Nghiên cứu biến khí thải CO2 thành đá để bảo vệ môi trường

Thứ Hai, 20/06/2016, 14:05

Các nhà khoa học nghĩ rằng họ đã tìm ra được cách thông minh để biến khí thải CO2 thành đá và được lưu giữ vĩnh viễn dưới lòng đất. Thí nghiệm khoa học mang tính đột phá được tiến hành tại Iceland, nơi đây CO2 kết hợp với nước được bơm thẳng xuống lớp đá núi lửa (basalt).

Chuỗi phản ứng với chất khoáng trong đá basalt nằm sâu dưới đất sẽ chuyển hoá CO2 thành đá vôi. Điều ngoạn mục hơn nữa là, tiến trình diễn ra với tốc độ rất nhanh.

Giáo sư Đại học Southmpton (Anh) Juerg Matter, người lãnh đạo cuộc nghiên cứu, cho biết: “Trong số 220 tấn CO2 được bơm, 95% biến thành đá vôi trong vòng chưa đến 2 năm, đây là tốc độ nhanh đến không ngờ”.

Nhà máy địa nhiệt Hellisheidi bơm CO2 xuống lòng đất ở Iceland.

Trước vấn đề khí thải CO2 trong khí quyển làm hành tinh ấm lên, các nhà khoa học nỗ lực nghiên cứu những giải pháp hiệu quả nhất để thu hồi và lưu trữ carbon (gọi tắt là CCS). Trong những thí nghiệm trước đây, CO2 được bơm thẳng xuống lớp sa thạch hay tầng ngậm nước mặn sâu dưới lòng đất. Những địa điểm được chọn - bao gồm những giếng dầu bỏ hoang - căn cứ vào những tầng đá không thấm nước để kìm giữ CO2. Nhưng điều đáng lo ngại là CO2 luôn tìm đường để thoát trở lại bầu khí quyển.

Trong thí nghiệm mới, CO2 kết hợp với nước được bơm sâu hàng trăm mét (khoảng 400 đến 400 mét) xuống lớp đá basalt núi lửa có nhiều ở Iceland (hay Băng Đảo ở Bắc Đại Tây Dương). Đại khái là, nước có độ Ph thấp sẽ hòa tan calcium và các magnesium ion trong đá basalt và từ đó tiếp tục phản ứng với CO2 để tạo thành calcium và magnesium carbonate.

Với giải pháp mới này, các nhà khoa học không phát hiện thấy bất cứ sự rò rỉ CO2 nào lên mặt đất hay ngấm qua nước sông ở khoảng cách xa.

Giáo sư Juerg Matter.

Martin Stute, chuyên gia đài quan sát trái đất Lamont-Doherty trực thuộc Đại học Columbia (Mỹ) và đồng tác giả nghiên cứu, nhận định: “Điều này có nghĩa là chúng ta có thể bơm xuống lòng đất một lượng khổng lồ CO2 và lưu giữ nó theo cách cực kỳ an toàn mà chỉ đòi hỏi thời gian xử lý rất ngắn”.

Giáo sư Juerg Matter cũng cho biết thêm: “Trong tương lai, chúng ta có thể sử dụng loại đá vôi CO2 này cho các nhà máy điện tại những nơi có nhiều đá basalt và những địa điểm này có nhiều trên hành tinh. Chắc chắn, chúng ta dễ tìm thấy đá basalt ở ngoài khơi bởi vì nó là thành phần tạo nên đáy đại dương cũng như một phần của đất liền. Do đó, việc sử dụng đá basalt để xử lý CO2 không thành vấn đề”.

Cuộc nghiên cứu của giáo sư Juerg Matter và nhóm nhà khoa học có tên gọi chính thức là dự án Carbfix và được thực hiện tại nhà máy địa nhiệt lớn nhất thế giới Hellisheidi ở Iceland. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là chi phí thu hồi CO2 ở các nhà máy điện cũng như những khu công nghiệp là quá đắt đỏ. Trong khi hiện nay, vẫn chưa có sáng kiến nào khả thi để giảm bớt chi phí.

Ngoài ra, dự án Carbfix đòi hỏi lượng nước bơm với CO2 là khá lớn - khoảng 25 tấn nước cho mỗi tấn CO2. Song giáo sư Matter cho rằng nước biển có thể sử dụng được vào mục đích này.

Christopher Rochelle, chuyên gia về CCS ở Tổ chức Khảo sát Địa chất Anh (BGS) và không liên quan đến dự án Carfix, đánh giá: “Chúng ta cần thực hiện thêm nhiều cuộc thí nghiệm - giống như ở Iceland - nhưng với cấp độ quy mô hơn để hiểu rõ những tiến trình nào xảy ra và tốc độ xử lý nhanh đến mức nào”. Rochelle nhận định dự án Carbfix của giáo sư Juerg Matter là rất hứa hẹn song loại đá ở Iceland rất khác với những loại đá ở những nơi khác - ví dụ như ở dưới Bắc Hải (một nhánh của Đại Tây Dương, giữa châu Âu và bờ biển phía đông nước Anh).

Loại đá núi lửa để xử lý khí thải CO2.

Stuart Haszeldine, giáo sư về CSS Đại học Edingburg (Anh) bày tỏ hy vọng: “Thật là ngoạn mục. Giải pháp mới cung cấp chi phí tiết kiệm và an toàn cho những khu vực có loại đá thích hợp trên thế giới. Tuy nhiên, vấn đề là phải xử lý hàng triệu tấn khí thải CO2 hàng năm trên thế giới. Cho nên chỉ một giải pháp đơn lẻ sẽ không có hiệu quả cao”.

Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc (IPCC) kết luận rằng, CCS thật sự vô cùng quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu theo hướng tiết kiệm nhất. Nếu không có CCS, chi phí dành để kềm hãm hiệu ứng ấm lên toàn cầu sẽ tăng gấp bội.

Hiện nay, một số sáng kiến mới ứng dụng CCS đang được nghiên cứu - bao gồm dự án do Tập đoàn dầu khí đa quốc gia Mỹ ExxonMobil tài trợ (sử dụng pin nhiên liệu giúp giảm chi phí đầu tư thu hồi CO2) và dự án từ công ty chế tạo ôtô Mỹ Ford Motor (ứng dụng CO2 làm nhiên liệu sử dụng cho ô tô). Hai công ty đa quốc gia này cũng đang đầu tư cho những nghiên cứu mới thu hồi CO2 dễ dàng hơn.

Di An (tổng hợp)