Bơm carbon dioxide xuống đáy biển để chống biến đổi khí hậu

Trên khắp hành tinh, các mỏ đá bazan dưới đáy biển có khả năng giữ lại carbon dioxide, giúp giảm bớt lượng khí nhà kính này trong bầu khí quyển của chúng ta.

Đó là lý do tại sao một nhóm các nhà khoa học muốn xây dựng các trạm bơm nổi tại một số vị trí phù hợp ngoài khơi. Thay vì khai thác dầu từ đáy đại dương như các giàn khoan ngoài khơi hiện đang làm, họ tính sẽ dùng các trạm bơm này để bơm carbon dioxide xuống đáy biển.

Các trạm nổi này được cung cấp năng lượng bằng tuabin gió độc lập, sẽ hút carbon dioxide từ bầu trời (hoặc từ nước biển) và bơm nó vào các lỗ đã khoan dưới đáy biển.

Các nhà khoa học gọi dự án của họ là Carbon rắn vì nếu dự án hoạt động như họ mong đợi, lượng carbon dioxide được bơm xuống sẽ mãi mãi kẹt cứng dưới đáy đại dương.

Martin Scherwath, nhà địa vật lý làm việc trong dự án và là nhà khoa học tại Ocean Networks Canada, nói với Business Insider: “Điều đó làm cho việc lưu trữ carbon rất bền và rất an toàn”.

Không giống như các kỹ thuật lưu trữ khác, chúng ta sẽ không phải lo lắng về việc carbon quay trở lại khí quyển và làm tăng nhiệt độ toàn cầu.

Chỉ có điều, vẫn chưa chắc chắn liệu các trạm nổi loại bỏ carbon bằng cách bơm xuống đại dương này có hoạt động như mong đợi hay không. Đầu tiên, các nhà khoa học cần khoảng 60 triệu USD để thực nghiệm trên biển.

Làm thế nào đáy đại dương có thể giúp loại bỏ carbon khỏi khí quyển?

Các nhà khoa học ước tính rằng, đá bazan trên toàn thế giới có thể lưu trữ vĩnh viễn lượng carbon nhiều hơn tất cả nhiên liệu hóa thạch của Trái đất có thể thải ra. Để thấy triển vọng đó, ta chỉ cần nhìn vào bản đồ các địa điểm tiềm năng trên khắp hành tinh, được đánh dấu màu vàng.

Điều đó không có nghĩa là ta cứ việc tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch một cách bừa bãi mà không phải trả giá. Chiến lược trạm bơm này khó có thể khả thi về mặt công nghệ và tính kinh tế, chứ chưa nói đến sự phức tạp chính trị ở các vị trí trên bản đồ. Việc mở rộng quy mô cũng sẽ chậm và tốn kém.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho biết chỉ cần một vài trạm bơm carbon dioxide cũng có thể tạo ra sự khác biệt lớn. Theo Scherwath, lưu vực Cascadia ngoài khơi bờ biển phía tây Canada, gần đảo Vancouver cũng đủ để lưu lượng khí thải carbon toàn cầu trong khoảng 20 năm. Đó là nơi mà họ hy vọng tiến hành một cuộc thử nghiệm thực địa.

Giáo sư về khoa học khí hậu và kiểm soát carbon David Goldberg đến từ Đại học Columbia là người đã phát triển ý tưởng này từ năm 1997. Goldberg cho biết: “Lý do khiến địa điểm này hấp dẫn đến vậy có lẽ vì đó là nơi mà chúng ta biết nhiều nhất, có nhiều dữ liệu nhất, thực hiện nhiều cuộc thăm dò khoa học nhất, tiến hành nhiều nghiên cứu nhất về bản chất của vỏ đại dương… so với các nơi khác trên thế giới”.

Kế hoạch dựa trên một phản ứng hóa học đã xảy ra một cách tự nhiên. Đá bazan có tính phản ứng cao, chứa đầy kim loại dễ dàng kết hợp hóa học với carbon dioxide để tạo thành khoáng chất cacbonat. Đá bazan cũng có xu hướng bị vỡ và xốp, để lại nhiều khoảng trống cho cacbonat mới lấp đầy.

Ở Iceland, một dự án có tên CarbFix đã chứng minh quy trình này ở một phiên bản quy mô nhỏ, hòa tan carbon dioxide trong nước và bơm nó vào đá bazan dưới lòng đất. Trong vòng hai năm, khí carbon dioxide bị khoáng hóa, trở thành đá nằm sâu dưới lòng đất.

Lựa chọn cuối cùng của việc đảo ngược biến đổi khí hậu

Xây những trạm bơm carbon dioxide xuống đại dương này sẽ là một công việc khổng lồ và tốn kém. Thậm chí, đây là lựa chọn cuối cùng của chúng ta trong việc giảm khí thải nhà kính, đưa hành tinh trở lại nhiệt độ thời tiền công nghiệp.

Điều đó nói lên rằng, dự án Carbon rắn không thể thay thế cho các biện pháp cơ bản, tức thời mà các chuyên gia khí hậu trên toàn thế giới đang kêu gọi như chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo và giảm lượng khí thải carbon trong hệ thống nuôi trồng của chúng ta.

Đúng hơn, Scherwath nói rằng đây là một trong những lựa chọn thu giữ carbon sau cùng của chúng ta, để dành cho nhiều thập niên tới. Nó cũng chỉ giúp sự nóng lên của Trái đất không rơi vào cảnh giọt nước tràn ly chứ không phải là biện pháp rút củi đáy nồi. Tuy nhiên, để có thể thực hiện tùy chọn này trong tương lai, chúng ta cần bắt đầu phát triển nó ngay bây giờ.

Theo một báo cáo từ Viện Hàn lâm Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia, thế giới có thể cần giảm 10 tỉ tấn carbon dioxide mỗi năm để đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Goldberg nói: “Để đạt được mục tiêu đó, sẽ cần đến giọt mồ hôi cuối cùng”.

Những nỗ lực đó có thể gồm cả việc khôi phục các hệ sinh thái lưu trữ carbon một cách tự nhiên, như rừng và vùng đất ngập nước, cũng như thu giữ carbon dioxide trực tiếp từ khí quyển và lưu trữ khí dưới lòng đất, nhất là trong các bể chứa dầu khí đã cạn kiệt.

Vấn đề với những phương pháp đó là carbon có thể thoát ra ngoài qua cháy rừng hoặc thấm qua các giếng dầu bị bỏ hoang.

Tìm kiếm 60 triệu USD

Các nhà khoa học trong dự án Carbon rắn cho biết đá carbon bị mắc kẹt dưới đáy biển hàng nghìn năm. Họ cũng lập luận rằng trong đại dương, có rất nhiều không gian để mở rộng quy mô và có rất ít rủi ro xảy ra. Chỉ có điều, nó là phương pháp tốn kém.

Theo kế hoạch thử nghiệm trong dự án Carbon rắn, họ sẽ gửi một con tàu chứa carbon dioxide đã được thu giữ trước, khoan một lỗ dưới đáy biển và bơm nó vào đó. Họ sẽ sử dụng mạng cáp hiện có để giám sát địa điểm và kiểm tra xem có khí thoát ra không.

Vấn đề là nguồn tài trợ. Theo Goldberg, nhóm đã nộp đơn xin trợ cấp liên bang ở Mỹ và Canada cũng như các quỹ. Cho đến nay họ vẫn chưa thể gom được số tiền 60 triệu USD cần thiết để thực hiện chương trình thực nghiệp. Nếu có đủ tiền, Goldberg nghĩ rằng họ có thể bắt đầu cho chạy thử nghiệm sau một hoặc hai năm.