Việc thu khí trực tiếp có thể tăng trưởng đủ nhanh để góp phần tạo ra các con đường không có lưới không?

Việc thu khí trực tiếp có thể tăng trưởng đủ nhanh để góp phần tạo ra các con đường không có lưới không?

    Việc thu khí trực tiếp có thể tăng trưởng đủ nhanh để góp phần tạo ra các con đường không có lưới không?

    Khử cacbon, không phát thải ròng và tính bền vững gần đây đã trở thành những từ thông dụng phổ biến trong thế giới thương mại. Nhiều tổ chức hơn bao giờ hết mong muốn đạt được mức phát thải ròng bằng không, nhận thức rằng việc nâng cao nhận thức về môi trường đã thay đổi cách chúng ta đưa ra quyết định mua hàng. Cách chính để đạt được những nguyện vọng này là giảm phát thải khí nhà kính do con người gây ra (GHG). Nó có thể đạt được thông qua việc chuyển đổi các hệ thống năng lượng của chúng ta. Các công nghệ nhiên liệu hóa thạch thông thường sẽ được thay thế bằng các giải pháp thay thế các-bon thấp, chẳng hạn như năng lượng tái tạo và năng lượng hạt nhân, cũng như thu giữ, sử dụng và lưu trữ các-bon. Cũng có thể đạt được mức giảm đáng kể phát thải KNK bằng cách thực hiện các biện pháp hành vi và sử dụng năng lượng hiệu quả.

    Tuy nhiên, có một số lĩnh vực trong giao thông và công nghiệp khó loại bỏ phát thải KNK. Lượng phát thải còn lại này sẽ cần được bù đắp bằng các công nghệ loại bỏ KNK. Đáng chú ý, báo cáo gần đây nhất của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) dự báo rằng nhân loại sẽ cần loại bỏ tổng cộng 660 gigatonnes CO₂ trực tiếp khỏi bầu khí quyển vào cuối thế kỷ này (tính đến năm 2020) để hạn chế sưởi ấm toàn cầu đến 1,5 ° C.

    Chụp không khí trực tiếp là gì?
    Loại bỏ nhiều CO2 này sẽ không chỉ đơn giản là trồng nhiều cây. Trên thực tế, hơn 10 triệu cây bị chặt so với trồng mỗi năm. Các kỹ sư và nhà khoa học đang phát triển một giải pháp gọi là thu nhận không khí trực tiếp (DAC). Một nhà máy DAC điển hình bao gồm các quạt lớn đẩy không khí qua một thiết bị tiếp xúc. Đây là nơi CO2 được loại bỏ khỏi không khí khi tiếp xúc với một loại chất lỏng hoặc chất rắn cụ thể. Đây là một quá trình tương tự như quá trình diễn ra trong phổi. Trong các nhà máy DAC hiện có, vật liệu được sử dụng để loại bỏ CO2 khỏi không khí sau đó được tái sinh khi đun nóng, và CO2 đậm đặc được tạo ra.

    DAC được cho là hút một lượng lớn CO₂ từ không khí trong khi sử dụng rất ít đất và nước so với các công nghệ loại bỏ CO2 khác. CO2 đậm đặc sau đó có thể được lưu giữ vĩnh viễn, ví dụ, dưới lòng đất trong các hồ chứa dầu và khí đã cạn kiệt, hoặc phản ứng với hydro cacbon thấp để tạo ra các hóa chất tổng hợp, ví dụ như nhiên liệu hàng không tổng hợp. Mặc dù lựa chọn thứ hai có thể dẫn đến việc tái thải CO2 trở lại bầu khí quyển, nhưng các hóa chất và nhiên liệu tổng hợp sẽ làm giảm nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Việc sử dụng CO2 như vậy sẽ hỗ trợ các ngành công nghiệp khó khử cacbon, chẳng hạn như hàng không, đạt được mức phát thải ròng bằng không.

    Tuy nhiên, một số người coi DAC là một thứ gây xao nhãng khỏi công việc khó khăn trong việc giảm lượng khí thải carbon. Các nhà phê bình chỉ ra rằng yêu cầu năng lượng và vật liệu cao của DAC khiến nó trở nên đắt đỏ và do đó, không thực tế trong khoảng thời gian eo hẹp còn lại để ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu thảm khốc. Chi phí DAC có thể lên tới 600 đô la Mỹ cho mỗi tấn CO₂ được loại bỏ.

    Điều quan trọng cần lưu ý là công nghệ DAC vẫn còn sơ khai. Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển hơn nữa đang được theo đuổi trên toàn cầu để giảm chi phí loại bỏ xuống dưới 100 đô la Mỹ cho mỗi tấn CO₂. Điều này sẽ phù hợp với chi phí của DAC với các công nghệ loại bỏ CO2 khác. Hơn nữa, mô hình kinh doanh DAC sẽ trở nên khả thi về mặt kinh tế với chi phí loại bỏ như vậy, vì giá carbon và thuế trên khắp thế giới hiện đạt từ $ 90 đến $ 180 cho mỗi tấn CO2 và dự kiến ​​sẽ tăng lên.

    DAC có thể là một công cụ đầy hứa hẹn trong quá trình chuyển đổi net-zero toàn cầu. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu các nhà phát triển công nghệ có thể cải thiện hiệu quả năng lượng và giảm chi phí đủ nhanh để loại bỏ CO2 ở quy mô cần thiết để làm chậm biến đổi khí hậu hay không. Cũng có rủi ro là một số ngành công nghiệp sẽ không thực hiện các biện pháp giảm thiểu KNK khi họ chờ đợi các công nghệ như DAC phát triển và bù đắp lượng phát thải KNK của họ. Đó là lý do tại sao vai trò của các công nghệ GGR phải được trình bày rõ ràng và hiểu rõ để tránh sử dụng sai.

    Tình trạng triển khai DAC hiện tại
    Chỉ có 19 dự án thu nhận không khí trực tiếp được đưa lên mạng kể từ năm 2010. Hầu hết các thiết bị DAC được triển khai bởi Climeworks, một trong những nhà phát triển công nghệ DAC hàng đầu. Một số ít các nhà máy này được mở bởi Global Thermostat và Carbon Engineering. Các thiết bị DAC hiện tại loại bỏ khoảng 0,008 triệu tấn CO₂ hàng năm, tương đương với khoảng 7 giây phát thải CO2 hàng năm trên toàn cầu là 36,3 gigatonnes CO2 vào năm 2021. Đó là một lượng nhỏ khi Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự báo rằng khoảng 1 gigatonnect CO₂ sẽ cần bị loại bỏ chỉ riêng vào năm 2050.

    Đơn vị lớn nhất hiện đang hoạt động là nhà máy Orca, được xây dựng bởi Climeworks và Carbfix ở Iceland. Nó có kích thước bằng hai container vận chuyển (khoảng 0,006 ha). Dự án này được khởi động vào năm 2021 nhằm thu giữ và lưu trữ vĩnh viễn tới 4.000 tấn CO₂ mỗi năm trong các thành tạo đá địa chất. Nó tương đương với số lượng bị bắt bởi 170.000 cây trên 340 ha đất trong hơn một năm. Nhưng nhiệt độ lạnh vào đầu năm 2022 đã gây ra các vấn đề hoạt động tại nhà máy Orcha 

    Một số máy móc cơ bản của nhà máy, chẳng hạn như bộ điều khiển dây đai, bị đóng băng do điều kiện thời tiết khắc nghiệt khiến hoạt động của nhà máy bị dừng lại. Đó là lý do tại sao việc phát triển và tối ưu hóa công nghệ hơn nữa là cần thiết để đạt được các loại bỏ quy mô lớn như mong muốn.

    Bất chấp những trở ngại này, chính phủ và các công ty tư nhân cam kết tài trợ đáng kể cho việc nghiên cứu và phát triển công nghệ DAC. Gần đây nhất, Đạo luật Giảm lạm phát ở Hoa Kỳ đã tăng các khoản tín dụng thuế để loại bỏ và lưu trữ CO₂ từ 50 USD / tấn CO2 lên 180 USD / tấn CO2. Trong trường hợp khi CO2 loại bỏ được sử dụng, khoản tín dụng thuế sẽ tăng từ 35 USD / tấn lên 130 USD / tấn CO2. Chính phủ Vương quốc Anh gần đây đã tiến hành một cuộc tham vấn về việc thiết kế các mô hình kinh doanh khả thi cho các công nghệ GGR được thiết kế, chẳng hạn như DAC. Microsoft, Stripe và Shopify coi DAC là một phần trong chiến lược của họ để đạt được mức phát thải ròng bằng không.

    Đường ống dự án DAC
    Đáng chú ý, hầu hết các nhà máy DAC thương mại chỉ được triển khai sau năm 2018, nhưng với mức độ hỗ trợ hiện tại của chính phủ và công nghiệp, nhiều nhà máy sẽ được triển khai vào giữa những năm 2020. Climework và Carbfix đã bắt đầu xây dựng một phiên bản lớn hơn của nhà máy Orca của họ. Nhà máy Mammoth, cũng sẽ được đặt tại Iceland và được cung cấp bởi nhà máy điện địa nhiệt Hellisheiði, được lên kế hoạch loại bỏ và lưu trữ vĩnh viễn trong các thành tạo đá địa chất lên tới 36.000 tấn CO₂ một năm khi hoạt động hoàn toàn. Với thời gian xây dựng dự kiến ​​lên đến 24 tháng, nó sẽ đi vào hoạt động vào năm 2024.

    Carbon Engineering, một nhà phát triển công nghệ DAC hàng đầu khác, đang làm việc với nhiều đối tác khác nhau trên toàn thế giới để triển khai thiết bị DAC mà họ cho là lớn nhất thế giới, có khả năng loại bỏ và lưu trữ vĩnh viễn lên đến 1 triệu tấn CO₂ mỗi năm. Nó sẽ được xây dựng ở Permian Basin, Hoa Kỳ. Nó cũng dự kiến ​​bắt đầu hoạt động vào năm 2024. Trong số những người khác, liên doanh này bao gồm khoản đầu tư hàng triệu đô la Mỹ từ United Airlines sẽ sử dụng DAC để bù đắp lượng khí thải từ các chuyến bay của hãng. Nhà máy tiếp theo của Carbon Engineering dự kiến ​​sẽ được xây dựng với sự hợp tác của một nhà phát triển khử cacbon độc lập của Vương quốc Anh có tên là Storegga ở phía đông bắc Scotland và bắt đầu hoạt động vào năm 2026. Nó sẽ loại bỏ tới 1 triệu tấn CO2 hàng năm. Các nhà máy quy mô lớn khác, dự kiến ​​sẽ hấp thụ hơn nửa triệu tấn CO₂ mỗi năm, được lên kế hoạch ở Na Uy. Carbon Engineering cũng đã hợp tác với Huron Clean Energy, một công ty cơ sở hạ tầng xanh, để xây dựng một nhà máy sản xuất nhiên liệu không khí để sản xuất 100 triệu lít nhiên liệu carbon cực thấp từ CO2 được thu nhận qua DAC và hydro xanh. Nhà máy này sẽ được khai trương tại Canada vào năm 2026.

    Global Thermostat, một nhà phát triển công nghệ DAC khác, đã đồng ý phát triển nhà máy thử nghiệm Haru Oni ​​eFuels ở Chile. Nhà máy này sẽ loại bỏ khoảng 2.000 tCO2 / năm và sử dụng nó để sản xuất xăng tổng hợp. Việc sử dụng CO2 như vậy có thể sẽ dẫn đến việc nó tái thải vào khí quyển khi xăng được sử dụng, chẳng hạn như trong ô tô. Vì xăng tổng hợp như vậy được sản xuất từ ​​CO2 loại bỏ trong không khí và hydro xanh được sản xuất từ ​​nước và năng lượng tái tạo, nó sẽ có một lượng khí thải carbon không đáng kể.

    Đáng chú ý, việc thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng các chất thay thế tổng hợp không chứa cacbon sẽ hỗ trợ các lĩnh vực khó khử cacbon, chẳng hạn như hàng không và vận tải, trong quá trình chuyển đổi về 0 ròng. Tuy nhiên, các nhà phát triển công nghệ vẫn cần chứng minh rằng mô hình kinh doanh đằng sau công nghệ không khí thành nhiên liệu có khả năng cạnh tranh với mô hình kinh doanh dựa vào việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Do đó, cần phải có thêm các nhà máy thí điểm như nhà máy thử nghiệm Haru Oni ​​eFuels để hiểu rõ hơn những thách thức về công nghệ và giảm chi phí.

    Mô hình kinh doanh đằng sau DAC
    Các nhà máy DAC thương mại hiện nay đắt tiền để chạy và tiêu tốn nhiều năng lượng. IEA đã ước tính rằng việc loại bỏ tới 1 gigatonne CO₂ mỗi năm khỏi không khí vào năm 2050 sẽ tiêu thụ tới 1667 terawatt giờ năng lượng carbon thấp - tương đương với 1% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu vào năm 2019 là 173.340 terawatt-giờ .

    Chi phí loại bỏ CO2 thông qua DAC hiện nay rất cao. Tuy nhiên, chi phí dự kiến ​​sẽ giảm xuống từ 125 USD đến 335 USD / tấn CO2 vào năm 2030-2040, với triển vọng đạt được dưới 100 USD / tấn CO2 trong dài hạn. Điều này sẽ phụ thuộc vào các đơn vị DAC được triển khai và các nhà phát triển học hỏi từ các đơn vị trình diễn này, tương tự như cách chi phí năng lượng mặt trời giảm theo thời gian.

    DAC với kho lưu trữ CO2 vĩnh viễn có thể trở nên khả thi về mặt tài chính vào những năm 2030 nếu chi phí giảm do giá carbon tăng trong các chế độ thuế. Theo Quỹ Tiền tệ Quốc tế, giá trung bình của CO₂ ở các quốc gia có thuế carbon hoặc cơ chế định giá là 6 USD / tấn vào năm 2022 và dự kiến ​​sẽ tăng lên 75 USD vào năm 2030. Hệ thống Thương mại Khí thải của EU định giá một tấn CO₂ ở mức 90 đô la Mỹ / tấn vào năm 2022. Đạo luật Giảm lạm phát gần đây đã tăng tín dụng thuế cho các công ty loại bỏ và lưu trữ CO₂ ở Mỹ từ 50 đô la Mỹ / tấn lên 180 đô la Mỹ / tấn. Nhưng giá carbon cao 

    khác xa so với tiêu chuẩn ở những nơi khác. Tại Trung Quốc, giá carbon dao động trong khoảng từ 6 đến 9 đô la Mỹ / tấn vào năm 2021 và 2022.

    DAC cũng có thể trở nên khả thi nếu CO₂ mà nó loại bỏ được kiếm tiền. Nhưng điều này là rủi ro. Một ứng dụng của DAC là tăng cường thu hồi dầu, bao gồm việc bơm CO₂ đậm đặc dưới lòng đất để chiết xuất nhiều dầu hơn. Các ước tính cho thấy phương pháp này có thể thải ra 1,5 tấn CO₂ cho mỗi tấn được loại bỏ. Mặc dù chiến lược này có thể làm giảm lượng khí thải ròng của quá trình sản xuất dầu thông thường, nhưng nó vẫn sẽ bổ sung carbon vào bầu khí quyển.

    Cơ hội cũng có thể nảy sinh trong các ngành cần CO₂ tập trung, như các nhà sản xuất thực phẩm. Giá CO₂ đã tăng từ 235 USD / tấn vào tháng 9 năm 2021 lên 1.200 USD gần đây.

    Điều này là do phần lớn CO₂ ở Anh có nguồn gốc từ ngành công nghiệp phân bón, nơi giá khí đốt tự nhiên tăng cao đã tàn phá. Mặc dù nhu cầu toàn cầu hiện tại bị giới hạn ở khoảng 250 triệu -300 triệu tấn mỗi năm, DAC có thể sớm cung cấp nguồn cung cấp CO₂ hợp lý hơn và hợp với khí hậu hơn.

    Hơn nữa, các công nghệ DAC mới đang được phát triển. Ví dụ, Mission Zero Technologies, một công ty khởi nghiệp DAC ở Anh giai đoạn đầu, phát triển công nghệ DAC điện hóa sẽ sử dụng điện, thay vì nhiệt, để tái tạo vật liệu loại bỏ CO2. Khởi động này nhằm mục đích giảm nhu cầu năng lượng của DAC xuống 3-4 lần. Tuy nhiên, những công nghệ như vậy đòi hỏi sự phát triển hơn nữa. Chi phí sẽ giảm do kết quả của việc nghiên cứu và học hỏi từ các hoạt động thương mại.

    Tuy nhiên, ước tính chi phí hiện tại cho DAC có mức độ không chắc chắn cao. Một phần là do chúng thường đến từ các nhà phát triển công nghệ hơn là các nghiên cứu độc lập. Hơn nữa, không có cách tiếp cận được chấp nhận và sử dụng phổ biến để định lượng tính kinh tế của DAC.

    DAC có đủ nhanh để hỗ trợ các mục tiêu 1,5 ° C không?
    Nhưng câu hỏi vẫn là liệu các nhà phát triển công nghệ DAC có thể đạt được mức giảm chi phí như vậy và đẩy nhanh việc triển khai DAC đúng thời hạn hay không. Thế giới cần xây dựng khoảng 30 nhà máy DAC quy mô lớn (có khả năng loại bỏ hơn 1 triệu tấn CO₂ mỗi năm) mỗi năm từ năm 2020 đến năm 2050. Với chỉ một vài nhà máy như vậy dự kiến ​​sẽ hoạt động vào giữa những năm 2020, việc khắc phục Sự thiếu hụt này sẽ là một thách thức, đặc biệt là nếu chi phí vẫn cao và các công nghệ DAC đột phá không được phát hiện và thương mại hóa.

    Mặc dù DAC hiện nay rất đắt tiền, nhưng tôi thực sự tin rằng chúng ta vẫn chưa khám phá được tiềm năng thực sự của nó thông qua nghiên cứu bầu trời xanh và tư duy vượt trội. Đáng chú ý, khi đạt được mức giảm chi phí dự đoán, DAC có thể mở ra con đường dẫn đến loại bỏ CO2 quy mô lớn với diện tích đất và nước nhỏ hơn nhiều so với các công nghệ loại bỏ CO2 khác. Nó cũng có thể chứng minh sự chuyển đổi đối với các ngành công nghiệp hóa chất và hóa dầu. Các nhà máy thí điểm hiện đang được lên kế hoạch nhằm chứng minh giá trị của DAC trong việc tổng hợp hóa chất và nhiên liệu sẽ thay thế nhiên liệu hóa thạch, ví dụ, trong lĩnh vực hàng không và giao thông vận tải. Tuy nhiên, những lợi ích của DAC cần được xem xét một cách thận trọng. Chẳng hạn, chúng không nên được hiểu sai để thúc đẩy các giải pháp như tăng cường thu hồi dầu. Hơn nữa, DAC không thể được coi là sự thay thế cho những nỗ lực toàn cầu nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Thay vào đó, nó là một công nghệ bổ sung có thể thu hẹp khoảng cách phát thải KNK nếu điều này là cần thiết sau những năm 2030.

    Zalo
    Hotline