Để tránh những mối nguy hiểm tồi tệ nhất do biến đổi khí hậu gây ra, con người có thể phải hút hết toàn bộ khí carbon dioxide ra khỏi bầu trời. Tuy nhiên, từ lâu các nhà khoa học nổi tiếng đã bác bỏ những công nghệ như vậy, vì chi phí quá đắt.
Nhà máy thí điểm hút khí trực tiếp của Carbon Engineering tại Squamish, British Columbia.
Nhưng theo trang MIT Technology Review, một phân tích chi tiết mới công bố trên tạp chí Joule phát hiện ra việc hút không khí trực tiếp (direct air capture – DAC) cũng có thể có mức chi phí rất hợp lý. Nghiên cứu kết luận sẽ chỉ mất từ 94 USD đến 232 USD để hút một tấn carbon dioxide, nếu các công nghệ hiện có được thực hiện trên quy mô thương mại. Một ước tính trước đó cho biết mức phí là hơn 1.000 USD (mặc dù các tính toán đã loại bỏ những mức chi phí cơ bản có thể tránh, nếu tính thêm mức chi phí cơ bản này, con số sẽ còn cao hơn khoảng 10% nữa).
Quan trọng là, phép tính toán mức phí thấp nhất đã được tối ưu hóa để sản xuất và bán các nhiên liệu thay thế được tạo ra từ carbon dioxide thu được. Phép tính này có thể mang lại lợi nhuận với các chính sách công cộng hiện có ở một số thị trường nhất định. Các ước tính chi phí cao hơn là dành cho các nhà máy, họ có thể nén khí carbon dioxide để lưu trữ ngầm vĩnh viễn.
Việc hút không khí trực tiếp rẻ như vậy rất quan trọng bởi vì những phát hiện gần đây cho thấy gần như chúng ta không thể ngăn chặn nhiệt độ toàn cầu tăng hơn 1.5 ˚C nếu không ứng dụng một số dạng công nghệ mới trên quy mô lớn. Theo một số ước tính, lượng khí nhà kính mà thế giới thải ra sẽ khiến nhiệt độ nóng lên mức đó trong vài năm nữa. Lúc đó, một trong những cách duy nhất để đảo ngược tình thế là loại bỏ carbon dioxide ra khỏi khí quyển, nơi nó đã tồn tại hàng ngàn năm.
David Keith, giáo sư vật lý Đại học Harvard và là tác giả nghiên cứu chính, cho biết những phát hiện này sẽ thay đổi nhận thức về việc hút không khí trực tiếp thành “một cái gì đó có thể thực hiện nhờ các công nghệ công nghiệp hiện tại”.
Ông Keith cũng là người sáng lập Carbon Engineering, một công ty khởi nghiệp tại Calgary, đã dành 9 năm qua để thiết kế, tinh chế và thử nghiệm một nhà máy thí điểm hút không khí trực tiếp ở Squamish, British Columbia. Nghiên cứu mô phỏng một phiên bản thu nhỏ, dựa trên hiệu suất thực tế và dữ liệu chi phí. Bộ Năng lượng Mỹ đã tài trợ một phần cho nghiên cứu này.
“Tôi hy vọng đó sẽ là một thay đổi thực sự, theo quan điểm của cộng đồng về công nghệ”, ông Keith nói.
Năm 2011, một số nghiên cứu có ảnh hưởng đã kết luận chúng ta gần như không thể hút không khí trực tiếp, và chi phí cho điều đó còn hơn cả việc hút khí hiệu ứng nhà kính.
Sau khi thí điểm thành công, Carbon Engineering đang có kế hoạch xây dựng một cơ sở lớn hơn để bán nhiên liệu
Nhà nghiên cứu cao cấp của MIT Energy Initiative, Howard Herzog, chính là đồng tác giả của nghiên cứu cho rằng chi phí hút khí carbon dioxite trực tiếp có thể lên tới 1.000 USD/tấn.
Trong một cuộc phỏng vấn tuần này, ông Herzog đã khen ngợi phân tích chi tiết trong nghiên cứu mới, nhưng cho biết ông vẫn hoài nghi về một số giả định tài chính. Ông đoán rằng Carbon Engineering sẽ phải đối mặt với mức phí cao hơn và các thách thức khi công ty chuyển sang xây dựng các nhà máy lớn hơn.
“Chỉ khi đã thực sự có thể xác nhận chi phí và hiệu suất trên quy mô lớn, nếu không sẽ luôn phải tính toán mức chi phí dôi ra một chút”, ông nói. “Tôi vẫn nghĩ rằng con số cuối cùng có thể nhiều gấp vài lần”.
Những khác biệt chi phí so với các nghiên cứu trước đó chủ yếu do các lựa chọn thiết kế khác nhau. Chẳng hạn như việc sử dụng các cấu trúc theo chiều ngang thay vì xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, nhu cầu năng lượng thấp hơn do sự tích hợp nhiệt được cải thiện trong quá trình, và các nguồn năng lượng được chọn để vận hành nhà máy.
Carbon Engineering có kế hoạch kết hợp carbon thu được tại các nhà máy với hydro để sản xuất nhiên liệu tổng hợp carbon trung tính, một quá trình mà họ đã thí điểm thực hiện. Những nhiên liệu như vậy đắt hơn xăng và diesel tiêu chuẩn, do đó kích thước và độ ổn định của thị trường sẽ phụ thuộc phần lớn vào việc liệu các khoản trợ cấp có được áp dụng hay không.
Cho đến nay, Carbon Engineering đã có 30 triệu USD trợ cấp. Hiện tại, họ đang tìm kiếm thêm kinh phí để xây dựng một cơ sở lớn hơn và bắt đầu bán nhiên liệu, mặc dù vẫn còn trên quy mô tương đối nhỏ.
Nhưng những nhiên liệu carbon trung hòa đó sẽ không trực tiếp giúp giảm lượng khí cacbon trong khí quyển (trừ khi chúng được sử dụng trong các hệ thống thu giữ carbon). Để tạo ra lợi ích thực sự trong việc loại bỏ khí nhà kính, thế giới có thể cần phải lưu trữ vĩnh viễn lượng lớn carbon dioxide đã hút.
Keith nói sản xuất nhiên liệu tổng hợp cung cấp một mô hình kinh doanh bền vững có thể giúp các công ty mở rộng quy mô và giảm chi phí công nghệ, mở rộng con đường dẫn đến mục tiêu cuối cùng đó.
Nhưng Herzog, người cũng đã nghiên cứu những thách thức của việc chuyển đổi carbon dioxide thành nhiên liệu, vẫn còn hoài nghi rằng liệu mọi thứ có diễn ra như vậy hay không, ngay cả với mô hình kinh doanh ban đầu.
“Rất khó, thậm chí còn khó hơn nếu CO2 đến từ nguồn đắt nhất, đó là không khí”, ông nói.
Hoàng Lan
Nhà máy thí điểm hút khí trực tiếp của Carbon Engineering tại Squamish, British Columbia.Nhưng theo trang MIT Technology Review, một phân tích chi tiết mới công bố trên tạp chí Joule phát hiện ra việc hút không khí trực tiếp (direct air capture – DAC) cũng có thể có mức chi phí rất hợp lý. Nghiên cứu kết luận sẽ chỉ mất từ 94 USD đến 232 USD để hút một tấn carbon dioxide, nếu các công nghệ hiện có được thực hiện trên quy mô thương mại. Một ước tính trước đó cho biết mức phí là hơn 1.000 USD (mặc dù các tính toán đã loại bỏ những mức chi phí cơ bản có thể tránh, nếu tính thêm mức chi phí cơ bản này, con số sẽ còn cao hơn khoảng 10% nữa).
Quan trọng là, phép tính toán mức phí thấp nhất đã được tối ưu hóa để sản xuất và bán các nhiên liệu thay thế được tạo ra từ carbon dioxide thu được. Phép tính này có thể mang lại lợi nhuận với các chính sách công cộng hiện có ở một số thị trường nhất định. Các ước tính chi phí cao hơn là dành cho các nhà máy, họ có thể nén khí carbon dioxide để lưu trữ ngầm vĩnh viễn.
Việc hút không khí trực tiếp rẻ như vậy rất quan trọng bởi vì những phát hiện gần đây cho thấy gần như chúng ta không thể ngăn chặn nhiệt độ toàn cầu tăng hơn 1.5 ˚C nếu không ứng dụng một số dạng công nghệ mới trên quy mô lớn. Theo một số ước tính, lượng khí nhà kính mà thế giới thải ra sẽ khiến nhiệt độ nóng lên mức đó trong vài năm nữa. Lúc đó, một trong những cách duy nhất để đảo ngược tình thế là loại bỏ carbon dioxide ra khỏi khí quyển, nơi nó đã tồn tại hàng ngàn năm.
David Keith, giáo sư vật lý Đại học Harvard và là tác giả nghiên cứu chính, cho biết những phát hiện này sẽ thay đổi nhận thức về việc hút không khí trực tiếp thành “một cái gì đó có thể thực hiện nhờ các công nghệ công nghiệp hiện tại”.
Ông Keith cũng là người sáng lập Carbon Engineering, một công ty khởi nghiệp tại Calgary, đã dành 9 năm qua để thiết kế, tinh chế và thử nghiệm một nhà máy thí điểm hút không khí trực tiếp ở Squamish, British Columbia. Nghiên cứu mô phỏng một phiên bản thu nhỏ, dựa trên hiệu suất thực tế và dữ liệu chi phí. Bộ Năng lượng Mỹ đã tài trợ một phần cho nghiên cứu này.
“Tôi hy vọng đó sẽ là một thay đổi thực sự, theo quan điểm của cộng đồng về công nghệ”, ông Keith nói.
Năm 2011, một số nghiên cứu có ảnh hưởng đã kết luận chúng ta gần như không thể hút không khí trực tiếp, và chi phí cho điều đó còn hơn cả việc hút khí hiệu ứng nhà kính.
Sau khi thí điểm thành công, Carbon Engineering đang có kế hoạch xây dựng một cơ sở lớn hơn để bán nhiên liệuNhà nghiên cứu cao cấp của MIT Energy Initiative, Howard Herzog, chính là đồng tác giả của nghiên cứu cho rằng chi phí hút khí carbon dioxite trực tiếp có thể lên tới 1.000 USD/tấn.
Trong một cuộc phỏng vấn tuần này, ông Herzog đã khen ngợi phân tích chi tiết trong nghiên cứu mới, nhưng cho biết ông vẫn hoài nghi về một số giả định tài chính. Ông đoán rằng Carbon Engineering sẽ phải đối mặt với mức phí cao hơn và các thách thức khi công ty chuyển sang xây dựng các nhà máy lớn hơn.
“Chỉ khi đã thực sự có thể xác nhận chi phí và hiệu suất trên quy mô lớn, nếu không sẽ luôn phải tính toán mức chi phí dôi ra một chút”, ông nói. “Tôi vẫn nghĩ rằng con số cuối cùng có thể nhiều gấp vài lần”.
Những khác biệt chi phí so với các nghiên cứu trước đó chủ yếu do các lựa chọn thiết kế khác nhau. Chẳng hạn như việc sử dụng các cấu trúc theo chiều ngang thay vì xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, nhu cầu năng lượng thấp hơn do sự tích hợp nhiệt được cải thiện trong quá trình, và các nguồn năng lượng được chọn để vận hành nhà máy.
Carbon Engineering có kế hoạch kết hợp carbon thu được tại các nhà máy với hydro để sản xuất nhiên liệu tổng hợp carbon trung tính, một quá trình mà họ đã thí điểm thực hiện. Những nhiên liệu như vậy đắt hơn xăng và diesel tiêu chuẩn, do đó kích thước và độ ổn định của thị trường sẽ phụ thuộc phần lớn vào việc liệu các khoản trợ cấp có được áp dụng hay không.
Cho đến nay, Carbon Engineering đã có 30 triệu USD trợ cấp. Hiện tại, họ đang tìm kiếm thêm kinh phí để xây dựng một cơ sở lớn hơn và bắt đầu bán nhiên liệu, mặc dù vẫn còn trên quy mô tương đối nhỏ.
Nhưng những nhiên liệu carbon trung hòa đó sẽ không trực tiếp giúp giảm lượng khí cacbon trong khí quyển (trừ khi chúng được sử dụng trong các hệ thống thu giữ carbon). Để tạo ra lợi ích thực sự trong việc loại bỏ khí nhà kính, thế giới có thể cần phải lưu trữ vĩnh viễn lượng lớn carbon dioxide đã hút.
Keith nói sản xuất nhiên liệu tổng hợp cung cấp một mô hình kinh doanh bền vững có thể giúp các công ty mở rộng quy mô và giảm chi phí công nghệ, mở rộng con đường dẫn đến mục tiêu cuối cùng đó.Nhưng Herzog, người cũng đã nghiên cứu những thách thức của việc chuyển đổi carbon dioxide thành nhiên liệu, vẫn còn hoài nghi rằng liệu mọi thứ có diễn ra như vậy hay không, ngay cả với mô hình kinh doanh ban đầu.
“Rất khó, thậm chí còn khó hơn nếu CO2 đến từ nguồn đắt nhất, đó là không khí”, ông nói.
Hoàng Lan
