Nhốt CO2 vào đá - Giải pháp vàng giúp giảm lượng khí thải CO2
Khí thải CO2 hiện đang là vấn đề nhức nhối trên toàn cầu. Mỗi năm, con người thải ra ngoài môi trường khoảng 10 tỷ tấn CO2, được đánh giá là mức nghiêm trọng nhất trong 66 triệu năm qua.
Nếu cứ đà này, môi trường sống của tất cả các sinh vật trên Trái Đất kể cả con người cũng bị đe dọa một cách nghiêm trọng.
Lượng khí thải CO2 chủ yếu từ các nhà máy đang ở mức báo động.
Mới đây, một nhà máy điện ở Iceland đã cung cấp một giải pháp giúp xử lý khí thải CO2 – "thủ phạm" gây ô nhiễm nhiễm môi trường khi tiến hành thử nghiệm "nhốt" chúng vào trong đá.
Trước đó, nhóm nghiên cứu cho biết dự án này có lẽ sẽ cần rất nhiều thời gian, tuy nhiên, nó đã thành công chỉ sau 2 năm tiến hành thử nghiệm.
Các nhà khoa học cũng cho biết, họ chọn đá bazan để tiến hành nghiên cứu, một loại đá phổ biến trên Trái Đất; vì vậy, chúng ta có thể yên tâm rằng phương pháp này sẽ được sử dụng rộng rãi.
"Tất cả chúng tôi đều cho rằng nó có thể sẽ mất hàng nghìn năm để khoáng hóa CO2", Sigurdur Gislason - giáo sư tại Đại học Iceland của Viện Khoa học Trái Đất, một trong những đồng tác giả nghiên cứu cho biết.
Điều này là được dựa trên những kinh nghiệm của Na Uy khi tiến hành bơm CO2 xuống bể sa thạch phía dưới biển Bắc. Tuy nhiên, đây chưa phải là giải pháp tối ưu, bởi không có gì chắc chắn đảm bảo rằng bể khí khổng lồ đó không bao giờ ‘phun trào’. Nếu như thế sẽ rất nguy hiểm đến cuộc sống trên Trái Đất.
Nhưng nếu CO2 biến thành đá, nó không thể chạy đi đâu được. "Khoáng hóa là giải pháp an toàn nhất trong việc lưu trữ CO2. Và chúng tôi thật bất ngờ khi chúng ta chỉ cần 2 năm để khoáng hóa nó", Gislason trả lời tờ CNBC.
Gửi CO2 vào trong đá, giải pháp vàng giải quyết vấn đề ô nhiễm.
Gislason là một trong những thành viên của dự án CarbFix, gồm một nhóm các kỹ sư từ Iceland và các nhà khoa học từ nhiều trường đại học của nhiều quốc gia và Công ty điện lực Reykjavik (Iceland).
Năm 2007, nhóm nghiên cứu tiến hành bơm nước và CO2 vào trong một giếng ngầm có lót đá bazan gần máy điện Hellisheidi tại Iceland - cơ sở sản xuất năng lượng địa nhiệt lớn nhất thế giới.
Lưu trữ CO2 và khóa nó dưới lòng đất được cho là một trong những cách làm giảm lượng khí thải carbon trong khí quyển - nguyên nhân chính làm suy giảm chất lượng không khí, hiệu ứng nhà kính, gâ ra tình trạng biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng.
Địa điểm gần nhà máy địa nhiệt Hellisheidi
Tuy nhiên, sau dự án CarbFix, đội ngũ nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một phương pháp mới đó là trộn CO2 với nước, rồi bơm chúng vào tầng đá ngầm bazan.
Sau đó, ở đó sẽ xảy ra một phản ứng cực cao giữa các khoáng chất , tạo thành một loại đá rắn mới, không bị rò rỉ và vô hại với môi trường. Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả nghiên cứu của mình trên tạp chí Science của Mỹ vào hôm thứ Năm (ngày 09/06).
Quy trình khóa CO2
Đầu tiên, CO2 được trộn với nước rồi được bơm vào một giếng sâu chứa bazan.
CO2 trộn với nước sẽ tạo ra H2CO3 (Axit cacbonic) có tính axit. Bazan là một loại đá phản ứng cực cao, và nó bị ăn mòn chỉ trong vài phút khi tiếp xúc với hợp chất H2CO3.
Khi bazan bị ăn mòn, nó bắt đầu thẩm thấu qua các khoáng chất như Ca, Fe và Mg. Quá trình này làm trung hòa nước, làm giảm tính axit, và các kim loại trên kết hợp với CO2 để tạo thành một loại đá có tên canxi cacbonat (CaCO3) hay còn gọi là đá vôi.
Nhóm các nhà nghiên cứu tiến hành thử nghiệm biến CO2 thành đá.
Ban đầu, các nhà nghiên cứu lo ngại về những tác động môi trường tiềm ẩn của quá trình hình thành đá vôi. Bởi bazan chứa những kim loại như Al và Cr, khi gặp phải CO2 trộn với nước có thể sẽ trở thành mối nguy hại tới môi trường.
Tuy nhiên, Gislason cho biết rằng nước bị đẩy quay trở lại mặt đất khi quá trình hoàn tất hoàn toàn có thể uống được, đủ an toàn theo Tiêu chuẩn sức khỏe của châu Âu. "Trên thực tế, đây có thể được coi là một cách làm sạch nước", ông cho biết thêm.
Nếu ban đầu chúng ta sử dụng nước mà con người không sử dụng, bởi chứa nhiều kim loại nặng, chúng ta có thể làm sạch nước này bằng cách cho chúng trải qua quá trình carbon hóa, sau đó đẩy chúng chảy về phía hạ lưu.
Tuy nhiên, quá trình này vẫn chưa phải là một biện pháp tối ưu để xử lý khí thải carbon. Chúng ta cần phải nghiên cứu thêm, và nó cần phải được tiến hành thử nghiệm trên một quy mô lớn hơn nữa so với ở Iceland.
Và chúng ta cần phải tìm ra một phương pháp triệt để hơn. Một khuyết điểm trong quá trình CarbFix nó cần rất nhiều nước, khoảng 15-25 tấn nước để xử lý một tấn carbon.
Tuy nhiên, giáo sư Gislason cho biết rằng chúng ta có thể tận dụng nguồn nước biển để tiến hành quy trình này.
Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia (Mỹ) cho biết rằng họ quan sát thấy một số loại vi khuẩn ngầm ăn những khoáng chất được sinh ra trong quá trình này, và thải ra khí methane - một khí nhà kính có hại.
Các nhà nghiên cứu hiện đang tính toán mức độ ảnh hưởng của các loại vi khuẩn này trong quy trình chôn CO2.
Gislason tiết lộ quá trình này có thể được mở rộng để đáp ứng nhu cầu của các nhà máy lớn hơn. Nhà máy điện Hellisheidi thải ra chỉ khoảng 5% lượng khí thải CO2 của một nhà máy địa nhiệt có quy mô tương tự.
Quy trình này cũng có chi phí thấp hơn rất nhiều so với các kế hoạch cô lập CO2 khác đông tác giả công trình nghiên cứu, Edda Aradottir cũng cho biết.
Với giải pháp CarbFix, chúng ta cần 30 USD để lưu trữ 1tấn cacbon, trong khi các phương pháp khác cần đến 60-130 USD cho 1 tấn carbon.