Nhà máy gom phát thải để loại khí nhà kính

Công nghệ mới cho cuộc chiến chống biến đổi khí hậu

Nhà máy với những giá đỡ cao tầng trên là cơ sở vận hành đầu tiên của Heirloom Carbon Technologies, một công ty mới được thành lập vào năm 2020. Công ty này cho biết đây là nhà máy thương mại đầu tiên ở Hoa Kỳ sử dụng công nghệ "thu khí trực tiếp", được bắt đầu hoạt động vào đầu tháng 11 năm nay. "Công nghệ này cho phép chúng ta tách và loại bỏ các loại khí nhà kính như CO2 ra khỏi bầu khí quyển", đại diện công ty cho biết.

Những người ủng hộ công nghệ thu phát thải để loại bỏ khí gây hiệu ứng nhà kính cho rằng kỹ thuật này có thể đóng vai trò quan trọng trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Theo họ, bước đi này của Heirloom là một trong số nhiều sáng kiến nhằm giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu đang hiện hữu và giúp các quốc gia đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng "0" (net zero). Mục tiêu này đồng nghĩa với việc cắt giảm lượng khí nhà kính được thải ra (ví dụ như khí CO2) xuống gần bằng không và loại bỏ lượng khí thải dư thừa còn sót lại ra khỏi bầu khí quyển.

Công nghệ được công ty Heirloom sử dụng để loại bỏ carbon khỏi không khí bằng phương pháp "thu khí thải trực tiếp" sử dụng theo nguyên lý của một phản ứng hóa học khá đơn giản. Đó là dùng phương pháp tương tự nhu quá trình hình thành đá vôi - một trong những loại đá phổ biến nhất trên hành tinh. Từ góc độ hóa học, đá vôi được hình thành khi calcium oxide (CaO) liên kết với carbon dioxide (CO2). Trong tự nhiên, quá trình này mất nhiều năm.

Heirloom đã dựa trên nguyên lý phản ứng hóa học này nhưng đẩy nhanh quá trình bằng cách nung đá vôi đến 900°C. Khí CO2 từ đá vôi được giải phóng và đưa vào bể chứa. Đá vôi sau khi được giải pháp CO2 chỉ còn lại CaO ở dạng bột màu trắng. Chất bột này được làm ẩm và trải lên các khay lớn rồi xếp vào các giá đỡ cao được để lộ thiên. Trong 3 ngày, thứ bột trắng này hấp thụ CO2 ngoài trời và biến thành đá vôi một lần nữa. Lượng đá vôi này được đưa trở lại lò nung để cho giải phóng CO2 thu vào bể chứa, CaO ở dạng bột màu trắng lại được đưa ra ngoài trời để "thug om" khí thải… và chu kỳ lặp lại.

Tranh cãi với phương pháp thu gom khí thải

Một khó khăn trong việc vận hành các nhà máy kiểu này là tìm kiếm được nguồn năng lượng sạch, bởi quá trình này tốn nhiều năng lượng.

Heirloom không tiết lộ chi phí chính xác của quá trình loại bỏ carbon này, nhưng các chuyên gia ước tính rằng việc thu khí trực tiếp hiện có giá khoảng 600 đến 1.000 đô-la Mỹ cho mỗi tấn CO2. Đây là mức giá đắt đỏ nhất để giảm phát thải tính đến hiện tại.

Điều này khiến các chuyên gia lo ngại, các nhà máy thu khí trực tiếp này "ngốn" lượng điện năng lớn. Điều đó không khác gì việc "tiết kiệm 1 đồng nhưng chi phí cho việc tiết kiệm lên đến 2 đồng".

Trước những lo ngại này, Heirloom đã đặt mục tiêu dài hạn là giảm mức giá xuống 100 đô-la trên mỗi tấn thông qua việc mở rộng quy mô và sản xuất hàng loạt.

Một vấn đề gây tranh cãi khác là khí thải mà nhà máy này thu gom được sẽ sử dụng cho lĩnh vực nào? Trước khi cho ra đời nhà máy thu gom carbon của Heirloom thì đã có công nghệ thu giữ carbon hoạt động bằng cách loại bỏ CO2 ngay tại nguồn phát thải như công nghệ thu khói ngay tại các cơ sở sản xuất trước khi khí thải được phát ra tự nhiên. Công nghệ này đang được các công ty dầu mỏ áp dụng này để thu giữ CO2 sau đó bơm xuống lòng đất để giúp khai thác thêm nhiên liệu hóa thạch. Hành động này, được gọi là tăng cường thu hồi dầu (enhanced oil recovery). Tuy nhiên, từ lâu công nghệ thug om tại nguồn này đã bị các nhà hoạt động vì môi trường phản đối bởi nó giúp kéo dài thời gian thế giới tiếp tục sử dụng năng lượng hoá thạch.

Erin Burns, giám đốc điều hành của Carbon180, một tổ chức phi lợi nhuận trong lĩnh vực loại bỏ carbon, cho biết: "Một trong những lo lắng của chúng tôi là mọi người sẽ cố gắng sử dụng công nghệ này như một sự bù trừ cho việc tiếp tục sản xuất nhiên liệu hóa thạch, trong khi vai trò của việc loại bỏ carbon là giải quyết lượng phát thải cũ".

Mặc dù Heirloom đã tuyên bố họ sẽ không sử dụng công nghệ của mình để duy trì ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch, nhiều nhà hoạt động vì môi trường và cộng đồng tại địa phương vẫn phản đối công nghệ này do lo ngại các đường ống bị vỡ và vấn đề ngạt thở hàng loạt do rò rỉ.

Nhưng cũng có các ý kiến cho rằng đây là một phương pháp cần được thử nghiệm. Phân tích cho thấy các quốc gia đã trì hoãn cắt giảm phát thải khí nhà kính quá lâu, dẫn đến việc kiểm soát sự nóng lên toàn cầu ở mức độ vừa phải là không khả thi trừ khi chúng ta kết hợp thực hiện cắt giảm phát thải và loại bỏ hàng tỷ tấn carbon ra khỏi bầu khí quyển, chậm nhất là đến giữa thế kỷ này.

Bộ trưởng Năng lượng Hoa Kỳ Jennifer Granholm, cho biết: "Công nghệ thu khí trực tiếp sẽ thay đổi cuộc chơi, mang đến cho chúng ta cơ hội loại bỏ ô nhiễm carbon đã tích tụ trong bầu khí quyển kể từ thời điểm bắt đầu Cách mạng Công nghiệp."

Giải pháp giảm phát thải bền vững là năng lượng sạch

Theo Liên hợp quốc, để ngăn chặn những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu và bảo vệ Trái Đất, sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu cần được giới hạn ở mức 1,5°C so với mức nhiệt độ thời kỳ tiền công nghiệp. Đây là mục tiêu khó đạt được nếu các quốc gia không đẩy mạnh các nỗ lực để đạt phát thải ròng bằng "0" của mình.

Lori Guetre, đại diện của một đơn vị thu giữ carbon thuộc công ty dầu khí Occidental Petroleum Corp., nói: "Mọi thứ đã thay đổi vào năm 2018 khi Hội đồng Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu cho biết chúng ta không thể tránh được mức nóng lên 1,5°C chỉ bằng cách giảm phát thải, mà chúng ta cũng phải cô lập carbon. Vì vậy, chúng ta cần làm tất cả mọi cách".

Hầu hết các chuyên gia đều cho rằng cách duy nhất để chúng ta có thể kiểm soát sự nóng lên toàn cầu và tránh những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu một cách bền vững là tập trung vào phát triển các nguồn năng lượng sạch và tái tạo – những nguồn năng lượng không thể cạn kiệt và không tạo ra ô nhiễm.

Trong một tuyên bố của mình, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho rằng việc triển khai năng lượng tái tạo và năng lượng sạch là một trong những yếu tố trọng yếu giúp duy trì mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu dưới 1,5°C. IEA là một tổ chức liên chính phủ tự chủ với nhiệm vụ cung cấp các khuyến nghị về chính sách và phân tích và dữ liệu về trong các vấn đề về năng lượng trên toàn cầu.

Giám đốc điều hành IEA, Fatih Birol, cho biết: "Để duy trì mục tiêu hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5°C, thế giới cần cùng nhau hành động nhanh chóng. Tin tốt là chúng ta biết mình cần phải làm gì - và làm thế nào để làm điều đó. Các chính phủ cần tách biệt vấn đề khí hậu và địa chính trị, xét đến quy mô của thách thức trước mắt".

"Lằn ranh sinh mệnh nằm ngay trước mắt chúng ta," Tổng thư ký Liên hợp quốc António Guterres nhấn mạnh khi đề cập đến các công nghệ năng lượng tái tạo hiện có như điện gió và năng lượng mặt trời. Chúng ta cần đưa chúng vào hoạt động ngay lập tức, ở quy mô và tốc độ lớn.