Bài toán loại bỏ CO2 khỏi không khí

Trước khi Hội nghị khí hậu diễn ra ở TP Glasgow (Anh), các nhà khoa học đã cảnh báo rằng “loại bỏ CO₂” (CDR) khỏi không khí không còn là điều con người có thể lựa chọn trong thời gian tới, mà là điều bắt buộc.

Nghị trình chống biến đổi khí hậu đang ngày càng tập trung vào một vấn đề: Làm sao phát minh công cụ và kỹ thuật để loại bỏ CO₂ khỏi khí quyển. Thậm chí những nhà khoa học hoài nghi về tính khả thi của nó cũng phải nhất trí rằng, nếu không loại bỏ được CO₂, hay còn gọi là “phát thải âm”, rất khó đạt được mục tiêu của Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu là khống chế mức tăng nhiệt độ trên toàn cầu dưới ngưỡng 2 độ C.

Tình trạng cháy rừng đang diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới

“Chúng ta cần giảm phát thải một cách triệt để, quyết liệt, và trên hết, chúng ta cần CDR”, theo Hãng tin AFP dẫn lời ông Glen Peters, Giám đốc Nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Quốc tế về Khí hậu (trụ sở tại Oslo, Na Uy).

Loại bỏ CO₂ là gì ?

Về cơ bản, có hai cách để lấy CO₂ khỏi không khí. Cách đầu tiên là đẩy mạnh năng lực hấp thụ và lưu trữ CO₂ của tự nhiên. Con người cần trồng lại những khu rừng bị tàn phá, khôi phục rừng ngập mặn, trồng cây ở quy mô công nghiệp, nâng cao khả năng hút CO₂ của đá hoặc đại dương. Ðây là những biện pháp nằm trong phạm trù diễn ra tranh luận sôi nổi trong cộng đồng khoa học gia thế giới.

Cách còn lại là “rút thẳng CO₂ từ không khí”, sử dụng các quy trình hóa học nhằm loại bỏ CO₂ trực tiếp từ khí quyển. CO₂ thu được theo cách này có thể tái sử dụng cho mục đích công nghiệp, hoặc xử lý bằng những cách khác. Công nghệ năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon (BECCS) được cho là kết hợp hai cách tiếp cận trên.

Nhà máy hút CO2 khỏi không khí ở Iceland

Tháng 8, báo cáo của Ủy ban liên chính phủ của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (IPCC) đã cảnh báo thế giới khó có thể khống chế mức nhiệt độ tăng dưới 1,5 độ C trong những thập niên tới, bất chấp mọi cách có thể áp dụng nhằm giảm bớt tình trạng phát thải gây hiệu ứng nhà kính. CO₂ bám trụ trong khí quyển suốt nhiều thế kỷ, và điều đó có nghĩa cách duy nhất để duy trì nhiệt độ trung bình ở mức an toàn là rút bớt carbon khỏi không khí.

Những bước đầu

Hơn 10 năm trước, Công nghệ năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon - BECCS đã được đề cập trong các mô hình biến đổi khí hậu của IPCC. Lúc đó, các chuyên gia cho rằng đây là biện pháp đạt được phát thải âm với phí tổn thấp nhất. Tuy nhiên, đến nay, lĩnh vực này vẫn chưa thực sự được chú ý và phát triển, theo chuyên gia Oliver Geden của Viện Ðức về các vấn đề An ninh và Quốc tế.

Các hoạt động công nghiệp tạo một lượng khí thải carbon khổng lồ

Năm 2019, giới truyền thông thế giới đồng loạt đưa tin về đề xuất được bình duyệt, theo đó trồng 1.000 tỷ cây trong nỗ lực bù đắp carbon. Thế nhưng, ý tưởng trên nhanh chóng bị giới chuyên gia chỉ trích. Họ cho rằng cách tiếp cận này không phù hợp vì cần phải chuyển đổi diện tích đất đai tương đương gấp 2 lần Ấn Ðộ trở thành các trang trại độc canh, tức chỉ trồng một dạng cây.

Trồng thêm cây hoàn toàn là cách tiếp cận tích cực, tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng cần phải nhanh chóng hành động vì tình trạng cháy rừng đang diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới. “Các vụ cháy rừng đang trở thành vấn đề mà bang California của Mỹ đang phải đối mặt trong những năm gần đây”, ông Geden chỉ ra.

Trong số những biện pháp loại bỏ CO₂ khỏi khí quyển, phương thức “đoạt trực tiếp” (DAC) ít phát triển nhất, nhưng lại được giới chuyên gia bàn tán nhiều nhất. Tháng 9, công ty Climeworks đã đưa vào hoạt động nhà máy Orca ở Iceland. Ðây là cơ sở đầu tiên trên thế giới lọc trực tiếp CO₂ từ không khí và lưu trữ vĩnh viễn dưới lòng đất.

“CO₂ trong không khí là một dạng phân tử axít, và bên trong các cỗ máy thu thập CO₂, chúng tôi có chất kiềm. Axít và kiềm trung hòa lẫn nhau”, theo Ðài CNN dẫn lời đồng Tổng giám đốc điều hành Climeworks, ông Christoph Gebald. Ðầu tiên, hệ thống quạt được khởi động để hút không khí chứa CO₂ vào cỗ máy thu thập. CO₂ bị giữ lại trên các tấm màng lọc còn không khí sạch đi qua. Từ 2 đến 3 giờ, bề mặt tấm lọc chứa đầy phân tử CO₂. Lúc này, quạt ngưng chạy và nhiệt độ bên trong cỗ máy được đun nóng lên mức 100 độ C để thải bỏ CO₂ khỏi màng lọc. Số CO₂, lúc đó trong trạng thái tinh chất, được hút đi và trộn với nước trước khi bơm xuống lòng đất.

Thiết bị hút CO2

Nhà máy Orca cần nguồn năng lượng rất lớn để hoạt động. Dù vậy, đây không phải là vấn đề khó giải quyết đối với Iceland, nơi dồi dào năng lượng địa nhiệt. Theo tính toán, mỗi năm nhà máy Orca xử lý được 4.000 tấn khối không khí. Và nếu được đầu tư 1.000 tỉ USD/năm, bắt đầu từ năm nay, nhà máy sẽ loại bỏ khoảng 2 tỉ tấn khối CO₂/năm. Hiện chi phí loại trừ 1 tấn khối CO₂ dao động từ 600 đến 800 USD và Orca muốn giảm xuống còn 100-200 USD/tấn khối. Bên cạnh đó, Bộ Năng lượng Mỹ cũng đặt mục tiêu tương tự. Tuy nhiên, sẽ là thách thức nếu muốn nhân rộng mô hình Orca cho thế giới, vì nhà máy cần rất nhiều năng lượng nếu muốn vận hành.

ÐỊNH NGUYỄN