Mối nguy cạn kiệt dầu luôn bị thổi phồng
Một dàn khoan dầu trong khu vực bùng nổ Titusvill, Pennsylvania, khoảng năm 1900. Nguồn: Thư viện Quốc hội (Mỹ), Phòng In ấn và Nhiếp ảnh.
By Gregory Morris / Phương Thùy dịch, Sơn Phạm (hiệu đính)
M. King Hubbert, nhà địa chất thuộc Tổng công ty Shell Oil, đề xuất ý tưởng ‘cao điểm dầu’ vào năm 1956.
Hubbert rất được tôn trọng trong ngành địa chất. Quan điểm của ông về sản xuất dầu, ngày nay được gọi là đường cong Hubbert, gần như đã tiên đoán (prescient) trước sản lượng nội địa của Mỹ sẽ dần sụt giảm vào những năm 1960 và 1970. Cả hai khái niệm ‘đường cong Hubbert’ và ‘cao điểm dầu’ (đỉnh cao cân bằng sản lượng – peak oil*) ngay lập tức trở thành quan điểm phổ biến (conventional wisdom) được thừa nhận rộng rãi.
Tuy nhiên, trong lịch sử, có những thời điểm khiến chúng ta phải ‘dừng lại suy nghĩ’ trước khi kết luận rằng thế giới đã chạm ngưỡng (hit a wall) trong việc sản xuất, khai thác nhiên liệu hóa thạch.
Chẳng hạn, chúng ta cùng xem xét sự kiện gì đã xảy ra tại Titusville, Pennsylvania sau khi những mỏ dầu đầu tiên được tìm thấy ở nước Mỹ. Chỉ trong vòng vài tháng sau phát hiện đó, các thị trấn mọc lên nhanh chóng tại các khu dầu mỏ Tây Bắc Pennsylvania. Khu vực này trở thành nơi cung cấp dầu thô quan trọng trong nhiều thập kỷ. Theo một số ước tính, sản lượng dầu ở đây chiếm một nửa lượng dầu được sản xuất trên toàn thế giới cho đến năm 1901 khi giếng dầu (gusher) Spindletop khởi đầu cho công cuộc khai thác tại các vùng dầu khổng lồ phía đông Texas.
Bùng nổ Pennsylvania
Tuy nhiên, dù sản lượng dầu liên tục tăng trong thời gian đầu của cuộc bùng nổ Pennsylvania, nhiều người vẫn băn khoăn cho rằng nó sẽ chẳng tồn tại lâu. Và khi sản lượng dầu từ các giếng dầu cũng như cả khu vực giảm sút thì những mối quan ngại này trở thành mối lo lắng thực sự.
Vào thời điểm đó, nhiều vùng dầu mỏ của Ohio và Indiana cũng đã được phát hiện. Tuy nhiên, hầu hết dầu tại Indianna nặng mùi do chứa lưu huỳnh nên không thể lọc được.
John Archbold, giám đốc điều hành tại Tập đoàn Standard Oil, hoài nghi về tiềm năng thương mại dầu mỏ có thể được tìm thấy ở miền Tây. Ông từng mỉa mai (scoff) 'Tôi sẽ uống cạn từng gallon dầu sản xuất được ở tây Mississippi'.
Nhưng bộ não đứng sau Standard Oil, John D. Rockefeller có quan điểm ngược lại hoàn toàn, và hối thúc công ty mở rộng vào khu vực này. Khi Hội đồng quản trị của Standard Oil lo ngại (balk at) trước ý tưởng mua dầu thô có chứa lưu huỳnh từ Ohio và Indiana và đầu tư cho việc nghiên cứu phương pháp tách lưu huỳnh ra khỏi dầu, Rockefeller tuyên bố sẽ dùng chính tiền của mình (own nickel) chi trả cho các hoạt động này và giữ lại hết lợi nhuận.
Hội đồng quản trị xấu hổ nhường bước (relent). Dầu thô từ Ohio đã được mua và lưu trữ. Tới năm 1899, Herman Frasch đã nghiên cứu thành công một phương pháp loại bỏ lưu huỳnh trong dầu hiệu quả mà không tốn kém.
Dù sao, Rockefeller là một nhà đầu tư thông minh chứ không phải là một nhà hóa học. Ông chẳng thể nào biết trước được Frasch sẽ phát minh ra điều gì đó, nhưng có lẽ ông tin rằng những nghiên cứu được tài trợ dồi dào sẽ có thể giải quyết bất kỳ thách thức hóa học hay kỹ thuật nào. Và ông đã đúng. Quá trình loại bỏ lưu huỳnh khỏi dầu thô (desulfurization) của Frasch vẫn còn được áp dụng cho đến ngày nay. Trở ngại đầu tiên trong vô vàn thách thức đối với việc sản xuất dầu mỏ đã được khắc phục.
Dẫu vậy, điều này không hề đồng nghĩa rằng ‘cao điểm dầu’ là hoàn toàn ảo tưởng. Về mặt lý thuyết, dầu mỏ là nguồn năng lượng có hạn và có thể bị cạn kiệt. Nhưng lịch sử cho thấy điều này không thể xảy ra trong tương lai gần. Bất cứ trở ngại nào đối với việc sản xuất dầu mỏ cũng nhanh chóng được khắc phục bằng những công nghệ mới, cho phép các công ty có thể khai thác lượng dầu, khí mà trước đây chưa từng được phát hiện hay bị coi là không thể khai thác được.
Trên thực tế, khi khái niệm ‘cao điểm dầu’ của Hubbert trở nên phổ biến 30 năm về trước, công ty Mitchell Energy & Development Corp. đã khai thác giếng dầu C.W. Slay số 1 ở Đông Nam Wise County, Texas, phía bắc Fort Worth. Khu vực này nằm ở trung tâm Barnett Shale – một mảng địa chất (formation) có chứa trữ lượng dầu khí lớn. Giống như vùng dầu mỏ Ohio và Indiana, trữ lượng dầu khổng lồ ở đây cũng được cho là nằm ngoài khả năng (off-limits) khai thác. Mitchell và các công ty khác đã sớm bác bỏ quan điểm này bằng việc sử dụng những phương pháp mới (unconventional), từ khoan định hướng (directional drilling**) cho tới tạo vết nứt bằng thủy lực (hydraulic fracturing***).
Những phát hiện mới
Trong những năm gần đây, các giếng dầu ngày càng được khoan sâu hơn, không chỉ ở Barnett Shale mà còn cả ở nhiều mảng địa chất khác, những nơi trước đây được coi là không thể khai thác. Các khu vực này bao gồm Monterey Shale ở California, Bakken ở North Dakota và Marcellus ở Pennsylvania dẫn đến bùng nổ sản xuất khí tự nhiên và dầu mỏ. Theo thống kê từ Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (U.S. Energy Information Administration) sản lượng dầu của Mỹ tăng gần 12%, từ 9,1 triệu thùng /ngày năm 2009 lên đến 10,1 triệu năm 2011, đưa Mỹ trở thành quốc gia sản xuất dầu mỏ lớn thứ ba thế giới, gần bằng Nga và không xa Saudi Arabia (11,2 triệu thùng/ngày) là bao nhiêu.
Việc sản xuất dầu mỏ này gây nhiều tranh cãi do các quan ngại về môi trường. Tuy nhiên, nếu lịch sử có để lại bài học gì, thì đó là quan điểm cho rằng thế giới sẽ sớm cạn kiệt dầu và khí là không thực tế, cũng giống như trong thời đại của Rockefeller vậy.
(Gregory Morris là thành viên Ban biên tập của Bảo tàng Tài chính Mỹ - cơ quan liên kết với Smithsonian và là cộng tác viên cho Echoes blog).
Bloomberg
* Việc khai thác dầu lửa, giống như tất cả nguyên liệu không tái sinh khác diễn ra theo biểu đồ hình cong parabol. Sản lượng thoạt đầu nhanh chóng tăng vọt, sau đó giảm dần cho đến khi cạn hết khoảng một nửa trữ lượng. Vào thời điểm đó đỉnh cao cân bằng sản lượng (peak oil) được thiết lập, tiếp theo việc khai thác bắt đầu giảm dần đến lúc hoàn toàn cạn kiệt. Cuối cùng việc hiện đại hoá (hoặc đầu tư mở rộng) trở nên tốn kém tới mức, nỗ lực khai thác phần còn lại sẽ không mang lại lợi nhuận kinh tế.
** Khoan giếng dầu theo góc chéo hoặc theo chiều ngang thay vì chỉ khoan từ trên xuống.
*** Bơm nước sạch trộn lẫn với cát và hóa chất vào trong lòng đất với áp suất lớn để tạo các vết nứt trong đá để khai thác khí tự nhiên.
Tags: economics
"Nhiều nhà phân tích cho rằng Nga và các nước Trung Đông trong một thập kỷ tới sẽ không còn là các nước sản xuất dầu lửa hàng đấu thế giới.
Với phát kiến khả năng khai thác dầu lửa và khí ga từ đá phiến, với phương pháp khoan nghiêng và phương pháp thủy lực mới, Mỹ sẽ có thể tự sản xuất đủ năng lượng để tiêu dùng và xuất khẩu một phần. Ông Moises Naim, nguyên Bộ trưởng Bộ Thương mại và Công nghiệp, nguyên Giám đốc Ngân hàng Quốc gia Venezuela, hiện đang là nhà bình luận cho nhiều tờ báo nổi tiếng ở Mỹ và Tây Ban Nha cho rằng có một trật tự năng lượng thế giới mới đang hình thành. Theo ông Naim, 6 yếu tố sau đây đã và đang tạo nên trật tự mới này. Đó là:
1. Trung Quốc trở thành nước tiêu thụ năng lượng số một.
2. Cuộc cách mạng trong khai thác khí ga từ đá phiến giúp Mỹ chủ động toàn cầu.
3. Trung Đông không còn giữ vai trò nhà sản xuất năng lượng chính yếu.
4. Ngành dầu khí châu Phi hồi sinh.
5. 7 đại gia mất vai trò độc tôn:
6. Các công ty Trung Quốc tiến ra thế giới, nhưng lại lệ thuộc năng lượng dưới quyền năng của Hoa Kỳ.
Điều quan trọng nhất trong sự thay đổi của trật tự năng lượng thế giới mới là cung thế giới được đảm bảo trong khi cầu thế giới đã đạt điểm đỉnh và sẽ chững lại, đi xuống vào năm 2020."
Có hai cách để lấy dầu trong đá. Cả hai cách đều phải khoan giếng vào tận lớp đá tẩm dầu, rồi hoặc dùng bơm bắn một hỗn hợp nước + hóa chất + cát dưới áp lực cao bắn vỡ đá để rỉ dầu ra rồi bơm lên mặt đất. Phương pháp này là fracking (bắn đá). Phương pháp thứ hai là bơm một hỗn hợp acít mạnh để hòa tan đá rồi lọc dầu ra. Phương pháp này gọi là “acít hóa” (acidization).
Hiện nay các nhà khai thác dầu hỏa đang tìm cách khai thác dầu trong lớp đá ở California nằm trong vùng Monterey, San Joaquin Valley và Los Angeles. Năm 2011 Cơ quan Liên bang Ứớc tính năng lượng (Federal Energy Information Administration) ước tính có chừng 15 tỉ thùng barrel (472.5 tỉ gallons) dầu chứa trong các lớp đá Monterey (Monterey Shale) rộng 1750 dặm vuông (4536 km2) trải dài từ Bakersfield đến Fresno.
Nhưng lấy dầu trong đá của California không đơn gỉan như ở các bang khác, vì các lớp đá ở các bang khác nằm lớp lang. Khi đã được bắn vỡ hay acit hóa dầu được hút lên bằng một miệng giếng thông sâu xuống đất sau đó tẽ ra nhiều ống nằm ngang theo hình cánh quạt để hút dầu trong một vùng rất rộng.
Lớp đá có dầu ở California, trái lại, nằm dọc theo đường nứt San Andreas (xem tài liệu số 51: Chuyện ngắn) nên luôn bị di dời bởi sự chuyển mình của đường nứt nên rất khó hút dầu sau khi đá đã được bắn vỡ hay acit hóa. Ngoài ra các lớp đá có dầu ở California nằm rất sâu, có nơi đến 3.600 mét nên khai thác rất công phu và tốn kém. Hiện nay các công ty dầu đang vừa dò dẫm vừa nghiên cứu kỹ thuật và chưa có một chương trình khai thác nào quy mô. Nhưng nếu các công ty dầu khai thác được lớp đá Monterey Shale, họ sẽ biến California thành một bang vốn được thèm muốn càng được thèm muốn hơn. Theo một nghiên cứu của đại học USC (University of Southern California) hoàn tất năm 2013 nếu mọi sự suông sẻ khả năng sản xuất dầu của bang California tăng lên 7 lần hơn và từ đây đến năm 2020, California sẽ có thêm 2.3 triệu công ăn việc làm và tổng sản lượng GDP của California sẽ tăng 14%.
Hiện nay tuy các công ty dầu mới mò tới, đất đai vùng quận Kern, trung tâm của Monterey Shale bắt đầu lên giá. Năm 2007 một mẫu đất hoang giá $2 mỹ kim, bây giờ giá $500 mỹ kim! Giá đất tăng vùn vụt từ năm 2010 khi chính phủ liên bang chính thức công bố khả năng chứa dầu của lớp đá Monterey.
Ngoài vùng Bakersfield quen thuộc nằm cạnh xa lộ 99, tại đó các công ty dầu đã bơm dầu từ các túi dầu cổ điển hơn 100 năm qua, hiện nay các công ty dầu đang mua thêm đất của nông dân để dò tìm dầu trong đá. Tại thị trấn Shafter (tây bắc Bakersfield 19 miles) người ta thấy các giếng dò dầu chen lấn với đường sá, nhà cửa, trường học. Sự kiện này làm cho các nhà môi trường quan tâm và sẽ là một yếu tố trong quyết định khai thác dầu trong đá của bang California, bên cạnh một quan tâm khác là các lớp đá có dầu nằm gần đường nứt San Andreas nên các chấn động do bắn đá có thể sinh ra động đất.
Các chuyên viên địa chấn đã theo dõi hiện tượng này tại các bang đang khai thác dầu trong đá ở Arkansas, Oklahoma, Pennsylvania và chưa có kết luận gì dứt khoát. Tuy nhiên người ta không đặt nhiều tin tưởng vào các nghiên cứu địa chất và địa chấn này. Quyền lợi kinh tế và nhu cầu năng lượng có thể đánh lạc hướng kết luận. Kinh nghiệm cho thấy các nhà khoa học từng cảnh báo sự nóng lên của khí quyển do chúng ta đốt nhiên liệu (từ các nhà máy, từ xe hơi …) và thải khí carbon dioxide (CO2) bừa bãi vào khí quyển là nguyên nhân, nhưng vì nhu cầu trước mắt không ai quan tâm, thậm chí có nhiều chính khách còn bác bỏ luận cứ đó, cho là nhảm. Hiện nay tác hại của bầu khí quyển nóng đang diễn ra (hạn hán, bão lụt, lạnh giá cường độ bất thường) không ai còn chối cãi, và người ta đang tìm cách sửa chữa. Giảm độ thải khí cacbon dioxide vào không khí là quan tâm hàng đầu hiện nay.
Ông Zoback trả lời vô thưởng vô phạt:
“Tài liệu cho thấy bắn đá gần một đường nứt có thể làm thay đổi chút ít vị trí của các lớp đá và tất nhiên có ảnh hưởng đến động đất, như đã thấy tại bang Bristish Columbia (Canada). Tốt nhất là tránh đừng “bắn đá” tại những vùng nguy hiểm đó. Nhưng không phải vì sợ mà không “bắn đá” để lấy dầu. Cần nghiên cứu kỹ lưỡng trước khi cho khai thác theo một nguyên tắc giới kỹ thuật gọi là “Chấp nhận rủi ro nhỏ nhất” (ALARP – As low as reasonably possible). Và đó là nhiệm vụ của chúng tôi. Chúng tôi làm những gì có thể làm và không mang chuyện động đất hù dọa để không làm gì cả”.
Ngoài ảnh hưởng có thể có đối với các lớp đá của vỏ trái đất, các giếng “bắn đá” còn làm ô nhiễm môi trường. Tại Decatur, Texas, năm 2011 gia đình ông bà Robert & Lisa Parr đã kiện công ty dầu hỏa Aruba Petrolium Inc. làm ô nhiễm trang trại rộng 40 mẫu của gia đình ông. Ông bà Parr và con gái ở đó từ năm 2001 bình an vô sự. Đến năm 2007 khi công ty Aruba bắt đầu đào giếng bắn đá gần trang trại ông thì bà Lisa và con gái bắt đầu bệnh. Các bác sĩ xác nhận bệnh do hóa chất BTEX (gồm 4 hóa chất benzene, toluene, ethybenzene và xylene) trong dầu mới được bơm lên tỏa vào không khí. Hôm 22/4/2014 tòa án Dallas xử phạt công ty Aruba bồi thường thiệt hại 2.95 triệu mỹ kim cho ông bà Parr. Công ty Aruba sẽ kháng cáo.
Vụ kiện Parr chống Aruba này (dù chưa ngã ngũ) là một thắng lợi đầu tiên của người dân thấp cổ bé miệng đối với giới tư bản và là một đòn bẩy tốt để giới bảo vệ môi sinh, các nhà địa chấn, các cơ sở truyền thông đẩy mạnh cuộc đấu tranh bảo vệ môi trường sống.
Nhưng nhu cầu bảo vệ vỏ quả đất, nhu cầu bảo vệ môi trường có thể là chuyện còn xa trước nhu cầu sản xuất năng lượng để duy trì đời sống văn minh hiện nay. Cũng như trước đây chúng ta đã tạm gác chuyện bầu khí quyển nóng dần và đang nhận hậu quả hôm nay.
Tục ngữ Việt Nam có câu: “chưa thấy quan tài chưa đổ lệ”...
Những chất hữu cơ trộn lẫn với trầm tích biển hình thành nên những lớp đá phiến hạt mịn. Nếu chúng ở sâu, bị các lớp trầm tích mới đè lên tạo nên áp suất và nhiệt độ lớn thì các vật liệu hữu cơ hóa lỏng thành dầu và khí, chảy khỏi các lớp đá phiến dồn về các túi DẦU THÔ, khí đốt mà người ta khai thác trong hàng chục năm qua.
Nhưng khi ở độ sâu chưa đủ tạo ra áp suất và nhiệt độ cao để hình thành dầu thô thì dầu không tập trung vào một chỗ mà nằm xen kẽ giữa các lớp đá phiến (thường nằm ở độ sâu chừng hơn 1 cây số). Dầu đó gọi là DẦU ĐÁ PHIẾN - shale oil. Hiện nay Mỹ đã khai thác thương mại bằng phương pháp ép vỉa thủy lực (hydraulic fracturing) và khoan ngang (horizontal drilling).
Còn đá phiến nằm trên mặt đất hay gần sát mặt đất thì ở giữa không có dầu nhưng bên trong có chứa chất hữu cơ kerogen nên gọi là ĐÁ PHIẾN CÓ DẦU – oil shale. Từ ngàn xưa người ta đã biết đến loại đá có thể cháy được này và tìm mọi cách để khai thác dầu từ đá. Trước hết người ta nung đá nóng lên và ở nhiệt độ cao kerogen bốc hơi và khi cho ngưng tụ thì biến thành dầu. Quá trình này có thể tiến hành trên mặt đất hay làm trực tiếp dưới lòng đất nhưng cả hai đều tốn rất nhiều nước và năng lượng lại gây ô nhiễm môi trường nặng nề.