Khí tự nhiên, thường được gọi là khí hóa thạch hoặc mê-tan, là một loại khí tự nhiên chủ yếu bao gồm mê-tan (khoảng 95%), với một lượng nhỏ các hợp chất hydrocarbon khác. Khi mọi người ngày càng chú ý đến biến đổi khí hậu, khí đốt tự nhiên đang dần được chú ý như một lựa chọn năng lượng tương đối sạch. Tuy nhiên, hầu hết mọi người đều biết rất ít về quá trình hình thành khí đốt tự nhiên sâu bên trong lòng Trái Đất.
"Khí thiên nhiên được hình thành trong hàng triệu năm trong một môi trường địa chất cụ thể."
Khí tự nhiên chủ yếu có nguồn gốc từ quá trình phân hủy chất hữu cơ, thường là vi sinh vật biển. Trong môi trường không có oxy (kỵ khí), các chất hữu cơ này chịu áp suất và nhiệt độ cao theo thời gian địa chất và cuối cùng được chuyển đổi thành khí tự nhiên.
Trong quá trình này, năng lượng ban đầu được lưu trữ bởi quá trình quang hợp cuối cùng tồn tại dưới dạng năng lượng hóa học trong mêtan và các phân tử hydrocarbon khác. Đây là một quá trình kéo dài hàng triệu năm và khi vật chất hữu cơ bị chôn vùi dưới các lớp trầm tích, chúng sẽ chịu áp suất và nhiệt độ và bắt đầu hành trình chuyển đổi.
"Sự hình thành khí thiên nhiên có thể được chia thành hai quá trình chính: sinh học và nhiệt học."
Các quá trình sinh học thường diễn ra ở độ sâu tương đối nông, trong đó các vi sinh vật chuyển đổi chất hữu cơ thành mê-tan. Quá trình nhiệt tổng hợp đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao hơn và thường được thực hiện ở độ sâu vài nghìn mét. Điều này làm cho quá trình hình thành khí thiên nhiên nhiệt mất nhiều thời gian hơn và áp suất địa chất lớn thúc đẩy quá trình chuyển đổi từ vật chất hữu cơ thành khí thiên nhiên. Tuy nhiên, cơ chế chính xác về cách thức hoạt động của quá trình này vẫn chưa được hiểu đầy đủ, điều này khiến nguồn gốc của khí đốt tự nhiên trở thành một lĩnh vực nghiên cứu hấp dẫn.
Một khía cạnh khác liên quan chặt chẽ đến khí đốt tự nhiên là tác động của nó đến môi trường. Mặc dù việc đốt khí đốt tự nhiên thải ra ít carbon dioxide hơn than và dầu, nhưng khả năng rò rỉ trong chuỗi cung ứng khiến lượng khí thải carbon vẫn còn là vấn đề đáng nghi vấn. Nhiều chuyên gia đã kêu gọi đánh giá lại việc sử dụng khí đốt tự nhiên để hiểu rõ hơn tác động thực sự của nó đối với môi trường.
"Với sự gia tăng của năng lượng tái tạo, sự phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên đang bị thách thức."
Trong vài thập kỷ qua, những tiến bộ về công nghệ, đặc biệt là sự phát triển của công nghệ thủy lực phá vỡ đá phiến đã giúp việc khai thác khí đá phiến trở nên khả thi. 'Cuộc cách mạng khí đá phiến' này đã đưa Hoa Kỳ trở thành quốc gia sản xuất khí đốt tự nhiên lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, phương pháp khai thác này cũng gây ra một số vấn đề về môi trường, bao gồm ô nhiễm nước và sụt lún đất.
Nhu cầu khí đốt tự nhiên trên toàn cầu tiếp tục tăng, khiến cho việc khai thác và cạnh tranh nguồn khí đốt tự nhiên giữa các quốc gia ngày càng trở nên khốc liệt. Theo ước tính, vẫn còn nhiều trữ lượng khí đốt tự nhiên có thể khai thác trên thế giới, điều này làm cho xu hướng thị trường quốc tế trở nên phức tạp. Nhiều quốc gia cũng đã bắt đầu tìm kiếm nguồn cung cấp năng lượng đa dạng để duy trì nguồn năng lượng ổn định khi nhu cầu năng lượng tăng cao.
“Thách thức của biến đổi khí hậu đang thúc đẩy chúng ta phải suy nghĩ lại về vai trò của khí đốt tự nhiên.”
Nhiều tổ chức môi trường đã đặt câu hỏi về thuật ngữ "khí đốt tự nhiên", cho rằng nên sử dụng "khí hóa thạch" hoặc "khí mê-tan" để chỉ rõ hơn tác động của nó đến môi trường. Trên thực tế, việc sử dụng khí đốt tự nhiên ở nhiều khu vực thực sự có thể làm giảm chất ô nhiễm trong không khí đô thị. Tuy nhiên, nó vẫn là nguồn năng lượng hóa thạch và bản chất lãng phí của nó khó có thể bỏ qua.
Nghiên cứu khoa học sâu hơn sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về nguồn gốc của khí đốt tự nhiên và cách nó hình thành, nhưng liệu nó có còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình tìm kiếm năng lượng bền vững trên toàn cầu hay không?