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

Nâng tỉ lệ bồi thường bảo hiểm bắt buộc cho xe máy để tăng cường an sinh

Nâng tỉ lệ bồi thường bảo hiểm bắt buộc cho xe máy để tăng cường an sinh

"Tết trao yêu thương - Nhẹ vốn đậm lời”

"Tết trao yêu thương - Nhẹ vốn đậm lời”

Trung Tâm Casa Herbalife, nâng cao chất lượng bữa ăn cho trẻ em nghèo

Trung Tâm Casa Herbalife, nâng cao chất lượng bữa ăn cho trẻ em nghèo

Tết đón Sony, thêm bao thú vị

Tết đón Sony, thêm bao thú vị

Sakura Festival: nhiều hoạt động đặc sắc chào Xuân Quý Mão 2023

Sakura Festival: nhiều hoạt động đặc sắc chào Xuân Quý Mão 2023

Giá điện sẽ được điều chỉnh trên cơ sở sức chịu đựng của người dân

Giá điện sẽ được điều chỉnh trên cơ sở sức chịu đựng của người dân

Những điều cần chú ý khi đổi trả vé tàu Tết Quý Mão 2023

Những điều cần chú ý khi đổi trả vé tàu Tết Quý Mão 2023

Cục Đường bộ ấn định thời hạn đưa ca bin điện tử học lái xe vào sử dụng

Cục Đường bộ ấn định thời hạn đưa ca bin điện tử học lái xe vào sử dụng

JVE kết thúc thí điểm làm sạch một góc hồ Tây: Nước đạt chất lượng, cá sống khỏe

JVE kết thúc thí điểm làm sạch một góc hồ Tây: Nước đạt chất lượng, cá sống khỏe

Samsung: Hòa chung 1 đam mê, mang về 1 Tết lớn

Samsung: Hòa chung 1 đam mê, mang về 1 Tết lớn

Đồn Biên phòng Cửa khẩu Cảng Hòn Gai: Vững mạnh toàn diện

Đồn Biên phòng Cửa khẩu Cảng Hòn Gai: Vững mạnh toàn diện

“Quý Mão Lộc Phát - Trao ngay 68 Gian bếp Như Ý”

“Quý Mão Lộc Phát - Trao ngay 68 Gian bếp Như Ý”

Tin mới cập nhật

Những STT, lời chúc hay và ý nghĩa cho Xuân Quý Mão 2023

Những STT, lời chúc hay và ý nghĩa cho Xuân Quý Mão 2023

Công nghệ thân thiện với môi trường giúp cuộc sống phát triển bền vững

Công nghệ thân thiện với môi trường giúp cuộc sống phát triển bền vững

Nâng tỉ lệ bồi thường bảo hiểm bắt buộc cho xe máy để tăng cường an sinh

Nâng tỉ lệ bồi thường bảo hiểm bắt buộc cho xe máy để tăng cường an sinh

Phương pháp mới phát hiện tự kỷ ra sao?

Phương pháp mới phát hiện tự kỷ ra sao?

Dự báo công nghệ năm 2023 của Keysight - Kiến giải từ hãng đo lường và kiểm thử hàng đầu thị trường (phần 2)

Dự báo công nghệ năm 2023 của Keysight - Kiến giải từ hãng đo lường và kiểm thử hàng đầu thị trường (phần 2)

ZaloPay đã chính thức hiện diện trên ứng dụng Grab

ZaloPay đã chính thức hiện diện trên ứng dụng Grab

"Tết trao yêu thương - Nhẹ vốn đậm lời”

"Tết trao yêu thương - Nhẹ vốn đậm lời”

Ảo hoá trải nghiệm - Cuộc đua mới của ngành công nghiệp ô tô toàn cầu

Ảo hoá trải nghiệm - Cuộc đua mới của ngành công nghiệp ô tô toàn cầu

Tấn công mạng trong năm 2022 có mức độ nghiêm trọng chưa từng có

Tấn công mạng trong năm 2022 có mức độ nghiêm trọng chưa từng có

Chợ 4.0 - Chuyển đổi số từ những nhân tố đời thường nhất ở Cần Thơ

Chợ 4.0 - Chuyển đổi số từ những nhân tố đời thường nhất ở Cần Thơ

Quy chuẩn trụ sạc xe điện - Cơ sở cho thị trường xe điện phát triển

Quy chuẩn trụ sạc xe điện - Cơ sở cho thị trường xe điện phát triển

Thúc đẩy hình thành ngành Hoạnh định tài chính cá nhân Việt Nam

Thúc đẩy hình thành ngành Hoạnh định tài chính cá nhân Việt Nam

Tin đọc nhiều

Phó Thủ tướng Trương Hoà Bình yêu cầu Hà Nội xem xét kiến nghị của người dân “phố cà phê đường tàu”

Phó Thủ tướng Trương Hoà Bình yêu cầu Hà Nội xem xét kiến nghị của người dân “phố cà phê đường tàu”

Cô gái 25 tuổi tỉnh táo livestream trong ca phẫu thuật não của chính mình

Cô gái 25 tuổi tỉnh táo livestream trong ca phẫu thuật não của chính mình

Google Maps được nâng cấp để cảnh báo “bẫy” tốc độ

Google Maps được nâng cấp để cảnh báo “bẫy” tốc độ

Smart City Summit 2019 bàn việc điều hành thành phố thông minh dựa trên phân tích dữ liệu

Smart City Summit 2019 bàn việc điều hành thành phố thông minh dựa trên phân tích dữ liệu

AI là công cụ đắc lực để Việt Nam bắt nhịp với thế giới

AI là công cụ đắc lực để Việt Nam bắt nhịp với thế giới

Thủy điện Trị An tiếp tục tăng lượng xả nước xuống hạ du vào 15h chiều nay

Thủy điện Trị An tiếp tục tăng lượng xả nước xuống hạ du vào 15h chiều nay

Xu thế số hoá mở ra cơ hội và cũng là thách thức của ngành kế toán

Xu thế số hoá mở ra cơ hội và cũng là thách thức của ngành kế toán

'Vũ khí Facebook' trong lời đe dọa của đại uý Hiền ở sân bay là gì?

'Vũ khí Facebook' trong lời đe dọa của đại uý Hiền ở sân bay là gì?

Khám chữa bệnh bằng áp dụng AI và IoT

Khám chữa bệnh bằng áp dụng AI và IoT

Tăng cường kết nối dữ liệu điện thoại khi bị chậm và cường độ tín hiệu kém

Tăng cường kết nối dữ liệu điện thoại khi bị chậm và cường độ tín hiệu kém

Video xem nhiều

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

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

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

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

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?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
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
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
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
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