Công Nghệ Thu Hồi Và Lưu Giữ CO2 Và Ứng Dụng

Thuật ngữ “thu hồi và lưu giữ CO2” thường được dùng để chỉ nhóm công nghệ giúp giảm thiểu khí thải CO2, làm giảm tác động tới quá trình biến đổi khí hậu. Trong bài viết này, đơn vị cung cấp khí công nghiệp tại tphcm DAKHIEN sẽ giới thiệu chi tiết về công nghệ thu hồi và lưu giữ CO2 cũng như ứng dụng của chúng trong mọi mặt đời sống.

>>>> XEM THÊM: Cung Cấp Khí CO2 Công Nghiệp Tại Nhà Máy

1. Giới Thiệu về Công Nghệ Thu Hồi và Lưu Giữ CO2

Công nghệ thu hồi và lưu giữ CO2 (CCS) là một quá trình thu hồi và lưu giữ lại khí carbon dioxide (CO2) từ các ngành công nghiệp nặng như hóa chất, xi măng, thép hay các nguồn phát thải lớn từ nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Công nghệ này sẽ đưa khí thải tới các điểm lưu giữ an toàn như dưới lòng đất, lòng biển,… nhằm ngăn chặn lượng CO2 thoát ra ngoài khí quyển. Từ đó nhằm giảm thiểu tác hại tới môi trường, hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu.

Việc nghiên cứu thu hồi và lưu trữ carbon dioxide bắt đầu từ giữa thế kỷ XX, nhưng phải đến cuối những năm 1970 và đầu 1980 mới có các dự án quy mô lớn đầu tiên. Năm 1996, dự án Sleipner ở Na Uy do Equinor điều hành bắt đầu bơm khí CO2 vào tầng Utsira ở Biển Bắc, trở thành dự án CCUS thương mại đầu tiên.

Cùng thời điểm đó, dự án Weyburn-Midale ở Canada cũng được triển khai khi CO2 được sử dụng để tăng cường thu hồi dầu. Sang đầu những năm 2000, nhiều quốc gia như Hoa Kỳ, Canada và Úc triển khai các chương trình CCUS. Tại Hoa Kỳ, dự án FutureGen được khởi động nhưng sau đó bị hủy bỏ do chi phí cũng như những khó khăn về mặt kỹ thuật.

Gần đây, Hoa Kỳ đẩy mạnh sử dụng CO2 thu được để tăng cường khai thác dầu (EOR) nhờ công nghệ phát triển và các ưu đãi hấp dẫn về thuế. Ngày nay, CCS ngày càng quan trọng trong mục tiêu giảm phát thải toàn cầu, với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ chính sách và đầu tư từ chính phủ, thúc đẩy đổi mới và triển khai công nghệ trên phạm vi rộng.

2. Quy Trình Thu Hồi và Lưu Giữ CO2

Quy trình thu hồi và lưu giữ CO2 gồm 3 bước chính như sau:

Bước 1: Thu giữ CO2

Quá trình này nhằm tách riêng khí CO2 ra khỏi hỗn hợp khí thải phát sinh từ một nguồn phát thải cụ thể. Có nhiều kỹ thuật được áp dụng để thu giữ C02 như: tách khí bằng phương pháp vật lý, sử dụng chất lỏng hấp thụ, hấp phụ trên vật liệu rắn hay kết hợp giữa các công nghệ như màng lọc kết hợp hấp phụ.

Khi khí CO2 đã được phân tách, phần khí còn lại sẽ được xả vào khí quyển. Hệ thống thu giữ CO2 sau khi đốt, nhờ vào dung môi và công nghệ tiên tiến có thể loại bỏ tới hơn 90% lượng CO2 trong khí thải.

Bước 2: Vận chuyển CO2

Sau khi đã được tách khỏi các thành phần khác trong khí thải, khí CO2 sẽ được nén hoặc chuyển sang dạng lỏng để thuận tiện cho việc vận chuyển. Ngày nay, CO2 chủ yếu được vận chuyển qua hệ thống đường ống, tàu thủy, ô tô tải hoặc tàu hỏa.

Bước 3: Lưu giữ CO2

Sau khi được tách và vận chuyển, CO2 sẽ được lưu giữ tại những địa điểm có điều kiện địa chất phù hợp để đảm bảo an toàn như dưới lòng đất, mỏ dầu khí đã cạn, tầng ngầm nước mặn sâu, khoang muối tự nhiên không thể khai thác, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Ngoài việc lưu giữ vĩnh viễn, CO2 còn có thể được tái sử dụng trong một số ứng dụng thương mại như: bơm khí CO2 vào các mỏ dầu sắp cạn để gia tăng khả năng thu hồi dầu, tham gia vào quá trình năng lượng sinh học thông qua CCS khi được sử dụng trong các quy trình sinh khối như gỗ.

>>>> LƯU Ý: Tác hại của Co2 đối với môi trường

3. Ứng dụng thực tế của công nghệ thu hồi và lưu giữ CO2

Công nghệ thu hồi và lưu giữ CO2 ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề đời sống, có thể kể đến như:

• Ngành công nghiệp nặng: CCS có thể được ứng dụng giúp giảm thiểu sự phát thải khí CO2 từ các nhà máy hóa chất hay công nghiệp nặng như thép, xi măng,…
• Ngành năng lượng: CCS được sử dụng để giảm thiểu sự phát thải CO2 từ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than, dầu hay điện khí.
• Hoạt động sản xuất năng lượng tái tạo: CCS có thể được sử dụng để giảm thiểu phát thải khí CO2 từ hoạt động sản xuất năng lượng tái tạo của các nhà máy điện gió hay điện mặt trời.

4. Tiềm Năng và Thách Thức của CCS

Công nghệ thu hồi và lưu trữ CO2 (CCS) đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực toàn cầu nhằm đạt mục tiêu phát thải ròng bằng không (Net Zero), đặc biệt tại các quốc gia phát triển như Mỹ, Anh, EU, Nhật Bản và Trung Quốc. CCS không chỉ góp phần giảm phát thải khí nhà kính mà còn mở ra cơ hội kinh doanh mới.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), để đạt Net Zero, lượng CO2 được thu hồi và lưu giữ cần tăng từ 40 triệu tấn năm 2020 lên 1,6 tỷ tấn vào 2030 và 7,6 tỷ tấn vào 2050. Tính đến tháng 9/2022, đã có 194 dự án CCS toàn cầu, tăng 44% so với năm trước. Mỹ dẫn đầu về số lượng dự án, với nhiều sáng kiến đến từ các tập đoàn lớn như Exxon Mobil – đơn vị chiếm khoảng 1/5 tổng công suất thu giữ CO2 toàn cầu. Các dự án hiện nay chủ yếu phục vụ thu hồi dầu, nhưng đang dần mở rộng quy mô và mục tiêu.

Bên cạnh những tiềm năng to lớn, CCS vẫn đang phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt về chi phí và hạ tầng kỹ thuật. Quá trình xử lý tạp chất trong CO2 khi thu từ không khí đòi hỏi yêu cầu công nghệ tách lọc phức tạp, làm gia tăng chi phí và độ phức tạp của dự án. Ngoài ra, CCS cũng vấp phải chỉ trích từ một số nhóm môi trường và chính trị. Họ cho rằng công nghệ này có thể bị lạm dụng để kéo dài việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Bên cạnh việc đẩy nhanh sự phát triển của năng lượng tái tạo và tăng cường hiệu suất năng lượng, các giải pháp như công nghệ thu hồi và lưu giữ CO2 (CCS) sẽ là một phần trong bức tranh tổng thể giúp giảm thiểu khí thải và đi đến mục tiêu Net Zero phạm vi toàn cầu. Hy vọng, bài viết trên từ DAKHIEN đã cung cấp đến bạn những thông tin hữu ích về CCS và tác động của chúng trong đời sống thường ngày.