Loại bỏ hàng tỷ tấn CO₂: Bài toán năng lượng và công nghệ

Chuyển đổi số - chuyển đổi xanh
22/09/2025 05:15
Nỗ lực chấm dứt ấm lên toàn cầu phụ thuộc vào việc đưa phát thải ròng về 0, nhưng CO₂ vẫn tăng kỷ lục và Trái đất đã nóng thêm 1,5 °C. Các giải pháp loại bỏ carbon như rừng, đất hay công nghệ thu giữ trực tiếp từ không khí (Direct Air Capture - DAC) được kỳ vọng, song để mở rộng lên quy mô hàng tỷ tấn mỗi năm vẫn là thách thức khổng lồ.
aa

Các kế hoạch chấm dứt hiện tượng ấm lên toàn cầu phụ thuộc vào việc đưa lượng phát thải khí nhà kính ròng về mức 0 (dao động vài gigaton). Nhưng tiến trình này đang không mấy khả quan. Lượng khí CO₂ đã đạt mức cao kỷ lục trong năm ngoái, và lần đầu tiên, nhiệt độ trung bình trên Trái đất đã tăng 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp. Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), để giới hạn mức tăng nhiệt ở ngưỡng 2°C cần phải hút một lượng lớn CO₂ ra khỏi khí quyển và lưu giữ lâu dài.

Có cả các phương pháp cũ và mới để làm điều này. Các phương pháp truyền thống như trồng thêm nhiều cây trong rừng ôn đới và nhiệt đới, đưa thêm carbon vào đất có chi phí rẻ, nhưng đều có giới hạn. Rừng có thể cháy, bị sâu bệnh tàn phá hoặc bị chặt hạ, từ đó giải phóng lượng carbon đã lưu trữ. Bên cạnh đó, lượng vi sinh vật trong đất cũng sẽ dần phân hủy phần lớn carbon. Tuy nhiên, các phương pháp này đều khó kiểm chứng và bị giới hạn bởi diện tích đất sẵn có. Một lựa chọn khác là nghiền khoáng chất và rải lên đồng ruộng để cố định carbon trong không khí. Dẫu vậy, giống như cây cối và đất, cách tiếp cận này cũng cần diện tích đất lớn để hấp thụ được 1 tấn carbon.

Bên cạnh các cách tiếp cận kể trên, hiện nay, một số công ty đang triển khai các quạt công suất lớn hoặc máy bơm để tách CO₂ khỏi không khí hoặc nước biển thông qua phản ứng hóa học, sau đó dẫn khí này tới các hệ thống tiêm ngầm dưới lòng đất.

Tuy nhiên, các hệ thống thu giữ trực tiếp từ không khí (Direct Air Capture - DAC) tiêu thụ rất nhiều năng lượng và hóa chất, đồng thời hiện vẫn tạo ra các chất thải phụ độc hại. Để tạo ra tác động đáng kể trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, tất cả các phương pháp loại bỏ carbon cả truyền thống lẫn công nghệ mới nhiều khả năng sẽ phải được mở rộng quy mô cho đến khi những hệ quả ngoài ý muốn của chúng đặt ra giới hạn.

Vậy, cần gì để mở rộng quy mô DAC lên mức hàng tỷ tấn mỗi năm? Hãy cùng xem xét.

Chôn CO₂ ở đâu?

Loại bỏ hàng tỷ tấn CO₂: Bài toán năng lượng và công nghệ

Các nhà địa chất đã xác định được nhiều tầng chứa có thể lưu trữ hàng nghìn tỷ tấn CO₂ được bơm ngầm trong lòng đất suốt hàng thế kỷ. Hiện tại, khoảng 51 megaton CO₂ được lưu trữ mỗi năm và các kế hoạch đã công bố sẽ mở rộng con số này gấp 7 lần trong thập kỷ tới. Tuy nhiên, đóng góp của các hệ thống thu giữ trực tiếp từ không khí (DAC) hiện nay là rất nhỏ bé; gần như toàn bộ các dự án thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) ngày nay đều bơm ngầm CO₂ thu hồi từ quá trình khai thác hoặc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, chứ không phải từ khí quyển. Dẫu vậy, hạ tầng bơm ngầm hiện có hoàn toàn có thể được sử dụng cho DAC khi công nghệ này được mở rộng quy mô và việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch dần suy giảm.

Khởi đầu chậm cho một nhiệm vụ khổng lồ

Loại bỏ hàng tỷ tấn CO₂: Bài toán năng lượng và công nghệ

Để giữ mức ấm lên dưới 2°C, cần phải loại bỏ tổng cộng 525 đến 755 gigaton CO₂ khỏi khí quyển vào năm 2100, theo một nghiên cứu tổng quan năm 2018 do nhóm nghiên cứu quốc tế dẫn dắt bởi Viện Nghiên cứu Mercator về Toàn cầu chung và Biến đổi khí hậu. Con số này sẽ còn tăng nếu lượng phát thải toàn cầu không sớm bắt đầu giảm mạnh.

Trong giai đoạn 2019-2023, chỉ có 9 gigaton CO₂ được loại bỏ, trong đó 99,9% đến từ quản lý rừng.

Tất cả các phương pháp mới, như DAC, biochar và tăng cường phong hóa đá, chỉ loại bỏ được dưới 2 triệu tấn mỗi năm, theo báo cáo State of Carbon Dioxide Removal 2024. Điều này chỉ chiếm khoảng 0,004 gigaton CO₂ trong giai đoạn 2019-2023. Trong số đó, chỉ 0,00001 gigaton được loại bỏ nhờ DAC.

Mở rộng quy mô lên hàng gigaton mỗi năm

Loại bỏ hàng tỷ tấn CO₂: Bài toán năng lượng và công nghệ

Các kịch bản của IPCC nhằm giới hạn mức ấm lên ở 2°C phụ thuộc vào việc DAC và các phương pháp loại bỏ carbon mới khác phải tăng tốc nhanh trong vài thập kỷ tới, đạt 6 đến 12 gigaton CO₂ mỗi năm vào cuối thế kỷ này đủ để bù đắp lượng khí thải nhà kính còn lại từ công nghiệp và nông nghiệp. Con số này còn nằm ngoài 2 đến 5 gigaton được loại bỏ hằng năm nhờ đất và rừng.

Tuy nhiên, các hệ thống thu giữ và bơm CO₂ lại tiêu tốn rất nhiều năng lượng, đến mức một số cơ sở DAC được cho là đã gặp khó khăn trong việc bù đắp chính dấu chân carbon của mình. Gần đây, các nhà nghiên cứu ở Ả Rập Xê Út ước tính rằng thế giới sẽ phải tạo thêm 4,4 terawatt điện và nhiệt không phát thải để duy trì khả năng loại bỏ 10 gigaton CO₂ mỗi năm bằng DAC - lớn hơn đáng kể so với toàn bộ lượng năng lượng sạch được tiêu thụ trong năm 2024.

Theo IEEE Spectrum

tan-hoang-minh
Tin bài khác
Hàn Quốc dẫn đầu thế giới về mật độ robot công nghiệp

Hàn Quốc dẫn đầu thế giới về mật độ robot công nghiệp

Mật độ robot trong ngành sản xuất toàn cầu tiếp tục lập kỷ lục mới, trong đó Hàn Quốc dẫn đầu với 1.066 robot công nghiệp trên mỗi 10.000 lao động, theo số liệu của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR).
Trường Đại học Điện lực: 60 năm vun đắp nguồn nhân lực cho ngành năng lượng

Trường Đại học Điện lực: 60 năm vun đắp nguồn nhân lực cho ngành năng lượng

Trải qua 60 năm xây dựng và phát triển, Trường Đại học Điện lực từng bước khẳng định vai trò trong đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ. Trước yêu cầu chuyển dịch năng lượng và làm chủ công nghệ, nhà trường hướng tới nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, đóng góp vào bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
Tuyển sinh đại học năm 2027 giảm còn 11 phương thức xét tuyển

Tuyển sinh đại học năm 2027 giảm còn 11 phương thức xét tuyển

Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố 11 phương thức xét tuyển đại học áp dụng từ năm 2027, giảm 8 phương thức so với năm trước, đồng thời bổ sung hình thức xét tuyển bằng kết quả học tập và thi tốt nghiệp trung học nghề.
BYD lộ diện bản quyền xe điện siêu nhỏ 2 cửa tối ưu khí động học

BYD lộ diện bản quyền xe điện siêu nhỏ 2 cửa tối ưu khí động học

Tối ưu cấu trúc khí động học và công nghệ chiếu sáng LED, BYD vừa công bố bản quyền mẫu ô tô điện siêu nhỏ 2 cửa dành riêng cho giao thông đô thị.
Trung Quốc dự kiến đầu tư 940 tỷ USD cho chuyển đổi năng lượng trong năm 2026

Trung Quốc dự kiến đầu tư 940 tỷ USD cho chuyển đổi năng lượng trong năm 2026

Trung Quốc dự kiến chi khoảng 940 tỷ USD cho chuyển đổi năng lượng trong năm 2026, tiếp tục dẫn đầu thế giới về quy mô đầu tư.
Hợp tác 3 Nhà thúc đẩy thương mại hóa kết quả nghiên cứu khoa học

Hợp tác 3 Nhà thúc đẩy thương mại hóa kết quả nghiên cứu khoa học

Mô hình liên kết Nhà nước, Nhà trường, Doanh nghiệp được định hướng theo cách tiếp cận mới: doanh nghiệp và cơ quan quản lý đặt bài toán, trường đại học và viện nghiên cứu phát triển giải pháp, Nhà nước hỗ trợ nguồn lực và chia sẻ rủi ro.
COP31: Bốn quốc gia ký thỏa thuận phát triển hành lang năng lượng xanh

COP31: Bốn quốc gia ký thỏa thuận phát triển hành lang năng lượng xanh

Azerbaijan, Thổ Nhĩ Kỳ, Georgia và Bulgaria đã ký thỏa thuận hợp tác phát triển hành lang năng lượng xanh tại Hội nghị COP31, hướng tới xây dựng tuyến truyền tải điện tái tạo từ khu vực Biển Caspi đến thị trường châu Âu, góp phần đa dạng hóa nguồn cung và tăng cường an ninh năng lượng khu vực.
Năng lượng tái tạo giá rẻ chưa giúp giảm hóa đơn tiền điện: Bài học từ Hy Lạp

Năng lượng tái tạo giá rẻ chưa giúp giảm hóa đơn tiền điện: Bài học từ Hy Lạp

Dù sản lượng điện tái tạo liên tục tăng, doanh nghiệp công nghiệp tại Hy Lạp vẫn phải chịu chi phí điện cao hơn Trung Quốc và bang Texas (Mỹ) do những hạn chế về lưới điện, thiếu năng lực lưu trữ và chi phí vận hành thị trường cân bằng điện.
Đào tạo nhân lực trước yêu cầu mới của sản xuất tự động

Đào tạo nhân lực trước yêu cầu mới của sản xuất tự động

Robot và trí tuệ nhân tạo đang làm thay đổi cách thức vận hành nhà máy, kéo theo những yêu cầu mới đối với người lao động. Bên cạnh kỹ năng vận hành, doanh nghiệp ngày càng cần nhân sự có khả năng lập trình, tích hợp và bảo trì hệ thống tự động hóa. Thực tế này đặt ra yêu cầu cấp thiết về đào tạo, nhất là việc gắn chương trình học với nhu cầu sử dụng nhân lực tại doanh nghiệp.
Phái đoàn xúc tiến thương mại của Bộ Nông nghiệp Hoa Kì tham quan Nhà máy sữa của Vinamilk

Phái đoàn xúc tiến thương mại của Bộ Nông nghiệp Hoa Kì tham quan Nhà máy sữa của Vinamilk

Trong chuyến xúc tiến thương mại nông nghiệp có quy mô lớn nhất từng được Cục Nông nghiệp Đối ngoại (FAS) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) cử đến Việt Nam, siêu Nhà máy Sữa Việt Nam của Vinamilk là nhà máy sữa duy nhất được lựa chọn làm điểm đến tham quan và làm việc. Không chỉ gây ấn tượng bởi quy mô và công nghệ sản xuất, doanh nghiệp sữa Việt còn khiến các đại biểu quan tâm bởi chiến lược phát triển sản phẩm, đầu tư nguyên liệu và mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với ngành nông nghiệp Mỹ.
master