Đại dương - chìa khóa giảm phát thải CO2 vào khí quyển

Tuy nhiên, do con người thải ra ước tính khoảng 37 tỷ tấn CO₂ mỗi năm nên các chiến lược hiện tại để thu giữ khí thải này dường như không còn hiệu quả.

Vì thế, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Los Angeles (UCLA) đã đề xuất con đường loại bỏ hàng tỷ tấn CO2 từ khí quyển mỗi năm. Thay vì thu CO₂ trực tiếp trong khí quyển, công nghệ này sẽ chiết xuất CO2 từ nước biển, giúp nước biển hấp thụ nhiều CO₂ hơn. Tính trên một đơn vị thể tích, nước biển chứa nhiều CO₂ gấp gần 150 lần không khí. Công nghệ được đề xuất có tên là sCS₂ (cô lập và lưu trữ cacbon một bước). Nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên tạp chí ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

"Để giảm thiểu biến đổi khí hậu, chúng ta cần loại bỏ khỏi khí quyển mỗi năm từ 10-20 tỷ tấn CO₂", GS. Gaurav Sant, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Để triển khai giải pháp trên quy mô đó, chúng tôi phải lấy cảm hứng từ thiên nhiên".

Do khí quyển và đại dương ở trạng thái cân bằng, nên nếu CO₂ được chiết xuất từ đại dương, thì CO₂ từ khí quyển có thể hòa tan vào đó. Trong trường hợp này, nước biển giống như một miếng xốp hấp thụ CO₂ hết công suất và quá trình sCS2 nhằm mục đích đẩy khí ra, cho phép miếng xốp hấp thụ nhiều CO₂ hơn từ khí quyển.

Công nghệ được đề xuất sẽ kết hợp một lò phản ứng dòng chảy, hệ thống liên tục được cung cấp nguyên liệu thô và tạo ra sản phẩm. Nước biển sẽ chảy qua một tấm lưới cho phép điện tích truyền vào nước, khiến nước có tính kiềm. Qua đó, một loạt các phản ứng hóa học được khởi động, kết hợp CO₂ hòa tan với canxi và magiê có nguồn gốc từ nước biển để tạo ra đá vôi và magnesit thông qua một quá trình tương tự như cách hình thành vỏ sò. Nước biển chảy ra sau đó sẽ không còn chứa CO₂ hòa tan và sẵn sàng hấp thụ nhiều CO₂ hơn. Ngoài các khoáng chất, còn có thêm một sản phẩm phản ứng là hydro - nhiên liệu sạch.

Phương pháp mới ngoài quy mô xử lý hàng tỷ tấn CO₂, còn có nhiều ưu điểm hơn so với các ý tưởng hiện có để giải quyết sự tích tụ CO₂ trong khí quyển. Phương pháp "một bước" này có sự khác biệt so với các phương pháp khác đòi hỏi CO₂ được lấy từ khí quyển phải trải qua quá trình cô đặc qua nhiều bước trước khi được lưu trữ. Dù một số kế hoạch đề xuất lưu trữ CO₂ dưới lòng đất như các bể chứa dầu và khí thiên nhiên đã cạn kiệt, nhưng vẫn có nguy cơ gây rò rỉ CO₂ trở lại khí quyển. Trái lại, sCS₂ giúp lưu trữ lâu dài CO₂ ở dạng khoáng rắn.

Nhóm đã thực hiện phân tích chi tiết về các nguyên liệu, năng lượng đầu vào và chi phí cần để triển khai phương pháp mới, cũng như những việc cần làm với các sản phẩm phụ. Với lượng CO₂ lớn như hiện nay, theo ước tính cần khoảng 1.800 nhà máy sCS2 để cố định 10 tỷ tấn CO₂ mỗi năm với chi phí lên đến hàng nghìn tỷ đô la.

Các nhà nghiên cứu tin rằng sCS2 ngay cả khi triển khai ở quy mô nhỏ, cũng là bước tiến trong việc thu giữ và lưu trữ cacbon. Do đó, sCS2 cần được xem là một nội dung tiềm năng của bất kỳ chiến lược tổng thể nào để đối phó với biến đổi khí hậu.