Chống biến đổi khí hậu: “Bắt và nhốt” CO2

Ngoài cắt giảm phát thải, cũng cần "thu hồi" lượng CO2 trước khi chúng thải vào không khí. Ảnh: Medium

Phải hành động ngay

Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu 2015 đặt ra mục tiêu giữ cho Trái đất không nóng hơn 2°C (lý tưởng nhất là 1,5°C) so với nhiệt độ thời kỳ tiền công nghiệp. Trong số báo phát hành đúng thời điểm Hội nghị lần thứ 25 các bên tham gia Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (COP 25) diễn ra ở Tây Ban Nha, tờ The Economist dành bài viết mở đầu để cảnh báo Trái đất hiện đã nóng hơn thời tiền công nghiệp 1°C, chủ yếu “nhờ” vào lượng phát thải CO2 lên đến 43 tỉ tấn mỗi năm.

Bài viết cho biết để có thể đạt mục tiêu dưới 2°C, chứ chưa bàn đến con số lý tưởng 1,5°C, nếu chỉ dựa vào việc cắt giảm phát thải thì lượng cắt giảm như các quốc gia đã và đang làm còn thua xa con số cần thiết.

Chính vì thế, theo The Economist, bên cạnh các chương trình cắt giảm phát thải sẵn có, các quốc gia nên đưa vào chính sách chống biến đổi khí hậu của mình thêm một cách tiếp cận khác: các công nghệ tách CO2 ra khỏi không khí hay phát thải âm (negative emission).

Dùng phát thải âm để “đấu” với phát thải nghĩa là làm phép cộng giữa hai phần tử trái dấu; nếu chúng bằng nhau thì sẽ triệt tiêu nhau và cho kết quả là phát thải bằng không (net zero).

Nhưng vì sao lại chỉ quan tâm đến CO2, trong khi khí nhà kính còn có metan (CH4) và ôxit nitơ (N2O)? Theo Tổ chức Energy and Climate Intelligence Unit (Anh), CO2 là loại khí nhà kính duy nhất có thể đạt được phát thải âm quy mô lớn và “nếu giữ được phát thải bằng không trong một thời gian nhất định, sự ấm lên toàn cầu sẽ được ổn định”.

Theo các nhà khoa học, để giữ mức tăng nhiệt độ trung bình Trái đất ở ngưỡng an toàn (không cao hơn 1,5oC), cần giữ mật độ CO2 trong không khí ở mức 350 ppm (phần triệu), trong khi con số hiện tại đã là 410 ppm. Điều này chứng tỏ giảm phát thải thôi chưa đủ, chúng ta còn phải tống bớt CO2 ra khỏi khí quyển.

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) hồi năm ngoái cho rằng để đạt được mục tiêu Thỏa thuận Paris 2015 đặt ra, bên cạnh cắt giảm phát thải khí nhà kính cần phải đạt net zero vào giữa thế kỷ này, tức chỉ còn 30 năm nữa để các chính phủ phải hành động (thiết kế chính sách, xây dựng hạ tầng liên quan đến công nghệ tách CO2 ra khỏi không khí).

Giải pháp và thách thức

Trồng thêm rừng cũng là một cách để có phát thải âm, bởi cây cối sẽ loại CO2 khỏi khí quyển thông qua quá trình quang hợp. Một phương pháp phổ biến khác là bắt và lưu trữ carbon (carbon capture and storage - CCS), tức quá trình “bắt” CO2 từ các nguồn phát lớn (nhà máy), chuyển chúng đến nơi lưu trữ (thường là các cấu trúc dưới lòng đất) và giữ ở đó, không cho nó trở lại khí quyển.

Công nghệ này khi áp dụng cho các nhà máy nhiệt điện sinh khối (phụ phẩm, phế thải trong sản xuất nông nghiệp, chế biến nông lâm thủy sản và các loại cây khác) sẽ trở thành năng lượng sinh học với bắt và lưu trữ carbon (bio-energy with carbon capture and storage - BECCS).

Có yếu tố năng lượng sinh học (bio-energy) là bởi nhiên liệu sinh khối có chứa năng lượng mặt trời tích lũy qua quá trình quang hợp, nên khi đốt có thể phóng thích năng lượng. Sinh khối được xem là nguồn năng lượng tái tạo và với BECCS, nguồn năng lượng này lại càng sạch hơn: không đụng đến nguyên liệu hóa thạch và không phát thải CO2 (vì đã được “bắt và lưu trữ”).

Trong 50 năm qua, các công ty khai thác dầu khí đã tìm ra cách ứng dụng CCS để phục vụ hoạt động của mình: đẩy lượng CO2 “thu” được từ ống phát thải của giàn khoan xuống các giếng dầu để tăng áp suất, đẩy lượng dầu còn sót lại trong các ngóc ngách của vỉa đá bên dưới mỏ ra ngoài, một cách để “vét cạn”, không sót một giọt dầu nào ở nơi khai thác.

Kỹ thuật có tên “Tăng cường thu hồi dầu” (Enhanced Oil Recovery - EOR) này giúp các công ty dầu khí ném một hòn đá trúng hai đích: vừa có thêm sản lượng dầu khai thác vừa đạt phát thải âm (CO2 đẩy dầu ra rồi ở lại trong lòng đất).

Theo The Economist, ngành dầu mỗi năm “bắt” khoảng 28 triệu tấn CO2 để phục vụ EOR và kết quả cũng đáng công sức bỏ ra: nửa triệu thùng dầu mỗi ngày, tương đương 0,6% sản lượng toàn cầu, theo số liệu của Cơ quan Năng lượng quốc tế.

Nếu EOR có thể giúp các hãng khai thác dầu khí có động lực để áp dụng CCS thì các nguồn phát thải lớn khác như nhà máy điện, nhà máy ximăng, sắt thép lại chưa mặn mà với việc đạt phát thải âm.

The Economist dẫn số liệu từ Tổ chức Global Carbon Capture and Storage Institute (GCCSI) cho biết chỉ 19 trong số 2.500 nhà máy thuộc các ngành công nghiệp như kể trên “có áp dụng CCS ở một mức độ nào đó”. Cũng theo tổ chức này, chỉ có 40 triệu tấn CO2 từ nguồn phát công nghiệp được “thu” lại mỗi năm, tương đương 0,1% tổng phát thải toàn cầu.

Vì sao lại như thế? Kỹ thuật không phải là rào cản, vấn đề là chi phí để lắp đặt hệ thống “bắt và trữ” CO2 với quy mô lớn hiện vẫn còn quá đắt đỏ. Các chủ nhà máy cũng không có động lực để ứng dụng CCS.

Nếu các nguồn thải CO2 buộc phải đóng phí, chẳng hạn 100 USD cho mỗi tấn khí nhà kính, họ chắc chắn quan tâm hơn đến CCS. Nhưng hiện nay chưa có yêu cầu nào như thế và chẳng có cây gậy hay củ cà rốt nào để khuyến khích CCS phát triển và được nhân rộng, hai điều kiện quan trọng để hạ giá thành công nghệ.

Ngoài ra, nếu các hãng dầu khí được lợi từ việc “bắt” CO2 nhờ có EOR thì các nhà máy công nghiệp khác lại chẳng thấy lợi ích gì trong việc thu hồi khí thải. Họ sẽ làm gì với chỗ CO2 thu được ngoài việc đem chôn chúng? Một trong những giải pháp là đem bán chỗ khí nhà kính này. Nhưng liệu có một thị trường cho CO2 hay không?

Chúng ta đều biết nước có gas có CO2 bão hòa trong thành phần. Ngoài được sử dụng trong nước giải khát, CO2 từ tự nhiên đã có nhiều ứng dụng thương mại khác. Theo trang Vox ngày 22-11, việc tách CO2 từ không khí và biến chúng thành sản phẩm và dịch vụ, hay còn gọi là CCU (carbon capture and utilization), có thể trở thành một ngành công nghiệp trị giá 1.000 tỉ USD vào năm 2030 nếu CO2 thu từ không khí có thể được dùng như CO2 tự nhiên trong các ngành công nghiệp đó (xem thêm đồ họa).

Nguồn: Vox

Triển vọng bi quan

Theo Vox, đa số CO2 sử dụng trong công nghiệp hiện tại là phế phẩm của các quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch hay khí thiên nhiên. Bản chất của chúng là từ lòng đất và “nếu nguồn cung CO2 từ không khí nhiều hơn lẫn rẻ hơn, chúng hoàn toàn có thể cạnh tranh với CO2 từ lòng đất”.

Chẳng hạn, CO2 từ hệ thống “bắt trực tiếp từ không khí” (xem box) hay “bắt và giữ” từ các nhà máy có thể tạo nguồn nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác. “Về lý thuyết thì bất kỳ ngành công nghiệp nào đang dùng CO2 từ lòng đất có thể chuyển sang dùng CO2 từ không khí” - tác giả David Roberts trên Vox kết luận.

Cũng như The Economist kêu gọi các chính phủ nên quan tâm đến CCS, Vox nhấn mạnh các nhà hoạch định chính sách cũng nên quan tâm đến CCU, bởi nó sẽ hỗ trợ và thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ phát thải âm.

Tuy nhiên, lĩnh vực này vẫn còn rất nhiều thách thức. Điều quan trọng nhất của một công nghệ phát thải âm là chúng phải đạt được quy mô lớn (ngàn tấn CO2), có chi phí vừa phải và không gây hại môi trường.

The Economist thẳng thắn chỉ ra đây là mô hình trong mơ, chứ hiện thực thì chưa có. Các công nghệ phát thải âm hiện chỉ đạt được công suất vài chục triệu tấn, chứ không phải con số hàng tỉ tấn khí thải đang gây hại cho môi trường.

“Nếu các công ty đang theo đuổi công nghệ CCS có thể tìm thị trường mới cho số CO2 thu được và giảm chi phí, họ có thể trở thành một phần của giải pháp chống biến đổi khí hậu. Nhưng hiện tại có vẻ như đa số CO2 thải vào khí quyển sẽ còn nguyên ở đó trong một thời gian dài nữa” - The Economist nhận định kém lạc quan. ■