Chuyên đề - Giải pháp

Ảnh minh họa

Các loại khí nhà kính phổ biến nhất trên Trái Đất gồm: hơi nước, khí carbonic (CO₂), khí mê tan (CH₄), khí oxyt nitơ (N₂O), khí ozone, và các loại khí CFC như sulfur hexafluoride, hydrofluorocarbons và perfluorocarbons. Mức độ góp phần gây nên hiệu ứng nhà kính của các khí chính có thể sắp xếp theo trình tự sau: 1) Hơi nước 36–72%; 2) Khí carbonic 9–26%; 3) Khí mê tan 4–9%; và 4) Khí ozone 3–7% (IPCC, 2007). Theo ước tính của IPCC khí CO₂ chiếm tới 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu. Nồng độ CO₂ trong khí quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850–1998 và hiện nay nồng độ CO₂ tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm. Chính vì vậy, khí CO₂đã trở thành đối tượng chính trong các nỗ lực của loài người nhằm giảm phát thải khí nhà kính, dưới các hình thức hoặc là giảm phát thải khí CO₂ hoặc thu hồi và cất giữ nó một cách an toàn và lâu dài.

Thế giới đang “cất giữ” CO₂  

Thuật ngữ “thu hồi và cất giữ CO₂ (Carbon dioxide capture and storage) là một khái niệm mới mẻ đối với Việt Nam, song nó đã từng được nghiên cứu thành công ở nhiều nước trên thế giới. Chính vì vậy trong Chương trình KHCN phục vụ Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó BĐKH, Bộ TNMT đã đề xuất thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này và đã được chấp thuận, giao cho Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản thực hiện.

Các công nghệ cô lập CO₂ có khả năng thực hiện ở quy mô lớn bao gồm cất giữ CO₂ trong các thành tạo địa chất sâu dưới lòng đất, bơm CO₂ trực tiếp xuống biển hay khoáng hóa carbon đều đã được nghiên cứu và thử nghiệm. Trong đó, việc cất giữ CO₂ trong các thành tạo địa chất nổi lên là phương pháp tiềm năng nhất cho việc cắt giảm lượng khí thải CO₂ trên quy mô lớn do hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của nó.

Thu hồi và cất giữ CO₂ trong các thành tạo địa chất là  hoạt động kỹ thuật nhằm thu hồi, vận chuyển CO₂ từ các nguồn phát thải và cất giữ nó trong các thành tạo địa chất như các bể dầu và khí đã cạn kiệt, các vỉa than không thể khai thác, hay các tầng chứa nước mặn dưới sâu không thể sử dụng cho công nông nghiệp và sinh hoạt, v.v., để giảm lượng khí thải CO₂ thoát vào khí quyển và qua đó giảm nhẹ quá trình biến đổi khí hậu (IEA Greenhouse Gas R&D Programme, 2009).

Cất giữ địa chất CO₂ như một biện pháp giảm thiểu khí nhà kính đã bắt đầu được đề xuất từ những năm 70 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, có khá ít các nghiên cứu được thực hiện cho đến đầu những năm 90 khi ý tưởng này trở nên khả thi thông qua kết quả nghiên cứu của các cá nhân và của một vài nhóm nhà khoa học. Vào năm 1996, dự án cất giữ CO₂ qui mô lớn đầu tiên trên thế giới đã được tập đoàn Statoil khởi động tại mỏ khí đốt Sleipner ở biển Bắc (Nauy). Vào cuối thập kỷ 90, nhiều chương trình nghiên cứu cá nhân và nhà nước nhằm thu hồi và cất giữ CO₂ đã được thực hiện ở Hoa Kỳ, Canada, Nhật Bản, Châu Âu và Úc. Cũng trong thời gian này, một vài công ty dầu mỏ đã lặng lẽ quan tâm đến việc cất giữ địa chất CO₂ như một biện pháp giảm thiểu, đặc biệt cho các mỏ khí đốt với hàm lượng CO₂ tự nhiên cao như ở Natuna (Indonesia), Salah (Angeria) và Gordon (Úc). Gần đây, các công ty khai thác than và các công ty sản xuất điện bắt đầu nghiên cứu việc thu hồi và cất giữ địa chất CO₂ như là biện pháp giảm thiểu khí thải CO₂ đối với ngành sản xuất của họ.

Giải pháp cất giữ địa chất CO₂ hiện đang được chú trọng đầu tư nghiên cứu và triển khai trên thế giới, cho phép nhân loại tiếp tục sử dụng nguyên liệu hóa thạch (dầu, khí, than) trong lúc tìm kiếm nguồn năng lượng sạch có khả năng tái tạo thay thế cũng như cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Năm 2008, trong báo cáo “Viễn cảnh công nghệ năng lượng”, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính đến năm 2050, khoảng 1/3 lượng khí thải CO₂ toàn cầu (tương đương 236 tỷ tấn CO₂) sẽ được cất giữ trong các thành tạo địa chất (IEA, 2008).

Việt Nam cũng muốn “cất giữ CO₂ trong các thành tạo địa chất

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu công nghệ “thu hồi và cất giữ CO₂” cấp độ nhà nước vẫn chưa được triển khai. Tuy nhiên, trong năm 2009 Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (DGMV, Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã phối hợp với Cơ quan Nghiên cứu Mỏ- Địa chất (BRGM) của Pháp để tiến hành một đề tài nghiên cứu với tiêu đề “Khả năng thu giữ khí CO₂ tại Việt Nam đến đâu?” và đã báo cáo kết quả đề tài này tại kỳ họp thứ 8 Diễn đàn kinh tế- tài chính Việt- Pháp tổ chức tại Thành phố Hạ Long (Quảng Ninh) ngày 16-18/11/2009. Cũng trong năm 2009, Viện Dầu Khí Việt Nam (Tập đoàn Dầu Khí quốc gia Việt Nam) đã phối hợp với Tổng công ty Dầu khí và Kim loại Nhật Bản (JOGMEC) và Công ty thăm dò Dầu khí Nippon (NOEX) để tiến hành một dự án nghiên cứu tiền khả thi tiêu đề “Nghiên cứu khả năng sửdụng CO₂ nhằm tăng cường thu hồi dầu ngoài khơi Việt Nam, góp phần giảm thiểu thay đổi khí hậu toàn cầu”. Ngoài ra, một vài công ty ở Việt Nam đã nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thu hồi CO₂ trong quá trình phát thải để sản xuất sản phẩm mới hoặc sản xuất sạch hơn. 

Như vậy, ở Việt Nam, chúng ta mới chỉ triển khai một hai đề tài nghiên cứu mang tính giới thiệu với Nhà nước về tiềm năng và tính khả thi của việc cất giữ CO₂ trong các thành tạo địa chất. Để đánh giá với độ tin cậy cao về khả năng cất giữ CO₂ lâu dài trong một cấu trúc địa chất, một loạt các phương pháp địa chất như khoan, địa vật lý, kiến tạo, địa tầng, trầm tích, địa hóa, thạch học, cơ lý đá, cũng như các phương pháp tân kiến tạo và tai biến địa chất (phá hủy đứt gãy, động đất, núi lửa) v.v. cũng phải được áp dụng đồng thời.

Chính vì vậy, Chương trình “Khoa học và công nghệ phục vụ chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu”, đã “đặt hàng” các nhà khoa học  nghiên cứu vấn đề này với mục tiêu: Xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn thông tin về công nghệ cất giữ CO₂ trên thế giới, để xác định các hệ tầng, cấu trúc địa chất ở Việt Nam phù hợp cho việc cất giữ CO₂ và lựa chọn công nghệ phù hợp cho Việt Nam; Phân vùng dự đoán tiềm năng cất giữ CO₂ trên toàn lãnh thổ miền Bắc Việt Nam; Đề xuất các giải pháp công nghệ cất giữ CO₂trong các thành tạo địa chất ở miền Bắc Việt Nam; Mô hình mô phỏng giải pháp công nghệ cất giữ CO₂ cho một vùng cụ thể ở miền Bắc Việt Nam.

Hy vọng rằng, trong tương lai không xa, với sự thành công của đề tài nghiên cứu khoa học này sẽ tạo bước đột phá mới cho ngành khoa học phục vụ vấn đề giảm phát thải hiệu ứng nhà kính, chủ động ứng phó BĐKH tại Việt Nam.

Kim Liên ( trích từ báo cáo NCKH của Viện ĐC – KS)