Biến khí thải từ bãi rác thành xăng máy bay

Các nhà nghiên cứu của Ðại học Sydney (Úc) cho biết đã nghĩ ra biện pháp sản xuất xăng máy bay từ bãi rác, từ đó giảm lượng phát thải vào không khí.

Lần đầu tiên trên thế giới, đội ngũ chuyên gia của Đại học Sydney phát minh phương pháp mới sử dụng plasma để tạo ra xăng bền vững dùng cho máy bay từ khí mê tan thải ra ở các bãi rác. Cách tiếp cận mới mẻ hứa hẹn mang đến một tương lai phát thải thấp cho ngành hàng không dân dụng và hướng đến mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, theo báo cáo đăng trên chuyên san của Hội Hóa học Mỹ (ACS).

Nguy hiểm như khí mê tan

Theo một số nghiên cứu, các bãi rác trên toàn cầu ước tính tạo ra 10-20 triệu tấn khí thải nhà kính mỗi năm. Các bãi rác phát thải một dạng hỗn hợp gồm CO₂ và khí mê tan, trong đó loại khí thứ hai tạo nên ảnh hưởng ở mức độ cao gấp nhiều lần loại thứ nhất. Mê tan là khí thải gây hiệu ứng nhà kính gấp nhiều lần CO₂. Trong vòng 20 năm đầu tiên phát thải vào không khí, mê tan tạo ra hiệu ứng nóng lên gấp khoảng 80 lần so với CO₂ trong cùng thời gian. Đáng lo ngại là, Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính mật độ khí mê tan trong không khí hiện cao gấp khoảng 2 lần rưỡi so với thời kỳ tiền công nghiệp, và hàm lượng ngày càng gia tăng. Các bãi rác và quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch là nguyên nhân dẫn đến xu hướng hiện tại.

Bên cạnh đó, tính toán cho thấy hàng không dân dụng chiếm khoảng 3% lượng phát thải toàn cầu. Việc tạo ra nhiên liệu theo “vòng lặp tuần hoàn” dựa trên các dạng khí phát thải tồn tại trong khí quyển có thể loại trừ lượng tiêu thụ xăng máy bay truyền thống, từ đó giảm bớt nguồn phái thải, và không những thế còn mang đến nguồn cung cấp nhiên liệu bền vững. Tác giả dự án, giáo sư PJ Cullen của Đại học Sydney cho biết nhóm của ông đã nghĩ ra cách sử dụng CO₂ và khí mê tan để tạo ra nhiên liệu phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững. “Chúng tôi đã nghĩ ra quy trình có thể thu thập khí thải và chuyển đổi chúng thành nhiên liệu, tập trung vào những ngành khó điện khí hóa như hàng không dân dụng”, theo giáo sư Cullen.

Các cơ sở xử lý rác thải ở những nước phát triển đã được xây dựng theo hướng thu thập, nâng cấp và đốt khí thải để thu hoạch điện khí hóa. Tuy nhiên, sáng kiến mới của đội ngũ Đại học Sydney cho phép tạo ra sản phẩm không những mang đến tác động đáng kể cho môi trường mà còn có giá trị thương mại cao.

Quy trình chuyển khí mê tan thành xăng

Theo đội ngũ của Đại học Sydney, quy trình mới bao gồm công đoạn thu thập khí mê tan từ bãi rác. Kế đến, họ sử dụng công nghệ plasma phi nhiệt, tức phóng các chùm electron năng lượng cao, vào buồng chứa khí mê tan. Quá trình tương tác hóa học dẫn đến việc tách rời và kết hợp của các nguyên tử khí, cho phép carbon và hydrogen liên kết thành chuỗi dài hydrocarbon, vốn là cơ sở hình thành nhiên liệu chưa tinh chế. Plasma phi nhiệt là công nghệ chạy bằng điện có thể xử lý khí thải ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ không khí, trong khi không cần nhiệt hoặc áp suất (tức hao tốn ít năng lượng hơn), cho phép công nghệ này tương thích cao với các nguồn năng lượng tái tạo.

Giáo sư Cullen cho biết điện khí hóa đóng vai trò then chốt nếu thế giới muốn đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0. Tuy nhiên, hiện nay, với những ngành công nghiệp nặng như hàng không dân dụng và hàng hải, việc sử dụng pin là không khả thi. Một phương án khác là sử dụng xăng máy bay “phát triển bền vững” (SAF) thay cho nhiên liệu hóa thạch. Thế nhưng, giá thành SAF lại cao gấp 3 đến 5 lần xăng máy bay bình thường, trong khi nguồn cung ứng lại thấp.

Bên cạnh đó, gần đây Úc gia nhập thỏa thuận quốc tế nhằm thúc đẩy nỗ lực cắt giảm khí mê tan trong không khí. Các bên còn lại có thể kể đến Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc. Mỗi năm Úc chôn lấp khoảng 28 triệu tấn rác, và các chuyên gia nước này muốn biến các bãi rác thành những bể tài nguyên tạo ra năng lượng bền vững. Ước tính lượng khí mê tan thải ra mỗi năm từ các bãi rác này là 2 triệu khối. Phương pháp mới do Đại học Sydney nghĩ ra có thể giúp chính phủ Úc thực thi các thỏa thuận và đạt được mục tiêu chuyển đổi năng lượng xanh đúng thời hạn. 

HỒNG HOANG