Giải pháp “hút cacbon từ không khí” liệu có khả thi?

Đua nhau xây dựng nhà máy “hút cacbon”

Mỹ hiện đang là nước dẫn đầu thế giới về việc xây dựng các nhà máy DAC. Tiền từ cả nguồn tư nhân và ngân sách công đang đổ vào các dự án loại này và chính quyền của Tổng thống Joe Biden đã cam kết chi ít nhất 3,7 tỷ USD để khởi động DAC và các dự án loại bỏ cacbon khác trên khắp nước Mỹ.

Nhà máy DAC của công ty Heirloom ở Tracy, bang California, vừa được khánh thành, là một trong những nhà máy lớn nhất được đầu tư nhằm mục đích thu giữ và lưu trữ cacbon khỏi không khí.

Cơ sở của Heirloom sử dụng đá vôi - loại khoáng chất dồi dào thứ hai trên Trái đất - để hấp thụ cacbon từ không khí. Quá trình này bắt đầu khi các lò nung công nghiệp nung đá vôi đến nhiệt độ 1.650 độ F (899 độ C), khiến nó phân hủy thành cacbon điôxít và ôxít canxi.

Cacbon điôxít sau đó được lưu trữ trong bê tông, có thể được sử dụng cho các dự án xây dựng. Chất bột còn lại, ôxít canxi được trải trên các khay được phun nước và đặt ngoài trời để hấp thụ cacbon. Ôxít canxi liên kết với khí một cách tự nhiên. Sau đó, quá trình này bắt đầu lại từ đầu, sử dụng nhiệt để tách cacbon mới thu được.

Các hệ thống DAC khác sử dụng quạt khổng lồ để kéo không khí, và công ty Heirloom cho biết họ sử dụng một số ít nhưng hệ thống của họ tiêu tốn ít năng lượng hơn vì nó tận dụng khả năng tự nhiên của đá vôi để hút các phân tử cacbon ra khỏi không khí.

Việc thu giữ một lượng khí cacbon đáng kể có thể mất một thời gian. Cơ sở của công ty Heirloom có thể hấp thụ tối đa 1.000 tấn CO₂ mỗi năm - chỉ bằng một phần nhỏ lượng khí thải hàng năm từ một nhà máy điện chạy bằng khí đốt. Công ty hy vọng sẽ loại bỏ được 1 tỷ tấn  CO₂ vào năm 2035, mặc dù Giám đốc công ty Shashank Samala thừa nhận việc mở rộng quy mô sẽ là một thách thức. Để đạt được mục tiêu của công ty trong 12 năm tới, họ sẽ phải tăng công suất ba lần mỗi năm.

Tất cả những việc mở rộng quy mô đó cũng sẽ tốn tiền và các công ty công nghệ đang tham gia vào việc thu giữ không khí trực tiếp, chẳng hạn như Microsoft đã ký hợp đồng dài hạn với công ty Heirloom để hút tới 315.000 tấn CO₂ nhằm bù đắp lượng khí thải của chính công ty công nghệ này và đạt mục tiêu khí thải bằng 0. Một quỹ có tên Frontier đã cam kết đầu tư 46,6 triệu USD cho công ty Heirloom và một dự án kinh doanh hút cacbon khác.

Heirloom cho biết công ty được cung cấp năng lượng tái tạo từ một nhà cung cấp địa phương và sẽ không nhận đầu tư từ các công ty dầu khí. Một cách sử dụng cacbon thu được từ các nhà máy DAC là tăng cường khai thác dầu bằng cách bơm cacbon vào giếng dầu để giúp nâng cao hiệu quả khai thác dầu. Điều này nghe có vẻ “sai sai” khi sử dụng cacbon thu giữ được để tạo nguồn sản sinh ra khí thải ô nhiễm môi trường.

Một dự án lớn khác xây nhà máy hút cacbon cũng đang được xây dựng ở phía Tây bang Texas. Người ta lắp đặt những chiếc quạt khổng lồ để hút một lượng không khí khổng lồ và loại bỏ cacbon, được gọi là quá trình thu giữ không khí trực tiếp (DAC), đang tận hưởng những bước đột phá lớn nhất của họ ở Mỹ. Vào tháng 6/2023, dự án đã được động thổ ở quận Ector, bang Texas, để đánh dấu sự khởi đầu của dự án trị giá 1 tỷ USD mang tên STRATOS, nhằm mục đích loại bỏ 500.000 tấn CO₂ khỏi không khí mỗi năm sau khi đi vào hoạt động hoàn toàn vào năm 2025. Nhà máy có quy mô rộng 26 ha sẽ được trang bị một mạng lưới đường ống, các tòa nhà và hệ thống quạt khổng lồ để lọc CO2 khỏi không khí và sau đó bơm nó vào các khối đá dưới lòng đất. Dự án này được ví như “sứ mệnh mặt trăng Apollo 13”.

Dẫn đầu trong việc đầu tư dự án này là công ty Carbon Engineering của Canada. Nhưng ông chủ thật sự của dự án là Công ty Occidental Petroleum, công ty dầu mỏ của Mỹ đã mua Carbon Engineering với giá 1,1 tỷ USD vào tháng 8/2023 và coi việc loại bỏ cacbon là một biện pháp đảm bảo tương lai cho ngành của mình.

Bước ngoặt đầu tư dự án bắt đầu từ tháng 8/2023, khi đó Bộ Năng lượng Mỹ thông báo rằng hai cơ sở - một liên doanh riêng biệt của Carbon Engineering ở phía nam Texas - sẽ được cấp 1,2 tỷ USD để hoạt động như “trung tâm” DAC nhằm giúp khởi động ngành công nghiệp loại bỏ cacbon ở Mỹ, đồng thời thanh lọc hơn 2 triệu tấn CO₂ khỏi bầu khí quyển trong khu vực. Theo Jennifer Granholm, Bộ trưởng Năng lượng Mỹ, hai trung tâm nữa sẽ được chính phủ liên bang lựa chọn, như một phần trong nỗ lực nhằm giúp tạo ra một thị trường cacbon “rất quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu”.

Các cam kết loại bỏ CO₂ với khối lượng lớn như thế là một bước thay đổi đối với ngành công nghiệp DAC non trẻ, quy mô nhỏ và chưa được chứng minh về khả năng giúp khống chế khủng hoảng khí hậu ngày càng tồi tệ, ngay cả khi niềm hy vọng và tiền bạc được đổ vào đó. Ông Erin Burns, giám đốc điều hành của Carbon180, một tổ chức phi chính phủ về khí hậu hoạt động trong lĩnh vực loại bỏ cacbon, cho biết: “Hiện tại đây là thời điểm cực kỳ quan trọng để loại bỏ cacbon và đặc biệt là DAC”.

Hai nhà máy DAC nêu trên là những dự án lớn tiêu biểu nhận tiền đầu tư của chính phủ Mỹ để thực hiện giải pháp hút cacbon. Hiện tại trên toàn nước Mỹ có tổng cộng 170 dự án đã được công bố. Trong đó, khoảng 30 dự án đã được đề xuất ở Louisiana - tất cả đều được thúc đẩy bởi các khoản trợ cấp của liên bang và hầu hết được thúc đẩy bởi các ưu đãi gia tăng trong Đạo luật Giảm lạm phát nhằm giải quyết tình trạng nóng lên toàn cầu. Texas cũng là bang có nhiều dự án DAC như Louisiana, với hàng chục dự án.

David Dismukes, nhà tư vấn kinh tế và cựu giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng của Đại học bang Louisiana, cho biết bang Louisiana là tâm điểm cho các dự án thu hồi cacbon vì nơi đây tập trung nhiều ngành công nghiệp, nghĩa là có nhiều cơ hội thu giữ cacbon hơn. Bang Louisiana chiếm khoảng 1% dân số nước Mỹ, nhưng đã thải ra hơn 4% lượng khí nhà kính của Mỹ do nền tảng công nghiệp nặng của bang này. Kiểm kê khí nhà kính ở bang Louisiana cho thấy các dự án mới được công bố, nếu được xây dựng, dự kiến sẽ làm tăng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính từ 142 triệu tấn điôxít hoặc tương đương, lên 243 triệu tấn vào năm 2026.

Tại nhiều nơi trên thế giới, hàng chục dự án DAC tương tự như ở Mỹ cũng đã và đang được xây dựng. Ở Anh, công nghệ thu giữ cacbon được gọi bằng một cái tên khác là thu giữ và lưu trữ cacbon (CCS). Anh có hai dự án thu hồi cacbon, một ở Merseyside và một ở Teesside và Humber. Hai dự án vận chuyển và lưu trữ khác, gồm dự án Viking ở Humber và dự án Acorn ở Aberdeenshire, hiện đã được chính phủ phê duyệt. Bốn trung tâm CCS có mục đích thu thập CO2 từ nhiều nguồn và đưa nó ra ngoài khơi để lưu trữ trong các mỏ khí đốt (dã khai thác) bỏ hoang ở Biển Bắc.

Những người ủng hộ công nghệ DAC đã đề cập đến tiềm năng của nó trong việc thu giữ cacbon, và đây sẽ là giải pháp cần thiết để đạt mức khí thải “net zero” vào năm 2050. Đó là điều bắt buộc đối với các ngành công nghiệp là nguồn chính thải khí ô nhiễm như: thép, xi măng và hóa chất, những ngành chỉ sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất.

Chuyên gia nghi ngờ hiệu quả của các nhà máy DAC

Nhưng các nhà hoạt động về khí hậu đã lập luận rằng DAC, trong trường hợp tốt nhất, là một giải pháp tốn kém không phù hợp với nhu cầu cấp thiết hơn là cắt giảm khí thải và tệ nhất là một mưu đồ hoài nghi của ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch nhằm duy trì hiện trạng gây ô nhiễm.

Các chuyên gia về khí hậu cũng đang băn khoăn về tính hiệu quả của giải pháp DAC, hay CCS. Hiện có một khoảng cách rất lớn giữa lượng cacbon mà các nhà khoa học ước tính sẽ phải loại bỏ khỏi khí quyển để tránh vượt ngưỡng nguy hiểm nhiệt độ nóng toàn cầu với lượng cacbon loại bỏ trên thực tế.

Hoạt động của con người, chủ yếu thông qua việc đốt than, dầu và khí đốt, đang tạo ra khoảng 36 tỷ tấn khí thải CO₂ mỗi năm. Do lượng khí thải đã tăng lên trong những năm gần đây bất chấp những cảnh báo khẩn cấp về khủng hoảng khí hậu, nên có rất ít khả năng cắt giảm nhanh chóng và quy mô lớn đến khoảng nửa thập kỷ này để tránh các đợt nắng nóng, lũ lụt, hạn hán và các tác động khác leo thang nghiêm trọng.

Theo Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) của Liên hợp quốc, sự thiếu hụt này có nghĩa là hầu hết mọi kịch bản hợp lý nhằm tránh mức độ nóng lên 2 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp và mức nóng lên 1,5 độ C theo thỏa thuận, đều liên quan đến việc loại bỏ một lượng lớn CO2 trực tiếp từ khí quyển. Có tới 10 tỷ tấn CO₂ có thể phải được loại bỏ mỗi năm từ nay cho đến năm 2050 chỉ để đảm bảo cơ hội đạt được các mục tiêu này và đạt được mức phát thải “net zero”.

Những người ủng hộ công bằng môi trường và những người phản đối việc thu giữ và cô lập cacbon cho rằng công nghệ này có rủi ro về mặt kinh tế và môi trường và khuyến khích hiện trạng của các công ty nhiên liệu hóa thạch. Giám đốc điều hành một công ty dầu mỏ cho biết vào đầu năm nay rằng việc thu giữ cacbon sẽ giúp “bảo tồn ngành công nghiệp của chúng tôi theo thời gian”.

Điều mà các chuyên gia lo lắng nhất chính là việc chính phủ Anh, Mỹ và nhiều nước đang xem giải pháp thu hồi cacbon như “lá chắn” bảo vệ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và các ngành công nghiệp nặng phát thải khí nhà kính lớn nhất hành tinh. Như vừa rồi, trong khi tuyên bố CCS là giải pháp tương lai để chống khủng hoảng khí hậu, Thủ tướng Anh Rishi Sunak lại công bố cấp giấy phép khai thác dầu khí cho một số công ty ở Biển Bắc. Điều trái ngược này được ví như “tay này hốt ra, còn tay kia tiếp tục xả rác”.