Hydro từng được ca ngợi là “nhiên liệu của tương lai”, nhưng sau nhiều năm, nó vẫn chưa tạo ra bước đột phá tương xứng. Rào cản lớn nhất là chi phí sản xuất quá cao, đặc biệt với “hydro xanh” - loại hydro được tạo ra bằng điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, việc các công ty tại Mỹ và Canada gần đây tăng tốc khai thác hydro tự nhiên dưới lòng đất đang làm dấy lên hy vọng về một cuộc cách mạng năng lượng mới.
Khoảng trống khử carbon và vai trò của hydro
Theo Financial Times, chiến lược chuyển đổi năng lượng của thế giới chủ yếu xoay quanh điện gió, điện mặt trời và xe điện. Tuy nhiên, các nguồn này chưa thể giải quyết nhu cầu của những ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng cực lớn như luyện thép, xi măng, hóa chất, vận tải biển hay hàng không. Hydro được xem là “mảnh ghép còn thiếu” vì có thể lưu trữ và vận chuyển ở quy mô lớn, đồng thời tạo nhiệt lượng cao phục vụ công nghiệp nặng. Từ châu Âu, Mỹ đến Nhật Bản, Hàn Quốc, hydro đã được đưa vào chiến lược an ninh năng lượng quốc gia trong hơn một thập niên.
Thực tế khắc nghiệt về chi phí
Liên minh châu Âu (EU) từng công bố kế hoạch đầu tư hàng trăm tỷ euro để xây dựng “nền kinh tế hydro”, trong khi Nhật Bản đặt mục tiêu trở thành xã hội hydro đầu tiên. Tuy nhiên, tham vọng này vấp phải thực tế chi phí. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), hơn 95% hydro hiện được sản xuất từ khí tự nhiên hoặc than đá, gây phát thải CO₂ lớn. Hydro xanh có giá thành cao gấp nhiều lần nhiên liệu hóa thạch, dao động từ 4-6 USD/kg, khiến hàng loạt dự án mất tính cạnh tranh thương mại.
Hydro tự nhiên nổi lên
Trong bối cảnh đó, hydro tự nhiên bắt đầu nổi lên như một hướng đi mới. Không giống hydro xanh phải dùng điện khổng lồ để điện phân nước, hydro tự nhiên tồn tại sẵn hoặc được tạo ra liên tục trong lòng đất nhờ phản ứng địa hóa giữa nước và đá giàu sắt. Một số nhà khoa học cho rằng Trái đất có thể chứa lượng hydro tự nhiên khổng lồ.
Cuộc đua khai thác tại Bắc Mỹ
Đến giai đoạn 2025-2026, cuộc đua khai thác hydro tự nhiên bùng nổ tại Bắc Mỹ. Tại Thetford Mines, Quebec (Canada), Công ty khởi nghiệp Vema Hydrogen đang triển khai các giếng khoan thử nghiệm sâu 300 m để kích hoạt phản ứng hóa học tạo hydro trong lòng đất. Giám đốc điều hành Pierre Levin cho rằng tiềm năng của công nghệ này là vô cùng lớn, đủ khả năng tạo ra hàng tỷ tấn hydro trên phạm vi toàn cầu. Bộ Năng lượng Mỹ ước tính hydro tự nhiên có thể được sản xuất với giá dưới 1 USD/kg, thấp hơn đáng kể so với hydro xanh và thậm chí rẻ hơn cả hydro từ nhiên liệu hóa thạch. Nếu con số này trở thành hiện thực, toàn bộ thị trường năng lượng sạch sẽ thay đổi sâu sắc, giúp các ngành công nghiệp nặng chuyển đổi nhanh chóng sang nhiên liệu sạch mà không làm tăng mạnh chi phí sản xuất.
Dòng vốn đầu tư lớn
Giới phân tích cho rằng đây là nguyên nhân khiến hydro tự nhiên thu hút dòng vốn đầu tư ngày càng lớn. Công ty Koloma tại Mỹ đã huy động 400 triệu USD từ các nhà đầu tư lớn, trong đó có các tổ chức liên quan Amazon và United Airlines, để khoan thăm dò hydro tại bang Iowa.
Chiến lược an ninh năng lượng và quân sự
Cuộc đua hydro hiện nay liên quan đến việc nhiều quốc gia tìm kiếm nguồn năng lượng mới nhằm bảo đảm vị thế chiến lược trong kỷ nguyên hậu dầu mỏ. Tại Mỹ, hydro được xem là một phần quan trọng trong chiến lược tái công nghiệp hóa và an ninh năng lượng. Chính quyền Mỹ kỳ vọng hydro sạch sẽ giúp duy trì lợi thế công nghiệp trong sản xuất thép, hóa chất và công nghệ cao, đồng thời giảm phụ thuộc vào chuỗi cung ứng nhiên liệu truyền thống. Không quân Mỹ đang nghiên cứu khả năng sử dụng hydro cho các căn cứ quân sự trong tương lai. Mỹ có lợi thế nhờ ngành dầu khí phát triển, hệ thống kỹ thuật khoan hiện đại và hạ tầng năng lượng quy mô lớn, có thể giúp thương mại hóa hydro địa chất nhanh chóng nếu tìm được mỏ đủ lớn.
Canada và châu Âu
Canada nổi lên như “phòng thí nghiệm hydro” mới của Bắc Mỹ nhờ điều kiện địa chất phù hợp tại Quebec. Trong khi đó, EU đang đầu tư mạnh vào hydro xanh theo Thỏa thuận Xanh châu Âu, nhưng giá năng lượng cao và chi phí công nghiệp tăng sau khủng hoảng năng lượng 2022-2024 khiến nhiều doanh nghiệp gặp khó khăn. Nếu Bắc Mỹ thành công trong khai thác hydro tự nhiên giá rẻ, khoảng cách cạnh tranh công nghiệp giữa hai bờ Đại Tây Dương có thể bị nới rộng. Australia cũng thúc đẩy khảo sát hydro tự nhiên, kỳ vọng hydro trở thành mặt hàng xuất khẩu chiến lược.
Thách thức và rủi ro
Dù triển vọng lớn, hydro tự nhiên vẫn đối mặt nhiều câu hỏi về kinh tế, công nghệ và môi trường. Thế giới chưa có đủ dữ liệu để khẳng định quy mô thật sự của các mỏ hydro tự nhiên. Nhà địa hóa học Geoffrey Ellis thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ cho biết: “Tôi tin tưởng hydro tồn tại rất dồi dào trong lòng đất, song vấn đề cốt lõi là phải xác định được những nơi có thể khai thác hiệu quả về mặt kinh tế. Đây chính là thách thức lớn nhất của ngành hydro hiện nay.” Bên cạnh đó, công nghệ bơm nước vào tầng đá sâu để kích thích phản ứng sinh hydro có nguy cơ gây động đất kích thích hoặc biến dạng địa chất. Hydro là khí rất nhẹ, dễ rò rỉ và khó lưu trữ; nếu thất thoát ở quy mô lớn có thể tác động gián tiếp tới khí hậu. Một số nghiên cứu cho thấy vi sinh vật dưới lòng đất có thể tiêu thụ hydro, làm giảm hiệu suất khai thác. Hạ tầng cho nền kinh tế hydro chưa hoàn thiện, cần đầu tư lớn vào đường ống, kho chứa, cảng xuất khẩu và công nghệ vận chuyển chuyên dụng.
Triển vọng tương lai
Bất chấp những thách thức, giới đầu tư vẫn tiếp tục đổ vốn vào hydro vì tiềm năng thay đổi căn bản cấu trúc năng lượng toàn cầu.
