Theo một nghiên cứu mới của Trung Quốc, các vi sinh vật tiêu thụ thực vật cư trú trong các vỉa than có khả năng chuyển đổi cacbonhydrate thực vật thành khí thiên nhiên, có tiềm năng cung cấp một phương thức sản xuất năng lượng sạch và bền vững.
Hơn một thế kỷ qua, các vỉa than không chỉ là một nguồn cung cấp than, mà cả khí thiên nhiên. Gần đây, khí thiên nhiên trong các vỉa than được cho là đã hình thành cách đây hàng triệu năm cùng thời điểm với than. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng những vi sinh vật hiện đang sống trong các vỉa than, tiêu thụ hydrocacbon trong than và biến đổi thành khí thiên nhiên.
Tuy nhiên, khi khí thiên nhiên từ các vỉa than bắt đầu được bơm từ giếng lên, nó sẽ nhanh chóng cạn kiệt sau vài năm. Nghiên cứu đã chứng minh hiện tượng khí thiên nhiên cạn kiệt là do vi sinh vật tiêu thụ khối lượng cacbon khả dụng sinh học từ than. Dù các nhà khoa học đã nỗ lực để kích thích về mặt sinh học các vi sinh vật bằng các dưỡng chất bổ sung, nhưng cuối cùng chúng vẫn cần đến cácbon khả dụng sinh học từ than để tiếp tục sản sinh khí thiên nhiên.
Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Wyoming và Đại học Công nghệ Thái Nguyên, Trung Quốc đã nghiên cứu khả năng các vi sinh vật sống trong vỉa than tiêu thụ carbohydrate có nguồn gốc thực vật mà không phải từ than. Kết quả là khi chế độ ăn của vi sinh vật được bổ sung carbohydrate từ các loại cây trồng như cỏ linh lăng, cỏ switch grass, cỏ miscanthus và củ cải đường, vi sinh vật đã tăng tốc độ sản sinh khí thiên nhiên. Đây là lần đầu tiên các vi sinh vật sống trong vỉa than có thể chuyển đổi vật liệu không phải than thành khí thiên nhiên.
Zaixing Huang, một trong các tác giả cho rằng: “Ý nghĩa quan trọng nhất của nghiên cứu này là chứng minh được sự hình thành của khí thiên nhiên tái tạo trong các quá trình hình thành địa chất với quy mô mở rộng chưa từng có, đồng thời giảm nồng độ CO2 trong khí quyển. Giảm sự phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch làm năng lượng sơ cấp, mở ra cơ hội giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu“.
Theo giải thích của các nhà nghiên cứu, quá trình mới này không chỉ có tiềm năng làm tăng tốc độ sản sinh khí thiên nhiên từ các vỉa than, mà còn diễn ra theo cách không phát thải cácbon hoặc thải ít cácbon, nghĩa là quá trình này tiêu thụ nhiều cacbon hơn mức thải ra. Khi các vi sinh vật sử dụng than làm thức ăn, khí thiên nhiên được sản sinh từ than được coi là thải nhiều cacbon, vì than đã được cô lập dưới đất hàng triệu năm qua.
Mặt khác, khi các vi sinh vật sử dụng thực vật làm nguồn thức ăn, khí thiên nhiên được coi là không thải cacbon vì thực vật chỉ hấp thu và cố định CO2 trong khí quyển thành sinh khối thực vật (thông qua quang hợp). Hơn nữa, một lượng cacbon nhất định được bơm vào trong các vỉa than dưới dạng khí CO2. Vì bề mặt xốp mang lại cho than đá ái lực mạnh thuận lợi cho việc hấp thụ khí, nên các vỉa than được sử dụng hiệu quả như là nơi thu và lưu giữ cacbon. Do đó, quá trình này thải ít cacbon.
Các nhà nghiên cứu hy vọng việc sử dụng carbohydrate có nguồn gốc thực vật làm nguồn cacbon thay thế than, sẽ cung cấp nhiên liệu sạch hơn nhiên liệu hoá thạch. Với các khoản tín dụng cacbon, quá trình này cũng có thể khả thi về mặt kinh tế, giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhiên liệu hóa thạch và các nguồn năng lượng tái tạo. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ chứng minh phương pháp mới tại nhiều địa điểm thử nghiệm trên toàn thế giới.
Theo Huang, bước tiếp theo nhóm nghiên cứu tập trung vào các dự án trình diễn thực địa để đánh giá tính khả thi của công nghệ trong vỉa than. Mục tiêu cuối cùng là phát triển công nghệ để áp dụng trên quy mô toàn cầu bao gồm cho các hoạt động hình thành địa chất khác. Công nghệ này có thể được áp dụng và giúp các nước đang phát triển khai thác nguồn năng lượng sạch và tái tạo trong thời gian dài. Một số vỉa than ở Hoa Kỳ và châu Á đã được lựa chọn cho nghiên cứu thực địa. Các nghiên cứu sơ bộ và mô tả đặc điểm của các vỉa than này đã cắt đầu được thực hiện.
N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2017-10-plant-consuming-microorganisms-low-carbon-renewable-natural.html#jCp, 3/10/2017