Có một sự thật không mấy thoải mái đằng sau hầu hết những kế hoạch lâu dài nhằm chống lại biến đổi khí hậu và tránh cho trái đất bị nóng lên hơn 2 độ C, giới hạn trước khi các hiệu ứng khí hậu trở nên thảm khốc:
Gần như không ai nói có thể thành công chỉ bằng cách cắt giảm phát thải nhiên liệu hoá thạch và đầu tư vào năng lượng tái tạo.
Thay vào đó, hầu hết mọi kế hoạch tiềm năng đều phải dựa vào một chiến lược có tên là thu hồi và lưu giữ Carbon hay CCS. Vấn đề là CCS chỉ tồn tại như là một công nghệ có tính khả thi.
CCS, hiểu theo nghĩa rộng, là mọi phương pháp thu thập CO2 và lưu giữ ở đâu đó mà CO2 không thể góp phần vào sự biến đổi khí hậu.
Về lý thuyết, với các hệ thống CCS hoàn chỉnh, thế giới đạt mức phát thải CO2 âm ngay cả khi con người vẫn tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch là việc có thể.
Một chiến dịch CCS táo bạo có thể tránh được hầu hết các thiệt hại do biến đổi khí hậu mà không cần phải chuyển đổi hầu hết các nhà máy điện, các phương tiện dùng nhiên liệu hóa thạch sang chạy bằng các nguồn năng lượng sạch.
Tuy nhiên, trên thực tế, CCS chỉ mới ở giai đoạn phát triển ban đầu và chúng ta phải mất một khoảng thời gian dài để có thể đốt nhiên liệu hóa thạch mà không phải lo lắng về việc nhả Carbon vào không khí.
Làm sạch các nhà máy than
Ngày nay, việc thu thập Carbon chủ yếu hoạt động dưới hình thức các bẫy Carbon trong các nhà máy than. Một nhà máy than có lẽ là nơi dễ dàng nhất để thu thập Carbon dioxide vì tại đây sản sinh ra rất nhiều, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi CCS có thể thành công ở đây.
Có một số ít các nhà máy than trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ CCS, lớn nhất trong số đó là nhà máy mới khai trương tại Texas hồi năm ngoái. Nhà máy WA Parish thu thập khoảng 5.000 tấn CO2 mỗi ngày từ khí thải, chiếm khoảng 90% lượng CO2 sản sinh từ đây.
CO2 này sau đó được đưa vào ống ngầm và được lưu giữ trong hàng thiên niên kỷ. CO2 đó sẽ không đóng góp gì cho sự biến đổi khí hậu và chúng ta vẫn nhận được năng lượng từ nhà máy. Như vậy là đã thành công.
Nhà máy than WA Parish tại thị trấn Thompsons, Texas. Ảnh: NRG ENERGY
Nhưng trên thực tế 5.000 tấn CO2 mỗi ngày không phải quá nhiều, nhưng cũng không được tính là phát thải âm. Nhà máy vẫn đang thải CO2 vào khí quyển và "góp phần" vào sự biến đổi khí hậu, chỉ ở mức thấp hơn.
Thậm chí nếu mỗi nhà máy than trên thế giới sử dụng công nghệ CCS theo cách này thì biến đổi khí hậu sẽ vẫn diễn ra theo hướng tệ hơn, chứ không tốt hơn. Đó là một phần lý do tại sao "than sạch" là một huyền thoại.
Thêm vào đó, bài toán này còn chưa tính đến những hệ quả xảy ra khi CO2 được bơm xuống mặt đất. Để làm cho hệ thống CCS của WA Parish có lợi nhuận, Carbon dioxide thu hồi được sẽ được bơm vào lòng đất gần mỏ dầu nhằm mục đích khai thác dầu nhanh hơn.
Dầu sau đó được đốt cháy trong các nhà máy điện khác hoặc trong xe ô tô hoặc máy bay hoặc tàu thuyền, thải thêm CO2 vào bầu khí quyển.
Phương pháp này phổ biến tại một số ít các nhà máy "than sạch". Đơn giản là vì CCS quá đắt để đưa vào hoạt động.
Những ai ủng hộ CCS hy vọng rằng người áp dụng sớm thúc đẩy công nghệ này để một ngày nào đó việc thu hồi Carbon có thể thực hiện như với một sản phẩm độc lập.
Tuy nhiên, công nghệ CCS này không bao giờ mang đến một tương lai phát thải âm được. Ngay cả khi chúng ta có thể đạt được mức phát thải 0 từ các nhà máy điện than (thường là lớn hơn), thì cũng chỉ giúp giảm tổng lượng phát thải CO2.
Để đạt được phát thải âm, chúng ta sẽ phải bắt đầu thu nạp CO2 từ không khí ngoài trời.
Tìm giải pháp
Nhiều nhóm đang tiến hành nghiên cứu về công nghệ được thiết kế để hút CO2 ra khỏi bầu khí quyển, một nhiệm vụ "vi diệu". Nồng độ CO2 trong khí quyển có thể ít hơn 300 lần so với lượng khí thải của các nhà máy than.
Kết quả này thật tốt! Nhưng đồng nghĩa với việc sẽ khó khăn hơn để tạo ra sự khác biệt và CCS trong khí quyển sẽ tốn kém hơn và cho lợi nhuận thấp hơn.
Một công ty khởi nghiệp, Climeworks, đang cho xây dựng các bộ thu CO2 lớn. Một bộ thu có thể thu hồi tới 50 tấn CO2 mỗi năm.
Công ty đã xây dựng hai cơ sở CCS sử dụng công nghệ này, trong đó cơ sở lớn hơn có thể loại bỏ gần một nghìn tấn CO2 mỗi năm trực tiếp từ khí quyển.
Hệ thống thu hồi Carbon Climeworks ở Hinwil, Thụy Sĩ. Ảnh: CLIMEWORKS
Climeworks, cùng với các công ty CCS khí quyển khác như Global Thermostat và Carbon Engineering, sử dụng các hợp chất như amine hoặc hydroxit để thu được CO2. Đây là các hợp chất đơn giản, trải qua một phản ứng hóa học với sự có mặt của Carbon dioxide.
Khi các hợp chất này được nung nóng, phản ứng hóa học sẽ bị đảo ngược và giải phóng khí CO2. Khí CO2 sau đó được thu thập và bán, bơm vào lòng đất hoặc sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt.
Công nghệ này có thể thành công, nhưng nhìn vào các con số thì vẫn còn xa lắm.
Nếu mỗi hệ thống Climeworks có thể lấy 50 tấn CO2 ra khỏi không khí hàng năm và nhà máy có thể chế tạo 150 hệ thống mỗi năm, một phép tính nhanh cho thấy nếu Climeworks tiếp tục ở tốc độ nhanh nhất có thể thì trong vòng mười năm họ sẽ lấy được 75.000 tấn CO2 ra khỏi bầu khí quyển mỗi năm.
Nghe thì có vẻ nhiều, nhưng hãy xem xét: con người đưa gần 40 tỷ tấn CO2 vào bầu khí quyển chỉ trong năm ngoái.
Với hiệu suất chế tạo của Climeworks, họ cần một tỷ năm để đạt được con số trên. Mục tiêu của công ty là thu hồi 1% lượng khí thải hàng năm vào năm 2025, có thể nói, là đầy tham vọng.
Hy vọng cuối cùng?
Với những con số này, thật dễ hiểu tại sao lại có nhiều sự hoài nghi dành cho CCS đến vậy. Đây là một công nghệ hoàn toàn mới và chưa thể bù đắp được lượng khí thải Carbon của chúng ta, ít nhất là không thể sớm được.
Tuy nhiên, công nghệ còn nhiều nghi vấn này có thể là hy vọng duy nhất của chúng ta. Chỉ trong chưa đầy một thập kỷ, chúng ta sẽ sử dụng hết lượng ‘ngân sách' Carbon, điều đó có nghĩa là nếu khi đó thế giới chưa đạt được ngưỡng trung hòa Carbon, thì chúng ta sẽ cần đến CCS để tránh những ảnh hưởng tồi tệ nhất từ biến đổi khí hậu.
Vậy làm sao chúng ta có thể đạt đến điểm mà CCS cần để có thể bắt đầu tạo ra sự khác biệt rõ rệt về lượng CO2? Chủ yếu, là bằng cách tích cực tài trợ nghiên cứu và triển khai CCS ngay từ bây giờ.
Các dự án như WA Parrish có thể đem đến hỗ trợ ban đầu cho nghiên cứu CCS và thậm chí nếu họ không tự cô lập được một lượng CO2 đáng kể, họ có thể phát hiện ra những phương pháp tốn ít chi phí và hiệu quả hơn mà chúng ta có thể sử dụng trong tương lai.
Ngoài ra cũng có một số sáng kiến như Virgin Earth Challenge và Carbon XPrize đang tổ chức các cuộc thi dành cho các nhóm tư nhân nhằm hỗ trợ phát triển CCS. Marcius Extavour, Giám đốc cao cấp về Năng lượng và Tài nguyên tại XPrize cho hay:
"Sự phát triển ở đây đồng nghĩa với việc khởi động và chạy các dự án. Có như vậy, chúng ta mới có thể nhanh chóng rút kinh nghiệm, lặp đi lặp lại và tối ưu hóa được".
Những cuộc thi như thế này có thể thúc đẩy các doanh nhân tìm ra những phương pháp hiệu quả hơn về CCS với chi phí thấp hơn công nghệ đang được sử dụng hiện nay.
Climeworks, Climate Engineering và Global Thermostat đều tham gia Virgin Earth Challenge và họ cũng có đối thủ cạnh tranh cùng khám phá những giải pháp độc đáo hơn.
Các doanh nghiệp khởi nghiệp như Black Carbon và Biochar Solutions đang chuyển CO2 thành than củi, trong khi Biorecro lại đang thu hồi CO2 từ các nhà máy nhiên liệu sinh học.
Tại XPrize, các đối thủ cạnh tranh tập trung vào việc chuyển đổi Carbon, quá trình biến CO2 thành một sản phẩm hữu ích. Extavour cho biết:
"Chúng tôi thấy các nhóm đang làm mọi thứ từ hóa chất và nhiên liệu đến các vật liệu xây dựng vững chắc như bê tông hoặc vật liệu tiên tiến như hạt nano graphene hay ống nano cacbon".
Cùng với nhau, các đối thủ cạnh tranh đang phát triển hàng chục cách thức để thu hồi lượng khí Carbon.
Mặc dù không phải tất cả đều có khả năng nhân rộng, ít nhất một số ít sẽ có khả năng mở rộng sang các ngành công nghiệp chính thức. Chúng ta càng khuyến khích phát triển công nghệ CCS ngày nay, thì những công nghệ này sẽ càng thành công hơn trong tương lai.
Đây không phải là giải pháp tốt nhất để chống lại biến đổi khí hậu. Chúng ta vẫn đang tiến hành theo giả định rằng CCS sẽ thành công mà không biết chắc liệu điều đó có xảy ra hay không. Nhưng chúng ta không còn lựa chọn nào khác.
Hoặc chúng ta tìm ra cách để thu hồi CO2 từ không khí hoặc Trái Đất sẽ bị hủy hoại không thể phục hồi được do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Tất cả chúng ta hãy đặt hy vọng ở phương án thứ nhất.
Theo Popular Mechanics