Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Các kỹ sư địa nhiệt đang biến CO2 thành nước có ga và bơm nó vào đá—và nó đã có hiệu quả.
Theo Thỏa thuận Paris, hầu hết mọi quốc gia trên Trái Đất đã cam kết hạn chế mức tăng nhiệt độ toàn cầu ở mức 1,5 độ C hoặc 3,6 độ F so với thời kỳ tiền công nghiệp vào năm 2100. Các chính phủ trên thế giới đang cố gắng đạt được mục tiêu của mình thông qua nhiều biện pháp khác nhau, ngay cả khi cho đến nay họ vẫn chưa thể kiểm soát được biến đổi khí hậu .
Ví dụ, Iceland đã cam kết cắt giảm 40 phần trăm lượng khí thải nhà kính vào năm 2030. Tuy nhiên, theo báo cáo từ Cơ quan Môi trường của nước này , lượng khí thải carbon thực tế đã tăng 2,2 phần trăm từ năm 2016 đến năm 2017 ; nguyên nhân là do du lịch hàng không, vốn rất cần thiết cho nền kinh tế du lịch mạnh mẽ của đất nước này, nhưng lại chiếm tới một phần ba tổng lượng khí thải.
Nhưng Iceland lại cực kỳ khác thường ở chỗ hơn một nửa năng lượng mà nước này sản xuất ra đều đến từ các nguồn địa nhiệt. Vì vậy, để giải quyết câu đố về carbon, một số nhà khoa học có tư duy tiến bộ nhất của đất nước này đã tận dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên để phát triển một phương pháp tương đối triệt để nhằm làm sạch không khí khỏi các khí thải CO2 có hại—và có vẻ như nó đang có hiệu quả.
Nhà máy điện địa nhiệt Hellisheidi của Reykjavik Energy.
Thu giữ và lưu trữ Carbon (CCS) là công nghệ do Liên Hợp Quốc thúc đẩy, có thể thu giữ tới 90 phần trăm lượng khí thải CO2 có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch và chuyển chúng đến một địa điểm lưu trữ dưới lòng đất - thường là một mỏ dầu khí cũ hoặc tầng chứa nước mặn - để chúng không xâm nhập vào bầu khí quyển của Trái Đất.
Các nhà nghiên cứu và kỹ sư ở Iceland, cùng với các chuyên gia từ Pháp và Hoa Kỳ, đã làm việc trong một dự án áp dụng các phương pháp CCS như vậy có tên là CarbFix . Trong nhiều năm, họ đã ẩn náu tại Hellisheidi , một nhà máy địa nhiệt khổng lồ trên một ngọn núi lửa gần Reykjavik. Nhà máy được xây dựng trên một lớp đá bazan xốp hình thành từ dung nham nguội và quan trọng là có thể dễ dàng tiếp cận nguồn cung cấp nước vô tận bên dưới núi lửa.
Vì vậy, nhóm CarbFix đã quyết định sử dụng Hellisheidi làm nơi thử nghiệm cho khái niệm CCS của riêng họ. Sau đây là cách thức hoạt động của phương pháp này:
Khi nhà máy điện bơm nước núi lửa lên để chạy các tua-bin cung cấp nhiệt và điện cho Reykjavik, các nhà khoa học thu giữ CO2 thải ra từ hơi nước của nhà máy và hóa lỏng thành chất ngưng tụ. Sau đó, họ hòa tan nó trong một lượng lớn nước. Quá trình này, như giám đốc dự án CarbFix Edda Sif Aradottir chỉ ra trong một tuyên bố báo chí , về cơ bản là cách bạn tạo ra nước soda.
Sau đó, nước được dẫn bằng đường ống đến các giếng gần đó, nơi các nhà khoa học bơm nó vào đá bazan ở độ sâu 3.300 feet dưới lòng đất. Khi nước chạm vào đá, nó lấp đầy các khoang rỗng và bắt đầu đông cứng, nhờ phản ứng hóa học khi CO2 tương tác với canxi, magiê và sắt - tất cả đều có trong đá bazan.
Chẳng bao lâu sau, CO2 được đưa vào sẽ trở thành khoáng chất và an toàn nằm dưới lòng đất mãi mãi. (Hy vọng là vậy; lần phun trào cuối cùng tại núi lửa Hellisheidi xảy ra cách đây 1.000 năm.)
Đến cuối năm 2018, sau nhiều năm thử nghiệm phương pháp của mình, nhóm CarbFix đã bơm khoảng 43.000 tấn CO2 vào lòng đất. (Khung tham chiếu: Các núi lửa ở Iceland thải ra từ 1 đến 2 triệu tấn CO2 mỗi năm. Những bước nhỏ.)
Nhóm nghiên cứu cho biết dự án đã giảm tổng lượng khí thải của Hellisheidi xuống một phần ba và phương pháp của họ có thể được áp dụng ở bất cứ đâu miễn là nguồn CO2 ở gần nguồn nước và các khối đá bazan.
Có một nhược điểm: Quá trình này đòi hỏi hàng tấn nước—theo nghĩa đen. Đối với mỗi tấn CO2 được đưa vào, các nhà khoa học CarbFix cần sử dụng khoảng 25 tấn H2O. Nhưng, như Aradottir nói, "chúng ta đạt được rất nhiều lợi ích bằng cách loại bỏ vĩnh viễn CO2 mà nếu không sẽ trôi nổi trong khí quyển".
Ngoài ra, CarbFix cho biết nước có thể được lưu thông và tái sử dụng sau khi CO2 đã được loại bỏ, và các nhà khoa học thậm chí còn uống nước tại địa điểm thí điểm của họ sau đó.
Tất nhiên, Iceland đã khử muối nước rất tốt; nhưng những nơi khác trên Trái Đất thì không, điều này khiến cho dự án này hiện khá khó có thể áp dụng ở các quốc gia khác nếu nhóm CarbFix không thể áp dụng phương pháp này vào nước mặn.
Nhưng bước đột phá của Iceland nên là hình mẫu cho phần còn lại của thế giới—không phải là sự răn đe. Để mọi quốc gia thực sự chống lại biến đổi khí hậu, họ sẽ cần phải làm việc với những gì họ được cung cấp, giống như cách các kỹ sư ở Ấn Độ phủ các kênh đào của họ bằng các tấm pin mặt trời để tiết kiệm nước trong khi tạo ra năng lượng. Sự thay đổi toàn cầu bắt đầu ở cấp độ địa phương.
www.popularmechanics.com
Theo Thỏa thuận Paris, hầu hết mọi quốc gia trên Trái Đất đã cam kết hạn chế mức tăng nhiệt độ toàn cầu ở mức 1,5 độ C hoặc 3,6 độ F so với thời kỳ tiền công nghiệp vào năm 2100. Các chính phủ trên thế giới đang cố gắng đạt được mục tiêu của mình thông qua nhiều biện pháp khác nhau, ngay cả khi cho đến nay họ vẫn chưa thể kiểm soát được biến đổi khí hậu .
Ví dụ, Iceland đã cam kết cắt giảm 40 phần trăm lượng khí thải nhà kính vào năm 2030. Tuy nhiên, theo báo cáo từ Cơ quan Môi trường của nước này , lượng khí thải carbon thực tế đã tăng 2,2 phần trăm từ năm 2016 đến năm 2017 ; nguyên nhân là do du lịch hàng không, vốn rất cần thiết cho nền kinh tế du lịch mạnh mẽ của đất nước này, nhưng lại chiếm tới một phần ba tổng lượng khí thải.
Nhưng Iceland lại cực kỳ khác thường ở chỗ hơn một nửa năng lượng mà nước này sản xuất ra đều đến từ các nguồn địa nhiệt. Vì vậy, để giải quyết câu đố về carbon, một số nhà khoa học có tư duy tiến bộ nhất của đất nước này đã tận dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên để phát triển một phương pháp tương đối triệt để nhằm làm sạch không khí khỏi các khí thải CO2 có hại—và có vẻ như nó đang có hiệu quả.
Nhà máy điện địa nhiệt Hellisheidi của Reykjavik Energy.
Thu giữ và lưu trữ Carbon (CCS) là công nghệ do Liên Hợp Quốc thúc đẩy, có thể thu giữ tới 90 phần trăm lượng khí thải CO2 có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch và chuyển chúng đến một địa điểm lưu trữ dưới lòng đất - thường là một mỏ dầu khí cũ hoặc tầng chứa nước mặn - để chúng không xâm nhập vào bầu khí quyển của Trái Đất.
Các nhà nghiên cứu và kỹ sư ở Iceland, cùng với các chuyên gia từ Pháp và Hoa Kỳ, đã làm việc trong một dự án áp dụng các phương pháp CCS như vậy có tên là CarbFix . Trong nhiều năm, họ đã ẩn náu tại Hellisheidi , một nhà máy địa nhiệt khổng lồ trên một ngọn núi lửa gần Reykjavik. Nhà máy được xây dựng trên một lớp đá bazan xốp hình thành từ dung nham nguội và quan trọng là có thể dễ dàng tiếp cận nguồn cung cấp nước vô tận bên dưới núi lửa.
Vì vậy, nhóm CarbFix đã quyết định sử dụng Hellisheidi làm nơi thử nghiệm cho khái niệm CCS của riêng họ. Sau đây là cách thức hoạt động của phương pháp này:
Khi nhà máy điện bơm nước núi lửa lên để chạy các tua-bin cung cấp nhiệt và điện cho Reykjavik, các nhà khoa học thu giữ CO2 thải ra từ hơi nước của nhà máy và hóa lỏng thành chất ngưng tụ. Sau đó, họ hòa tan nó trong một lượng lớn nước. Quá trình này, như giám đốc dự án CarbFix Edda Sif Aradottir chỉ ra trong một tuyên bố báo chí , về cơ bản là cách bạn tạo ra nước soda.
Sau đó, nước được dẫn bằng đường ống đến các giếng gần đó, nơi các nhà khoa học bơm nó vào đá bazan ở độ sâu 3.300 feet dưới lòng đất. Khi nước chạm vào đá, nó lấp đầy các khoang rỗng và bắt đầu đông cứng, nhờ phản ứng hóa học khi CO2 tương tác với canxi, magiê và sắt - tất cả đều có trong đá bazan.
Chẳng bao lâu sau, CO2 được đưa vào sẽ trở thành khoáng chất và an toàn nằm dưới lòng đất mãi mãi. (Hy vọng là vậy; lần phun trào cuối cùng tại núi lửa Hellisheidi xảy ra cách đây 1.000 năm.)
Đến cuối năm 2018, sau nhiều năm thử nghiệm phương pháp của mình, nhóm CarbFix đã bơm khoảng 43.000 tấn CO2 vào lòng đất. (Khung tham chiếu: Các núi lửa ở Iceland thải ra từ 1 đến 2 triệu tấn CO2 mỗi năm. Những bước nhỏ.)
Nhóm nghiên cứu cho biết dự án đã giảm tổng lượng khí thải của Hellisheidi xuống một phần ba và phương pháp của họ có thể được áp dụng ở bất cứ đâu miễn là nguồn CO2 ở gần nguồn nước và các khối đá bazan.
Có một nhược điểm: Quá trình này đòi hỏi hàng tấn nước—theo nghĩa đen. Đối với mỗi tấn CO2 được đưa vào, các nhà khoa học CarbFix cần sử dụng khoảng 25 tấn H2O. Nhưng, như Aradottir nói, "chúng ta đạt được rất nhiều lợi ích bằng cách loại bỏ vĩnh viễn CO2 mà nếu không sẽ trôi nổi trong khí quyển".
Ngoài ra, CarbFix cho biết nước có thể được lưu thông và tái sử dụng sau khi CO2 đã được loại bỏ, và các nhà khoa học thậm chí còn uống nước tại địa điểm thí điểm của họ sau đó.
Tất nhiên, Iceland đã khử muối nước rất tốt; nhưng những nơi khác trên Trái Đất thì không, điều này khiến cho dự án này hiện khá khó có thể áp dụng ở các quốc gia khác nếu nhóm CarbFix không thể áp dụng phương pháp này vào nước mặn.
Nhưng bước đột phá của Iceland nên là hình mẫu cho phần còn lại của thế giới—không phải là sự răn đe. Để mọi quốc gia thực sự chống lại biến đổi khí hậu, họ sẽ cần phải làm việc với những gì họ được cung cấp, giống như cách các kỹ sư ở Ấn Độ phủ các kênh đào của họ bằng các tấm pin mặt trời để tiết kiệm nước trong khi tạo ra năng lượng. Sự thay đổi toàn cầu bắt đầu ở cấp độ địa phương.
Iceland’s Radical Plan to Slow Climate Change
Geothermal engineers are turning CO2 into fizzy water and injecting it into rocks—and it’s working.
www.popularmechanics.com
