Trong cuộc đua không ngừng chống lại khủng hoảng khí hậu và để đạt được mục tiêu Net Zero được quy định trong Thỏa thuận Paris, một loạt chiến lược và công nghệ đa dạng cần được triển khai. Dù các phương pháp dựa vào thiên nhiên vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải và loại bỏ carbon, điều quan trọng là phải phát triển và thực hiện các giải pháp có quy mô lớn hơn nhiều lần hiện tại để nâng cao hiệu quả. Sự cấp thiết về giải pháp công nghệ càng trở nên rõ ràng hơn đi cùng với đó là các nỗ lực khám phá những phương pháp đổi mới khác nhau để tạo ra tương lai bền vững và không còn tồn tại khí thải carbon.
Loại bỏ Carbon và Giảm phát thải thông qua Các Đổi mới Công nghệ
1. Công nghệ lưu trữ và Tiêu hủy Carbon (CCS):
Công nghệ CCS là viết tắt của Carbon Capture and Storage. Là nền móng của công nghệ Net Zero hiện đại, CCS bao gồm 4 bước cơ bản liên quan đến việc thu khí, vận chuyển đến nơi lưu trữ, bơm khí vào kho chứa và đảm bảo CO2 được cô lập hoàn toàn. Nhìn chung, công nghệ CCS thực hiện việc thu hồi và lưu trữ khí trong các hệ thống chứa thay vì đẩy lượng CO2 tích tụ hàng ngày vào tầng khí quyển.
Trạm thu hồi và lưu trữ carbon ở Iceland
Ưu điểm
Giảm Phát Thải Carbon: CCS là một giải pháp mạnh mẽ để giảm phát thải carbon dioxide từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch, như than đá và dầu mỏ. Bằng cách thu bắt các khí thải này tại nguồn gốc và lưu trữ chúng trong các cơ sở an toàn, CCS giúp ngăn chặn một phần đáng kể của khí thải carbon dioxide vào không khí.
Bảo Vệ Các Ngành Công Nghiệp Khó Khăn Thay Đổi: CCS giúp các ngành công nghiệp có phát thải carbon cao, như công nghiệp thép và xi măng, tiếp tục hoạt động mà không gây ra sự gia tăng đáng kể về lượng khí thải carbon dioxide.
Nhược điểm
Chi phí: CCS có thể đòi hỏi đầu tư lớn về cả tiền và thời gian. Xây dựng và duy trì các cơ sở lưu trữ carbon an toàn và hiệu quả có thể tốn kém, khiến cho CCS trở thành một giải pháp tài chính khó khăn đối với nhiều quốc gia và doanh nghiệp.
Rủi Ro Về Lưu Trữ: Mặc dù các cơ sở lưu trữ carbon được thiết kế để đảm bảo an toàn, vẫn tồn tại nguy cơ rò rỉ khí thải carbon dioxide ra khỏi các kho chứa. Nếu không được quản lý cẩn thận, việc rò rỉ này có thể gây ra nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe con người.
Phụ Thuộc Vào Nguồn Nhiên Liệu Hóa Thạch: CCS dựa vào việc bắt khí thải carbon dioxide từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch. Điều này có nghĩa rằng nó không giải quyết vấn đề căn bản của phát thải carbon từ nguồn năng lượng không tái tạo. Với góc nhìn toàn thể, tổng lượng CO2 trên trái đất không thay đổi.
Mang Tính Tạm Thời: Mặc dù CCS có tiềm năng giảm lượng khí thải carbon đáng kể, nó không thể hoàn toàn thay thế việc chuyển đổi sang nguồn năng lượng tái tạo và sạch hơn. CCS nên được xem xét như một phần trong chiến lược phát triển bền vững, chứ không phải là giải pháp duy nhất.
2. Sử dụng và Tiêu thụ Carbon (CCU):
Công nghệ CCU là viết tắt của Carbon Capture and Utilisation. Bổ sung cho CCS, CCU xoay quanh việc ứng dụng và sử dụng carbon dioxide được thu hồi từ nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên khác với CCS, CCU không tập trung vào việc lưu trữ vĩnh viễn mà thay vào đó sử dụng carbon dioxide đã được bắt làm thành các chất hoặc sản phẩm có giá trị cao hơn, chẳng hạn như nhựa, bê tông hoặc nhiên liệu nhưng vẫn duy trì tính trung lập carbon trong quy trình sản xuất. CCU đóng một vai trò quan trọng cho phép tối đa hóa các nguyên liệu thô hiện có và ngăn chặn việc khai thác tài nguyên thêm.
Ưu điểm
Tận Dụng Khí Thải Carbon: CCU cho phép tái sử dụng khí thải carbon dioxide bắt được từ nguồn nhiên liệu hóa thạch để tạo ra sản phẩm và dịch vụ có giá trị. Điều này giúp giảm lượng khí thải carbon vào không khí và tận dụng lại nguồn tài nguyên.
Giảm thiểu rủi ro: Trong khi CCS tập trung vào việc lưu trữ carbon vĩnh viễn, CCU không yêu cầu lưu trữ lâu dài và do đó tránh được các vấn đề liên quan đến an toàn và rủi ro của việc lưu trữ.
Thúc Đẩy Nền Kinh Tế Vòng Tròn: CCU giúp tạo ra mô hình kinh tế vòng tròn bằng cách tái sử dụng carbon dioxide để tạo ra nguyên liệu và sản phẩm. Điều này có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào tài nguyên mới và tạo ra sự bền vững hơn cho nền kinh tế.
Khả Năng Điều Chỉnh: CCU có thể điều chỉnh linh hoạt để tạo ra các sản phẩm và ứng dụng khác nhau, từ nhiên liệu tái tạo đến vật liệu xây dựng và thực phẩm. Điều này tạo ra sự đa dạng và khả năng thích nghi cho công nghệ này
Nhược điểm:
Giới Hạn Ứng Dụng: CCU có thể gặp hạn chế trong việc tạo ra các sản phẩm có giá trị cao và trong việc sử dụng carbon dioxide ở quy mô lớn.
Phụ Thuộc Vào Công Nghệ: Hiệu suất và khả năng thực hiện của CCU phụ thuộc nhiều vào các công nghệ hiện có. Sự tiến bộ trong các công nghệ này có thể ảnh hưởng đến khả năng phát triển của CCU.
Khả Năng Tác Động Môi Trường: Mặc dù CCU có thể giảm lượng khí thải carbon, quá trình sản xuất và sử dụng các sản phẩm từ carbon dioxide cũng có thể tạo ra tác động môi trường khác. Cần xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo rằng CCU không gây ra vấn đề mới cho môi trường.
3. Công nghệ Loại bỏ Carbon Dioxide (CDR):
Công nghệ CDR là viết tắt của Carbon dioxide removal. CDR hướng đến mục tiêu loại bỏ hoàn toàn CO2 trong không khí một cách lâu dài thông qua các hoạt động có chủ ý của con người và được lưu trữ một cách bền vững trong các nguồn chứa địa chất, đất liền hoặc đại dương, hoặc trong các sản phẩm. Nhìn chung, cơ chế đổi mới này bắt carbon dioxide từ khí quyển và đảm bảo lưu trữ bền vững thông qua quá trình khoáng hóa hoặc lưu trữ địa chất. Khác với CCS, CDR loại bỏ được carbon từ không khí chứ không phải gắn trực tiếp với ống khói trong nhà máy nhiệt điện chạy bằng than hoặc nhà máy xi măng. Công nghệ CDR là chìa khóa để đạt được mục tiêu net zero và thậm chí là net positive emissions.
Tổng quan về phương án loại bỏ carbon dioxide trong môi trường biển
Ưu điểm
Giảm Khí Thải Carbon Toàn Diện: CDR tập trung vào loại bỏ carbon dioxide từ khí quyển, giúp giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Các công nghệ như Bắt Carbon Trực Tiếp từ Không Khí và Lưu Trữ (DACCS) hoặc Năng Lượng Sinh Học Kết Hợp Lưu Trữ Carbon (BECCS) có khả năng loại bỏ carbon dioxide vĩnh viễn.
Loại Bỏ Khí Thải Khó Khăn: CDR giúp xử lý các lượng khí thải carbon khó khăn, không thể tránh khỏi, như khí thải từ ngành công nghiệp nặng nề hoặc từ phương tiện vận tải.
Nhược điểm
Nguy Cơ Môi Trường: Mặc dù có tiềm năng loại bỏ carbon, quá trình lưu trữ carbon dioxide hoặc khoáng hóa có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường nếu không được thực hiện cẩn thận. Cần đảm bảo rằng các công nghệ CDR được triển khai mà không gây nguy hại đối với hệ sinh thái.
Chi Phí: CDR đòi hỏi đầu tư tài chính lớn để phát triển và triển khai các công nghệ loại bỏ carbon dioxide. Các chi phí liên quan đến xây dựng cơ sở hạ tầng và vận hành có thể đặt ra thách thức cho việc áp dụng rộng rãi.
Hiệu Quả Kinh Tế: Một số công nghệ CDR có thể không hiệu quả kinh tế so với các giải pháp khác như chuyển đổi sang nguồn năng lượng tái tạo. Sự cân nhắc kỹ lưỡng về hiệu quả kinh tế là cần thiết.
Cạnh Tranh Với Sử Dụng Đất: Các công nghệ CDR có thể cạnh tranh với sử dụng đất để sản xuất thực phẩm hoặc bảo tồn động thực vật. Cần cân nhắc cẩn thận để tránh gây ra xung đột sử dụng đất.
Kết luận
Trong hành trình tìm kiếm một tương lai bền vững, đạt được mục tiêu Net Zero, chúng ta cần thúc đẩy việc tìm kiếm không ngừng các công nghệ đổi mới. Lưu trữ và tiêu hủy carbon, kết hợp với việc sử dụng và các phương pháp loại bỏ carbon dioxide tiên tiến, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu. Bằng cách tận dụng những giải pháp đột phá này, chúng ta đang mở đường cho một thế giới không tồn tại khí thải carbon, nhấn mạnh tầm quan trọng của khả năng đổi mới công nghệ và sự cộng tác trong việc xây dựng một hành tinh mạnh mẽ và ý thức môi trường hơn.