Lạc quan về các nhà máy thu hồi và lưu trữ khí các-bon, nên hay không nên?

Chủ nhật, 28/04/2024 | 16:23 GMT +7

| 024.221.47474

Nghiên cứu đào tạo

Lạc quan về các nhà máy thu hồi và lưu trữ khí các-bon, nên hay không nên?

25/03/2024

Những nghiên cứu đánh giá mới đây cho thấy đầu tư các nhà máy thu hồi và lưu trữ khí các-bon có chi phí cao, nhưng hiệu quả giảm phát thải ròng thấp trong cả lĩnh vực năng lượng và công nghiệp.

Nhà máy công nghệ thu hồi và lưu trữ khí các-bon (CCS) được kỳ vọng là giải pháp tiềm năng để giảm thiểu biến đổi khí hậu. Nhiều quốc gia trên thế giới xây dựng kế hoạch thực hiện mục tiêu chống biến đổi khí hậu bằng cách đưa công nghệ CCS như là giải pháp tiên tiến và cấp bách.

Mới đây, Liên minh châu Âu cũng đã công bố mục tiêu khí hậu đến năm 2040, trong đó khẳng định vai trò của công nghệ CCS để đạt được các mục tiêu môi trường.

Tuy nhiên, một số nghiên cứu chỉ ra thực tế rằng nhiều dự án công nghệ CCS đang thất bại hoặc hoạt động kém hiệu quả, dưới mức kỳ vọng, thậm chí trái ngược với những mong đợi dành cho loại công nghệ này. Cho dù nhận được sự tin tưởng, thậm chí được đánh giá là giải pháp hữu hiệu bởi nhiều quốc gia, các tổ chức quốc tế đa phương và nhiều ngành công nghiệp, nhưng hiệu quả thực tế của công nghệ CCS lại không tương xứng với những gì mà người ta vẫn thường nghĩ về nó.

Bản chất của công nghệ CCS là thu CO2 từ khí thải của các nhà máy điện và nhà máy sản xuất công nghiệp, lưu trữ chúng ở các lớp kiến tạo địa chất ngầm trong lòng đất. Ngăn cản CO2 được thải ra và tích tụ trong khí quyển, theo đó ngăn chặn hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Nếu lượng các-bon thu giữ không được lưu trữ dưới lòng đất mà được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác, thì công nghệ ấy có tên là công nghệ thu hồi, lưu trữ và sử dụng các-bon (CCUS). Trong khi CCS có mục tiêu trung hòa các-bon, thì CCUS không thể đáp ứng mục tiêu này, mà nó phụ thuộc vào cách CO2 được tái sử dụng trong công nghiệp.

Viện Kinh tế năng lượng và Phân tích tài chính (IEEFA) đã tiến hành đánh giá liên quan đến những dự án CCS và kết luận của cơ quan này khẳng định có nhiều dự án thất bại hoặc kém hiệu quả. Trong số 13 dự án được đánh giá, có 3 dự án hoàn toàn thất bại không đạt được mục tiêu, gồm cả dự án tại Hoa Kỳ và Algeria. Ngoài ra, có 5 dự án kém hiệu quả, 3 dự án chỉ đáp ứng được công suất thu các-bon và 2 dự án khác thiếu dữ liệu công khai.

Hơn nữa, năng lượng cần thiết cho vận hành hệ thống CCS tại các nhà máy điện có thể làm giảm tổng sản lượng điện của nhà máy. Kinh nghiệm cho thấy hệ thống này tiêu tốn tới 30-40% sản lượng và để bù sản lượng thiếu hụt cần phải cấp thêm nhiên liệu bổ sung cho nhà máy điện.

Điều này có nghĩa rằng trong nỗ lực để đạt được trung hòa các-bon, nhà máy điện tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn, đồng nghĩa với tăng chi phí cao hơn từ 1,5-2 lần tại các nhà máy điện có hệ thống CCS, ngoại trừ trường hợp hệ thống CCS được cấp điện từ nguồn năng lượng tái tạo.

Ở góc độ tài chính, triển khai công nghệ CCS đòi hỏi lượng vốn đầu tư lớn. Sử dụng phương pháp tính toán của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) đối với công nghệ CCS, Viện CCS toàn cầu ước tính tổng vốn cho các dự án CCS trên toàn thế giới giao động trong khoảng từ 655 triệu đến 1,28 tỷ USD mỗi năm.

Trong Báo cáo lần thứ VI của Hội nghị Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu, công nghệ CCS được công nhận là giải pháp giảm thiểu tác động đối với môi trường khí hậu. Tuy nhiên, báo cáo cũng nêu rõ công nghệ này có chi phí cao nhưng có lẽ đóng góp không nhiều vào mục tiêu giảm phát thải các-bon trong cả lĩnh vực sản xuất công nghiệp và năng lượng. Để đạt được mục tiêu giới hạn tăng nhiệt toàn cầu tối đa 1,5 độ C đề ra, các dự án sử dụng công nghệ CCS cần phải thu hồi và lưu trữ về mặt kỹ thuật khoảng 1000 GT CO2, nhưng mức độ khả thi lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Trên thực tế, tồn tại các rào cản về công nghệ, tính khả thi kinh tế, năng lượng, vấn đề thể chế, pháp lý, môi trường sinh thái và văn hóa xã hội đối với việc triển khai công nghệ CCS.

Công nghiệp khí đốt và dầu mỏ có tiếng nói ủng hộ công nghệ CCS mạnh mẽ nhất, nhưng từ trước đến nay chưa có tổng công ty dầu mỏ hay khí đốt nào triển khai thu hồi và lưu trữ các-bon.

Chủ yếu thu hồi và lưu trữ các-bon được tiến hành thông qua những gói hỗ trợ của các chính phủ dưới dạng trợ cấp và đây là công cụ duy nhất để vận hành đa số các dự án CCS hiện nay, nếu như không muốn nói là tất cả các dự án.

Hơn nữa, lượng phát thải từ ngành công nghiệp dầu khí được thu giữ thông qua công nghệ CSS thường rất ít hoặc bị bỏ qua. Khoảng 73% lượng khí các-bon thu trữ trên thực tế được sử dụng để khai thác tận dụng các giếng dầu (EOR). Khai thác tận dụng các giếng dầu là hình thức khai thác bơm khí CO2 vào các lớp kiến tạo địa chất nhằm hút nhiều dầu hơn từ các giếng đã và đang khai thác nhưng có sản lượng cạn dần. Chính vì vậy, các công ty dầu mỏ tìm kiếm lợi nhuận và sản xuất nhiều nhiên liệu hóa thạch hơn dưới vỏ bọc của công nghệ CCS.

Hãy lấy ví dụ của nhà máy điện có công nghệ CCS của Hoa Kỳ mang tên Exxon´s Chute Creek, nhà máy lớn nhất thế giới và đã vận hành hơn 30 năm. Trong suốt quá trình vận hành, chỉ có 3% các-bon thu hồi được thực sự lưu trữ trong các lớp kiến tạo địa chất. Phần còn lại hoặc được bán thu lời cho hoạt động khai thác EOR hoặc được thải ra khí quyển.

Đáng chú ý là những chính sách khuyến khích của các chính phủ có xu hướng ủng hộ cho hoạt động EOR với danh nghĩa ¨giảm thiểu tác động môi trường khí hậu¨. Có nơi còn cho hưởng ưu đãi thuế đối với mỗi tấn CO2 được bơm phục vụ khai thác tận dụng giếng dầu (EOR).

Theo đó, các lợi ích tài chính của những nhà máy điện công nghệ CCS dường như chỉ giới hạn ở mục tiêu hưởng lợi thuế theo chính sách khuyến khích và thúc đẩy việc khai thác tăng cường tận dụng các giếng dầu. Ngành công nghiệp dầu mỏ chẳng mặn mà đầu tư công nghệ CCS chỉ đơn giản với mục đích giảm tác động tới môi trường khí hậu.

Theo báo cáo của Bloomberg , một nhà máy công nghệ CCS do Exxon thiết lập ở Wyoming đã dừng hoạt động vĩnh viễn vào năm 2020 với lý do đại dịch, trong khi đó sản xuất dầu mỏ và khí đốt thì được tăng cường và mở rộng mạnh mẽ.

Tồn tại một số lĩnh vực được coi là ¨khó giảm phát thải các-bon¨, việc chuyển đổi sang năng lượng tái tạo khó thực hiện, nhất là trong các ngành công nghiệp như thép và xi măng. Các lĩnh vực này đặt ra thách thức đáng kể cho quá trình khử, trung hòa carbon, vì chúng góp khoảng 14% tổng lượng khí thải toàn cầu. Các công nghệ sử dụng trong những lĩnh vực này phụ thuộc rất lớn vào nhiên liệu hóa thạch hoặc nguyên liệu giàu các-bon.

Theo tính toán, lộ trình trung hòa các-bon đến năm 2050 của Hiệp hội Xi măng và Bê tông toàn cầu chỉ ra rằng 36% mức giảm phát thải của lĩnh vực này sẽ dựa vào công nghệ thu hồi và lưu trữ các-bon CCS. Đối với lĩnh vực sản xuất thép dùng công nghệ lò cao có liên quan tới 70% sản lượng thép toàn cầu, thì công nghệ CCS cũng được coi là giải pháp cho việc khử các-bon hiệu quả.

Tuy vậy, cho đến nay việc áp dụng công nghệ CCS vào các lĩnh vực nêu trên chưa nhiều. Theo dữ liệu của Viện CCS toàn cầu, hiện có 41 nhà máy có công nghệ CCS vận hành trên toàn cầu, trong đó chỉ có 01 dây truyền CCS trong lĩnh vực thép và chưa có dây truyền CCS nào đang vận hành trong công nghiệp sản xuất xi măng. Chỉ có dây truyền duy nhất đang vận hành tại Abu Dhabi nhưng không có dữ liệu công bố công khai để có thể đánh giá hiệu quả vận hành thực tế.

Những ngành công nghiệp khó giảm phát thải đang tìm các giải pháp dễ tiếp cận khác vì công nghệ CCS đang đối mặt với nhiều thách thức về tính khả thi. Giải pháp thay thế có thể là các công nghệ và nguồn năng lượng sạch đang được phát triển trên thế giới và có mức chi phí hợp lý hơn. Ngành thép ở một số quốc gia, trong đó có Thụy Điển đã chọn con đường sản xuất thép cho tương lai sử dụng khí hydro xanh với công nghệ lò hồ quang điện thay cho công nghệ lò cao đơn giản hiện nay. Trong đó, nguồn năng lượng chính được sử dụng trong quá trình chuyển đổi này là điện gió giá rẻ.

Như vậy, các nhà máy công nghệ CCS hiện tại đang hoạt động kém hiệu quả, tốn kém hơn các giải pháp khác trong các lĩnh vực năng lượng và công nghiệp, tính khả thi kinh doanh thấp đối với các dự án đầu tư trong lĩnh vực khai thác nhiên liệu hóa thạch. Cho dù như thế, công nghệ CCS vẫn đang tồn tại như một chiến lược trong các kế hoạch của các quốc gia và doanh nghiệp nhằm giảm thiểu tác động đối với môi trường khí hậu.

Những đánh giá và dự báo lạc quan có thể làm cho đầu tư vào công nghệ CCS trở nên lấn át các khoản đầu tư vào các loại công nghệ hiệu quả, đáng tin cậy và có chi phí hợp lý khác nhằm thúc đẩy quá trình và mục tiêu trung hòa các-bon. Có lẽ đã đến lúc cần nhìn nhận lại một cách nghiêm túc về vai trò của công nghệ thu hồi và lưu trữ các-bon CCS đối với hoạt động bảo vệ môi trường và chống biến đổi khí hậu.

Việt Phương tổng hợp
(Nguồn: https://www.downtoearth.org.in/)

Mức sử dụng trong tháng	Giá (đồng/kWh)
Bậc 1: Cho kWh từ 0 - 50	1.806
Bậc 2: Cho kWh từ 51 - 100	1.866
Bậc 3: Cho kWh từ 101 - 200	2.167
Bậc 4: Cho kWh từ 201 - 300	2.729
Bậc 5 Cho kWh từ 301 - 400	3.050
Bậc 6: Cho kWh từ 401 trở lên	3.151