Top 7 # Biện Pháp Làm Giảm Lượng Khí Co2 Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 6/2023 # Top Trend

1

Điều đầu tiên chúng ta có thể làm là thay đổi luật để những chiếc xe đó thải ra nhiều CO2 hơn mức được chấp nhận nên được bán và loại bỏ. Chính phủ đã thực hiện các bước theo hướng này nhưng có lẽ chúng ta nên đi nhanh hơn.

2

Mua xe ECO. Loại phương tiện này là loại phát triển tốt hơn và hiệu quả hơn động cơ của bạn và do đó, loại phát ra ít CO2 hơn, không có nghi ngờ gì về bạn

3

Chức năng của chất xúc tác là rất quan trọng để giảm CO2, vì thực tế nó là một loại “bộ lọc” giữa quá trình đốt trong của xe (hỗn hợp diesel và không khí) và khí thoát ra qua ống xả. Chúng ta phải biết rằng chất xúc tác, giống như các thành phần còn lại, suy giảm theo thời gian và làm xấu đi chức năng của nó, do đó hiệu quả của nó bị mất theo thời gian và km, đến mức một trăm ngàn km gần hết cuộc đời hữu ích của nó và nó phải được thay thế.

4

Một yếu tố quan trọng khác để giảm lượng khí thải CO2 là trọng lượng của xe . Lượng khí thải CO2 của một chiếc xe tải lớn hơn so với du lịch thông thường do nhu cầu năng lượng lớn hơn để di chuyển và trọng lượng lớn hơn, tiêu thụ nhiên liệu cao hơn và lượng khí thải cao hơn.

5

Tốc độ là một yếu tố quan trọng khác trong việc giảm lượng khí thải CO2 . Khi vượt qua rào cản 120 km, CO2 được phát ra theo cấp số nhân và tỷ lệ cao hơn so với tốc độ vừa phải. Do đó, những người không thích tốc độ hoặc chạy khi lái xe, đã biết rằng theo cách ít nhiều vô thức, họ đang góp phần làm giảm C02 được phát ra trong khí quyển.

6

Các nhà sản xuất xe lớn đã dành nhiều năm để đổi mới và nghiên cứu các sản phẩm mới và thay thế cho các dẫn xuất dầu mỏ, cũng như các chương trình môi trường cố gắng củng cố cam kết di động thân thiện với môi trường nhất có thể mà không làm giảm hiệu suất và hiệu suất mà Ngày nay họ có xe. Các biện pháp đơn giản như thay thế đội xe tải vận chuyển phụ tùng của họ từ nhà máy này sang nhà máy khác bằng phương tiện vận chuyển nhanh hơn và hiệu quả hơn như tàu hỏa (giả sử trung bình ít hơn 50.000 chuyến xe hạng nặng trên đường Tây Ban Nha), với sự phát triển của các mẫu xe hybrid hoặc xe điện, loại sau này có lượng khí thải CO2 bằng 0 và dự kiến ​​sẽ được thương mại hóa trong ba năm tới hoặc lắp đặt các tấm quang điện trong các nhà máy sản xuất của họ.

7

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy là nhiệt độ môi trường xung quanh và của chính động cơ. Khi động cơ lạnh hoặc rất lạnh, lượng khí thải carbon dioxide sẽ cao hơn. Bây giờ chúng tôi biết điều này, sẽ không hại gì khi chọn phương tiện giao thông công cộng vào mùa đông, miễn là nó nằm trong khả năng của chúng tôi và trong khả năng của chúng tôi để thay thế một phương tiện giao thông khác.

Mẹo

Mặt khác, chúng ta đã có thể tìm thấy các công ty bảo hiểm bắt đầu thưởng cho những người lái xe thể hiện thói quen lái xe tốt hoặc những người đã mua những chiếc xe gây ô nhiễm thấp với các chính sách mang lại lợi thế và giảm giá trong vấn đề đó.

Khí CO 2 là thành phần của khí quyển, tồn tại tự nhiên trong bầu khí quyển của Trái đất với nồng độ tương đối khoảng 350 ppm, tham gia vào chu trình carbon tự nhiên đã giúp cho các chu trình vận động của tự nhiên và sự sống trên Trái đất được ổn định. Tuy nhiên, quá trình phát triển của con người làm gia tăng lượng CO 2 phát thải vào bầu khí quyển, dẫn tới thay đổi các chu trình tự nhiên của Trái đất. Thời gian gần đây, hiện tượng được nhắc đến nhiều nhất đó là khí quyển Trái đất đang ấm dần lên, gây biến đổi khí hậu toàn cầu và nguyên nhân được xác định là do nồng độ khí CO 2 gây hiệu ứng nhà kính đã tăng lên đáng kể.

Nguyên nhân chính gia tăng nồng độ khí CO 2 chủ yếu gồm: Do đốt nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt) đáp ứng nhu cầu năng lượng cho quá trình phát triển của con người; Do mất rừng làm giảm nguồn hấp thụ CO­ 2 nhờ quá trình quang hợp, làm mất cân bằng chu trình các-bon tự nhiên.

Nguồn phát thải CO­ 2 từ đốt nhiên liệu hóa thạch gồm hai dạng: Nguồn phát thải tập trung: Các cơ sở sử dụng nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt) cho quá trình năng lượng như các nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản xuất thép, xi măng, hóa chất…; Nguồn phát thải phân tán: Từ các hoạt động giao thông, đun nấu tại các hộ gia đình, hoạt động canh tác nông nghiệp…

Nguồn ảnh: https://www.freepik.com

Trước yêu cầu về giảm nhẹ biến đổi khí hậu toàn cầu, việc giảm phát thải khí CO­ 2 trên thế giới hiện nay đang tập trung vào 2 nhóm chính và 4 giải pháp cụ thể gồm:

Nhóm 1: Không phát tán thêm CO 2 vào khí quyển: (1) Giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch bằng các chính sách, giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong nền kinh tế. (Chi phí thấp); (2) Giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch thông qua chuyển đổi sang sử dụng các dạng năng lượng tái tạo, năng lượng mới (gió, mặt trời, thủy điện, thủy triều, địa nhiệt, sinh khối, hạt nhân, năng lượng hydrogen…) thay thế các dạng năng lượng hóa thạch truyền thống. ; (3) Thu giữ, sử dụng tuần hoàn, lưu trữ carbon (CCUS) bằng các giải pháp kỹ thuật, công nghệ từ các nguồn phát thải lớn, tập trung. .

Nhóm 2: (4) Làm giảm lượng CO­ 2 trong khí quyển xuống mức phù hợp: Tăng cường hấp thụ CO­ 2 và lưu trữ trong các sinh khối rừng trồng và rừng tự nhiên nhờ quá trình quang hợp tự nhiên của thực vật. (Chi phí thấp).

Như vậy, hầu hết các quốc gia như Việt Nam có xu hướng lựa chọn các giải pháp có chi phí thấp số để thực hiện trước, từng bước triển khai các giải pháp có chi phí cao phù hợp với điều kiện và quy mô của nền kinh tế. Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa ban hành chính sách cụ thể về trách nhiệm, nghĩa vụ giảm phát thải khí nhà kính bắt buộc, chủ yếu đang được lồng ghép trong các chính sách phát triển năng lượng quốc gia như phát triển năng lượng tái tạo và chính sách về sử dụng hiệu quả năng lượng.

Đối với giải pháp số (3) được áp dụng chủ yếu đối với các nguồn phát thải CO 2 lớn, tập trung như các nhà máy nhiệt điện, hóa chất, xi măng, phân bón,… và được tiếp cận qua các bước gồm thu giữ (Carbon Capture), sử dụng (Utilization), lưu giữ (Storage) hoặc kết hợp sử dụng và lưu giữ carbon gọi chung là CCUS.

2. Các công nghệ CCUS

Để thực hiện giải pháp về CCUS đối với các nguồn phát thải CO 2 lớn, tập trung được tiếp cận thông qua giải pháp của từng công đoạn cụ thể.

Nguồn ảnh: https://www.carbonrecycling.is/

a) Thu giữ CO­2­

Việc thu giữ CO 2 hiện nay đã có công nghệ tích hợp vào hệ thống khí thải các nhà máy nhiệt điện với hiệu suất thu hồi khoảng 85-95%. Các hệ thống này mới chỉ ưu tiên triển khai tại các nhà máy nhiệt điện khí, dầu và than sạch hoặc các nhà máy sản xuất phân đạm (để đảm bảo thành phần khí thải ít tạp chất như bụi).

b) Vận chuyển CO2

Việc vận chuyển CO­­ 2 được sử dụng phổ biến hiện nay thông qua hệ thống đường ống dẫn đến các khu vực lưu trữ carbon. Tuy nhiên hầu hết là các hệ thống có quy mô nhỏ. Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp nén khí vào các bình áp suất cao và vận chuyển bằng các phương tiện giao thông đường bộ, đường thủy đến các khu vực lưu trữ carbon ở xa nguồn phát thải hoặc các quốc gia khác, tuy nhiên chi phí cho quá trình này là khá cao.

c) Sử dụng hoặc lưu trữ CO­­2

Khí CO­­ 2 được xử lý tinh khiết và nén vào các bình áp suất cao có thể vận chuyển và sử dụng cho các ngành khác như công nghiệp thực phẩm, đồ uống có gas, phân bón, hóa chất, nông nghiệp, y học… Khí CO 2 có thể kết hợp với khí hydrogen (H 2) hoặc khí thiên nhiên để sản xuất ra các dạng nhiên liệu khác như CH 3OH, CH 4… hoặc có thể kết hợp với vôi bột (CaO) hoặc dung dịch sữa vôi (Ca(OH) 2) để sản xuất ra CaCO 3 được sử dụng trong các ngành công nghiệp, xây dựng.

Lượng lớn CO 2 hiện nay thu hồi được chủ yếu tuần hoàn trong quá trình sản xuất phân đạm hoặc bơm trực tiếp xuống các giếng dầu đã khai thác xong hoặc đang khai thác nhằm tăng khả năng khai thác dầu triệt để hơn, đồng thời lượng CO 2 bơm xuống cũng được lữu giữ luôn tại các tầng địa chất, thay thế cho thể tích dầu mỏ đã hút lên.

Một số giải pháp hấp thụ CO­ 2 cưỡng bức đối với rừng hoặc nền nông nghiệp trong nhà kính cũng đã được áp dụng với chi phí phù hợp. Lượng CO 2 lớn phát thải từ các nguồn tập trung có thể thu hồi, vận chuyển thông qua hệ thống đường ống và cho phát tán vào trong môi trường rừng để tăng cường quá trình quang hợp của thực vật, từ đó lưu trữ được lượng carbon đáng kể trong sinh khối của rừng. Hay trong nông nghiệp và y sinh vật học, việc sục khí CO­ 2 cưỡng bức vào các bể dung môi nhân nuôi tảo, vi tảo cũng là giải pháp góp phần tái sử dụng, lưu trữ các-bon, giảm lượng CO­ 2 phát thải trực tiếp vào khí quyển.

Ngoài ra, một số giải pháp về lưu trữ CO­ 2 trong các tầng địa chất như vỉa than không thể khai thác, các kho chứa nước mặn sâu, carbonnat hóa khoáng chất, lưu trữ trong đại dương vẫn còn đang nghiên cứu, hoàn thiện, hiện nay mới áp dụng ở một số quốc gia phát triển như các nước vùng vịnh như Saudi Arabiat, Canada với chi phí đầu tư cao và chưa sẵn sàng để thương mại hóa.

3. Ưu điểm của CCUS

– CCUS là công nghệ sạch, có thể loại bỏ phát thải CO­ 2 từ các ngành công nghiệp lớn như nhiệt điện, xi măng, luyện gang thép, sản xuất phân bón và hóa dầu.

– CCUS là một phần của nền kinh tế năng lượng mới trong tương lai khi kết hợp với nguồn năng lượng Hydrogen và năng lượng sinh học để tạo ra nguồn năng lượng carbon trung tính đang là hướng đi được nhiều quốc gia đang triển khai.

– CCUS sẽ tạo ra việc làm mới và cộng đồng bền vững trong tương lai. Đây là giải pháp có chi phí thấp hơn so với các chi phí thiệt hại về môi trường và sức khỏe do phát thải gây ra và sẽ tiếp tiếp tục giảm khi các thiết bị được thương mại hóa nhiều hơn.

– CCUS là giải pháp có hiệu quả cao trong việc loại bỏ CO­ 2 từ quá trình sử dụng năng lượng hóa thạch, đặc biệt khi kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo sẽ tạo ra một tương lai không có phát thải carbon, xanh và bền vững.

– Với gần 50 năm nghiên cứu và phát triển, đến này về cơ bản các công nghệ về CCUS đã đạt được đến trình độ sẵn sàng có thể thương mại hóa cao.

4. Thách thức đối với CCUS

Bên cạnh các ưu điểm của CCUS nêu trên, với đặc tính và yêu cầu của các quá trình phân tách, vận chuyển, phân phối sử dụng và lưu trữ vẫn còn một số thách thức làm cho công nghệ này mới chỉ được phát triển ở các quốc gia phát triển, các thách thức gồm:

– Thách thức đầu tiên không phải đến từ bản thân công nghệ CCUS mà là chính sách và thực tế phương pháp tính toán xác định thiệt hại về môi trường và chi phí về sức khỏe khi phát thải CO 2 vào môi trường vẫn còn nhiều tranh cãi dẫn đến vẫn chưa phải chịu trách nhiệm đầy đủ cho các chi phí này (chưa bị tính thuế hay phí), do đó không tạo được động lực phải xử lý CO­ 2 của các doanh nghiệp. Cũng từ nguyên nhân này mà việc so sánh với chi phí đầu tư cho công nghệ CCUS vẫn làm hấp dẫn các nhà đầu tư.

– Trong CCUS nếu được triển khai tại các vị trí xa nguồn sử dụng, lưu trữ CO 2 sẽ phát sinh thêm chi phí đầu tư vào công nghệ cho việc lưu trữ và vận chuyển đến nơi lưu trữ, điều này cũng làm cho giá thành của công nghệ này tăng lên, đặc biệt trong điều kiện các nhà máy nhiệt điện, sản xuất gang thép, xi măng, phân bón, hóa dầu… nằm phân tán, cách xa nhau và cách xa khu vực lưu trữ, sử dụng.

5. Tình hình thực hiện CCUS tại một số quốc gia

– Với mục tiêu phát triển thành cộng đồng tuần hoàn bền vững, Nhật Bản đã có Chiến lược đổi mới vì cộng đồng bền vững tuần hoàn, theo đó, Cơ quan phát triển công nghệ và năng lượng mới (NEDO) giữ vai trò dẫn dắt triển khai nhiều dự án thực hiện các giải pháp về tuần hoàn và tái sử dụng carbon trong nền kinh tế, các nghiên cứu điển hình gồm:

(1) Dự án quang hợp nhân tạo được thực hiện bởi chất xúc tác đặc biệt có thể sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để phân tách nước H 2O thành khí H 2 và khí O 2, khí H 2 được phân tách sẽ được kết hợp với CO 2 thu được từ các nhà máy nhiệt điện, công nghiệp để tổng hợp thành các hợp chất hydrocacbon mạch ngắn (C 2 ~ C 4) gọi là Olefins và được dùng làm nguyên liệu để sản xuất nhựa và các sản phẩm khác. Dự án đang tiếp tục được nghiên cứu, hoàn thiện và phát triển thương mại hóa.

(2) Dự án phân tách và thu giữ CO­2 từ các nhà máy nhiệt điện đang được triển khai với mục tiêu nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tách CO­ 2 từ khói thải của các nhà máy nhiệt điện nhằm giảm chi phí của việc thu giữ CO­ 2 từ 4.200 ¥ / Tấn CO­ 2 năm 2018 xuống còn 2.000 ¥ vào năm 2020 và khoảng 1.000 ¥ vào năm 2030.

(3) Dự án Mê-tan hóa quay vòng CO2 thành nhiên liệu được khởi động từ năm 2017. Với giải pháp kết hợp nguồn khí H­ 2 tái tạo và CO 2 thu giữ được từ các nhà máy nhiệt điện tạo thành các loại nhiêu nhiệu như Metal, Metanol (được coi là nguồn năng lượng carbon trung tính) sẽ được cung cấp cho các nhu cầu sử dụng trong sinh hoạt như đun nấu, sưởi ấm và cả công nghiệp hoặc quay trở lại tiếp tục sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện. Khí H 2 tái tạo được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước sử dụng năng lượng từ các nguồn tái tạo như gió, mặt trời, thủy điện, thủy triều… Mục tiêu của dự án sẽ thương mại hóa được vào năm 2030.

(4) Dự án lưu trữ trong các kho chứa nước mặn sâu bên dưới đáy biển với độ sâu từ 3-4 km (hơn 1 km dưới đáy biển), Nhật Bản đã có 1 dự án trình diễn được triển khai thành công do Công ty CCS Nhật Bản bắt đầu thực hiện từ năm 2012, việc bơm, giữ CO­ 2 trong các tầng địa chất được thực hiện từ năm 2016 đến năm 2018 và đã lưu giữ khoảng 1.000 ngàn tấn CO 2 mỗi năm. Nguồn CO 2 được thu giữ từ nhà máy sản xuất khí H 2 có nguồn gốc dầu mỏ tại Tomakomai, Nhật Bản.

– Từ năm 2003 đến nay, Trung Quốc cũng đã có trên 20 dự án triển khai CCUS và gần đây nhất Dự án lưu giữ CO 2 trong giếng giầu tại Cát Lâm ở quy mô lớn (đứng thứ 18 về quy mô trên toàn cầu) đã được triển khai.

– Tại Hoa Kỳ, với các chính sách về tài chính carbon đã được áp dụng, các dự án về CCUS đã được triển khai khá phổ biến. Hoa Kỳ là nước sở hữu số lượng các dự án về CCUS lớn nhất thế giới, đến năm 2017 đã lưu giữ được trên 150 triệu tấn CO 2 và hiện nay có thể thu giữ được khoảng 25 triệu tấn mỗi năm, tương đương với lượng phát thải của 5,4 triệu xe hơi trong vòng một năm. Hiện Hoa Kỳ đang 18 dự án CCUS quy mô lớn trên toàn Thế giới, trong đó có 10 dự án đặt tại quốc gia này.

– Ngoài ra các cuốc gia như Vương quốc Anh, Hà Lan, Na Uy, Úc,… cũng đã triển khai các dự án CCUS đạt hiệu quả và đang tiếp tục xác định lựa chọn đây sẽ là giải pháp cho các giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu và phát triển ngành năng lượng không phát thải carbon, xanh và bền vững trong chính sách của quốc gia.

– Ở Việt Nam từ năm 2010 đã có Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ đã lắp đặt thiết bị thu hồi CO­­ 2 từ quá trình đốt và tái sử dụng với lượng NH 3 dư của nhà máy để sản xuất thành phân urê. Tuy nhiên, sau 5 năm vận hành thì hiệu quả kinh tế đem lại không được đảm bảo do các yếu tố về thị trường, giá nhiên liệu và đã phải dừng hoạt động.

6. Kết luận

Như vậy, với mục tiêu xử lý khí CO 2 thải nhằm bảo vệ môi trường và hệ thống khí hậu của Trái đất thì CCUS là một trong những giải pháp đang được ưu tiên áp dụng trên thế giới. Đặc biệt với mục tiêu chống biến đổi khí hậu toàn cầu là giữ cho nhiệt độ Trái đất tăng không quá 2,0 OC vào cuối thế kỷ này và có thể đạt mức 1,5 OC với sự nỗ lực nhiều hơn từ cộng đồng quốc tế, theo đó trong báo cáo gần đây nhất của Ban Thư ký Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (IPCC) năm 2018 đã đưa ra tính toán về các mục tiêu trên chỉ có thể đạt được khi thế giới phải cắt giảm 45% mức phát thải CO 2 của năm 2010 vào năm 2030 và đạt mức phát thải bằng không “Net Zero” vào năm 2050 thì việc áp dụng công nghệ CCUS sẽ là một tất yếu để loại bỏ triệt để phát thải CO 2 vào khí quyển.

Carbon dioxide (CO2) là một chất gây ô nhiễm đang làm nóng bầu khí quyển.

Tuy nhiên, ít người biết rằng nó cũng là một nguyên liệu hữu ích, đầu vào cho một loạt các quy trình công nghiệp từ nhựa đến bê tông. Trong xây dựng cơ bản, CO2 là một mặt hàng có giá trị.

Vật liệu làm bê tông xây dựng

Bê tông là hỗn hợp gồm 3 thành phần là hỗn hợp xi măng, nước và cốt liệu (thô như đá, sỏi, vật liệu tổng hợp… hoặc mịn như cát, đá mạt, đá xay…). Xi măng là một loại bột mịn, khi được kích hoạt bởi nước, liên kết các cốt liệu thành một hỗn hợp cứng. Và CO2, “vô tình” lại có thể tham gia vào cả ba thành phần này.

Đầu tiên, cốt liệu có thể được tạo ra bằng cách chuyển CO2 từ dạng khí thành cacbonat khoáng rắn như canxi cacbonat (CaCO3), trong một quá trình được gọi là khoáng hóa CO2.

Thứ hai, CO2 có thể được thay thế cho nước trong bê tông trong quá trình trộn, bởi có thể cùng dẫn đến sự khoáng hóa. Và hóa ra điều này thực sự có thể làm cho bê tông mạnh hơn, ngoài việc tiết kiệm rất nhiều nước.

Ít nhất về lý thuyết, chúng ta có thể tưởng tượng lượng khí thải CO2 tinh khiết từ quy trình sản xuất xi măng được thu giữ và sau đó được bơm lại vào quy trình này, khi xi măng được trộn với cốt liệu gốc CO2. Cứ như vậy, vòng xoáy này sẽ không chỉ giảm lượng khí thải mà còn lưu trữ carbon (trong CO2) bán vĩnh viễn.

Và nếu được thiết lập và đưa vào vận hành trong thực tế, với một mức giá phù hợp để tạo ra quy mô lớn, chúng có khả năng dẫn đến sự cô lập carbon trên quy mô hàng tỷ tấn.

Nhiên liệu lỏng

Nói một cách đơn giản là chiết xuất CO2 từ không khí, đưa nó qua các quá trình hóa học và tạo ra nhiên liệu hydrocarbon lỏng. Hydrocarbon là các hợp chất hữu cơ chỉ bao gồm hydro và carbon. Dầu và xăng là ví dụ của nhiên liệu hydrocarbon lỏng.

Nhưng nếu CO2 đến từ các mỏ dưới lòng đất, thì điện đến từ nhiên liệu hóa thạch và hydro đến từ quá trình phân giải hơi nước (cách tạo ra khoảng 95% hydro hiện nay) thì quá trình này lại sản sinh ra nhiều CO2 hơn lượng xử lý được.

Vì vậy, giải pháp là lấy CO2 từ không khí, điện từ năng lượng tái tạo và hydro đến từ điện phân năng lượng mặt trời (kéo hydro trực tiếp ra khỏi nước), thì quá trình này tạo ra rất ít CO2.

Các nhà máy tái chế CO2 trích xuất CO2 từ không khí bằng cách sử dụng một tổ hợp cánh quạt khổng lồ, rồi kết hợp CO2 với hydrogen lỏng được tách ra từ nước.

Tiếp theo, quá trình kết hợp CO2 với hydro sẽ sinh ra các nhiên liệu lỏng carbon trung tính như xăng hoặc diesel. Điều này có nghĩa là người dùng không phải sửa đổi động cơ xe hiện tại để sử dụng loại xăng tổng hợp này.

Tuy nhiên, giải pháp này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm bởi chi phí năng lượng vẫn còn quá cao, không thể áp dụng trong quy mô lớn của toàn ngành công nghiệp. Chìa khóa trong đó là tạo ra được nguồn hydro giá rẻ.

Theo ước tính, để đạt được một nền kinh tế phát thải CO2 bằng 0, sẽ cần tăng sản xuất hydro toàn cầu từ 60 megatons mỗi năm hiện nay lên đến khoảng 425-650 megatons vào giữa thế kỷ 21.

Hóa chất và nhựa

Sử dụng các chất xúc tác khác nhau, CO2 có thể tạo thành nhiều chất trung gian hóa học, đóng vai trò là nguyên liệu trong các quy trình công nghiệp khác như metanol, syngas và axit formic.

CO2 cũng có thể được biến đổi bởi các chất xúc tác thành polyme, tiền chất của nhựa, chất kết dính và dược phẩm. Cho đến nay, các polyme có nguồn gốc CO2 khá đắt tiền, nhưng nhựa là một thị trường tiềm năng bởi áp lực từ phía nhiên liệu hóa thạch lỏng đang tăng lên. Và chúng có tuổi thọ từ nhiều thập kỷ đến nhiều thế kỷ, vì vậy đây là cơ hội cho CO2.

Hiện tại, chỉ có một vài ứng dụng hóa học của CO2 được thương mại hóa ở quy mô lớn, bao gồm sản xuất thành phẩm của urê và polycarbonate polyols.

Tảo

CO2 có thể được sử dụng để đẩy nhanh sự phát triển của tảo, đẩy nhanh quá trình hấp thụ của nó hơn bất kỳ nguồn sinh khối nào khác. Và tảo có rất nhiều tác dụng. Chúng có thể dùng làm nguyên liệu cho thực phẩm, nhiên liệu sinh học, nhựa và thậm chí là sợi carbon.

Vật liệu tương lai

CO2 có thể được chế tạo thành các vật liệu hiệu suất cao – vật liệu tổng hợp carbon, sợi carbon, graphene – có thể thay thế được cho toàn bộ các loại vật liệu, từ kim loại đến bê tông.

Chẳng hạn, nhóm nghiên cứu tại C2CNT đang sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy, để biến CO2 trực tiếp thành ống nano carbon, mạnh hơn thép và có tính dẫn điện cao. Chúng đã được sử dụng trong các ứng dụng cao cấp như máy bay phản lực và một số xe thể thao.

Và khi chúng trở nên rẻ hơn, gần như có một thị trường vô tận cho dòng sản phẩm này. Đơn giản nhất chính là việc dùng ống nano carbon thay cho đồng trong hệ thống dây điện, giúp chúng nhẹ hơn và dẫn điện tốt hơn.

Tiếp đó là thay thế thép, kim loại được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, chịu trách nhiệm cho khoảng 7 đến 9% lượng khí thải CO2 toàn cầu từ nhiên liệu hóa thạch.

Nếu vật liệu dựa trên carbon có thể được thay thế cho thép trong thực tế, điều đó có nghĩa là giảm đi hàng tỷ tấn khí thải, chưa kể đến việc cô lập carbon vĩnh viễn một cách hiệu quả. Tất nhiên, việc nghiên cứu vật liệu này vẫn đang ở giai đoạn đầu và cần nhiều thời gian và giải pháp để đưa nó vào thực tế.

Tương lai và thách thức của CCU

Khi so sánh các công nghệ CCU về chi phí và tiềm năng, các nhà nghiên cứu nhận định con đường theo hướng hóa học (polyol, urê và metanol) khá cạnh tranh về chi phí, mặc dù tiềm năng sử dụng CO2 của chúng là tương đối nhỏ.

Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng nhiên liệu và cốt liệu đã phần nào cho thấy tiềm năng to lớn của mình. Các ước tính cho thấy tổng doanh thu hàng năm của các thị trường kết hợp có thể đạt từ 800 tỷ đến 1,1 nghìn tỷ USD vào năm 2030.

Và cho dù con đường này có khó khăn tới đâu, thì các công nghệ CCU với khả năng phát triển thành một lĩnh vực kinh doanh trị giá 1 nghìn tỷ USD đồng thời giúp cắt giảm 10% lượng khí thải toàn cầu, đều đáng để chúng ta đầu tư và phát triển một cách nghiêm túc.

theo chúng tôi

Ở nhiều quốc gia trên thế giới, các nhà máy điện quy mô lớn là “ứng viên” phù hợp nhất cho công nghệ thu giữ, tách lọc, lưu trữ hoặc tái sử dụng CO2 vì đó là nguồn phát thải khí CO2 lớn nhất bên cạnh các cơ sở công nghiệp khác như nhà máy sản xuất xi-măng, chưng cất cồn, sản xuất hydro…

Quy trình CCS hoàn chỉnh bao gồm bốn bước cơ bản: 1/ thu CO2 từ nhà máy điện hoặc các nguồn tập trung khác; 2/ vận chuyển CO2 đến địa điểm lưu giữ thích hợp; 3/ bơm CO2 vào các kho chứa ngầm; 4/ giám sát quá trình bơm khí CO2 và đảm bảo CO2 được cô lập hoàn toàn.

Trong khi về mặt kỹ thuật, tính khả thi của CCS trong các tầng địa chất đã được chứng minh trong nhiều ứng dụng khác, công nghệ này lại gần như không được ngó ngàng tới cho đến khi các quy định về cắt giảm khí thải được ban hành nhằm giảm thải lượng CO2 vào khí quyển. Mặc dù các nghiên cứu cho thấy độ rủi ro của phương pháp này là không đáng kể thì khả năng phổ biến rộng rãi các công nghệ CCS vẫn có thể bị giới hạn vì chính sự mới mẻ của nó và vì thiếu sự kết nối toàn diện của công nghệ.

Thu khí CO2

Bước đầu tiên của quá trình CCS là thu hồi CO2 tại nguồn sinh khí và nén lại để vận chuyển và lưu trữ. Hiện tại, có ba phương pháp chính được ứng dụng để thu hồi CO2 từ các cơ sở công nghiệp lớn hoặc từ các nhà máy điện: 1/ thu khí sau khi đốt, 2/ thu khí trước khi đốt và 3/ thu khí nhờ đốt than bằng oxy tinh khiết.

Ở các nhà máy điện, các hệ thống thu hồi CO2 thương mại hiện tại có thể vận hành với hiệu suất 85 – 95%. Các kỹ thuật thu giữ CO2 vẫn chưa được ứng dụng cho các nhà máy có công suất lớn hơn 500 MW.

Thu khí sau khi đốt

Đây là quá trình tách khí CO2 từ ống khói sau khi đốt các nhiên liệu hóa thạch hoặc sinh khối.

Hiện có rất nhiều công nghệ thương mại có thể thực hiện bước này, trong đó một số sử dụng các dung môi hóa học có khả năng thu giữ một lượng lớn CO2 từ các ống khói.

Quá trình thu hồi khí CO2 sau khi đốt. (Nguồn: Trung tâm Thu hồi và Lưu giữ carbon Scotland.)

Thu khí trước khi đốt

Quá trình này tách CO2 từ nhiên liệu bằng cách kết hợp nó với khí hoặc hơi nước để đốt cháy và lưu giữ luồng CO2 đã được tách ra.

Hiện nay người ta thường dùng công nghệ cải hóa khí tự nhiên bằng hơi nước, trong đó hơi nước được sử dụng để tách hydro từ khí tự nhiên.

Tuy nhiên, nếu không có quy định ràng buộc về pháp lý hoặc hỗ trợ về tài chính thì các nhà máy sẽ không áp dụng các biện pháp thu hồi CO2 trước khi đốt trong hệ thống năng lượng của mình.

Quá trình thu hồi khí CO2 trước khi đốt. (Nguồn: Trung tâm Thu hồi và Lưu giữ carbon Scotland.)

Một số ý kiến cho rằng tách khí CO2 trước khi đốt là yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho quá trình chuyển hóa than thành nhiên liệu lỏng nhờ các phản ứng hóa học. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ, bản thân quá trình chuyển hóa than đá thành nhiên liệu lỏng cũng thải CO2, và các sản phẩm nhiên liệu lỏng khi cháy cũng là nguồn sinh khí CO2.

Kỹ thuật thu hồi khí trước khi đốt ứng dụng trong công nghệ sản xuất nhiên liệu lỏng từ than đá sẽ làm giảm tổng lượng CO2 thải ra, mặc dù sau đó chất khí này vẫn là sản phẩm tất yếu khi các loại nhiên liệu lỏng được tiêu thụ trong vận tải hoặc phát điện.

Thu khí nhờ đốt nhiên liệu bằng oxy

Ở quá trình này, oxy sẽ được dùng làm khí đốt để thải ra một hỗn hợp khí với thành phần chủ yếu là CO2 và nước dễ dàng phân tách, sau đó CO2 có thể được nén, vận chuyển và lưu trữ.

Kỹ thuật này hiện vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu, một phần là vì nhiệt độ cháy của oxy tinh khiết (khoảng 3.500oC) là quá cao đối với nhiên liệu của các nhà máy phát điện thông thường.

Quá trình thu hồi khí CO2 khi đốt oxy. (Nguồn: Trung tâm Thu hồi và Lưu giữ carbon Scotland.) Vận chuyển CO2

Một số giải pháp vận chuyển CO2 đã được vận dụng trong thực tế, tuy nhiên, hầu hết mới chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ.

Dùng đường ống là phương pháp vận chuyển khí CO2 phổ biến nhất tại Hoa Kỳ. Hiện nay, có hơn 5.800 km đường ống vận chuyển khí CO2 ở nước này, chủ yếu để phục vụ các khu khai thác dầu khí.

Tương tự như vận chuyển sản phẩm dầu mỏ và khí thiên nhiên, đường ống vận chuyển khí CO2 đòi hỏi chú trọng đến thiết kế, giám sát rò rỉ và bảo vệ đường ống khỏi áp lực cao, đặc biệt đối với đoạn ống đi qua khu dân cư.

Tàu biển có thể được dùng để vận chuyển CO2 ở khoảng cách xa hay sang nước khác. Trên thế giới, các loại chất đốt hoá lỏng tự nhiên, propan và butan thường được vận chuyển bằng tàu biển tải trọng lớn.

Các loại phương tiện vận tải đường bộ cũng có thể sử dụng để vận chuyển khí CO2 nhưng phương án này không kinh tế nếu triển khai hoạt động CCS trên quy mô lớn.

Chi phí cho vận chuyển bằng đường ống dao động tùy thuộc vào giá thành xây dựng, phí vận hành, bảo trì, quản lý và các khoản phí khác. Đối với loại hình vận chuyển này, lưu lượng và khoảng cách vận chuyển là những yếu tố chủ yếu để xác định chi phí. Ngoài ra còn phải tính đến vị trí địa lý của đường ống (ở trên bờ hay ngoài khơi) và mức độ tắc nghẽn lưu thông dọc tuyến đường vận chuyển (có gặp núi, sông lớn và có đi qua vùng băng tuyết bao phủ hay không).

Chi phí vận chuyển hàng hải hiện mới chỉ được ước tính vì trên thực tế vẫn chưa có hệ thống vận tải khí CO2 quy mô lớn (cỡ hàng triệu tấn CO2/năm) nào hoạt động. Đối với những khoảng cách xa hơn 1.000km và lưu lượng nhỏ hơn vài triệu tấn CO2/năm thì chi phí vận chuyển hàng hải có thể thấp hơn vận chuyển bằng đường ống.

Hóa học ngày nay (Theo Eoearth.org)