Công nghệ thay đổi cuộc sống: Thu hồi xử lý CO2 vừa giúp cắt giảm khí thải vừa tạo ra hàng nghìn tỷ USD

19/11/2019 08:05
D

Carbon dioxide (CO2) là một chất gây ô nhiễm đang làm nóng bầu khí quyển. CO2 trong không khí có thể được biến đổi thành bê tông hay nhiên liệu, giúp tạo ra một ngành công nghiệp CO2 trị giá hàng nghìn tỷ USD.

Được biết đến là chất gây ô nhiễm đang làm nóng bầu khí quyển. Tuy nhiên, ít người biết rằng CO2 cũng là một nguyên liệu hữu ích, đầu vào cho một loạt các quy trình công nghiệp từ nhựa đến bê tông. Trong xây dựng cơ bản, CO2 là một mặt hàng có giá trị.

Như vậy, có lẽ chúng ta nên sử dụng nó nhiều hơn. Bởi nếu các ngành công nghiệp sử dụng CO2 được khuyến khích để tăng mức sử dụng, chúng ta có thể giảm đáng kể lượng CO2 thải vào khí quyển. Đây cũng là ý tưởng cơ bản đằng sau việc thu hồi và sử dụng carbon (gọi tắt là CCU), một trong những chủ đề nóng nhất về năng lượng sạch hiện nay.

Tuy nhiên, ở bài viết này, chúng ta đang xem xét CCU dưới góc độ các quy trình công nghiệp. Chúng liên quan đến việc hút CO2 ra khỏi không khí hoặc từ khí thải của các cơ sở công nghiệp rồi tập trung và sử dụng nó làm nguyên liệu công nghiệp. Vì ngoài ra còn có một số cách tự nhiên để thu thập nhiều CO2 hơn, như trồng rừng hay cô lập carbon trong đất.

Vật liệu làm bê tông xây dựng

Bê tông là hỗn hợp gồm 3 thành phần là hỗn hợp xi măng, nước và cốt liệu (thô như đá, sỏi, vật liệu tổng hợp... hoặc mịn như cát, đá mạt, đá xay...). Xi măng là một loại bột mịn, khi được kích hoạt bởi nước, liên kết các cốt liệu thành một hỗn hợp cứng. Và CO2, "vô tình" lại có thể tham gia vào cả ba thành phần này.

Đầu tiên, cốt liệu có thể được tạo ra bằng cách chuyển CO2 từ dạng khí thành cacbonat khoáng rắn như canxi cacbonat (CaCO3), trong một quá trình được gọi là khoáng hóa CO2.

Thứ hai, CO2 có thể được thay thế cho nước trong bê tông trong quá trình trộn, bởi có thể cùng dẫn đến sự khoáng hóa. Và hóa ra điều này thực sự có thể làm cho bê tông mạnh hơn, ngoài việc tiết kiệm rất nhiều nước.

Thứ ba, quá trình sản xuất xi măng và vôi liên quan đến các phản ứng hóa học chắc chắn sẽ giải phóng CO2. Tuy nhiên, một công nghệ mới đầy hứa hẹn đang tìm cách điều chỉnh quy trình để nó tạo ra một dòng chất thải CO2 tinh khiết, có thể dễ dàng thu giữ và được cô lập hoặc tái sử dụng.

Ít nhất về lý thuyết, chúng ta có thể tưởng tượng lượng khí thải CO2 tinh khiết từ quy trình sản xuất xi măng được thu giữ và sau đó được bơm lại vào quy trình này, khi xi măng được trộn với cốt liệu gốc CO2. Cứ như vậy, vòng xoáy này sẽ không chỉ giảm lượng khí thải mà còn lưu trữ carbon (trong CO2) bán vĩnh viễn. Và nếu được thiết lập và đưa vào vận hành trong thực tế, với một mức giá phù hợp để tạo ra quy mô lớn, chúng có khả năng dẫn đến sự cô lập carbon trên quy mô hàng tỷ tấn.

Nhiên liệu lỏng

Nói một cách đơn giản là chiết xuất CO2 từ không khí, đưa nó qua các quá trình hóa học và tạo ra nhiên liệu hydrocarbon lỏng. Hydrocarbon là các hợp chất hữu cơ chỉ bao gồm hydro và carbon. Dầu và xăng là ví dụ của nhiên liệu hydrocarbon lỏng.

Nhưng nếu CO2 đến từ các mỏ dưới lòng đất, thì điện đến từ nhiên liệu hóa thạch và hydro đến từ quá trình phân giải hơi nước (cách tạo ra khoảng 95% hydro hiện nay) thì quá trình này lại sản sinh ra nhiều CO2 hơn lượng xử lý được. Vì vậy, giải pháp là lấy CO2 từ không khí, điện từ năng lượng tái tạo và hydro đến từ điện phân năng lượng mặt trời (kéo hydro trực tiếp ra khỏi nước), thì quá trình này tạo ra rất ít CO2.

Các nhà máy tái chế CO2 trích xuất CO2 từ không khí bằng cách sử dụng một tổ hợp cánh quạt khổng lồ, rồi kết hợp CO2 với hydrogen lỏng được tách ra từ nước. Tiếp theo, quá trình kết hợp CO2 với hydro sẽ sinh ra các nhiên liệu lỏng carbon trung tính như xăng hoặc diesel. Điều này có nghĩa là người dùng không phải sửa đổi động cơ xe hiện tại để sử dụng loại xăng tổng hợp này.

Tuy nhiên, giải pháp này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm bởi chi phí năng lượng vẫn còn quá cao, không thể áp dụng trong quy mô lớn của toàn ngành công nghiệp. Chìa khóa trong đó là tạo ra được nguồn hydro giá rẻ. Theo ước tính, để đạt được một nền kinh tế phát thải CO2 bằng 0, sẽ cần tăng sản xuất hydro toàn cầu từ 60 megatons mỗi năm hiện nay lên đến khoảng 425-650 megatons vào giữa thế kỷ 21.

Hóa chất và nhựa

Sử dụng các chất xúc tác khác nhau, CO2 có thể tạo thành nhiều chất trung gian hóa học, đóng vai trò là nguyên liệu trong các quy trình công nghiệp khác như metanol, syngas và axit formic.

CO2 cũng có thể được biến đổi bởi các chất xúc tác thành polyme, tiền chất của nhựa, chất kết dính và dược phẩm. Cho đến nay, các polyme có nguồn gốc CO2 khá đắt tiền, nhưng nhựa là một thị trường tiềm năng bởi áp lực từ phía nhiên liệu hóa thạch lỏng đang tăng lên. Và chúng có tuổi thọ từ nhiều thập kỷ đến nhiều thế kỷ, vì vậy đây là cơ hội cho CO2.

Hiện tại, chỉ có một vài ứng dụng hóa học của CO2 được thương mại hóa ở quy mô lớn, bao gồm sản xuất thành phẩm của urê và polycarbonate polyols.

Đẩy nhanh sự phát triển của Tảo

CO2 có thể được sử dụng để đẩy nhanh sự phát triển của tảo, đẩy nhanh quá trình hấp thụ của nó hơn bất kỳ nguồn sinh khối nào khác. Và tảo có rất nhiều tác dụng. Chúng có thể dùng làm nguyên liệu cho thực phẩm, nhiên liệu sinh học, nhựa và thậm chí là sợi carbon.

Vật liệu hiệu suất cao

CO2 có thể được chế tạo thành các vật liệu hiệu suất cao - vật liệu tổng hợp carbon, sợi carbon, graphene - có thể thay thế được cho toàn bộ các loại vật liệu, từ kim loại đến bê tông.

Chẳng hạn, nhóm nghiên cứu tại C2CNT đang sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy, để biến CO2 trực tiếp thành ống nano carbon, mạnh hơn thép và có tính dẫn điện cao. Chúng đã được sử dụng trong các ứng dụng cao cấp như máy bay phản lực và một số xe thể thao.

Và khi chúng trở nên rẻ hơn, gần như có một thị trường vô tận cho dòng sản phẩm này. Đơn giản nhất chính là việc dùng ống nano carbon thay cho đồng trong hệ thống dây điện, giúp chúng nhẹ hơn và dẫn điện tốt hơn.

Tiếp đó là thay thế thép, kim loại được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, chịu trách nhiệm cho khoảng 7 đến 9% lượng khí thải CO2 toàn cầu từ nhiên liệu hóa thạch. Nếu vật liệu dựa trên carbon có thể được thay thế cho thép trong thực tế, điều đó có nghĩa là giảm đi hàng tỷ tấn khí thải, chưa kể đến việc cô lập carbon vĩnh viễn một cách hiệu quả. Tất nhiên, việc nghiên cứu vật liệu này vẫn đang ở giai đoạn đầu và cần nhiều thời gian và giải pháp để đưa nó vào thực tế.

Tương lai và thách thức của CCU

Khi so sánh các công nghệ CCU về chi phí và tiềm năng, các nhà nghiên cứu nhận định con đường theo hướng hóa học (polyol, urê và metanol) khá cạnh tranh về chi phí, mặc dù tiềm năng sử dụng CO2 của chúng là tương đối nhỏ.

Còn hướng đi cốt liệu và vật liệu đòi hỏi chi phí cao nhưng có giá trị lớn và lâu dài về giảm thiểu CO2. Tất nhiên, các số liệu này có thể thay đổi theo thời gian, dựa trên sự ảnh hưởng của các nghiên cứu và giải pháp khoa học, quy mô thị trường năng lượng tái tạo, giá của hydro, cũng như sự phát triển của thị trường và các chính sách ủng hộ của các quốc gia lớn.

Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng nhiên liệu và cốt liệu đã phần nào cho thấy tiềm năng to lớn của mình. Các ước tính cho thấy tổng doanh thu hàng năm của các thị trường kết hợp có thể đạt từ 800 tỷ đến 1,1 nghìn tỷ USD vào năm 2030.

Và cho dù con đường này có khó khăn tới đâu, thì các công nghệ CCU với khả năng phát triển thành một lĩnh vực kinh doanh trị giá 1 nghìn tỷ USD đồng thời giúp cắt giảm 10% lượng khí thải toàn cầu, đều đáng để chúng ta đầu tư và phát triển một cách nghiêm túc.

Nguồn: Vox 

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Hoằng Cát, huyện Hoằng Hóa: Nhiều nỗ lực trong 6 tháng đầu năm 2020

Hoằng Cát, huyện Hoằng Hóa: Nhiều nỗ lực trong 6 tháng đầu năm 2020

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Sổ hộ khẩu đến hết ngày 31/12/2022 sẽ ra sao?

Sổ hộ khẩu đến hết ngày 31/12/2022 sẽ ra sao?

Kênh phân phối đã thay đổi như thế nào?

Kênh phân phối đã thay đổi như thế nào?

Microsoft sẽ cung cấp dịch vụ điện toán đám mây lên vũ trụ

Microsoft sẽ cung cấp dịch vụ điện toán đám mây lên vũ trụ

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 21/10: ‘Mắc kẹt’ quanh ở mức 1.900 USD/Oz

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 21/10: ‘Mắc kẹt’ quanh ở mức 1.900 USD/Oz

Nữ Giám đốc 8X: Người ta bảo nghề này dành cho đàn ông, tại sao tôi vẫn cứ làm?

Nữ Giám đốc 8X: Người ta bảo nghề này dành cho đàn ông, tại sao tôi vẫn cứ làm?

Dự án sông Tô Lịch - "Đại sứ thiện chí" trong quan hệ ngoại giao Việt - Nhật

Dự án sông Tô Lịch - "Đại sứ thiện chí" trong quan hệ ngoại giao Việt - Nhật

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 20/10: Biến động theo xu hướng tăng

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 20/10: Biến động theo xu hướng tăng

Hãng xe công nghệ thu 6% tổng số cuốc mà khách hàng không nhận được bất kỳ thông báo nào

Hãng xe công nghệ thu 6% tổng số cuốc mà khách hàng không nhận được bất kỳ thông báo nào

YouTube đã dung túng cho video xấu độc như thế nào?

YouTube đã dung túng cho video xấu độc như thế nào?

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 19/10: Khó tăng

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 19/10: Khó tăng

Tin mới cập nhật

Chính phủ Mỹ gặp khó trong việc chứng minh Google độc quyền

Chính phủ Mỹ gặp khó trong việc chứng minh Google độc quyền

iPhone 12 ra mắt, nhiều dòng iPhone giảm giá chưa từng có

iPhone 12 ra mắt, nhiều dòng iPhone giảm giá chưa từng có

ITU Digital World 2020: Doanh nghiệp kỳ vọng vào các cơ hội mới

ITU Digital World 2020: Doanh nghiệp kỳ vọng vào các cơ hội mới

Tân Phó Chủ nhiệm Văn phòng Chính phủ vừa mới được bổ nhiệm là ai?

Tân Phó Chủ nhiệm Văn phòng Chính phủ vừa mới được bổ nhiệm là ai?

VMware 5G Telco Cloud Platform - Hoàn thiện mạng 5G trên nền điện toán đám mây

VMware 5G Telco Cloud Platform - Hoàn thiện mạng 5G trên nền điện toán đám mây

Hoằng Cát, huyện Hoằng Hóa: Nhiều nỗ lực trong 6 tháng đầu năm 2020

Hoằng Cát, huyện Hoằng Hóa: Nhiều nỗ lực trong 6 tháng đầu năm 2020

Đô thị hoá ở Việt Nam phải là quá trình xây dựng thành phố thông minh

Đô thị hoá ở Việt Nam phải là quá trình xây dựng thành phố thông minh

Việt Nam sẽ nằm trong nhóm 70 nước hàng đầu về xây dựng Chính phủ điện tử

Việt Nam sẽ nằm trong nhóm 70 nước hàng đầu về xây dựng Chính phủ điện tử

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Tuyến nước bọt thứ 4: Một phát hiện mới của khoa học

Tuyến nước bọt thứ 4: Một phát hiện mới của khoa học

Áp dụng công nghệ vào môn giải phẫu cơ thể người tại các trường y

Áp dụng công nghệ vào môn giải phẫu cơ thể người tại các trường y

Realme 7i - Thiết kế thời thượng, bộ 4 camera sau, dùng Snapdragon 662

Realme 7i - Thiết kế thời thượng, bộ 4 camera sau, dùng Snapdragon 662

Tin đọc nhiều

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 22/10: Tiếp tục ‘nhích’ nhẹ

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 21/10: ‘Mắc kẹt’ quanh ở mức 1.900 USD/Oz

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 21/10: ‘Mắc kẹt’ quanh ở mức 1.900 USD/Oz

Nữ Giám đốc 8X: Người ta bảo nghề này dành cho đàn ông, tại sao tôi vẫn cứ làm?

Nữ Giám đốc 8X: Người ta bảo nghề này dành cho đàn ông, tại sao tôi vẫn cứ làm?

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 20/10: Biến động theo xu hướng tăng

Dự báo giá vàng SJC trong nước ngày 20/10: Biến động theo xu hướng tăng

Các chuyến bay bị hoãn, huỷ chuyến do thời tiết miền Trung diễn biến xấu

Các chuyến bay bị hoãn, huỷ chuyến do thời tiết miền Trung diễn biến xấu

Vietnam Airline sẽ phải huỷ những chuyến bay nào do ảnh hưởng của bão số 7

Vietnam Airline sẽ phải huỷ những chuyến bay nào do ảnh hưởng của bão số 7

Điểm lại top 10 phát minh làm thay đổi thế giới

Điểm lại top 10 phát minh làm thay đổi thế giới

EVN đã làm gì để hỗ trợ các nhà máy điện mặt trời vận hành thương mại?

EVN đã làm gì để hỗ trợ các nhà máy điện mặt trời vận hành thương mại?

"Rùng mình" lời tiên tri Vanga về năm 2020

"Rùng mình" lời tiên tri Vanga về năm 2020

AI (Artificial Intelligence) và những ứng dụng thiết thực trong cuộc sống

AI (Artificial Intelligence) và những ứng dụng thiết thực trong cuộc sống

Video xem nhiều

Renault - Samsung nhận được hơn 8000 đơn đặt hàng cho chiếc SUV XM3

Renault - Samsung nhận được hơn 8000 đơn đặt hàng cho chiếc SUV XM3

Suzuki Ciaz 2020 ra mắt tại Thái Lan, người Việt "đỏ mắt" đón chờ

Suzuki Ciaz 2020 ra mắt tại Thái Lan, người Việt "đỏ mắt" đón chờ

Vô địch F1, Lewis Hamilton thử cảm giác lái siêu mô tô Yamaha YZR-M1 của Valentino Rossi

Vô địch F1, Lewis Hamilton thử cảm giác lái siêu mô tô Yamaha YZR-M1 của Valentino Rossi

 Ford Mustang Mach-E chiếc SUV điện đầu tay lấy cảm hứng từ “biểu tượng cơ bắp”

Ford Mustang Mach-E chiếc SUV điện đầu tay lấy cảm hứng từ “biểu tượng cơ bắp”

Ferrari 488 Pista chứng minh McLaren 720S không phải là bất khả chiến bại

Ferrari 488 Pista chứng minh McLaren 720S không phải là bất khả chiến bại

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Mây vờn đỉnh núi Chu Va

Mây vờn đỉnh núi Chu Va

Khám phá Huawei Mate X đối thủ của Galaxy Fold tại IFA 2019

Khám phá Huawei Mate X đối thủ của Galaxy Fold tại IFA 2019

Vết thương hở mau lành nhờ chiếu tia lạnh Plasma

Vết thương hở mau lành nhờ chiếu tia lạnh Plasma

Hội Vô tuyến – Điện tử Việt Nam Góp ý dự thảo Đề án chuyển đổi số Quốc gia

Hội Vô tuyến – Điện tử Việt Nam Góp ý dự thảo Đề án chuyển đổi số Quốc gia

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Hội thảo góp ý dự thảo phát triển công nghiệp ICT, hướng tới CMCN lần thứ tư
27/05/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
"Việt Nam ơi! Đánh bay COVID" - Viết tiếp tinh thần vượt qua khó khăn của dân tôc Việt
17/04/2020
Các yếu tố cơ bản của chuyển đổi số
08/04/2020
Phát huy tinh thần Make in Vietnam, sẵn sàng công nghệ, thiết bị để thương mại 5G
07/12/2019
REV-ECIT 2019: Thúc đẩy phát triển thông tin di động 5G và ứng dụng
07/12/2019
Chủ tịch UBND TP Hà Nội: Không thể làm trò đùa trong việc thí điểm xử lý nước thải sông Tô Lịch của tổ chức Nhật Bản
06/12/2019
Sở Y tế Hà Nội: Nước sạch Sông Đà đã an toàn
21/10/2019
Công ty nước sạch Sông Đà sẽ xem xét trách nhiệm khi được hỏi về lời "xin lỗi"
17/10/2019
PVOIL Cup 2019 chính thức khởi tranh - Vượt lên thử thách
28/09/2019
Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ
10/09/2019
Hà Nội khai trương hệ thống sóng điện từ hội tụ không xâm lấn điều trị ung thư
29/08/2019
Grab tiếp tục rót hàng trăm triệu USD, taxi truyền thông của Việt Nam sẽ ra sao?
26/08/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
Fadil không bung túi khí khi va chạm gốc cây tại Hải Dương: Vinfast nói gì?
18/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019
Tiến sĩ Trần Văn Mạnh (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia) đánh giá, việc phát triển sản xuất rau ứng dụng công nghệ cao nói riêng và sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói chung là hướng đi đúng, tạo động lực mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.
Kinh nghiệm quá hữu ích. Cần phổ biến ngay cho các cháu nhỏ.
Chúc mừng ngày thành lập ngành Bưu điện Việt Nam
Bài viết rất hay và ý nghĩa về eKGIS và hội thảo CNTT. Cảm ơn tác giả
Tình yêu , cống hiến ,nổ lực đã vượt qua những trở ngại tưởng chừng như không bao giờ qua được. Chúc Mừng Con người Đẹp , chúng tôi luôn tự hào !
Giờ mình mới biết - Chúc mừng chúc mừng con người Đẹp
Một con người dùng cả một cuộc đời cho tình yêu thiên nhiên . Ông đã đóng góp cống hiến cho nghành thực vật học nước nhà bảo tồn phát triển những loài lan quí hiếm . Xin chúc ngài có một sinh nhật ngài ấm áp hạnh phúc bên người thân . Mong xã hội và trên toàn thế giới có nhiều người tâm huyết như ông . Xin chúc cho tình cảm hữu nghị giữa hai đất nước TL & VN luôn bền chặt và thắm thiết . VN luôn yêu quí các bạn !
Con này chắc không bằng con Netgear Orbi RBS40 đâu mình đã dùng thử và đã lắp đặt nhiều nhà , cơ quan, resort , văn phòng , showroom . Con netgear Orbi có app kiểm tra từ xa và loại đối tượng thông qua tắt ip đối tượng đó
Nhu cầu tuyển dụng tăng gấp đột biến 4 lần trong một thời gian ngắn điều đó phản ánh tỉ lệ thất nghiệp trong những tháng đầu năm là 3/4 do ảnh hưởng của đại dịch covid-19 đây là một điều đáng buồn, rồi các cử nhân, kỹ sư sẽ đi đâu về đâu trong giai đoạn bất ổn này. Để cân bằng lại có thể mất một thời gian dài.