Công nghệ khai mỏ bằng fracking, đó là gì? - Mia Nacamulli

Xem bài giảng đầy đủ hơn tại: http://ed.ted.com/lessons/how-does-fracking-work-mia-nacamulli
Các mỏ khí đốt thường nằm rất sâu dưới lòng đất, nơi các công cụ thông thường khó lòng với tới. Công nghệ cắt phá bằng thuỷ lực (hydraulic fracturing, gọi tắt là fracking) cho phép ta khai mỏ dễ dàng hơn, giúp duy trì nguồn khí tự nhiên cho con người trong hàng thập kỷ tới. Vậy nguyên lý của fracking là gì và vì sao công nghệ đó gây nhiều tranh cãi đến vậy? Mia Nacamulli sẽ giải thích tường tận về bản chất của fracking bằng bài giảng sau đây.
Bài giảng bởi Mia Nacamulli, đồ hoạ bởi Sharon Colman.

Trước kia, ta không có phương pháp nào
để khai thác các mỏ khí sâu dưới lòng đất.

Chúng thường được hình thành
cách đây hàng triệu năm,

là hệ quả của vô số xác sinh vật chết
dưới nhiệt độ và áp suất rất khắc nghiệt

bên dưới lớp vỏ Trái Đất.

Tồn tại một công nghệ
gọi là thuỷ lực cắt phá,

gọi tắt là fracking,

cho phép khai thác khí đốt,

giúp duy trì nguồn khí tự nhiên
cho loài người trong hàng thập kỷ tới.

Vậy nguyên lý của fracking là gì,

và vì sao công nghệ đó
gây nhiều tranh cãi đến vậy?

Fracking được ứng dụng rộng khắp
ở các mỏ khí tự nhiên,

từ các sa mạc hoang vu

tới các khu vực cách nhà bạn
chỉ hơn trăm mét.

Trước tiên, cần tạo một chiếc hố
thường được gọi là giếng khoan,

được khoan rất sâu
xuyên qua nhiều lớp đất đá.

Khi giếng đạt độ sâu cỡ 2500 - 3000 mét,
đó sẽ là điểm khởi đầu

để bắt đầu quá trình
khoan theo phương ngang.

Mũi khoan quay 90 độ
và khoan ngang khoảng 1,5 ki-lô-mét

đi qua một tầng đá đen rất dày,
được gọi là lớp đá phiến.

Một khẩu súng bắn vỉa trong ngành khoan
sẽ được đưa xuống và khai hoả,

tạo ra hàng loạt các lỗ nhỏ
sâu khoảng mười xen-ti-mét

xuyên qua thành giếng
và tới lớp đá đằng sau.

Sau khoảng ba đến bốn tháng
kể từ đợt khoan đầu tiên,

việc khai thác bằng fracking
sẽ được tiến hành.

Dung dịch để fracking sẽ được bơm
xuống giếng với áp suất rất lớn,

đủ để làm nứt đá,

tạo ra các kẽ hở
giúp khí đốt và dầu thô thoát ra.

Thành phần dung dịch gồm trên 90% nước,

phần còn lại là các phụ gia hoá học khác.

Chúng còn phụ thuộc vào tính chất
của khu vực cần được fracking,

thường được chia làm ba thành phần chính:

a-xít dùng để tẩy bụi
và trung hoà các khoáng chất,

các hợp chất giảm ma sát dùng để tạo ra

một dạng thù hình của nước
có tác dụng bôi trơn,

và thuốc sát trùng
để ngăn vi khuẩn xâm nhập.

Cát và đất sét cũng được trộn vào nước
để mở rộng kích thước các vết nứt,

giúp khí đốt và dầu tiếp tục tràn ra,
kể cả sau khi áp suất bơm đã giảm.

Người ta ước tính rằng toàn bộ quá trình
bơm và xả nước của fracking

tiêu tốn trung bình khoảng 11-22 triệu
lít nước cho mỗi giếng khoan.

Nó không quá lớn khi so với lượng nước
dùng cho nông nghiệp,

trong nhà máy điện,

thậm chí trong quá trình
bảo dưỡng sân gôn.

Nhưng điều đó có thể ảnh hưởng lớn
tới nguồn cấp nước tại chỗ.

Và xử lý nước thải sau khi fracking
cũng là một vấn đề quan trọng.

Cùng với dòng khí đốt
được dẫn lên mặt đất,

hàng chục triệu lít nước thải
cũng sẽ được bơm lên theo.

Số nước đó hầu như đã bị nhiễm bẩn
do chứa các chất phóng xạ,

muối,

kim loại nặng,

và các hợp chất hữu cơ,

cần được lưu trữ và xử lý ngay.

Chúng được xử lý tại chỗ trong các bể lắng

hoặc được vận chuyển
tới các trung tâm xử lý bên ngoài.

Còn một lựa chọn khác,
đó là tái sử dụng lượng nước thải đó,

nhưng quá trình ấy có thể
làm tăng độ nhiễm xạ của nước,

vì nước sẽ càng bị nhiễm xạ
khi qua sử dụng nhiều lần.

Thành giếng thường được làm
bằng thép không gỉ và xi măng

để ngăn tạp chất ngấm vào mạch nước ngầm.

Bất cứ sai sót hoặc tai nạn nào
trong quá trình fracking

đều có thể gây hậu quả nghiêm trọng.

Đường nước thải bị nứt vỡ,

đất đai bị nhiễm bẩn,

hay bất kỳ sự bất cẩn khi lưu trữ và xử lý
số nước thải độc hại đó

là mối nguy hại tiềm tàng
cho nguồn nước sinh hoạt ở vùng fracking.

Cũng có nhiều ý kiến lo ngại về động đất

và sự an toàn của cơ sở hạ tầng

do ảnh hưởng của áp suất nước bơm vào.

Mối liên hệ đáng ngờ
giữa fracking và các cơn địa chấn

đặt dấu hỏi lớn về sự mất cân bằng áp suất
kéo theo những ảnh hưởng lâu dài

có thể đang diễn ra
ngay dưới chân chúng ta.

Nhưng fracking vẫn gây tranh cãi lớn nhất
vì các ảnh hưởng trên mặt đất của nó.

Đa số vẫn cho rằng sử dụng khí đốt
sẽ ít gây ô nhiễm môi trường

hơn sử dụng dầu mỏ,

bởi lẽ khí thu được từ fracking

chỉ tạo ra lượng các-bon đi-ô-xít
bằng một nửa dầu mỏ

trên mỗi đơn vị năng lượng toả ra.

Nhưng vấn đề ô nhiễm
do chính quá trình fracking gây ra

thì không thể bỏ qua được.

Khí mê-tan thoát ra
từ quá trình khoan giếng và thu khí

mạnh hơn gấp nhiều lần
khí các-bon đi-ô-xít

về khả năng gây hiệu ứng nhà kính.

Một số nhà khoa học cho rằng,
lượng mê-tan đó sẽ tự phân huỷ

và ít gây ảnh hưởng về lâu dài.

Nhưng câu hỏi lớn hơn vẫn còn đó.

Liệu fracking đang tiêu tốn thời gian,
vốn, và công sức nghiên cứu

mà đáng lẽ chúng phải dành cho
các nguồn năng lượng tái tạo khác?

Khí đốt tự nhiên không thể tái sinh,

mối lợi trước mắt về kinh tế
do fracking đem lại

sẽ chẳng là gì khi so với mối nguy hại
của biến đổi khí hậu toàn cầu.

Các chuyên gia vẫn đang nghiên cứu
về các ảnh hưởng lâu dài của fracking.

Mặc dù hương pháp fracking hiện đại
đã được ứng dụng từ những năm 1940,

nhưng chúng chỉ được nhân rộng
trong vài thập kỷ gần đây.

Khi nguồn khí đốt tự nhiên cạn dần,
giá nhiên liệu không tái tạo sẽ tăng cao,

và các công nghệ khai thác mới nhất
sẽ giúp giảm giá chúng.

Nhưng nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ
đã cấm sử dụng fracking

vì lo ngại về các ảnh hưởng
tới môi trường.

Sự thật là fracking đang thay đổi
cán cân năng lượng toàn cầu,

nhưng về dài hạn, ta sẽ được gì và mất gì?