Giải pháp cho biến đổi khí hậu: ‘Bắt’ carbon phục vụ hành tinh xanh

Thu giữ và lưu trữ carbon là công nghệ giúp giảm phát thải CO2, góp phần giới hạn mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu ở mức dưới 1,5 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp.

APEC 2023: Việt Nam-Hoa Kỳ thúc đẩy hợp tác ứng phó với biến đổi khí hậu và chuyển đổi năng lượng Bia sẽ đổi vị theo... khí hậu? Việt Nam ủng hộ hợp tác Pháp ngữ vì hòa bình, ổn định và phát triển bền vững Hiệp ước Maastricht định hình châu Âu mới Cơ hội cuối cùng từ COP28

Sơ đồ minh họa công nghệ CCS thu giữ và lưu trữ carbon. (Nguồn: IEA)

Các nhà máy điện và nhà máy sản xuất trên thế giới đang là những yếu tố góp phần chủ yếu vào phát thải khí CO2, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu khả năng thu lại khí CO2 trước khi nó bị thải ra bầu khí quyển bằng công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (Carbon Capture and Storage, CCS). CCS là quá trình thu lại các khí sản sinh từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, tách khí CO2 ra khỏi các khí khác và chuyển nó đến kho lưu trữ.

Tầm quan trọng của công nghệ CCS được đề cập trong báo cáo của Tổ chức Năng lượng quốc tế (IEA) về mục tiêu phát thải ròng CO2 bằng 0 năm 2050.

IEA ước tính, để giảm phát thải ròng CO2 về 0 vào năm 2050, cần thu giữ khoảng 7,6 tỷ tấn CO2 mỗi năm, trong đó 95% tổng lượng CO2 thu được cần được lưu trữ địa chất vĩnh viễn, 5% được sử dụng để tạo ra các nguyên liệu tổng hợp hoặc tạo ra các sản phẩm khác. Hiện tại, khối lượng CO2 lưu trữ trên toàn thế giới mới đạt khoảng 43 triệu tấn/năm.

Nhật Bản và Trung Quốc dẫn đầu

Nhật Bản là một trong những quốc gia đi đầu trong triển khai công nghệ CCS. Dự án CCS Tomakomai đã được đất nước hoa anh đào triển khai từ năm 2012, tại thành phố Tomakomai do công ty Japan CCS Co., Ltd. (JCCS) đảm trách.

Địa điểm triển khai dự án - thành phố Tomakomai, chủ yếu phát triển công nghiệp, thủy sản, sản xuất giấy và dầu khí.

Trong quá trình thử nghiệm, dự án đã đạt mục tiêu thu giữ 0,3 triệu tấn CO2 và lưu trữ lâu dài dưới các tầng địa chất dưới đáy đại dương. Dự án đang tiếp tục hoàn thiện nhằm sẵn sàng lưu trữ quy mô lớn khí CO2 từ năm 2030.

Ở Trung Quốc, ngày 2/6, Tập đoàn Đầu tư năng lượng Trung Quốc (China Energy) thông báo đưa vào hoạt động nhà máy thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS) lớn nhất châu Á trong lĩnh vực điện than tại tỉnh Giang Tô. China Energy nêu rõ nhà máy trên kết nối với nhà máy điện than Thái Châu, có khả năng thu giữ 500.000 tấn CO2/năm.

Chủ tịch China Energy chi nhánh Giang Tô, ông Ji Mingbin nhấn mạnh, trong suốt quá trình vận hành thử nghiệm dự án, hệ thống CCUS cho thấy hiệu suất tốt, tiêu chuẩn an toàn cao. Các chỉ số hiệu suất năng lượng và chất lượng sản phẩm đều bằng hoặc vượt mức thiết kế ban đầu.

Ông Ji Mingbin tiết lộ rằng, khí CO2 phát thải ra và được thu giữ đều có thể sử dụng do China Energy đã ký hợp đồng với tám công ty. Lượng CO2 thu giữ được có thể dùng sản xuất đá khô và khí bảo vệ khi hàn.

Những dự án này nằm trong các nỗ lực của Trung Quốc nhằm thực hiện mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2060.

Triển vọng tại Việt Nam

Tại Việt Nam, công nghệ CCS gần đây nhận được sự quan tâm rất lớn của các nhà hoạch định chính sách, đặc biệt sau cam kết đưa phát thải ròng về 0 vào năm 2050 và ủng hộ “Tuyên bố chuyển đổi từ than sang điện sạch toàn cầu” của Việt Nam tại Hội nghị lần thứ 26 các Bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP26) năm 2021.

Công nghệ CCS được đề cập trong nhiều văn bản, chính sách quan trọng của Chính phủ Việt Nam. Tại Quyết định phê duyệt Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu giai đoạn đến năm 2050 (số 896/QĐ-TTg ngày 26/7/2022), có nêu: “nghiên cứu, ứng dụng công nghệ CCS cho các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch và các cơ sở sản xuất công nghiệp”.

Ngày 28/6, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) và Công ty cổ phần Giải pháp địa vật lý thông minh Smart Geophysics Solutions JSC (SGS) phối hợp tổ chức Hội thảo khoa học quốc tế về “Thử nghiệm và mô phỏng quá trình thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon” (CCUS Experiment and Modeling).

Theo PGS. TS. Phạm Huy Giao, Giám đốc SGS, ứng dụng CCUS nhằm đạt mục tiêu giảm mức phát thải CO2 bằng 0 vẫn đang ở giai đoạn sơ khai, đặc biệt là ở các nước đang phát triển như Việt Nam. “Nghiên cứu CCUS cần được triển khai theo lộ trình hoàn chỉnh và nhiệm vụ đầu tiên là xây dựng quy trình nghiên cứu CCUS trong phòng thí nghiệm và mô phỏng vận chuyển, lưu trữ CO2 dưới lòng đất”, ông cho biết.

Các nghiên cứu trước đây về CCS cung cấp đánh giá sơ bộ về tính khả thi của việc triển khai CCS, đặc biệt là trong việc tăng cường thu hồi dầu. Năm 2011, Việt Nam trở thành quốc gia đầu tiên ở khu vực Đông Nam Á thực hiện thành công dự án tăng cường thu hồi dầu sử dụng CO2 tại mỏ Rạng Đông thuộc vùng biển Bà Rịa - Vũng Tàu.

Với cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, Việt Nam xác định tầm quan trọng của CCUS trong giảm phát thải khí nhà kính như đã nêu trong Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu giai đoạn đến năm 2050.

Theo TS. Nguyễn Minh Quý, Phó Viện trưởng VPI, kết quả nghiên cứu gần đây của Viện VPI về các nguồn CO2 và vị trí lưu trữ CO2 tiềm năng cho thấy cơ hội phát triển chuỗi CCUS hoàn thiện bao gồm các khâu thu giữ, vận chuyển, sử dụng và lưu trữ CO2.

Cụ thể, VPI dự báo đến năm 2030 giảm được 6% khí phát thải CO2 nhờ chuyển đổi CO2 sang các chất khác (urea, methanol, ethanol…).

Nghiên cứu của TS. Phùng Quốc Huy - Trung tâm Nghiên cứu năng lượng châu Á - Thái Bình Dương cho thấy, khả năng lưu giữ CO2 trong một số vỉa than vùng Quảng Ninh dao động từ 12m3 CO2/tấn than đến 22m3 CO2/tấn than. Như vậy, Việt Nam có thể hình thành các khu vực lưu trữ CO2 theo vùng và theo cụm để giảm tối đa chi phí xây dựng và vận chuyển.

Đối với các nhà máy nhiệt điện than ở miền Nam, CO2 được thu giữ tại các nhà máy, vận chuyển qua đường ống hoặc xe bồn, và bơm xuống các vỉa dầu đã cạn kiệt ngoài khơi.

Đối với các nhà máy nhiệt điện than miền Bắc, CO2 được thu giữ và vận chuyển qua đường ống hoặc xe bồn, bơm xuống các vỉa than sâu, không thể khai thác tại vùng Quảng Ninh, Thái Nguyên và lưu giữ ở đó.

“Cơ quan quản lý Nhà nước cần giao cho các viện nghiên cứu chuyên ngành tiến hành thử nghiệm công nghệ này tại một số vị trí lưu trữ CO2 khác nhau (bể chứa dầu khí đã cạn kiệt, vỉa than không thể khai thác, tầng nước mặn sâu…). Sau đó đánh giá khả năng lưu trữ và kiểm soát rò rỉ CO2 từ các khu vực lưu trữ”, ông Huy đề xuất.

Tuy công nghệ CCS được xem là giải pháp, nhưng nhiều quốc gia cảnh báo rằng công nghệ này không thể thay thế việc phải giảm mạnh sử dụng nhiên liệu hóa thạch và hạn chế sử dụng loại nhiên liệu này.

Đây cũng là cảnh báo mà Liên minh châu Âu (EU) và 17 quốc gia đưa ra ngày 14/7, nhấn mạnh các công nghệ giảm khí thải bao gồm CCS phải được coi là nền tảng hướng đến chấm dứt sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Không có giải pháp nào là duy nhất để giải quyết triệt để biến đổi khí hậu. Chính vì thế, bên cạnh việc đẩy nhanh sự phát triển năng lượng tái tạo, công nghệ CCS sẽ là một phần trong nỗ lực tổng thể nhằm giảm lượng khí thải trên quy mô toàn cầu.