Những công nghệ thu giữ carbon độc đáo

Chôn cây xuống đất

Công ty khởi nghiệp Underground Forest ở Hà Lan đang lên kế hoạch cho một cách thức khá kỳ lạ nhưng đơn giản để giữ lại lượng carbon mà cây cối đã hấp thụ từ không khí, đó là chôn vùi cây vào lòng đất. Họ lý giải rằng cây cối có khả năng hấp thụ CO2 rất tốt, nhưng khi chúng chết đi và phân hủy, lượng carbon này lại bị giải phóng trở lại không khí. Vì vậy, bằng cách chôn cây, công ty này hy vọng có thể ngăn chặn quá trình giải phóng carbon này và giữ cho lượng carbon đó bị “khóa cứng” dưới lòng đất.

Underground Forestsẽ chặt hạ những cây thông già, đào hố ở vùng đất ngập nước và ép các cọc cây xuống đất. Đồng thời, họ sẽ trồng những cây mới để thay thế. Kees de Gruiter, đồng sáng lập công ty nói rằng họ có thể loại bỏ một lượng lớn carbon mỗi năm lên tới một gigaton CO2. Ông coi phương pháp chôn vùi sinh khối này tương tự như các công nghệ loại bỏ carbon khác như thu giữ carbon trực tiếp (DAC). De Gruiter cho biết, những cọc gỗ này cũng có thể đóng vai trò làm nền móng cho các ngôi nhà. Hơn một nghìn năm trước, người dân Venice, Ý, đã xây dựng thành phố trên hơn 10 triệu cọc gỗ tương tự.

Mặc dù phương pháp chôn vùi sinh khối này chưa được chứng minh rộng rãi nhưng nó vẫn thu hút được sự chú ý của các nhà đầu tư công nghệ khí hậu. Công ty khởi nghiệp, Kodama Systems có trụ sở tại Mỹ, đã huy động được hơn 6 triệu USD từ quỹ Breakthrough Energy của Bill Gates để mở rộng quy mô hệ thống chôn sinh khối của mình.
Một công ty mới thành lập khác là RECOAL của Thụy Sĩ đã phát triển một cách để biến rác thải sinh khối thành “than phát thải âm”, sau đó trữ loại than này trong các khu mỏ bỏ hoang và hố cát vĩnh viễn. Than phát thải âm là loại than mà trong quá trình tạo ra, chúng loại bỏ hoặc cô lập được nhiều CO2 hơn tổng lượng phát thải. Joachim Hanssler, người sáng lập RECOAL, nói rằng với lượng rác thải sinh khối khổng lồ trên thế giới, người ta có thể mở rộng quy trình chôn vùi carbon này lên quy mô khổng lồ.

Phát triển sinh vật biển

Trong khi các công ty như Underground Forest, Kodama Systems và RECOAL đang hướng mắt xuống lòng đất, những công ty khác lại nhắm đến đại dương.

Đại dương rất giỏi trong việc cô lập carbon. Chúng đã hấp thụ 30% lượng CO2 - và 90% nhiệt lượng dư thừa - phát ra từ các hoạt động của con người. Chính những sinh vật sống trong biển là tác nhân thực hiện công việc này. Ví dụ, một cánh đồng cỏ biển (seagrass) có thể loại bỏ carbon nhanh hơn 30 lần so với một khu rừng nhiệt đới cùng diện tích. Liên Hợp Quốc đã từng gọi cỏ biển là “vũ khí bí mật trong cuộc chiến chống nóng lên toàn cầu”.

Một số dự án đã cố gắng trồng cỏ biển với mức độ thành công khác nhau. Vấn đề nằm ở chỗ canh tác bằng tay dưới đáy biển không phải dễ dàng. Đó là lý do tại sao Ulysses Ecosystem Engineering, một công ty khởi nghiệp ở Mỹ, đang nghiên cứu cách trồng và quản lý các cánh đồng cỏ biển bằng “công nghệ robot tiên tiến”.

Robot lặn không người lái của Ulysses sẽ thu thập hạt giống từ những đồng cỏ khỏe mạnh, trồng lại chúng ở những khu vực cỏ biển đã bị mất, sau đó kết hợp với công nghệ AI để theo dõi sự phát triển của nó. Công ty đã tạo ra gần 1 triệu USD doanh thu từ Chính phủ Mỹ và các cơ quan bảo tồn, chứng minh việc khôi phục cỏ biển thành công trong các thử nghiệm với Đại học Tây Úc, và hợp tác với Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Virginia và các cơ quan chính phủ ở Úc trong các dự án khôi phục cỏ biển quy mô lớn. Giữa năm nay, Ulysses đã huy động được 2 triệu USD trong vòng tiền hạt giống từ quỹ Lower Carbon Capital và các đối tác để mở rộng hoạt động của mình.

Một cách tiếp cận sáng tạo khác đã xuất hiện ở Anh khi công ty khởi nghiệp Blusinkphát triển những viên sỏi hấp thụ carbon có kích cỡ bằng một quả táo mà họ gọi là Blusinkies. Các viên sỏi nhân tạo này thực sự là “một mũi tên trúng hai đích”. Chúng được làm từ chất thải của ngành xây dựng và phụ phẩm nông nghiệp, được nung lên thành một loại vật liệu gốm canxi oxit (CaO) bền, cứng, an toàn cho biển và có đặc tính hấp thụ CO2 từ nước biển tương tự như quá trình vôi hóa đại dương tự nhiên.Do vậy, bản thân chúng đã có khả năng loại bỏ carbon.

Bên cạnh đó, với hình dạng thiết kế rỗng hợp lý, chúng cũng trở thành “giường” cho các loại nấm, tảo, giun nhiều tơ, động vật hình rêu và động vật chân đốt phát triển. Trong số này có tảo san hô (coralline algae), một loài tảo có khả năng lắng đọng canxi carbonat trong thành tế bào, tạo thành màu hồng, đỏ hoặc tía, và được xem như một trong những “nhà máy” hấp thụ carbon hiệu quả nhất của biển cả. Nhìn chung, trong vòng sáu tháng đến một năm kể từ khi thả xuống biển các viên sỏi Blusinkies, có thể trở thành một hệ sinh thái mô đun hoàn hảo để duy trì sự sống và nuôi dưỡng các nhà máy hấp thụ carbon.

Lorena Neira Ramírez, người sáng lập Blusink, nói rằng công nghệ loại bỏ carbon đại dương của họ có chi phí thấp hơn đáng kể - chỉ mất khoảng 180 Euro để loại bỏ một tấn CO2 - so với các công nghệ đắt đỏ hiện nay như thu giữ carbon trực tiếp, lên tới 1000-1300 Euro. Hơn nữa, nó thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ hệ sinh thái, không chỉ độc canh như các dự án cỏ biển. “Blusinkies tạo ra lợi ích môi trường vượt xa việc thu giữ carbon”, Ramírez nói.

Các công ty khởi nghiệp khác như Limenet của Ý hay Brineworks của Hà Lan dự định rải bụi vôi xuống đại dương để hấp thụ CO2 và đồng thời giảm độ axit của biển (Sự axit hóa đại dương góp phần vào hiện tượng tẩy trắng san hô). Chìa khóa cho những nỗ lực này nằm ở khả năng tự nhiên của canxi oxit (CaO) trong việc hóa rắn CO2.

Biến tòa nhà thành các bể chứa carbon

Công ty khởi nghiệp Calcin8 có trụ sở tại Anh đang giải quyết vấn đề theo hướng ngược lại. Thay vì thu giữ CO2 từ khí quyển, họ đang phát triển vôi ít carbon để ngăn chặn lượng khí thải ngay từ đầu.

Vôi (hoặc canxi oxit) là một hóa chất được dùng trong nhiều quy trình công nghiệp, bao gồm cả việc sản xuất xi măng. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại để sản xuất một tấn vôi sẽ thải ra trung bình khoảng một tấn CO2. Calcin8 đã phát triển một quy trình lò nung mới, chạy bằng năng lượng tái tạo và sử dụng đầu vào là các loại nguyên liệu khoáng sản có giá trị thấp để sản xuất vôi và thu được CO2 có độ tinh khiết cao, có thể dễ dàng bắt giữ và cô lập.
Behn Mapus-Smith, người sáng lập Calcin8, mô tả sản phẩm vôi của mình như những “miếng bọt biển carbon”. Khi vôi của Calcin8 được sử dụng trong xây dựng, nó sẽ phản ứng với CO2 trong không khí và hấp thụ nó - biến các tòa nhà thành bể chứa carbon. Tuy nhiên, Smith cũng nhấn mạnh rằng, việc loại bỏ CO2 sẽ chỉ thực sự có ý nghĩa nếu nó được mở rộng đến mức gigaton.

Tương tự Calcin8 khi nhắm đến ngành xây dựng, Paebbl, một công ty khởi nghiệp ở Hà Lan, cũng đang tạo ra các loại bột để thay thế vôi và các chất phụ gia, nhằm biến các tòa nhà thành bồn chứa carbon.

Paebbl dùng CO2 thu giữ được từ các ngành công nghiệp để trộn với đá olivin nghiền nhỏ trong các lò nung biến chúng thành CO3 (carbon trioxide), từ đó liên kết với ion magie để tạo thành khoáng chất carbonat rắn. Với mỗi tấn CO2 đưa vào, quá trình này tạo ra khoảng ba tấn bột, tên khoa học là magiê carbonat. Bột này có dạng mịn, mềm, màu xám xanh và có thể dùng để tạo ra các vật liệu bê tông.

Paebbl nói rằng họ đã phát triển sáu thế hệ bê tông với kết quả ban đầu khá tốt, và dự kiến sẽ kiểm định để sử dụng thương mại vào năm 2025. Tháng trước, Paebbl mới huy động được 25 triệu USD từ quỹ mạo hiểm Capnamic ở Đức và các đại gia ngành xi măng Đức Holcim và Goldbeck. Công ty nói rằng họ sẽ mở rộng quy mô để sản xuất khoảng ba tấn bột đá mỗi ngày cho các đối tác tiên phong trong ngành.

Nhìn chung, các startup đang đem đến những giải pháp công nghệ sáng tạo để loại bỏ carbon và hạn chế sự nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, hầu hết các công nghệ này vẫn chưa được thử nghiệm trên quy mô lớn.

Hans Westerhof, đồng sáng lập và giám đốc điều hành của Remove, một chương trình tăng tốc có trụ sở tại Amsterdam dành cho các công ty khởi nghiệp loại bỏ carbon trên thế giới, nhấn mạnh rằng các doanh nghiệp và chính phủ cần phải hỗ trợ nhiều hơn cho các công ty khởi nghiệp như vậy để cùng nhau đạt được quy mô loại bỏ CO2 cần thiết để giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu.

Theo: TNW, Times và Forbes