Phát hiện kho báu nghìn tấn trong giếng

Theo trang LiveScience, vào tháng 5/2024, các nhà khoa học đã phát hiện một "kho báu" lithium chưa được khai thác, ẩn trong nước thải tại các cơ sở khai thác khí tự nhiên bằng phương pháp thủy lực cắt phá ở bang Pennsylvania, kỹ thuật sử dụng áp lực chất lỏng cao để làm nứt các tầng đá ngầm trong lòng đất.

Nghiên cứu công bố ngày 16/4/2024 trên tạp chí Scientific Reports cho thấy, nước thải từ quá trình fracking tại các giếng khí Marcellus Shale chứa lượng lithium đủ để đáp ứng khoảng 40% nhu cầu tiêu thụ toàn quốc của Mỹ.

Dailymail cho biết, với 72 mỏ lithium đang được đề xuất trên khắp nước Mỹ, khám phá này có thể giúp giảm thiểu tác động sinh thái trong quá trình Mỹ chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch gây phát thải khí nhà kính.

Theo nghiên cứu mới do Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia Mỹ (NETL) và Đại học Pittsburgh phối hợp thực hiện, chỉ riêng nước thải từ fracking tại Pennsylvania cũng có thể thu hồi hơn 1.200 tấn lithium mỗi năm.

Hiện nay, khoảng 90% nguồn cung lithium toàn cầu với giá trị thị trường ước tính khoảng 8 tỷ USD đến từ ba quốc gia: Australia, Chile và Trung Quốc. Loại khoáng sản quý hiếm này là thành phần thiết yếu trong sản xuất pin xe điện, điện thoại di động, laptop, đồng hồ thông minh và thuốc lá điện tử.

Tại Mỹ, chỉ có một mỏ lithium duy nhất đang hoạt động ở bang Nevada, đồng nghĩa với việc phần lớn nhu cầu trong nước vẫn phải phụ thuộc vào nhập khẩu. Nhận thức rõ tầm quan trọng chiến lược của lithium đối với quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch, Bộ Năng lượng Mỹ đã đặt mục tiêu đến năm 2030, toàn bộ lượng lithium tiêu thụ trong nước sẽ được sản xuất nội địa.

Nhiều mỏ lithium mới đang được lên kế hoạch khai thác tại các bang như Nevada, California và North Carolina. Tuy nhiên, hoạt động khai thác này vẫn vấp phải nhiều tranh cãi do nguy cơ phát thải CO2 ra môi trường và khả năng rò rỉ hóa chất độc hại gây ô nhiễm đất và nguồn nước.

Trong bối cảnh đó, nhóm nghiên cứu cho biết họ đã phát hiện một lượng lithium khổng lồ trong nước thải từ quá trình fracking, vốn trước đây bị xem là phụ phẩm không có giá trị. Nước thải từ hoạt động khai thác dầu khí đang trở thành vấn đề ngày càng đáng lo ngại, khi phần lớn hiện nay chỉ được xử lý và tái bơm ở mức tối thiểu.

Theo Chenical & Engineering, bằng công nghệ phân tích dữ liệu tự động cùng kỹ thuật chiết xuất trực tiếp, nguồn kho báu kithium này đã được phát hiện. Phát hiện mỏ lithium ở Pennsylvania có thể dẫn tới phương pháp mới để thu thập nguyên tố thiết yếu này mà không cần khai thác nhiều mỏ hơn.

Không giống như các mỏ kho báu lithium thông thường, mỏ kho báu này sẽ phải sử dụng công nghệ cao để chiết xuất. Cụ thể, công nghệ DLE cho phép trích xuất lithium trực tiếp từ nước thải chứa lithium, giúp tăng tốc độ khai thác từ vài tháng xuống còn vài ngày và nâng cao tỷ lệ thu hồi lithium trung bình từ 60 - 80%, so với 40 - 60% trong phương pháp bốc hơi truyền thống.

Đáng chú ý, công nghệ này được điều khiển bởi một thống thống công nghệ đa tầng, có thể điều khiển từ xa và con người chỉ cần đứng quan sát. Công nghệ trí tuệ nhân tạo cũng như mô phỏng 3D sẽ giúp thông tin trong quá trình chiết xuất được cập nhật liên tục tới người giám sát.

Nhờ phát hiện lithium, công nhân có thể khai thác nguyên tố giá trị và tận dụng phụ phẩm từ thủy lực cắt phá. Hiệu quả khai thác kho báu lithium từ nước thải lên tới 90%, theo kết quả trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu tương lai sẽ tập trung vào tác động môi trường khi khai thác lithium từ nước thải và xây dựng cơ sở thí điểm.

Khám phá nguồn lithium dồi dào trong nước thải tại Pennsylvania mở ra một hướng đi mang tính chiến lược và bền vững cho ngành năng lượng Mỹ. Sự kết hợp công nghệ DLE, tự động hóa và AI không những tận dụng tối đa nguồn khoáng quý hiếm mà còn hạn chế tối đa việc khai thác mỏ truyền thống gây tổn hại môi trường.

Tuy nhiên, để đạt được tiềm năng này, Mỹ vẫn cần tiến hành thí điểm quy mô thực, kiểm định tác động sinh thái toàn diện và hoàn thiện khuôn khổ pháp lý, nhằm đảm bảo mục tiêu sản xuất nội địa lithium vào 2030 diễn ra một cách an toàn, hiệu quả và bền vững.