Công nghệ đằng sau 'máy hút bụi' lớn nhất thế giới

Những công nghệ loại bỏ carbon như DAC vẫn còn gây tranh cãi. Ảnh: Climeworks.

"Mammoth" (Voi ma mút) đã tuyệt chủng từ 10.000 năm trước. Nhưng ngày 8/5, công ty môi trường Climeworks của Thụy Sĩ đã chọn nó làm tên gọi cho nhà máy thu khí trực tiếp lớn nhất thế giới tại Iceland.

Ngày nay, biến đổi khí hậu do con người gây ra là mối đe dọa hiện hữu đối với sự sống nhân loại trên Trái đất. Khí nhà kính dư thừa trong bầu khí quyển giữ nhiệt lượng từ Mặt trời và làm nóng hành tinh. Do đó, công nghệ thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) hay các nhà máy thu khí trực tiếp (DAC) như Mammoth trở thành một giải pháp môi trường mới.

Chi phí cao, hiệu quả thấp

Công nghệ CCS giúp tách và thu hồi CO2 từ khí thải của các nhà máy, sau đó cất giữ CO2 trong hệ thống ngầm dưới đáy biển, nhờ đó cho phép chính phủ, công ty và các tổ chức khác mua lại lượng carbon mà họ đang sử dụng để giảm thiểu tác động môi trường. Quan trọng hơn, thu giữ carbon không chỉ là mua - bán mà còn là một cách hợp pháp để loại bỏ carbon khỏi khí quyển.

Trong khi đó, các nhà máy DAC như Mammoth hay thế hệ tiền nhiệm Orca được thiết kế để hoạt động giống như một máy hút bụi.

Climeworks sử dụng một chiếc quạt lớn để hút không khí xung quanh đi qua lỗ thông hơi và đi vào bên trong bộ thu khí, nơi CO2 được giữ lại bằng bộ lọc. Khi bộ thu khí đầy, nó sẽ tự động đóng lại và được làm nóng đến 100 độ C.

Sau đó, CO2 được đẩy ra ngoài, trộn với nước và được dẫn xuống lòng đất để bơm vào lớp đất đá, bắt đầu quy trình khoáng hóa ở bên trong. Một nhà máy sẽ có nhiều quạt hoạt động cùng một lúc. Sản phẩm thu được có thể được sử dụng để chế tạo những thứ khác như nhiên liệu hàng không bền vững hoặc vật liệu xây dựng.

Quy trình thu và lưu trữ CO2 của nhà máy DAC. Ảnh: Climeworks.

Những người ủng hộ công nghệ này cho rằng nếu được xây dựng ở quy mô lớn, DAC có thể đóng góp đáng kể vào việc giảm lượng khí thải nhà kính toàn cầu.

Nhưng quan trọng là đằng sau cái tên “máy hút bụi lớn nhất thế giới”, hiệu quả thực sự và tác động sâu rộng của DAC đối với hành tinh nhưng ít được nhắc đến là gì? Liệu các quốc gia ứng dụng công nghệ CCS và xây nhà máy DAC có đủ sức mở rộng quy mô để đáp ứng đủ nhu cầu ở quy mô lớn hay không?

Theo các chuyên gia, công nghệ thu khí trực tiếp rất đắt đỏ. Chi phí thu hồi CO2 của Orca - nhà máy khí thải hiện tại của Climeworks - lên tới 1.000 USD/tấn carbon. Trong khi đó, lượng carbon mà nhà máy này có thể thu hồi trong một năm là 4.000 tấn.

Số tiền này cho thấy chi phí thực sự của việc thải ra một tấn CO2 mỗi lần. Thế nhưng, hiện tại con người vẫn tiếp tục thải khí nhà kính vào khí quyển như thể “cống thoát nước công cộng”.

Đổi lại, việc kiểm soát lượng khí thải có thể giúp tránh vượt qua các điểm tới hạn nguy hiểm của biến đổi khí hậu, Ocean Care cho biết.

Climeworks khẳng định nhà máy DAC mới nhất Mammoth có thể hút đến 36.000 tấn carbon mỗi năm từ khí quyển - tức là gấp 10 lần Orca. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ có bao nhiêu khí thải được tạo ra trong quá trình hoạt động, đồng thời quy trình xây dựng nhà máy khổng lồ này có thực sự làm giảm đến 36.000 tấn CO2 vẫn là câu hỏi chưa có lời giải.

Trên thực tế, Ocean Care cho rằng 36.000 tấn không hẳn là một con số lớn. Nó tương đương với 1/1.000.000 lượng khí thải toàn cầu hàng năm con người thải ra. Ngay cả khi Climeworks và các công ty DAC khác xây dựng hàng trăm nhà máy thu khí tương tự, mức giảm vẫn không thể tương đương với 1/100 lượng khí thải toàn cầu hàng năm hiện tại.

DAC trở thành cái cớ cho các ngành nhiên liệu tiếp tục phát thải

Bên cạnh đó, vết carbon của các nhà máy thu khí trực tiếp không chỉ nằm ở lượng khí thải mà còn ở năng lượng và vật liệu cần thiết để nó hoạt động. Climeworks sử dụng các viên nén (pellet) hóa chất để hấp thụ CO2. Cách làm này sẽ tạo ra chất thải và đòi hỏi phải mở rộng các ngành công nghiệp khai thác khi DAC phát triển.

Về mặt năng lượng, công nghệ thu khí trực tiếp cần lượng lớn CO2 để thu được lượng CO2 nhỏ hơn nhiều. Một phân tích của National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine cho thấy năng lượng sử dụng để loại bỏ mỗi tấn carbon bằng loại công nghệ này tương đương với việc đốt khoảng 378 lít xăng.

Một số chuyên gia khí hậu lo ngại các nhà máy thu khí trực tiếp có thể làm xao nhãng các chính sách cắt giảm carbon. Ảnh: Climeworks.

Tất nhiên, để tránh thải thêm CO2 vào khí quyển, các nhà máy này sẽ không được sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Đơn cử như Orca hay Mammoth tận dụng nguồn năng lượng địa nhiệt dồi dào ở Iceland. Điều này giúp đất nước này vận hành gần như bằng 100% năng lượng tái tạo. Nhưng ở quy mô toàn cầu, điều này rất khó áp dụng.

Theo Salon, một số chuyên gia còn lo ngại việc loại bỏ carbon sẽ trở thành cái cớ để các ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch và thải ra khí thải. Câu chuyện này từng xảy ra khi nhiều công ty đắp nặn thương hiệu cho mình là "trung hòa carbon", mua tín dụng carbon hoặc trồng cây để cân bằng lượng khí thải. Trên thực tế, nhiều hãng không thực sự bù đắp lượng ô nhiễm đã thải ra.

Sarah R. Cooley, Tiến sĩ, Giám đốc khoa học khí hậu tại Tổ chức Bảo tồn Đại dương, cho biết nhiều nhà khoa học đồng ý rằng cần có nhiều dữ liệu hơn để hiểu toàn bộ tác động của những công nghệ này. Nhưng họ cũng thừa nhận các giải pháp khí hậu dù là tự nhiên hay công nghiệp đều cần thiết, để giúp bù đắp lượng khí thải và đạt được các mục tiêu khí hậu.

“Rất nhiều nhà nghiên cứu thẳng thắn nói rằng không nên coi phương pháp nào trong số này có thể thay thế cho việc tăng tốc khử carbon, phát triển nền kinh tế carbon thấp và cắt giảm lượng khí thải”, Cooley chia sẻ.

Bà so sánh lượng khí thải trong khí quyển với một bồn rửa bát đầy nước. Để dọn sạch vũng nước bị tràn, trước tiên bạn phải tắt vòi nước rồi mới dùng khăn lau. Hình ảnh này ẩn dụ cho việc cần có chiến lược loại bỏ carbon để giải quyết vấn đề môi trường, thay vì chỉ tập trung vào các công nghệ thu hồi CO2.