Rượu vodka, nhiên liệu máy bay phản lực, nước rửa tay sát khuẩn, nước hoa... Ngày càng có nhiều công ty đang muốn biến khí thải CO2 thu được từ không khí hoặc khói nhà máy thành sản phẩm tiêu dùng hàng ngày. Làm vậy, khí nhà kính sẽ không thoát ra ngoài khí quyển và làm nóng hành tinh - hoặc ít nhất chúng sẽ được tái chế một vài lần trước khi phát thải trở lại.
Công nghệ thu giữ carbon hoạt động bằng cách tách CO₂ khỏi các khí khác nhờ tác dụng của các dung môi đắt tiền. Các dung môi này có khả năng hút từng phân tử CO2 ra khỏi không khí như cách mạt sắt bị hút vào nam châm.
Sau khi đã bị bắt giữ, người ta sẽ đem chôn CO₂ xuống dưới lòng đất. Bằng cách nào để chôn một chất khí xuống đất ư? Hãy tận dụng chính những giếng dầu mà chúng ta đã khai thác cạn kiệt, bơm khí CO2 xuống dưới những mỏ khí đốt đã rỗng và đậy chúng lại.
Sau khi đã bị bắt giữ, người ta sẽ đem chôn CO₂ xuống dưới lòng đất.
Ý tưởng tuyệt vời là vậy, nhưng đáng tiếc nó thường không khả thi trong thực tế. Đó là bởi chi phí cho việc tách CO2 bằng dung môi rất cao. Hơn nữa, các công ty còn phải giải bài toán vận chuyển CO₂ và tìm các cấu trúc địa chất phù hợp để lưu trữ nó. Vậy tại sao cứ phải vất vả khi chỉ cần xây một cái ống khói, sẽ vừa rẻ lại vừa nhàn hơn đúng không?
Thật không may, các nhà khoa học nhận ra nếu chúng ta cứ tiếp tục xây dựng những ống khói vô tội vạ, Trái đất sẽ bị nung nóng bởi bầu khí quyển ngập tràn khí nhà kính. Ngay cả các chính trị gia cũng nhận thấy đó là một hiểm họa.
Họ đã cùng nhau nhất trí với những hiệp định, tiêu chuẩn và quy định hạn chế phát thải toàn cầu. Điều này thúc đẩy sự hình thành của một nền kinh tế xanh, giúp con người từ bỏ dần cách làm công nghiệp hủ hóa, hủy hoại chính môi trường sống của mình trên Trái đất.
Tái chế CO2 thành rượu, nhựa, vật liệu xây dựng và nhiên liệu máy bay
Song song với quá trình chuyển đổi trên, các ý tưởng kinh tế xanh tuần hoàn với carbon cũng xuất hiện. Điển hình là một số công ty khởi nghiệp đang theo đuổi ý tưởng "thu nhận và sử dụng carbon" (CCU), họ cho rằng CO₂ có thể được dùng để sản xuất hàng hóa, các loại hàng hóa bán được sẽ quay trở lại tài trợ cho việc mở rộng quy mô công nghệ của họ.
Chẳng hạn Air Company, một công ty có trụ sở tại Brooklyn, Hoa Kỳ cho biết họ đã tạo ra một loại "cồn bền vững nhất trên thế giới" bằng cách trộn CO₂ thu được với hydro điện phân ra từ nước và năng lượng gió. Cồn nồng độ cao của họ có thể được chế biến thành nhiều loại hàng tiêu dùng khác nhau, bao gồm cả rượu vodka với giá khởi điểm 65 USD một chai.
Rượu volka được làm từ khí thải nhà kính.
"Sử dụng cùng một diện tích đất, công nghệ của chúng tôi có thể hấp thụ một mức CO₂ gấp 100 lần tỷ lệ của một khu rừng được quản lý tốt", Gregory Constantine, người đồng sáng lập Air Company cho biết.
Adaptavate, một công ty khởi nghiệp ở Anh đã chọn một cách tiếp cận khác. Họ sử dụng chất thải nông nghiệp và chất kết dính gốc vôi để thu giữ CO₂ rồi sau đó tạo ra những bức tường thạch cao.
Nếu sản phẩm của họ được sử dụng rộng rãi, nó có thể cắt giảm lượng khí thải từ lĩnh vực xây dựng, một lĩnh vực chịu trách nhiệm cho 38% lượng khí thải liên quan đến năng lượng toàn cầu.
Một ví dụ đặc biệt nữa là Econic Technologies, một công ty spin off ra từ Đại học Imperial College London vào năm 2012. Họ hiện đang nắm giữ đã công nghệ chế tạo polyme từ CO₂. Đây là tiền đề để sản xuất một loạt các sản phẩm tiêu dùng và công nghiệp có nguồn gốc dầu mỏ, chẳng hạn như nhựa.
Theo giám đốc điều hành Keith Wiggins của Econic Technologies quy trình của họ sử dụng một chất xúc tác được cấp phép có thể thay thế tới 50% nguyên liệu thô từ dầu mỏ truyền thống.
Công ty muốn thay thế polyurethane, một loại polymer được sử dụng để tạo bọt được tìm thấy trong vật liệu cách nhiệt, nệm, tủ lạnh thành lớp phủ và chất kết dính bằng CO2 tái chế.
Họ hiện đã công bố một hợp tác với Manali Petrochemicals, một hãng sản xuất lớn của Ấn Độ. Công ty tuyên bố nếu tất cả polyurethane trên toàn thế giới được sản xuất bằng công nghệ của họ, chúng ta có thể giảm phát thải hơn 11 triệu tấn CO2 mỗi năm.
Theo tổ chức phi chính phủ Carbon180, chỉ tính riêng ở Hoa Kỳ đã đang hình thành một thị trường tiềm năng trị giá 1 nghìn tỷ USD cho các sản phẩm được sản xuất từ khí thải CO₂ bị thu giữ. Các sản phẩm này bao gồm từ nhựa, vật liệu xây dựng đến thực phẩm và đồ uống.
Một sản phẩm thay thế được mong chờ sẽ tạo ra sự khác biệt cho nỗ lực nhắm tới mức phát thải ròng bằng không toàn cầu là nhiên liệu hàng không, vì hiện tại chúng ta không có cách nào để tạo ra nó.
Hiện có Dimensional Energy, một công ty năng lượng đang cố gắng tạo ra nhiên liệu có thể sử dụng được từ carbon thải và ánh sáng mặt trời. Quá trình của họ hoạt động bằng cách thêm nước vào carbon bị thu giữ và đun nóng hỗn hợp đến nhiệt độ cao bằng cách sử dụng điện được tạo ra từ các tấm pin mặt trời:
Các nhà khoa học tin rằng CO₂ có thể được dùng để sản xuất hàng hóa.
Các chất xúc tác được đưa vào để kết hợp các nguyên tử carbon và hydro từ nước thành một hợp chất có thể được biến thành nhiên liệu cho tàu chở hàng và máy bay chở khách.
Dimensional Energy cho biết họ có kế hoạch thu mua và sử dụng 500.000 tấn CO₂ đầu tiên của mình vào cuối thập kỷ này. Đây là một mục tiêu cực kỳ tham vọng bởi so sánh với nhà máy thu giữ carbon lớn nhất đang hoạt động hiện nay, cơ sở Orca ở Helsinki do Climeworks AG điều hành chỉ có thể thu được 4.000 tấn CO₂ mỗi năm.
Hiệu quả thực chất hay chỉ là những lời hứa được bơm thổi?
Vấn đề đối với các công ty như Dimensional là CCU được sinh ra như một phương tiện để huy động vốn cho các công nghệ thu giữ carbon. Nhưng ngày nay, nhiều chính phủ và công ty đã đặt ra mục tiêu giảm phát thải về 0, nghĩa là họ sẽ ưu tiên các công nghệ lưu trữ CO₂ như chôn chúng trở lại lòng đất thay vì tái chế chúng.
Theo Howard Herzog, một kỹ sư nghiên cứu cao cấp tại Viện nghiên cứu Năng lượng Energy Initiative MIT, việc thu giữ CO2 sẽ hiệu quả hơn so với việc cố gắng tái chế nó. Việc biến CO2 thành các sản phẩm khác cũng cần năng lượng, và không phải lúc nào chúng ta cũng có đủ năng lượng tái tạo để làm điều đó.
Nếu bạn lại sử dụng năng lượng hóa thạch để tái chế CO2, quá trình đó lại tạo ra phát thải mới. Và ngay cả năng lượng mặt trời cũng không thực sự sạch, nếu chúng được lưu trữ trong ắc quy.
Việc thu giữ CO2 sẽ hiệu quả hơn so với việc cố gắng tái chế nó.
Vậy nên, mặc dù các công nghệ tái chế CO2 đang tỏ ra là một công cụ marketing hiệu quả, các chuyên gia trong ngành cho rằng các kịch bản mà chúng đặt ra đều là viễn tưởng. Sẽ không bao giờ có chuyện bạn có thể thay thế toàn bộ polyurethane trên toàn thế giới bằng sản phẩm tái chế CO2.
Vì vậy, khi nói đến những lời hứa về rượu hay nước rửa tay được tái chế từ khí thải nhà kính, trong kịch bản tốt nhất, chúng sẽ hoạt động như một công cụ giáo dục nhà đầu tư về lợi ích của công nghệ thu giữ carbon. Trong trường hợp tệ nhất, đó chỉ là một mánh lới quảng cáo không mang lại nhiều lợi ích cho hành tinh.
Điều này nhắc lại chúng ta về một nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature vào năm 2017, trong đó, các nhà khoa học không mấy lạc quan về tiềm năng của các công nghệ CCU. Họ ước tính ngay cả khi có đủ năng lượng sạch để hỗ trợ tái chế CO2 trên quy mô lớn, thì đóng góp thực tế của lĩnh vực này vào mục tiêu net-zero toàn cầu vẫn không đáng kể, chỉ ở mức dưới 1%.
"Tái sử dụng carbon giống như một giải pháp khí hậu, nhưng nó không loại bỏ vĩnh viễn carbon khỏi khí quyển", Giana Amador, giám đốc chính sách tại Carbon180, cho biết. "Việc thu giữ carbon hay loại bỏ carbon đều không phải là giấy phép cho các công ty nhiên liệu hóa thạch tiếp tục xả thải".