Gửi bình luận
Chiết xuất CO2 từ không khí (DAC) vẫn đang ở giai đoạn sơ khai, nhưng nhiều chính phủ và doanh nghiệp đang thúc đẩy phát triển công nghệ này như giải pháp đối phó khủng hoảng khí hậu.
Một cặp bồn nước cao hơn 4 mét nằm trong khuôn viên bãi đậu xe gần Phòng thí nghiệm giải pháp năng lượng trung hòa carbon (thuộc Viện Công nghệ Georgia) được dùng để trồng tảo theo cách mới lạ.
Các túi chứa tảo nổi có ống dẫn cung cấp nước và CO2. Tảo chính là chìa khóa của toàn bộ thí nghiệm.
Giống như thực vật, tảo - sinh vật quang hợp sống trong nước - hấp thụ CO2 và tạo ra O2. Chỉ riêng tảo đã tạo ra 50% lượng oxy trong bầu khí quyển.
Đội ngũ nghiên cứu Viện Công nghệ Georgia muốn tìm cách chiết xuất CO2 từ không khí để nuôi tảo. Tảo sau khi trải qua quá trình tinh chế có thể được dùng cho nhiều thứ, từ thực phẩm đến nhiên liệu.
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng trầm trọng, các quốc gia trên thế giới hiện phải cố gắng đạt mục tiêu giảm khí thải carbon xuống mức 0 vào năm 2050 do Liên Hợp Quốc đề ra, một nhiệm vụ chẳng hề dễ dàng vì 84% năng lượng toàn cầu được sản xuất bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch. Để khí thải vượt quá tầm kiểm soát có thể gây ra nạn đói cùng nhiều hiện tượng thời tiết cực đoan hơn, nhưng dân số tăng và nhu cầu năng lượng ngày càng cao khiến giảm khí thải trở nên khó khăn.
DAC là giải pháp đầy hứa hẹn. Dù vẫn đang ở giai đoạn sơ khai và hứng chịu chỉ trích quá đắt đỏ, công nghệ này được nhiều chính phủ tài trợ.
Giáo sư Chris Jones (Viện Công nghệ Georgia) rất kỳ vọng vào DAC. Nhóm của ông đang xem xét những thành phẩm có thể sản xuất ra với DAC, chẳng hạn như tảo.
“Chúng ta xem CO2 như chất thải. DAC là cách quản lý chất thải sáng tạo giúp xử lý CO2. Carbon bắt đầu vòng đời từ lòng đất dưới dạng than, dầu, khí đốt, chúng ta chỉ cần đưa chúng trở lại lòng đất”, theo Giáo sư Jones.
Tình trạng đáng báo động
Kể từ cách mạng công nghiệp, con người đã thải khoảng 1,5 nghìn tỉ tấn CO2 vào bầu khí quyển. Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) xác định năm ngoái lượng khí thải tăng 6% lên 36,3 tỉ tấn. Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) vào tháng 10 công bố báo cáo chỉ ra khả năng nhiệt độ Trái đất năm 2100 tăng 2,8 độ C, cao hơn mục tiêu chỉ tăng 1,5 độ C do Thỏa thuận Paris về khí hậu năm 2015 đề ra.
DAC không nhằm mục đích làm sạch bầu không khí để con người tiếp tục gây ô nhiễm. Công nghệ này không thần kỳ nhưng được mong đợi đóng vai trò quan trọng.
Theo giám đốc công nghệ công ty Climeworks Carlos Härtel: “Vai trò của DAC trong kế hoạch khí hậu dài hạn là làm giảm mức CO2 trong khí quyển khi mọi phát thải CO2 đều đã không còn”.
Mục tiêu trước mắt của chính phủ các nước là cắt giảm một nửa phát thải carbon vào năm 2030, muốn đạt được cần nhanh chóng từ bỏ nhiên liệu hóa thạch chuyển sang dùng năng lượng tái tạo. Còn DAC có thể đóng góp bằng cách “dọn sạch” CO2 con người đã thải ra.
Tiến bộ trong phát triển DAC
Năm 1999, kỹ sư hóa Klaus Lackner (Đại học bang Arizona) là người đầu tiên công nhận DAC là cách chống biến đổi khí hậu.
DAC hoạt động như sau: khi không khí đi qua một bộ lọc thấm hóa chất, một ít CO2 bị giữ lại. Lượng CO2 tách ra có thể được lưu trữ dưới lòng đất hoặc được dùng sản xuất vài thứ như sợi carbon hay bọt khí soda.
Mỗi một triệu phân tử trong khí quyển thì có 412 phân tử CO2, như vậy hệ thống DAC cần hút rất nhiều không khí mới thu về 1 tấn CO2.
Hiện toàn thế giới có 19 trạm DAC. Climeworks của Thụy Sĩ, Carbon Engineering của Canada, CarbonCapture của Mỹ là 3 đơn vị đi đầu trong lĩnh vực này.
Trạm DAC lớn nhất là cơ sở Orca ở Iceland (thuộc sở hữu Climeworks). Orca đặt mục tiêu hút 4.000 tấn CO2/năm – tương đương 0,00001% lượng khí thải hằng năm. Nếu được khấu trừ thuế thì chi phí DAC sẽ giảm.
Công ty dầu mỏ Occidental dự định xây dựng 30 trạm DAC tại bang Texas với hy vọng thu giữ 3 tỉ tấn khí thải carbon. Climeworks cũng chuẩn bị lập thêm 1 trạm DAC nữa tên Mammoth, thu giữ lượng CO2 gấp 9 lần Orca. Các “ông lớn” công nghệ như Meta, Google cũng đầu tư gần 1 tỉ USD vào DAC.
Giới nghiên cứu còn nghĩ ra nhiều phương thức mới. Công ty CO2 Rail giới thiệu toa tàu lửa DAC loại bỏ tới 3.000 tấn carbon mỗi năm. Sinh viên Đại học Công nghệ Eindhoven ra mắt nguyên mẫu ô tô tên ZEM hấp thụ khí CO2 lúc di chuyển. Viện Công nghệ Georgia thì lắp đặt bồn nuôi tảo thu CO2.
Trong thí nghiệm của Viện Công nghệ Georgia, tảo tăng trưởng nhanh hơn khoảng 5%. Thí nghiệm cho thấy trồng cây bằng cách tận dụng carbon thu giữ hoàn toàn khả dĩ và không có hại.
Hiện vẫn còn nhiều tranh luận về địa điểm lý tưởng để đặt trạm DAC. Giáo sư Jones nghĩ đến viễn cảnh hệ thống DAC kích thước bằng ô tô đặt khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là khu vực phát thải lớn như đô thị.
Đắt đỏ và không phải giải pháp hoàn hảo
Đạo luật Giảm lạm phát Mỹ vừa ban hành quy định miễn thuế 180 USD/tấn cho các công ty thu giữ carbon và lưu giữ chúng dưới lòng đất.
Có ý kiến cho rằng giới nghị sĩ Mỹ phạm sai lầm khi dành cho DAC ưu đãi quá hào phóng. Chiết xuất CO2 đòi hỏi vật liệu đắt tiền và cơ sở vật chất lớn. Tiền đầu tư DAC vốn có thể đầu tư cho dự án năng lượng tái tạo - ngăn chặn phát thải ngay từ đầu.
Chi phí vận hành cũng là mối lo ngại lớn. Chiết xuất 1 tấn CO2 tại Orca mất 800 USD, Climeworks cho biết trạm chưa được tối ưu hóa để chạy hiệu quả và chi phí sẽ giảm theo thời gian. Công ty tự tin tuyên bố đến những năm 2030 chi phí giảm còn 250 - 300 USD.
Theo nhà khoa học Soheil Shayegh (Viện Nghiên cứu kinh tế - môi trường châu Âu), chi phí lý tưởng là 100 USD/tấn CO2. Nhưng ở kịch bản tốt nhất, đến năm 2050 chi phí chỉ giảm đến 250 USD.
Giám đốc Hartel cũng nhận định chi phí cần giảm xuống 150 USD/tấn CO2, tuy nhiên với tình hình hiện tại thì đến năm 2040 khó lòng giảm xuống 100 USD. Với tỷ suất lợi nhuận thấp, cơ sở DAC lớn đặt gần nơi phát thải nhiều CO2 sẽ hợp lý về chi phí hơn hệ thống DAC nhỏ rải rác khắp nơi.
Các con số trên không đủ sức thuyết phục giới chuyên gia. Giáo sư kỹ thuật môi trường Charles Harvey (Viện Công nghệ Massachusetts) nhận xét: “Sử dụng công cụ đắt tiền, ít tác dụng với CO2 trong khí quyển là ý tưởng tồi. Nếu đầu tư nhiều nguồn lực hơn cho công cụ khác chẳng hạn phát triển năng lượng gió, năng lượng mặt trời và hạ tầng lưu trữ năng lượng, bạn sẽ loại bỏ được nhiều CO2”.
Theo Giáo sư Harvey, chiết xuất CO2 từ không khí khó hơn không phát thải rất nhiều. Ông cũng lo ngại DAC chỉ là “vỏ bọc” để các công ty dầu khí tiếp tục phát thải.
