Bên trong nhà máy tái chế Carbon dioxide của Covestro. Ảnh: Covestro
Tiềm năng thay thế dầu thôNgành công nghiệp hoá chất ở Marl, phía bắc vùng Ruhr, Đức sẽ diễn ra một thay đổi to lớn. Đó là, trong những tháng tới, dự án Rheticus do tập đoàn hoá chất Evonik và Siemens hợp tác sẽ được triển khai, với ý định sao chép tự nhiên để tạo ra quá trình quang hợp nhân tạo. Nhờ đó, carbon dioxide và nước sẽ được chuyển hoá thành các hợp chất hoá học mới.
Dự án thử nghiệm đầu tiên sẽ hoàn thành vào năm 2021 tại khu phức hợp hoá chất khổng lồ của tập đoàn Evonik ở Marl. Tầm nhìn của dự án từ lâu đã được ấp ủ trong giới công nghiệp, đó là: sẽ tái chế để sử dụng lại carbon dioxide thay vì tống ra không khí như trước đây. Giới công nghiệp và các nhà nghiên cứu trên thế giói đang đẩy mạnh phát triển ý tưởng này, mục đích cuối cùng là sẽ tái chế để carbon dioxide trở thành một siêu nguyên liệu thay thế dầu mỏ. “Chúng tôi phát triển một nền tảng, từ đó có thể sản xuất các loại hoá chất với giá thành thấp hơn và thân thiện với môi trường hơn”, Günter Schmidt, nhà quản lý của Siemens Corporate Technology cho biết.
Đây là một tiềm năng to lớn: trong carbon dioxide có carbon – chất này từ lâu là nền tảng để tạo ra xăng dầu, xăng máy bay, chất dẻo hay các loại hoá chất khác. Cho đến nay carbon được lấy từ dầu thô, trong thực tế toàn bộ ngành sản xuất hoá chất dựa trên nhiên liệu hoá thạch. Nhưng nguồn dầu mỏ rồi sẽ cạn, trong khi đó một lượng lớn khí thải gây hiệu ứng nhà kính CO2 đang bị thải ra bầu khí quyển trong quá trình sử dụng tài nguyên dầu mỏ.
Tái chế carbon dioxide là một ý tưởng tuyệt vời, và từ lâu điều này không còn là chuyện viễn tưởng xa xôi. Trên thế giới, ngày càng nhiều các cơ sở muốn nghiên cứu và hiện thực hóa ý định này, theo quan sát của nhà Michael Carus, Viện trưởng Viện Nova về công nghệ sinh học ở Hürth, Đức. Ông tin rằng: “trong 50 năm tới, con người có thể sản xuất các loại hoá chất và nhiên liệu mà hoàn toàn không cần đến dầu mỏ”.
Khó khăn trong "thu gom" Cách Marl 100 km về phía Nam, việc sử dụng carbon dioxide dưới dạng nguyên liệu đã được thương mại hóa chứ không chỉ là câu chuyện trong phòng thí nghiệm. Ở Dormagen, ngoại vi thành phố Köln, hãng Covestro đang sản xuất nhựa từ carbon dioxide. Hãng này chuyên cung cấp bọt mềm, chủ yếu để làm chất độn ở ghế và nệm. Thông thường loại bọt xốp này được sản xuất từ nguyên liệu hoá thạch. Hiện tại Covestro có thể thay thế khoảng trên 1/5 lượng dầu mỏ để sản xuất bọt mềm bằng carbon dioxide.
“Carbon dioxide là một nguồn carbon hết sức thú vị”, Markus Steilemann, chủ tịch hội đồng quản trị của Covestro nói. Tập đoàn này đang đẩy mạnh nghiên cứu về các lĩnh vực ứng dụng khác và biến quy trình này thành một mảng kinh doanh quy mô lớn. Ví dụ có thể sản xuất carbon dioxide thành chất bọt cứng làm chất cách âm hay tạo ra tiền chất để sản xuất sợi.
Tuy nhiên, thoạt nghe thì tái chế carbon dioxide có vẻ khá đơn giản. Nhưng để ứng dụng vào sản xuất lớn trong công nghiệp thì còn phải có những nỗ lực rất lớn. Hiện giá thành sản xuất còn cao hơn nhiều so với sản xuất hoá chất từ dầu mỏ. Toàn bộ ngành công nghiệp hoá chất đều dựa vào việc sử dụng nguyên liệu hoá thạch. Và khi giá dầu mỏ rẻ thì các giải pháp thay thế khó có thể được đưa vào áp dụng.
Thêm vào đó là những thách thức về kỹ thuật. Phải “thu gom” carbon dioxide trong không khí. Hơn nữa quá trình chuyển hoá đòi hỏi cần phải sử dụng lượng năng lượng lớn. Carbon dioxide có trong bầu khí quyển với khối lượng lớn tuy nhiên việc “thu hoạch” nó lại khá đắt đỏ. Thu gom carbon dioxide tại nơi sản sinh ra nó thì đơn giản hơn và rẻ hơn – tức là thu carbon dioxide ngay tại các cơ sở sản xuất công nghiệp lớn.
Điều này có thể được thực hiện như thế nào trong sản xuất lớn? chúng ta có thể chứng kiến tại Nordrhein-Westfalen, tập đoàn sản xuất thép Thyssen-Krupp liên kết với 17 đối tác trong cùng lĩnh vực công nghiệp hoá chất cũng như với các nhà khoa học để tiến hành dự án “Carbion2Chem” nhằm thu gom khí thải từ những lò luyện thép để đưa khí carbon dioxide và “chế biến” thành nhiên liệu. Như vậy, 20 triệu tấn khí thải carbon dioxide mà ngành công nghiệp sắt thép của Đức tạo ra hàng năm trong tương lai sẽ được chế biến thành sản phẩm hoá chất và nhiên liệu.
Ngoài ra, vấn đề có ý nghĩa quyết định đối với cân bằng sinh thái trong việc sử dụng carbon dioxide với khối lượng lớn là phải có đủ lượng năng lượng tái sinh với giá cả hợp lý. Hiện nay, quy trình này chỉ có thể thực hiện được ở những địa bàn luôn có một lượng năng lượng điện tái sinh ổn định, thí dụ ở Na uy và Canada có nguồn thuỷ điện lớn và ổn định. Một số doanh nghiệp trẻ tại đây đã có các cơ sở thương mại để sản xuất nhiên liệu không cần điều chế từ dầu mỏ. Ví dụ ở Na uy, từ năm 2020 nước này sẽ sản xuất được 8000 tấn nhiên liệu có tên là “Blue Crude” thân thiện với môi trường để thay thế dầu mỏ. Blue Crude do hãng Sunfire ở Dresden (Đức) phát triển. Nguyên liệu tổng hợp này được chế tạo từ nước và carbon dioxide. Theo thông tin của Sunfire thì chất này trong tựa như dầu mỏ, là tiền chất để sản xuất giày thể thao, nhựa, điện thoại thông minh hay kẹo cao su. Quan trọng là, để làm ra sản phẩm này, ngành công nghiệp hoá chất không cần đổi mới hoặc cải tiến nhiều cơ sở sản xuất hiện có.
Các chuyên gia như Carus coi đây là một tiềm năng rất lớn đối với lĩnh vực sử dụng nhiên liệu và hi vọng, không lâu nữa ngành hàng không hoặc ngành tàu biển sẽ sử dụng xăng máy bay điều chế trên cơ sở carbon dioxide.
Xuân Hoài dịchNguồn:https://www.wiwo.de/unternehmen/industrie/chemieindustrie-deutsche-firma-stellt-synthetischen-oel-ersatz-her/21132312-2.html