Singapore phát triển một dự án giúp loại bỏ CO2 khỏi đại dương

Sau khi đi vào hoạt động đầy đủ trong năm 2025, cơ sở này có thể loại bỏ 3.650 tấn CO2 khỏi đại dương mỗi năm.

Cơ quan nước quốc gia Singapore (PUB) ngày 27/2 cho biết, nhà máy trị giá 20 triệu USD (27 triệu SGP), khi hoạt động với 100% công suất vào năm 2025, sẽ có thể loại bỏ khoảng 3.650 tấn CO2 khỏi đại dương hàng năm, đồng thời giúp PUB khử carbon trong các quy trình xử lý nước của mình.

Khi nước biển được bơm trở lại đại dương, nó có khả năng hấp thụ nhiều CO2 hơn từ khí quyển.

Kế hoạch này được đưa ra sau khi hai cơ sở thí điểm nhỏ hơn – một ở nhà máy khử mặn R&D của PUB ở Tuas và một ở Cảng Los Angeles – đã chứng tỏ thành công trong việc loại bỏ CO2.

Cả hai nhà máy, được thành lập vào tháng 4 năm 2023, mỗi nhà máy đều có thể loại bỏ khoảng 100kg khí nhà kính khỏi đại dương mỗi ngày. Công nghệ này do công ty khởi nghiệp Equatic của Mỹ thiết kế, hoạt động bằng cách bơm nước biển từ các nhà máy khử muối lân cận thông qua điện. Điều này dẫn đến một loạt phản ứng hóa học phân tách nước biển thành hydro và oxy. CO2 hòa tan được kết hợp với các khoáng chất trong nước biển như canxi và magie để tạo ra đá vôi rắn – về cơ bản giữ CO2 trong ít nhất 10.000 năm.

Quá trình này mô phỏng sự hình thành tự nhiên của vỏ sò và các vật liệu rắn gốc canxi và magie có thể được lưu trữ dưới đáy đại dương hoặc có khả năng được sử dụng làm vật liệu xây dựng nếu thấy khả thi.

Nhà máy mới có tên Equatic-1, thay thế nhà máy ở Tuas, sẽ chứng minh liệu công nghệ loại bỏ CO2 có thể hoạt động trên quy mô lớn hơn để đáp ứng các mục tiêu của PUB hay không. Cơ sở theo kế hoạch cũng sẽ sản xuất khoảng 300kg hydro mỗi ngày, có thể cung cấp năng lượng cho nhà máy hoặc sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp khác.

Equatic-1 dự kiến ​​sẽ bắt đầu hoạt động vào quý cuối năm 2024, bắt đầu với một tấn mỗi ngày, với sự trợ giúp từ một nhóm đa ngành bao gồm các nhà nghiên cứu và chuyên gia mở rộng quy mô công nghệ từ công ty khởi nghiệp và Viện Quản lý Carbon tại Đại học California, Los Angeles (UCLA).

Con số này sẽ được tăng lên tới 10 tấn mỗi ngày vào Quý II năm 2025. Do các quy trình xử lý nước của PUB, bao gồm cả quá trình khử muối, tiêu tốn nhiều năng lượng nên PUB đang tìm cách đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để giảm mức sử dụng năng lượng, đồng thời giúp thu giữ và loại bỏ CO2 khỏi hoạt động của mình.

Cơ quan này đặt mục tiêu đạt được lượng khí thải carbon bằng 0 vào năm 2045. Nhà máy mới sẽ được trang bị để loại bỏ khoảng 10 tấn CO2 mỗi ngày – gấp hàng trăm lần so với hai nhà máy thí điểm hiện có.

PUB cho biết nước biển đã qua xử lý sẽ được xử lý thêm để giảm bất kỳ tác động tiềm tàng nào đến môi trường biển. Người phát ngôn của PUB và Equatic sẽ giám sát chặt chẽ mọi tác động môi trường phát sinh từ hoạt động của nhà máy Equatic-1 thông qua một nhà tư vấn độc lập, người phát ngôn của họ cho biết.

Giáo sư Gaurav Sant, đồng sáng lập công ty khởi nghiệp và Giám đốc Viện Quản lý Carbon, cho biết sau khi cơ sở mới thành công, Equatic sẽ mở rộng quy mô và thương mại hóa công nghệ của mình trên toàn cầu.

Ở quy mô thương mại, nhà máy sẽ có thể loại bỏ khoảng 110.000 tấn CO2 mỗi năm, tương đương với lượng khí thải carbon của 25.000 người.

Một số công ty khởi nghiệp của Mỹ đang đạt được tiến bộ trong công nghệ loại bỏ carbon dioxide trong đại dương. Ví dụ, công ty Ebb Carbon có trụ sở tại California đang lên kế hoạch sử dụng điện để làm cho nước biển có tính kiềm hơn, giúp hấp thụ nhiều CO2 hơn từ khí quyển. Họ đang có kế hoạch xây dựng nhà máy quy mô nhỏ đầu tiên tại thành phố Pasadena của California để loại bỏ CO2 để lưu trữ dưới lòng đất hoặc sử dụng cho các quy trình công nghiệp. RunningTide, có trụ sở tại Maine, Mỹ, đã ký một thỏa thuận với Microsoft, nhằm mục đích giảm lượng carbon vào năm 2030, nhằm loại bỏ và lưu trữ khoảng 12.000 tấn CO2 từ đại dương bằng cách trồng rong biển để hấp thụ CO2 khi nó phát triển.

Một báo cáo năm 2018 của cơ quan khoa học khí hậu hàng đầu của Liên hợp quốc – Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu – dự kiến ​​rằng khoảng 100 đến 1.000 gigaton CO2 sẽ cần phải được loại bỏ vào cuối thế kỷ này để hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5 độ C.

Một số phương pháp loại bỏ CO2 bao gồm trồng cây mới và sử dụng công nghệ thu khí trực tiếp để hút CO2 từ khí quyển và lưu trữ vĩnh viễn sâu dưới lòng đất. Các phương tiện dựa vào đại dương cũng có thể được sử dụng và chúng liên quan đến việc khai thác các đặc tính vật lý và hóa học khác nhau của đại dương để tăng cường khả năng lưu trữ carbon.

Đại dương là nơi lưu trữ CO2 tự nhiên, hấp thụ khoảng 30% lượng khí thải CO2 từ hoạt động của con người. Tuy nhiên, việc hấp thụ CO2 ngày càng tăng đã khiến đại dương nóng lên, axit hóa đại dương và mất oxy, phá hủy nhiều hệ sinh thái và môi trường sống biển. Điều này ảnh hưởng đến khả năng của đại dương trong việc tiếp tục cung cấp thực phẩm, hỗ trợ sinh kế và cách ly thế giới khỏi những tác động ngày càng tồi tệ của biến đổi khí hậu. Chi phí của các công nghệ loại bỏ CO2 khỏi đại dương vẫn còn cao và vẫn chưa rõ tác động của chúng đối với hệ sinh thái đại dương hoặc liệu chúng có còn khả thi ở quy mô lớn hơn hay không. Dự án được tài trợ bởi PUB, Quỹ nghiên cứu quốc gia và Viện quản lý carbon.

Sau khi Equatic-1 đi vào hoạt động, quy trình này sẽ tạo ra tín chỉ carbon, mỗi tín chỉ carbon đại diện cho một tấn CO2 được loại bỏ khỏi khí quyển. PUB cho biết các khoản tín dụng sẽ được phân bổ cho từng đối tác trong số ba đối tác của dự án theo tỷ lệ kinh phí mà họ đã đầu tư.

Equatic đã ký kết thỏa thuận với các công ty như Boeing để mua tín chỉ carbon từ các nhà máy thương mại trong tương lai. PUB cho biết thêm rằng họ sẽ tiếp tục nghiên cứu tiềm năng tích hợp công nghệ này như một phần của quy trình khử muối trong các nhà máy của mình, để xác định giai đoạn nào của quy trình sẽ mang lại nhiều lợi ích nhất về mặt giảm lượng carbon ròng. Ví dụ, thu giữ carbon dioxide từ nước biển khi bắt đầu quá trình khử muối có thể giúp giảm nhu cầu năng lượng tổng thể của quá trình khử muối.

Giám đốc kỹ thuật và công nghệ của PUB Pang Chee Meng cho hay: "Chúng tôi rất vui mừng được tiếp tục hợp tác với UCLA và Equatic để phát triển một giải pháp có khả năng phối hợp tiềm năng với các nhà máy khử muối của PUB. Chúng tôi tin tưởng chắc chắn rằng những tiến bộ công nghệ, được thực hiện với sự hợp tác của giới học thuật và khu vực tư nhân, nắm giữ chìa khóa để giải quyết những thách thức phức tạp do biến đổi khí hậu đặt ra".

Bình An