Nhà máy nước biển sẽ thu được 10 tấn CO2 và tạo ra 300 kg H2 mỗi ngày
Hình ảnh minh họa nhà máy loại bỏ carbon dioxide trên đại dương lớn nhất thế giới, dự kiến được xây dựng tại Singapore
Sau các chương trình thí điểm thành công, UCLA đã hợp tác với cơ quan nước quốc gia Singapore và các cơ quan khác để xây dựng nhà máy loại bỏ carbon dioxide trên đại dương lớn nhất thế giới, có khả năng loại bỏ 3.650 tấn (8.046.873 lb) khí nhà kính mỗi năm trong khi sản xuất 105 tấn (231.000). lb) của hydro âm cacbon.
Theo Ngân hàng Thế giới, lượng khí thải carbon dioxide (CO2) trung bình toàn cầu vào năm 2020 là 4,3 tấn (9.500 lb) bình quân đầu người. Lưu ý đến con số này, các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật UCLA Samueli đã nỗ lực thu giữ CO2 trong khí quyển từ các đại dương nhằm nỗ lực giảm thiểu lượng khí này.
Sau khi ra mắt thành công hai hệ thống thí điểm loại bỏ CO2 bằng nước biển ở Los Angeles và Singapore vào năm 2023, UCLA và công ty khởi nghiệp Equatic đang chú ý đến giai đoạn tiếp theo của dự án: một nhà máy trình diễn quy mô đầy đủ trị giá 20 triệu USD được gọi là Phương trình-1. Họ được hỗ trợ bởi cơ quan nước quốc gia Singapore, Ủy ban Tiện ích Công cộng (PUB), Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Singapore (NRF) và Viện Quản lý Carbon (ICM) của UCLA.
Gaurav Sant, Giáo sư về Tính bền vững tại UCLA Samueli và giám đốc ICM cho biết: “Các giải pháp loại bỏ carbon mở rộng đòi hỏi công nghệ, các đối tác táo bạo và tận tâm, đồng thời tập trung vào thành công kịp thời và có thể đo lường được”. “Chúng tôi rất may mắn khi tạo ra tầm nhìn chung này với các đối tác của mình ở Singapore để mở rộng các giải pháp của Equatic sang quy mô thương mại và trên toàn thế giới.”
Quy trình Equatic sử dụng phương pháp điện phân, truyền dòng điện qua nước biển từ các nhà máy khử muối lân cận. Nó gây ra các phản ứng hóa học phân tách nước thành các thành phần cấu thành là hydro và oxy, đồng thời lưu trữ CO2 hòa tan và khí quyển một cách an toàn dưới dạng vật liệu rắn gốc canxi và magie trong ít nhất 10.000 năm. Quá trình này kích hoạt và mở rộng khả năng lưu trữ CO2 tự nhiên của đại dương bằng cách loại bỏ CO2 hòa tan đồng thời cho phép đại dương hấp thụ nhiều khí nhà kính hơn.
Một nhóm các nhà nghiên cứu và chuyên gia mở rộng công nghệ từ ICM và Equatic sẽ tới cơ sở nghiên cứu và phát triển của PUB ở Tuas, phía tây Singapore, để bắt đầu xây dựng nhà máy loại bỏ CO2 trên đại dương lớn nhất thế giới trong 18 tháng tới.
Equatic-1 sẽ được xây dựng theo hai giai đoạn. Bắt đầu từ tháng 3, giai đoạn đầu tiên được thiết kế để loại bỏ một tấn (khoảng 2.205 lb) CO2 mỗi ngày vào cuối năm 2024. Vào đầu năm 2025, việc lắp đặt thêm chín mô-đun sẽ hoàn thành giai đoạn hai. Với 10 mô-đun đang hoạt động, dự kiến Equatic-1 sẽ có thể loại bỏ 10 tấn CO2 mỗi ngày khỏi nước biển và khí quyển. Nhà máy thí điểm ở Singapore được coi là thành công sau khi loại bỏ 0,1 tấn (220 lb) CO2 mỗi ngày; Equatic-1 có thể loại bỏ nhiều hơn 100 lần. Công nghệ này cũng có thể đồng thời sản xuất gần 300 kg (660 lb) hydro âm cacbon mỗi ngày.
Dante Simonetti, người đồng sáng lập Equatic và phó giám đốc ICM, cho biết: “Hệ thống thí điểm được đưa vào hoạt động vào năm 2023 đã cung cấp dữ liệu hiệu suất quan trọng để chứng minh hiệu quả loại bỏ carbon dioxide, tốc độ sản xuất hydro và yêu cầu năng lượng cho quy trình của chúng tôi”. “Những phát hiện này đã giúp xác định lộ trình thiết kế và kỹ thuật của Equatic-1 dựa trên hiệu suất mở rộng quy mô đã được hệ thống thí điểm xác nhận.”
PUB đã đặt mục tiêu đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2045 bằng cách áp dụng phương pháp tiếp cận ba hướng: thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng năng lượng mặt trời tái tạo, đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để giảm năng lượng cần thiết trong quá trình xử lý nước, thu giữ và loại bỏ carbon. được thải vào khí quyển.
Chee Meng Pang, giám đốc kỹ thuật và công nghệ của PUB cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng được tiếp tục hợp tác với UCLA và Equatic để phát triển một giải pháp có khả năng phối hợp tiềm năng với nhà máy khử muối của PUB”. “Tại PUB, chúng tôi tin tưởng chắc chắn rằng những tiến bộ công nghệ, được thực hiện với sự hợp tác của giới học thuật và khu vực tư nhân, là chìa khóa để giải quyết những thách thức phức tạp do biến đổi khí hậu đặt ra.”
Thiết kế mô-đun của Equatic-1 giúp giảm thiểu những rủi ro thường liên quan đến đổi mới công nghệ mở rộng quy mô. Hệ thống này cũng sẽ sử dụng cực dương chọn lọc, mới được phát triển với sự hỗ trợ của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến-Năng lượng (ARPA-E) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, để tạo ra oxy đồng thời loại bỏ sản phẩm phụ clo không mong muốn được tạo ra trong quá trình điện phân nước biển. Điều này mở ra một con đường mới để loại bỏ carbon dioxide ở quy mô gigaton với việc đồng sản xuất hydro – một loại nhiên liệu sạch quan trọng để khử cacbon trong giao thông vận tải và các ứng dụng công nghiệp.
