9) % Nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc phụ thuộc vào tuổi hình thành than đá, than non tuổi nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc thấp Lượng chất bốc sinh phụ thuộc vào thời gian phân huỷ nhiệt Chất bốc than đá có ảnh hưởng lớn đến q trình cháy than, chất bốc nhiều than đá xốp, dễ bắt lửa cháy kiệt nhiêu Vì vậy, cháy than chất bốc than đá Antraxit Việt nam cần phải có biện pháp kĩ thuật thích hợp Than đá sử dụng nhiều sản xuất đời sống Trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy nước, đầu máy xe lửa Sau đó, than làm nhiên liệu cho ngành luyện kim Gần than cịn dùng cho ngành hóa học tạo sản phẩm dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo Than chì dùng làm điện cực Ngồi than cịn dùng GVHD: Th.S Hồng Xn Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy nhiều việc sưởi ấm từ xa xưa cháy chúng tỏa nhiều khí CO gây ngộ độc nên cần sử dụng lị sưởi chun dụng có ống khói dẫn ngồi có biện pháp an tồn sử dụng chúng Than có tính chất hấp thụ chất độc người ta gọi than hấp thụ than hoạt tính có khả giữ bề mặt chất khí, chất hơi, chất tan dung dịch Dùng nhiều việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc Một ứng dụng bật than đá làm nhiên liệu cho ngành nhiệt điện ( Hình 1.2) Người ta dùng than để đun nước lị Hình 1.2: Than đá dùng ngành nhiệt điện [2] Nguyên lí làm việc lị hơi: Lị đốt than phun công nghệ phát triển nguồn sản xuất điện chủ yếu giới Than cục qua nghiền thô từ phểu than máy cấp đến máy nghiền than, than sấy nóng nghiền mịn thành bột có đường kính trung bình từ 40μm đến 90μm Bột than hỗn hợp với khơng khí nóng (gió cấp một) phun vào buồng lửa bốc cháy môi trường nhiệt độ cao Khơng khí cấp vào lị ngồi gió cấp cịn có thêm gió cấp hai có thêm gió cấp ba Nhiệt q trình cháy bột than truyền cho ống sinh đặt xung quanh buồng đốt để hóa dịng nước bên ống Hỗn hợp nước khỏi ống sinh vào bao hơi, bao có đặt thiết bị phân ly nhằm đảm bảo tách tối đa hạt lỏng bị dòng theo Hơi bảo hòa tiếp tục qua nhiệt để nâng nhiệt độ đến giá trị mong muốn trước vào tuốc bin Hơi có áp suất nhiệt độ cao theo ống dẫn vào thân cao áp tuốc bin, khỏi thân cao áp thường đưa trở lò để tái sấy đến nhiệt độ vào thân trung áp, khỏi thân trung áp đưa trở lại lò để tái sấy thêm lần trực tiếp vào thân hạ áp Việc tái sấy (hồi nhiệt trung gian) lần hay hai lần nhằm mục đích nâng cao hiệu suất nhiệt cho tuốc bin Người ta gọi thông số cặp thông số trạng thái áp suất nhiệt độ Ví dụ, Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng, thông số 175 át-mốt-phe 541oC (cặp thông số kết đôi) Hiệu suất điện nhà máy tăng theo thông số vào tuốc bin GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy đạt đến khoảng 46- 47% với công nghệ cực siêu tới hạn (áp suất > 270 atm, nhiệt độ 600oC) Hiệu suất dự kiến đạt từ 50% đến 53% vào năm 2020 55% vào năm 2050 Thiết bị tuốc bin có nhiệm vụ biến nhiệt dịng thành trục rơ-to để vận động máy phát điện Máy phát điện biến thành điện hòa lên lưới điện quốc gia qua máy biến Hơi thoát từ thân hạ áp tuốc bin vào bình ngưng nhả nhiệt cho nước làm mát, ngưng tụ thành nước bơm trở lại lò theo chu trình khép kín Nước làm mát nước biển, nước sông, hay nước hồ Đối với nhà máy nhiệt điện than để sản xuất KWh điện cần 142 lít nước làm mát Khói khỏi buồng đốt có nhiệt độ cao nên người ta thiết kế hâm nước, sấy khơng khí đường khói để tận dụng nguồn nhiệt nhằm nâng cao hiệu suất lò Tro bay, bụi tách khỏi dịng khói lọc bụi tĩnh điện trước thải ngồi mơi trường Xỉ đáy lò tro bay từ hâm nước, sấy khơng khí, lọc bụi … đưa hệ thống thu gom để tái sử dụng hiệu lĩnh vực xây dựng sản xuất gạch không nung, làm chất phụ gia cho bê tông, Than đá xem nguyên nhân hàng đầu gây nên tượng nóng lên tồn cầu sản xuất than đòi hỏi lượng lớn nước, đồng nghĩa với việc ảnh hưởng tới nguồn nước mà người thiên nhiên sử dụng Nước tiếp xúc với than trình khai thác, làm sạch, lưu trữ sản xuất lượng thu thập kim loại nặng chì asen Nước bị nhiễm bẩn đổ ngồi gây nhiễm độc nguồn nước ngầm bề mặt nguồn nước gần 1.1.2 Dầu mỏ Dầu mỏ hay dầu thô chất lỏng sánh đặc màu nâu ngã lục, dầu tồn lớp đất đá số nơi vỏ Trái Đất Dầu mỏ hỗn hợp hóa chất hữu thể lỏng đậm đặc, phần lớn hợp chất hydrocacbon, thuộc gốc alkane, thành phần đa dạng Đa số nhà địa chất coi dầu mỏ giống than khí tự nhiên sản phẩm nén nóng lên vật liệu hữu thời kỳ địa chất Theo lý thuyết này, tạo thành từ vật liệu cịn sót lại sau q trình phân rã xác động vật tảo biển nhỏ thời tiền sử (các cối mặt đất thường có khuynh hướng hình thành than) Qua hàng thiên niên kỷ vật chất hữu trộn với bùn bị chơn sâu lớp trầm tích dày Kết làm tăng nhiệt áp suất khiến cho thành phần bị biến hoá, thành loại vật liệu kiểu sáp gọi kerogen sau thành hydrocarbons khí lỏng q trình gọi catagenesis Bởi hydrocarbons có mật độ nhỏ đá xung quanh, chúng xâm nhập lên phía thơng qua lớp đá sát chúng bị rơi vào bẫy bên tảng đá ngấm qua, bên lỗ xốp đá gọi bể chứa Sự tập GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy trung hydrocarbons bên bẫy hình thành nên giếng dầu, từ dầu lỏng khai thác cách khoan bơm Các nhà địa chất đề cập tới "cửa sổ dầu" (oil window) Đây tầm nhiệt độ mà thấp dầu khơng thể hình thành, cịn cao lại hình thành khí tự nhiên Dù tương thích với độ sâu khác vị trí khác giới, độ sâu 'điển hình' cho cửa sổ dầu 4–6 km Cần nhớ dầu rơi vào bẫy độ sâu thấp hơn, chí khơng hình thành Cần có ba điều kiện để hình thành nên bể dầu: có nhiều đá, mạch dẫn dầu xâm nhập bẫy (kín) để tập trung hydrocarbons Các phản ứng tạo thành dầu mỏ khí tự nhiên thường phản ứng phân rã giai đoạn đầu, kerogen (tên loài vi sinh vật) phân rã thành dầu khí tự nhiên thơng qua nhiều phản ứng song song dầu cuối phân rã thành khí tự nhiên thông qua loạt phản ứng khác Các thành phần hóa học dầu mỏ chia tách phương pháp chưng cất phân đoạn Các sản phẩm thu từ việc lọc dầu kể đến dầu hỏa, benzen, xăng, sáp parafin, nhựa đường v.v Trong điều kiện thơng thường, dầu mỏ có thành phần chứa bốn alkan nhẹ nhất: CH4 (mêtan), C2H6 (êtan), C3H8 (prôpan) C4H10 (butan) dạng khí, sơi nhiệt độ 161.6 °C, -88.6 °C, -42 °C, -0.5 °C tương ứng Các chuỗi khoảng C5-7 sản phẩm dầu mỏ nhẹ, dễ bay Chúng sử dụng làm dung môi, chất làm bề mặt sản phẩm làm khô nhanh khác Các chuỗi từ C6H14 đến C12H26 bị pha trộn lẫn với sử dụng đời sống với tên gọi xăng Dầu hỏa hỗn hợp chuỗi từ C10 đến C15, dầu điêzen/dầu sưởi (C10 đến C20) nhiên liệu nặng sử dụng cho động tàu thủy Tất sản phẩm từ dầu mỏ điều kiện nhiệt độ phòng chất lỏng Các dầu bôi trơn mỡ (dầu nhờn) nằm khoảng từ C16 đến C20 Các chuỗi C20 tạo thành chất rắn, bắt đầu sáp parafin, sau hắc ín nhựa đường bitum Khoảng nhiệt độ sôi sản phẩm dầu mỏ chưng cất phân đoạn điều kiện áp suất khí tính theo độ C là:  Xăng ête: 40-70 °C (được sử dụng dung môi)  Xăng nhẹ: 60-100 °C (nhiên liệu cho mô tô)  Xăng nặng: 100-150 °C (nhiên liệu cho ô tô)  Dầu hỏa nhẹ: 120-150 °C (nhiên liệu dung môi gia đình)  Dầu hỏa: 150-300 °C (nhiên liệu)  Dầu điêzen: 250-350 °C (nhiên liệu cho động điêzen/dầu sưởi)  Dầu bôi trơn: > 300 °C (dầu bôi trơn động cơ)  Các thành phần khác: hắc ín, nhựa đường, nhiên liệu khác GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Muốn khai thác dầu, người ta khoan lỗ khoan gọi giếng dầu Khi khoan trúng lớp dầu lỏng, dầu tự phun lên áp suất cao khí dầu mỏ Khi lượng dầu giảm áp suất khí giảm, người ta phải dùng bơm hút dầu lên bơm nước xuống để đẩy dầu lên (hình 1.3) Hình 1.3: Giàn khoan dầu biển [4] Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy có khả khai thác mang lại hiệu kinh tế với kỹ thuật đại tăng lên năm gần đạt mức cao vào năm 2003 Dự đoán trữ lượng dầu mỏ đủ dùng 50-60 năm Năm 2011 trữ lượng dầu mỏ nhiều Hoa Kỳ (2855 tỉ thùng), Ả Rập Saudi (262,6 tỉ thùng), Venezuela (211,2 tỉ thùng), Canada (175,2 tỉ thùng), Iran (137 tỉ thùng), Iraq (115,0 tỉ thùng), Kuwait, Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất, Nga, Libya, Nigeria Nước khai thác dầu nhiều giới năm 2003 Ả Rập Saudi (496,8 triệu tấn), Nga (420 triệu tấn), Mỹ (349,4 triệu tấn), Mexico (187,8 triệu tấn) Iran (181,7 triệu tấn) Việt Nam xếp vào nước xuất dầu mỏ từ năm 1991 sản lượng xuất vài ba triệu Đến nay, sản lượng dầu khí khai thác xuất hàng năm đạt vào khoảng 20 triệu tấn/năm Vì tầm quan trọng kinh tế, dầu mỏ lý cho mâu thuẫn trị Tổ chức nước xuất dầu mỏ (OPEC) sử dụng dầu mỏ vũ khí xung đột Trung Đơng tạo khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1973 1979 Hiện nay, dầu mỏ chủ yếu dùng để sản xuất dầu hỏa, diezen xăng nhiên liệu, nhiên liệu quan trọng xã hội đại dùng để sản xuất điện nhiên liệu tất phương tiện giao thông vận tải Hơn nữa, dầu sử dụng công nghiệp hóa dầu để sản xuất chất dẻo (plastic) nhiều sản phẩm khác Vì dầu thường ví "vàng đen".[14] Dầu mỏ nguồn lượng không tái tạo nên nhiều người lo ngại khả cạn kiệt mỏ dầu tương lai khơng xa GVHD: Th.S Hồng Xn Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Hiện Trung Quốc nhập gần 60% nhu cầu dầu thô mình, trở thành nhà nhập lớn thứ hai giới, xét số lượng, xếp sau Mỹ Đối với khí đốt tự nhiên, lượng nhập lần vượt mức 30% vào năm 2013 Băng cháy dự kiến hỗ trợ cho trình chuyển đổi từ lượng than sang khí tự nhiên Than chiếm gần 70% lượng tiêu thụ lượng Trung Quốc Theo TS Nguyễn Hùng Sơn – Phó Viện Trưởng Viện Biển Đông – Học Viện Ngoại Giao cho ý kiến: “Tôi cho Trung Quốc làm việc nhiều mục đích Việc đưa giàn khoan vào ngồi mục đích tìm kiếm dầu khí Trung Quốc tìm kiếm thăm dị khả khai thác băng cháy tương lai Mặc dù công nghệ chưa cho phép khai thác băng cháy tin Trung Quốc đầu tư nghiên cứu để khai thác nguồn lượng tương lai.” Với hành động Trung Quốc gây quan ngại Biển Đông ngày nay, Việt Nam chuẩn phương án kiên bảo vệ chủ quyền thiêng liêng Tổ Quốc 42 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Chương 4: BĂNG CHÁY Ở BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM 4.1 BĂNG CHÁY Ở BIỂN ĐÔNG 4.1.1 Sơ lược Biển Đông Biển Đông biển nửa kín Thái Bình Dương bao bọc nước Việt Nam, Campuchia, Thái Lan, Malaysia, Singapore, Indonesia, Brunei, Philippines Trung Quốc Đời sống cư dân tăng trưởng kinh tế nước dựa lớn vào việc khai thác nguồn lợi vùng biển Biển Đơng có vị trí giao thông vận tải quan trọng bậc khu vực, đóng vai trị quan trọng tất yếu chiến lược phát triển kinh tế, quân cho quốc gia ven biển Ngồi ra, Biển Đơng cịn nôi nuôi dưỡng hệ sinh thái biển phong phú với đa dạng lồi động thực vật có giá trị kinh tế cao Khi nhắc đến Biển Đông, ta khơng thể khơng nói đến trữ lượng dầu mỏ khí đốt đây; với trữ lượng lớn dầu mỏ, khí tự nhiên Biển Đơng góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế cho quốc gia liên quan, có Việt Nam.[9] 4.1.2 Băng cháy Biển Đơng Một cơng trình nghiên cứu Tổng cục Biển Hải đảo Việt Nam (Bộ Tài nguyên Môi trường) cho thấy 27 khu vực vùng biển Việt Nam với tổng diện tích 269,26 km2 có khả tồn trữ lượng lớn khí hydrate Hình 4.1: Sơ đồ nghiên cứu vị trí Hydrate Biển Đơng [9] Dựa vào kết nghiên cứu, người ta phân thành vùng tiềm năng, xếp thứ tự A, B, C, D Những vùng biển có tiềm lớn vùng đảo Tri Tôn, Phú Khánh, Tây Nam Biển Đơng, khu vực Đình Trung Vũng Mây Những phát mở hướng nghiên cứu tài nguyên môi trường biển mới, với tiềm kinh tế lớn cần tiếp tục đầu tư khai thác 43 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Theo nhà khoa học, phần lớn địa hình đáy biển Việt Nam có vĩ tuyến trùng với hướng tách giãn Biển Đông Tại đây, xuất nhiều núi lửa, dạng địa hình thuận lợi cho việc hình thành cao nguyên ngầm, đới nâng Phần sườn lục địa miền Trung Đơng Nam, địa hình đáy biển thay đổi đột ngột từ vài trăm mét xuống 1500 - 2.500m (hình 4.1), tạo thành vách dốc đứng Các cấu trúc thích hợp cho việc hình thành hydrate Tại Việt Nam, nghiên cứu cho thấy, độ sâu từ 500m tính từ đáy biển nơi có tiềm băng cháy Theo tính tốn, tồn khu vực biển Đông đứng thứ châu Á băng cháy Từ năm 2008, nước ta có nghiên cứu, đánh giá trữ lượng băng cháy Tuy nhiên, việc nghiên cứu biển sâu từ 500 - 2.000m tương đối chưa trang bị đầy đủ thiết bị, cơng nghệ cịn thiếu nguồn nhân lực phục vụ nghiên cứu, điều tra thăm dò 4.2 LỜI GIẢI CỦA VIỆT NAM VỀ BĂNG CHÁY Việt Nam đánh giá quốc gia có trữ lượng băng cháy lớn Từ năm 2007, Bộ Tài nguyên - Môi trường tổ chức hội nghị khoa học băng cháy Chính phủ ban hành nhiều định, chương trình nghiên cứu, đánh giá tài nguyên băng cháy Gần có số cơng trình nghiên cứu tổng quan băng cháy sở hồi cố tài liệu có Thơng qua tài liệu địa chất - địa vật lý, địa hóa khí trầm tích tiền đề khác thềm lục địa vùng biển sâu Việt Nam khn khổ hợp tác nhiều năm với nước ngồi (chủ yếu với Nga, Mỹ), nhà địa chất nhận định biển nước ta có triển vọng lớn băng cháy Vì thế, Chính phủ quan tâm ngày tháng năm 2010 Thủ tướng ban hành Quyết định số 796/QĐ-TTg phê duyệt “Chương trình nghiên cứu, điều tra tiềm khí hydrate vùng biển thềm lục địa Việt Nam” Tổng cục Biển Hải đảo Việt Nam phối hợp với Tập đồn Dầu khí Quốc gia Việt Nam thực chương trình thơng qua hợp tác với nước có kinh nghiệm cơng nghệ tiên tiến Theo đó, sau giai đoạn nghiên cứu (2007- 2015) kết thúc giai đoạn tiếp cận, nghiên cứu công nghệ, đến giai đoạn 2015-2020 bắt đầu đánh giá, thăm dò băng cháy vùng biển thềm lục địa có triển vọng Trong đề tài nghiên cứu băng cháy, nhà khoa học Trung tâm Địa chất Khoáng sản biển (Bộ Tài nguyên Môi trường) Tổng hội Địa chất Việt Nam đánh giá vùng Biển Đông thuộc chủ quyền Việt Nam hội tụ đủ điều kiện hình thành băng cháy độ sâu đáy biển, đặc điểm địa mạo, nhiệt độ đáy biển, trầm tích, nguồn khí, dấu hiệu địa hóa, địa vật lý,…Đặc biệt cấu trúc địa chất, bối cảnh địa chất điều kiện tiên xuất bể chứa dầu khí Sơng Hồng, Phú Khánh, Tư Chính-Vũng Mây, Nam Cơn Sơn, nhóm bể Hồng Sa, Trường Sa Các nhà khoa học hai đơn vị đánh giá triển vọng băng cháy thềm lục địa Nam Việt Nam dựa sở đối sánh với thềm lục địa đảo Sakhalin (Liên bang 44 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy Nga), khu vực kiểm chứng có tích tụ băng cháy Qua phân tích, so sánh đặc điểm cấu trúc kiến tạo, chế hình thành biểu khí hydrate thềm lục địa đảo Sakhalin với thềm lục địa Nam Việt Nam, đánh giá vùng thềm lục địa Nam Việt Nam có triển vọng khí Hydrate Từ đó, nhà khoa học đưa vùng dự báo để đánh giá tiềm băng cháy, quần đảo Hồng Sa kế cận, Phú Khánh, Tư Chính-Vũng Mây quần đảo Trường Sa kế cận Phó Giáo sư Tiến sỹ Phùng Văn Phách, Viện trưởng Viện Địa chất Địa vật lý biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam cho rằng, nghiên cứu băng cháy, cần hiểu đặt vấn đề với vai trò lịch sử khả khai thác, sử dụng bối cảnh trình độ kinh tế Việt Nam Việc sa đà đầu tư nghiên cứu cách ạt, trình độ khoa học kỹ thuật, nhân lực có trình độ Việt Nam chưa đáp ứng cho hiệu không cao Hơn nữa, Việt Nam cần có chiến lược khống sản lượng biển cách hợp lý, để phù hợp với Chiến lược phát triển bền vững biển hải đảo đến năm 2020, tầm nhìn 2030 Việc nghiên cứu băng cháy khó khăn, đặc biệt cơng nghệ khai thác nên địi hỏi cần nhiều thời gian Với nước có công nghệ tiến tiến, cần phải đến vài chục năm hy vọng tìm giải pháp cơng nghệ tối ưu việc khai thác an tồn, hiệu nguồn lượng khổng lồ Hiện nhà nước có đề án lớn, Đề án tổng thể 47 nghiên cứu Biển Đơng, đề án có chương trình "Nghiên cứu, điều tra tiềm băng cháy Biển Đông" (vùng biển Việt Nam) Hiện có đề tài “Nghiên cứu, điều tra, đánh giá khoanh định cấu trúc địa chất có tiềm triển vọng băng cháy vùng biển Việt Nam”, Trung tâm địa chất khoáng sản biển - Tổng cục biển hải đảo Việt Nam thực Nhưng cuối năm 2012, tất dừng lại đề cương chi tiết việc cần làm Các nhà khoa học Việt Nam định chọn Nga để hợp tác, đối tác truyền thống, đồng thời nước nghiên cứu băng cháy mà lại có quy trình nghiên cứu phù hợp với Việt Nam Chọn Nga làm đối tác để nghiên cứu băng cháy hợp lý thời điểm Hiện nay, tiến hành hợp tác với Viện Hải dương học Thái Bình Dương, thuộc Phân viện Hàn lâm viễn đơng Nga Đó đơn vị nghiên cứu triển khai mạnh mẽ việc tìm kiếm băng cháy biển viễn đơng Nga, họ thử khoan tìm thấy băng cháy biển Okhot Để trả lời câu hỏi: Việt Nam có lời giải vấn đề băng cháy Biển Đông?; Theo TS Phùng Văn Phách, Viện trưởng Viện địa chất địa vật lý biển - Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam cho biết: “Mặc dù việc tìm kiếm, thăm dị khai thác băng cháy vấn đề khó khăn tốn giai đoạn Không riêng nước ta mà nước tiên tiến để khai thác sử dụng băng cháy 45 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy câu hỏi lớn, tất trình thử nghiệm, chắn giá thành cao Vì để trả lời câu hỏi khai thác băng cháy vấn đề, Việt Nam Còn nước khoa học phát triển, Hàn Quốc họ xác định năm 2014 thức khai thác, tơi cho nói phiêu lưu, Nhật Bản mạnh dạn xác định thời gian bắt đầu khai thác năm 2018” “Thực ra, băng cháy khai thác khai thác đất liền, vùng Bắc cực thuộc Canada, họ tìm trữ lượng băng cháy ước tính tương đương gần 100 nghìn tỷ m3, quy dầu gần khoảng 100 tỷ dầu, ngang ngửa chí cịn nhiều trữ lượng dầu Trung Đông Nhưng họ khai thác dạng nhỏ giọt, mang tính thử nghiệm Sự diện mỏ băng cháy đất liền vùng cực bắc Canada điều may mắn, với ý nghĩa tiến hành cơng nghệ tìm kiếm, thăm dị đặc biệt cơng nghệ khai thác thử nghiệm” Tóm lại nói, chưa có nước khai thác băng cháy qui mơ cơng nghiệp Theo TS Trần Tân Văn, Phó viện trưởng Viện Nghiên cứu Địa chất Khống sản dầu khí hình thành đâu băng cháy gần Về chất chủ yếu khí mê tan CH4, tích tụ lẫn bùn từ đáy biển trở xuống đến độ sâu khoảng 500m Khác với dầu khí cần phải có cấu trúc thuận lợi để lưu giữ băng cháy có sát đáy biển Băng cháy khó khai thác thay đổi điều kiện nhiệt độ, áp suất lại khơng cịn dạng băng mà tự sơi bốc lên lẫn vào nước biển tan vào khơng khí Do vậy, khó khăn băng cháy khơng phải việc tìm đâu mà nằm vấn đề lưu giữ nhiên liệu Từ năm trước, Bộ Tài nguyên Môi trường (Bộ TN&MT) tổ chức hội nghị khoa học triển vọng khí hydrat vùng biển Việt Nam Tổng cục Biển Hải đảo VN xây dựng chương trình nghiên cứu, đánh giá tiềm băng cháy nước ta, cử cán tham gia hội thảo quốc tế băng cháy khoáng sản biển sâu Nhật, Hàn Quốc, Nga, Hoa Kỳ, Jamaica, ký biên ghi nhớ hợp tác nghiên cứu, điều tra địa chất - khoáng sản biển sâu với Hàn Quốc, Nga Tuy nhiên, việc nghiên cứu nhà khoa học nước ta độ sâu 500 đến 2.000m gặp nhiều khó khăn chưa trang bị đầy đủ thiết bị, cơng nghệ cịn thiếu nguồn nhân lực phục vụ nghiên cứu, điều tra thăm dò Theo đánh giá Cơ quan Địa chất Mỹ, biển Việt Nam đứng hàng thứ châu Á tiềm băng cháy Mặc dù chưa có quốc gia khai thác băng cháy quy mô công nghiệp xem nguồn lượng nhiều quốc gia quan tâm trữ lượng khổng lồ khả tác động tới biến đổi khí hậu tồn cầu Khống sản lượng dự báo lớn gấp lần tổng tài ngun lượng hóa thạch biết đến tồn giới Hiện có 90 nước giới tiến hành chương trình nghiên cứu điều tra băng cháy mức độ khác Cịn thực trạng nghiên cứu 46 GVHD: Th.S Hồng Xn Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy băng cháy Việt Nam nghiên cứu dựa tài liệu nghiên cứu địa vật lý dấu hiệu địa mạo, độ sâu đáy biển Có dấu hiệu để xác định băng cháy dễ xác diện bề mặt phản xạ mô đáy biển, tiếng Anh Bottom Simulation Reflector, viết tắt BSR Thường băng cháy hình thành ngưỡng nhiệt độ, áp suất định, tính chất phản xạ sóng địa chấn khác so với lớp bên khí tự do, hai lớp có bề mặt phản xạ rõ nét gần song song với địa hình đáy biển Vùng có mặt cắt địa chấn với diện BSR gần chắn có băng cháy phía Hiện nay, bắt đầu nghiên cứu vùng khoanh định vùng sườn lục địa Miền Trung, nơi cho có điều kiện thuận lợi cho việc hình thành băng cháy Ông cho biết thêm “Nhật Bản, Hàn Quốc đối tác có hợp tác thân thiện, đặc biệt Nhật Bản Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam (VAST) có hợp tác với Viện Khoa học Công nghệ tân tiến Nhật Bản (JAIST), từ năm 2004, băng cháy chưa đề cập [10] Từ trước đến nay, dự án Việt Nam Nhật khơng thực nhiều, chế sinh tiền Nhật khác nước ta, nên có dự án nhỏ lẻ thực được, cịn nghiên cứu biển chưa làm dự án Là nhà nghiên cứu mong hợp tác với Nhật, nói cơng nghệ tìm kiếm, thăm dò khai thác băng cháy cách liệt Nhật Bản Trong vịng 10 năm họ chi gần 300 triệu USD, nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dị cơng nghệ khai thác băng cháy Mốc đặt để phấn đấu khai thác họ năm 2018 Rõ ràng Nhật Bản đối tác tiềm mà Việt Nam bỏ qua công tác nghiên cứu băng cháy Năm 2012, phía Chính phủ Nhật ngỏ ý sẵn sàng cho Việt Nam vay vốn để thực chương trình nghiên cứu biển, chắn có băng cháy” Việc khai thác băng cháy giúp cho Việt Nam giải khó khăn nguồn lượng tương lai Nhưng để tìm nguồn băng cháy khai thác, sử dụng cịn lâu, nên cần tiến hành song song với việc tìm kiếm dầu khí, đặc biệt bối cảnh tương lai gần, nguồn dầu khí ngày cạn kiệt, nguồn bổ sung có nguy ngày Nếu tìm khai thác băng cháy tốt Cho dù hệ chưa dùng băng cháy, cần cho hệ cháu sau Vì vậy, Việt Nam tâm thực chương trình nghiên cứu băng cháy với nhiều kỳ vọng Nhìn vào đồ có trũng biển sâu lịng chảo Biển Đơng lý tưởng, vùng nơi có điều kiện nhiệt-độ áp suất phù hợp để hình thành băng cháy Hiện than, thủy điện dầu khí đóng vai trị cán cân lượng nước ta Các nguồn lượng gió, mặt trời, hạt nhân…cịn Để cải thiện tình hình tìm kiếm cấu lượng bền vững băng cháy 47 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy cứu cánh tương lai Nếu làm chủ cơng nghệ tìm kiếm khai thác băng cháy đảm bảo an ninh lượng Cịn biến đổi khí hậu vấn đề tồn cầu, khí hậu khơng thay đổi tạo cân nhiệt định vỏ Trái Đất, điều kiện hình thành lớp vỏ băng cháy định đáy đại dương Thế Giới Nếu giả dụ nhiệt độ tăng lên đáng kể, cân bị phá vỡ Lại theo lời ông: “Băng cháy lí do, thân bánh vẽ mơ hồ mà thơi, cịn nghiên cứu, chưa biết thực phụng lồi người Vì cịn phải vừa làm vừa nghe ngóng để xem Tuy nhiên tương lai, theo nguyên nhân xuất Một điều để làm chủ tài nguyên băng cháy, cần hợp tác với nước Thế giới, có nước khu vực ASEAN, nhiên thực tế hợp tác khoa học nước ASEAN yếu Cái theo tơi có lẽ nước ASEAN có tập quán nghiên cứu khoa học khác nhau, việc gắn kết lại khơng dễ Tóm lại theo tôi, phải nghiên cứu kỹ lưỡng cách thức mà nước làm vấn đề băng cháy, từ nước giàu nước nghèo, xem xem hiệu họ đến đâu Trên sở đó, dựa vào sức mình, đề kế hoạch hành động khôn ngoan, tối ưu, kết hợp với nước có tiềm lực khai thác khống sản biển, để thực mục đích Ngược lại, chưa chuẩn bị nguồn nhân lực, chưa có cơng nghệ, kỹ thuật, kỹ cần thiết mà bỏ khoản tiền lớn e hiệu cao Khơng phải có trang thiết bị đại, đắt tiền khai thác băng cháy Thêm điều kiện khí hậu, hải văn Biển Đơng khắc nghiệt Cần quán triệt tinh thần “bảy lần đo lần cắt”, đặc biệt dân ta nghèo Tuy nhiên ý kiến chủ quan thơi Cịn có nhiều cách đặt vấn đề hồn tồn khác Nói lại, chương trình nghiên cứu Băng Cháy Việt Nam gồm giai đoạn Từ năm 2007 – 2015, tập chung nghiên cứu khái niệm, tính chất, q trình hình thành, đặc điểm phân bố Thế Giới Việt Nam; công nghệ điều tra, thăm dò, khai thác, vận chuyển sử dụng Băng Cháy; khảo sát khoanh định khu vực có triển vọng Băng Cháy; xây dựng hệ thống văn quy phạm pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn phục vụ cơng tác điều tra, đánh giá thăm dị Băng Cháy Việt Nam Và năm 2015 – 2020 đánh giá, thăm dò Băng Cháy vùng có triển vọng biển thềm lục địa”.[12] Như vậy, Việt Nam có bước tài ngun Băng Cháy Và khơng có lạ nghiên cứu, khảo sát, thăm dị kéo dài mười, mười lăm năm nay, nước có khoa học tiên tiến chưa chinh phục hoàn toàn nguồn lượng 48 GVHD: Th.S Hoàng Xuân Dinh SVTH: La Song Phát Luận văn tốt nghiệp Tìm hiểu nguồn lượng tự nhiên - Băng cháy 4.3 KHOANH VÙNG TRIỂN VỌNG KHÍ METHANE HYDRAT (GH) Ở SƯỜN LỤC ĐỊA TÂY VÀ TÂY NAM BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM [13] Từ lâu ghi nhận vùng biển Đông Quy Nhơn có triển vọng GH phát triển đới thẩm thấu, túi, nổ trượt lở trầm tích Dựa vào tài liệu thực tế nhiều nước giới, vùng sườn lục địa bắc Biển Đơng thuộc sườn lục địa Trung Quốc phân tích chi tiết dạng địa mạo, tài liệu địa chấn sâu 2D Tập đồn Dầu Khí Việt Nam (PVN) thu nhằm tìm kiếm dị thường có khả liên quan với GH khí dung ly tạo nên Kết hợp tài liệu địa mạo địa chấn để dự báo triển vọng GH Theo tài liệu địa hình địa chấn sâu sâu 2D phát dạng dị thường địa mạo cấu trúc địa chấn liên quan với GH như: khối nhô kiểu mặt nạ, dạng túi, dạng lông chim đáy biển đới cấu tạo hỗn độn trầm tích Pliocen-Đệ tứ với nhiều khe nứt, mặt phản xạ mô đáy biển (BSR), thẩm thấu khí, diapir sét Chúng biểu đa dạng hình thái kích thước Theo cấu trúc địa chất dị thường thường có mặt rìa bể Cenozoi, đới nâng nội bể đới nâng ngầm sườn Tổng hợp dị thường khoanh 27 khu vực có khả tìm GH đáy biển phía Tây Tây Nam Biển Đơng Việt Nam Hình 4.2 Địa hình đáy biển khu vực có khí [13] a ) Vùng biển Quy Nhơn (dạng tỏa tia, đường thẳng, nhóm hố) b ) Vùng biển Đơng Bắc Phan Rang ( dạng lông chim, rãnh sâu) Các nghiên cứu rằng: vùng tồn taị GH có dạng địa mạo đặc biệt Đó rãnh cắt dạng tỏa tia, dạng lông chim, dạng ổ, dạng tuyến dạng rị rĩ (Hình 4.2) Sự khí hay dung dịch qua lớp trầm tích đáy biển tạo nên tính đa dạng hình dáng địa mạo liên quan tới nổ tung, thấm lọc v.v khí Sự rị rỉ giới hạn kèm nhiều thứ sủi tăm dạng bong bóng từ đáy biển đến xâm tán tỷ lệ nhỏ vi bọt hỗn hợp hydrocarbon dung dịch Các dạng địa mạo mơ tả phổ biến biển rìa Các ổ thường có dạng trịn hình nón kích thước 80-130m sâu 0,75-2,5 m; bị chơn vùi cịn 20 m