Mê-tan: Giải quyết vấn đề ưu tiên khí hậu ngày càng tăng
Mục lục
Mê-tan và biến đổi khí hậu
Ngành năng lượng và rò rỉ mê-tan
Những gì đang được thực hiện để giải quyết vấn đề rò rỉ mê-tan?
Một cơ hội đáng kể
Đây là một câu hỏi trắc nghiệm nhanh về khí thải: yếu tố nào đóng góp lớn nhất vào biến đổi khí hậu sau CO₂?
Câu trả lời là mê-tan, chiếm 11% lượng khí thải toàn cầu và chịu trách nhiệm cho khoảng 30% sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu kể từ Cách mạng Công nghiệp.
Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), việc giảm mê-tan là "mục tiêu dễ dàng" trong cuộc đua giải quyết biến đổi khí hậu.
Tuy nhiên, nồng độ mê-tan trong khí quyển đang tăng nhanh hơn so với tất cả các loại khí nhà kính khác. Và rò rỉ mê-tan không chủ ý từ các thiết bị công nghiệp - còn được gọi là "phát thải thất thoát" - là một phần đáng kể của vấn đề.
Với khí đốt tự nhiên - trong đó mê-tan là thành phần chính - được coi là nhiên liệu quan trọng cho quá trình chuyển đổi năng lượng, các ngành công nghiệp đang làm gì để giải quyết vấn đề ưu tiên ngày càng tăng này?
Mê-tan và biến đổi khí hậu
Mê-tan là một loại khí nhà kính (GHG) mạnh với tiềm năng gây nóng lên toàn cầu gấp hơn 80 lần so với CO₂ trong 20 năm đầu tiên sau khi nó tiếp xúc với khí quyển.
Tuy nhiên, trong khi CO₂ tồn tại trong nhiều thế kỷ, mê-tan có tuổi thọ trong khí quyển ngắn hơn nhiều, khoảng 12 năm. Các chuyên gia cho rằng điều này có nghĩa là việc cắt giảm phát thải mê-tan có thể giúp giảm nhiệt độ tăng trong ngắn hạn.
Theo UNEP, việc cắt giảm 45% lượng khí thải mê-tan trong thập kỷ này có thể giúp giữ mức nóng lên toàn cầu dưới 1,5°C.
Việc tập trung vào phát thải từ các nguồn lớn nhất sẽ là chìa khóa. Trong khi khoảng 40% lượng khí thải mê-tan đến từ các nguồn tự nhiên như đất ngập nước, 60% còn lại do con người tạo ra.
Hai nguồn phát thải nhân tạo lớn nhất là nông nghiệp, chiếm khoảng một phần tư lượng khí thải mê-tan, và ngành năng lượng, chiếm một phần ba, bao gồm khí thải từ than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên.
Dầu khí ước tính chiếm tới 25% lượng khí thải mê-tan do hoạt động của con người gây ra.
Ngành năng lượng và rò rỉ khí mê-tan
Theo Báo cáo Theo dõi Khí mê-tan Toàn cầu mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch mang lại tiềm năng lớn nhất để giảm thiểu ngay lập tức lượng khí thải mê-tan.
Dầu khí ước tính chiếm tới một phần tư lượng khí thải mê-tan do con người tạo ra, góp phần gây ra vấn đề này theo nhiều cách khác nhau.
Một số, chẳng hạn như các hoạt động bao gồm xả khí và đốt khí được thực hiện vì lý do an toàn hoặc trong quá trình bảo trì, là cố ý. Một số khác là vô ý - chủ yếu là rò rỉ, thường do bảo trì kém và thiết bị bị hỏng.
Những sự cố này đôi khi được gọi là "siêu phát thải" vì chúng có thể giải phóng một lượng lớn khí mê-tan.
Một vụ rò rỉ từ một cơ sở dầu khí ở Turkmenistan ước tính lên tới 333 tấn mỗi giờ ở mức cao nhất - tương đương với lượng khí thải GHG của một chiếc ô tô chạy được 38.000 dặm.
Nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng về hàng ngàn sự kiện phát thải siêu cao mỗi năm trên toàn cầu.
Những gì đang được thực hiện để giải quyết rò rỉ khí mê-tan?
Mê-tan có thể rò rỉ ở bất kỳ đâu dọc theo chuỗi cung ứng khí, từ thượng nguồn tại đầu giếng và nhà máy chế biến đến hạ nguồn thông qua đường ống và đường dây phân phối.
Việc giải quyết vấn đề bắt đầu bằng việc phát hiện. Tại đây, một loạt các công nghệ đang được triển khai.
Các công ty dầu khí đang sử dụng camera chụp ảnh khí quang học trong các chương trình phát hiện và sửa chữa rò rỉ. Thiết bị này, sử dụng công nghệ hồng ngoại để hình dung các điểm rò rỉ vốn vô hình, có khả năng quét hàng nghìn bộ phận để xác định chính xác vị trí rò rỉ và có thể được sửa chữa gần như ngay lập tức.
Các công ty khác đang sử dụng máy bay không người lái được trang bị cảm biến để phát hiện khí thải mê-tan và xác định nguồn gốc của chúng tại cả các cơ sở trên bờ và ngoài khơi.
Máy bay không người lái được trang bị cảm biến có thể giúp phát hiện rò rỉ mê-tan tại các cơ sở dầu khí.
Ngoài ra, ngày càng có nhiều vệ tinh phát hiện mê-tan quay quanh Trái Đất. Ví dụ, một chương trình của NASA theo dõi các nguồn phát thải siêu lớn từ không gian đã phát hiện hơn 50 địa điểm phát thải khí mê-tan với tỷ lệ cao trên khắp Trung Á, Trung Đông và Tây Nam Hoa Kỳ.
Các nỗ lực cũng đang được thực hiện để giải quyết lượng khí thải mê-tan từ các hoạt động hạ nguồn, chẳng hạn như truyền tải, lưu trữ và phân phối, chiếm khoảng 15% lượng khí thải mê-tan từ dầu khí, mặc dù con số này tăng cao hơn ở các nước nhập khẩu lớn như một số quốc gia thành viên Liên minh Châu Âu và Nhật Bản.
Trong ngành hàng hải, Tập đoàn Mitsubishi Heavy Industries (MHI) đang phát triển một hệ thống oxy hóa mê-tan cho động cơ hàng hải sử dụng nhiên liệu LNG. Qua thử nghiệm, hệ thống này đã cho thấy lượng khí mê-tan thoát ra giảm 70%. Công nghệ này có thể giúp ngành đạt được mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính xuống mức 0 vào năm 2050.
MHI đang thử nghiệm công nghệ oxy hóa mê-tan để giảm lượng khí mê-tan thoát ra từ động cơ tàu biển
Một cơ hội đáng kể
Mặc dù các chuyên gia cho rằng vẫn còn một chặng đường dài phía trước để giải quyết vấn đề phát thải mê-tan, nhiều quốc gia và công ty đang tìm cách cải thiện hệ thống xử lý khí mê-tan của họ.
Báo cáo mới. Hơn 150 quốc gia đã ký Cam kết Khí mê-tan Toàn cầu nhằm cắt giảm 30% lượng khí thải mê-tan vào năm 2030, so với mức năm 2020.
Ước tính lợi ích kinh tế từ việc này là rất đáng kể — theo IEA, việc hạn chế khí thải mê-tan có thể giúp cung cấp gần 100 tỷ mét khối khí đốt tự nhiên cho thị trường.
Những lợi ích về môi trường cũng hứa hẹn sẽ rất đáng kể. Việc triển khai các giải pháp giảm thiểu khí mê-tan có mục tiêu trong lĩnh vực nhiên liệu hóa thạch có thể, vào năm 2050, có tác động tương đương với việc loại bỏ hoàn toàn lượng khí thải CO₂ từ ngành công nghiệp nặng trên toàn cầu.
