Công nghệ sản xuất than sạch còn gian nan

Ý tưởng này được sự ủng hộ rộng rãi ở Mỹ - một quốc gia vốn “ghen tỵ” với Trung Quốc là quốc gia phát thải CO2 lớn nhất thế giới. Cựu Tổng thống W.Bush ủng hộ ý tưởng này và đã cổ vũ cho “công nghệ than sạch” từ nhiều năm khi còn đương chức. Hiện, Tổng thống Obama cũng tiếp tục ủng hộ cho dự án này.

Nói thì đơn giản như vậy, nhưng vẫn cần các nghiên cứu để tìm ra kỹ thuật an toàn, hiệu quả và chấp nhận được. Các nhà khoa học cần tìm ra các loại địa tầng đá và kiến tạo đất tốt nhất có thể hấp thụ CO2. Họ cần đảm bảo là khí carbon được lưu giữ sẽ không rò rỉ thoát lên mặt đất. Họ cần tìm ra thiết kế tối ưu cho các nhà máy điện mới, cũng như làm sao để giảm được các chi phí. Một vài câu hỏi pháp lý phức tạp cần được trả lời rõ ràng như, ai có thể đảm bảo chắc chắn rằng dự án áp dụng công nghệ than sạch nào đó không làm ô nhiễm nước ngầm hoặc không gây ra nguy hoại nào khác?

Các tập đoàn lớn cảm nhận được khả năng kiếm được lợi nhuận từ kinh doanh này và General Electric đã liên kết với Schlumberger - Công ty dịch vụ khai thác dầu mỏ để nghiên cứu thiết kế và xây dựng nhà máy điện than chu trình tổng hợp khí hoá than (IGCC) với công nghệ thu gom và cô lập CO2. Liên kết này kết hợp kinh nghiệm của GE về thiết kế, cung cấp nhà máy IGCC mới và trang bị thêm thiết bị cho các nhà máy điện đang hoạt động để cũng thu gom và lưu giữ khí carbon với những kinh nghiệm lưu giữ trong lòng đất và năng lực lựa chọn địa điểm thích hợp cho việc cô lập khí carbon của Schlumberger.

Nhiều công ty điện như Duke Energy, American Electric Power và Tenaska cũng đã nghiên cứu dự án IGCC với thiết kế và công nghệ của General Electric.

Nước Anh cũng có kế hoạch phát triển công nghệ than sạch (thu gom khí carbon - CCS), qua đó, tạo ra công ăn việc làm cho tới 6 vạn người, nhất là cho ngành chế tạo và có thể đem đến 2-4 tỷ bảng/năm cho nền kinh tế Anh. Chương trình công nghệ than sạch này sẽ thúc đẩy phát triển công nghiệp, trong đó có: Các nhà máy điện than có công suất trên 300 MW chỉ được xây dựng nếu có bộ phận thu gom khí carbon; Các nhà máy điện than đang hoạt động phải trang bị thêm bộ phận thu gom khí carbon trong vòng 5 năm nữa; 4 dự án than sạch trình diễn qui mô thương mại đang được phát triển ở Anh; Các công ty điện lập ra một Quỹ để hỗ trợ các Dự án than sạch trình diễn.

Nhưng việc phê chuẩn các dự án IGCC và CCS thường kéo dài hơn là mong đợi, chỉ một vài dự án IGCC nhỏ ở Mỹ còn sống sót và việc tuyên bố huỷ bỏ vừa qua chứng tỏ rằng, phần lớn công việc này đã bị dừng lại, gây ra mối nghi ngờ là kỹ thuật mới tìm kiếm ra có thể phải chờ đợi vài thập kỷ nữa mới có thể được áp dụng.

Để khôi phục lại ứng dụng công nghệ than sạch, Bộ Năng lượng Mỹ đang tìm cách cắt đi các dự án nhiệt điện của bất cứ công ty điện lực nào đã lên kế hoạch xây dựng mới. Chính phủ có thể tài trợ một phần cho xây dựng nhà máy mới nào có thiết bị công nghệ thu gom và bơm khí carbon vào lòng đất trong chừng mực nhà máy gánh chịu nhiều rủi ro do chi phí vượt quá mức.

Không rõ liệu công ty điện lực có đồng ý với cách làm như vậy không. Các công ty điện lực, trong thực tế, đang tìm cách rút lại kế hoạch xây dựng nhà máy nhiệt điện than các loại bởi chi phí và áp lực chính trị ngày một gia tăng. Các giám đốc công ty điện lực nói rằng, họ không biết một nhà máy điện mới liệu có đáp ứng yêu cầu để có thể được giấy phép của Bộ Năng lượng.

Nỗi lo ngại trái đất ấm lên ngày càng tăng, do đó, vừa qua các công ty điện lực đã huỷ các kế hoạch xây dựng kiểu nhà máy điện áp dụng công nghệ than sạch hơn. Trong các nhà máy điện kiểu này, than sẽ được hoá thành khí và các chất thải như thuỷ ngân, sulfure và muội than sẽ được tách ra trước khi đốt. Nhà máy sẽ chạy với hiệu quả cao, và thải ít khí carbon hơn trên một đơn vị điện lượng sản xuất ra, nhưng các nhà máy này không bơm khí carbon vào trong lòng đất.

Nhiều nhà khoa học nhìn nhận, công nghệ này sẽ được áp dụng trong các nhà máy điện sắp tới. Họ đã coi công nghệ này là một bước quan trọng sống còn bởi nó cho phép các kỹ sư tiếp tục hoàn thiện công nghệ than sạch trong vài năm tới, để có thể đưa các nhà máy vào vận hành trong những năm 20 của thế kỷ này. Đến lúc này đã có thể có khí hoá than qui mô thương mại và thu gom được khí carbon. 

Ở bang Wisconsin Mỹ, các kỹ sư đang thử nghiệm một phương pháp  có thể cho phép lắp đặt máy móc thu gom khí carbon ở phía sau những nhà máy nhiệt điện đang vận hành. Thuỵ Điển, Australia và Đan Mạch cũng đang có kế hoạch tiến hành thử nghiệm tương tự. Các kỹ sư Đức cũng đang nghiên cứu cách tiếp cận khác, một trong những cách ấy là đốt than trong môi trường ô xy tinh khiết, có thể tạo ra một luồng hơi sạch gồm các khí thải ra và các khí này có thể được bơm vào lòng đất.

Nhưng không có dự án nào được tiến hành và vẫn là một câu hỏi để ngỏ, liệu những kỹ thuật ấy có khả dĩ thu gom và lưu giữ được khí carbon vào thời điểm mà khí này đạt đến tình trạng kịch tính đối với môi trường. Viện Nghiên cứu Điện lực của các công ty điện lực cho rằng, phải mất 15 năm tính từ ngày chạy nhà máy trình diễn cho tới khi công nghệ than sạch được kiểm chứng. Viện này đã đặt ra một mục tiêu hoàn thành thí nghiệm công nghệ than sạch ở qui mô lớn vào năm 2020.

Người ta nhận ra rằng, tiếp tục sử dụng than để sản xuất điện là không thể tránh khỏi ít ra cũng vài thập kỷ nữa. Vì thế, cũng phải tới năm 2020, CO2 phát thải ra từ các nhà máy nhiệt điện mới được thu gom và cô lập trong lòng đất, lúc đó sẽ cắt giảm được một lượng lớn khí nhà kính trong khí quyển.

Tài liệu tham khảo:

International Herald Tribune, 31/5/2008

Scientìic American, 19/12/2007

Cô lập CO2 trong lòng đất, Tr.M.Huân, Công nghiệp Mỏ, số 2/2008