Loại bỏ carbon dioxide: Hướng dẫn thực hành tốt cho doanh nghiệp

Loại bỏ carbon dioxide đang là vấn đề cấp thiết mà các doanh nghiệp không thể ngó lơ!

Tại sao việc loại bỏ carbon lại cần thiết để đạt được Thoả thuận Paris về biến đổi khí hậu?

Nhiệt độ trung bình trên toàn cầu trong khoảng 1/3 số ngày trong năm 2023 đã cao hơn ít nhất 1,5°C so với nền nhiệt của thời kỳ trước công nghiệp hóa. Tuy nhiên, bất chấp những cảnh báo liên tục và cam kết của 195 quốc gia tại Paris vào năm 2015 nhằm đảo ngược thảm họa khí hậu đang diễn ra này, lượng khí nhà kính vẫn tiếp tục tăng chứ không giảm.

Việc giảm lượng phát thải khí carbon trong nền kinh tế toàn cầu là thách thức lớn nhất, quan trọng nhất hiện nay. Bên cạnh đó, một ưu tiên nữa cũng cấp bách không kém là cần đẩy nhanh tốc độ loại bỏ lượng carbon dioxide dư thừa ra khỏi khí quyển. Các chuyên gia nhấn mạnh ngay cả khi mọi quốc gia, mọi công ty có thể cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính xuống gần bằng 0 nhất có thể vào năm 2050, điều này vẫn là chưa đủ để cứu vãn tình hình. Chúng ta vẫn cần phải tiếp tục loại bỏ CO₂ trong nhiều thập kỷ sau đó để có thể đảo ngược được tình trạng quá tải khí thải, bảo vệ loài người khỏi những phản ứng của Trái đất khi thế giới ngày càng nóng lên.

Điều này có nghĩa ưu tiên hàng đầu là giảm phát thải carbon với 90% nền kinh tế toàn cầu. 10% còn lại sẽ cần phải đến từ “phát thải âm” - thu giữ CO₂ từ khí quyển và lưu trữ vĩnh viễn, hay loại bỏ carbon dioxide.

Quy mô của thách thức này là vô cùng to lớn. Theo đó, các nhà khoa học ước tính sẽ cần phải loại bỏ tới 687 tỷ tấn CO₂ vào cuối thế kỷ này, tương ứng với khoảng 10 tỷ tấn mỗi năm nếu chúng ta muốn đạt được mục tiêu vào năm 2050. Hiện tại, chúng ta mới chỉ loại bỏ được khoảng 2 tỷ tấn CO₂ mỗi năm thông qua các giải pháp như trồng rừng. Tuy nhiên, một thực tế là loài người không thể chỉ dựa vào cây cối, đất đai và đại dương với hy vọng chúng có thể thay ta sửa lỗi. Một phần là bởi các nguy cơ như cháy rừng, suy thoái đất… vẫn có thể giải phóng carbon vào tự nhiên.

Chúng ta cần các giải pháp mới ngay lập tức, các công nghệ mới có thể mang lại tác động bổ sung, lâu dài và có thể định lượng được tốc độ, cũng như quy mô cần thiết để tạo ra được sự khác biệt. Báo cáo này của Diễn đàn Kinh tế Thế giới (World Economic Forum) sẽ xem xét tiềm năng đầy hứa hẹn của một số công nghệ loại bỏ carbon dioxide mới, bao gồm: Than sinh học; Năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon (BECCS); Công nghệ thu hồi và lưu giữ carbon trực tiếp từ không khí (DACCS); Tăng cường phong hóa đá (ERW). Mỗi giải pháp đều hướng đến mục tiêu vượt qua được ngưỡng do “Liên minh những người tiên phong” (First Movers Coalition) của Diễn đàn Kinh tế Thế giới đưa ra, chứng minh rằng họ có thể thu giữ và lưu trữ carbon ở quy mô lớn, với độ bền cao.

Các thành viên của “Liên minh những người tiên phong” đã ký cam kết cho ít nhất 50.000 tấn (tương đương khoảng 25 triệu USD) công nghệ loại bỏ carbon dioxide mới, có thể mở rộng quy mô vào năm 2030.

Các công nghệ loại bỏ carbon dioxide mới hiện nay

Loại bỏ carbon bằng than sinh học (BCR)

Than sinh học được tạo ra khi sinh khối (biomass) từ tàn dư cây trồng, cỏ, cây cối hoặc các loại thực vật khác bị đốt cháy ở nhiệt độ cao mà không có oxy. Quá trình này được gọi là nhiệt phân, cho phép carbon trong sinh khối chống lại sự phân hủy. Khi trộn với đất hiện có, hầu hết các lựa chọn than sinh học dự kiến sẽ có độ bền dưới 500 năm. Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy than sinh học có thể tồn tại hơn 1.000 năm, tùy thuộc vào nguyên liệu đầu vào và nhiệt độ nhiệt phân được sử dụng. Ngoài ra, than sinh học cũng cải thiện độ phì nhiêu của đất.

Sản xuất than sinh học là một quá trình có giá cả phải chăng hơn so với các giải pháp loại bỏ carbon dioxide khác. Ước tính chi phí sử dụng than sinh học là 10 - 345 USD cho mỗi tấn CO₂ được loại bỏ, với tiềm năng giảm thiểu là 0,3 - 6,6 tỷ tấn CO₂/năm vào năm 2050. Với mức giá tương đối phải chăng, than sinh học hiện chiếm khoảng 80% các kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide đang được áp dụng. Do đó, phương pháp này có thể được mở rộng quy mô nhanh chóng và ngay lập tức. Tuy nhiên, tiềm năng loại bỏ của than sinh học bị hạn chế bởi tính khả dụng của sinh khối bền vững (thường là tàn dư cây trồng và lâm nghiệp), do có những mục đích sử dụng khác.

Năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon (BECCS)

BECCS là công nghệ đốt sinh khối để tạo ra năng lượng, hoặc xử lý để sản xuất nhiên liệu sinh học. CO₂ thu được sẽ được tách ra khỏi khí thải bằng công nghệ được phát triển để thu giữ carbon tại các giai đoạn nhất định (ví dụ như sau khi đốt, trước khi đốt).

Hiệu quả loại bỏ carbon phụ thuộc vào 2 quy trình riêng biệt. Đầu tiên, lượng carbon được sinh khối cô lập trong quá trình sinh trưởng hữu cơ thông qua quang hợp phải vượt quá lượng CO₂ thải ra trong quá trình trồng trọt, thu hoạch và vận chuyển đến cơ sở BECCS. Thứ hai, CO₂ thu được phải được lưu trữ vĩnh viễn, ví dụ bằng cách nén và bơm sâu dưới lòng đất, vào các lớp đá xốp được bịt kín bằng đá phiến không thấm nước, hoặc vào các bể chứa dầu đã cạn kiệt.

Một trường hợp sử dụng BECCS đáng chú ý là đốt chất thải (ví dụ như chất thải rắn đô thị). Trong quy trình chuyển đổi chất thải thành năng lượng này, phần sinh học của chất thải bị đốt cháy sẽ tạo ra lượng âm khí thải nếu CO₂ trong khí thải được thu giữ và lưu trữ. Ưu điểm chính của BECCS là năng lượng tái tạo được "tạo ra đồng thời", trong khi vẫn tạo ra lượng khí thải âm.

Ước tính chi phí của phương pháp BECCS là 15 - 400 USD cho mỗi tấn CO₂ được loại bỏ, với tiềm năng giảm thiểu là 0,5 - 11 tỷ tấn CO₂/năm vào năm 2050. Tính đến tháng 9/2022, khoảng 2 triệu tấn CO₂ sinh học đã được thu giữ mỗi năm. Để đạt được mục tiêu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính xuống gần bằng 0 vào năm 2050, BECCS cần thu giữ khoảng 250 triệu tấn CO₂/năm vào năm 2030. Tuy nhiên, động lực sử dụng công nghệ mới này đang tăng lên, với các kế hoạch được công bố cho hơn 50 cơ sở BECCS mới với tổng công suất khoảng 20 triệu tấn CO₂/năm. Giống như trường hợp của than sinh học, tính khả dụng hạn chế của sinh khối bền vững cuối cùng sẽ hạn chế tiềm năng loại bỏ CO₂ của phương pháp BECCS.

Tăng cường phong hóa đá (ERW)

Phương pháp này mô phỏng chu trình CO2 tự nhiên, bao gồm việc rải các khoáng chất hòa tan chậm trong nước để hấp thụ nhiều CO₂ trong khí quyển hơn, liên kết chúng trong hàng trăm năm nếu không bị xáo trộn. Các khoáng chất hấp thụ carbon dioxide tự nhiên, chẳng hạn như dunite hoặc bazan, được nghiền thành bột và rải khắp đất rừng, đất trồng trọt và bãi biển. CO₂ trong khí quyển và nước phản ứng với các loại đá silicat nghiền mịn này, từ đó tạo thành các ion bicarbonate, sau đó kết tủa trong đất và nước dưới dạng carbonate rắn, hoặc vẫn hòa tan và làm tăng mức độ kiềm trong đại dương khi nước chảy ra biển.

Phương pháp này đẩy nhanh khả năng cô lập carbon tự nhiên của khoáng chất, có thể dẫn tới cô lập vĩnh viễn trong hơn 1.000 năm.

Hiện vẫn còn chưa chắc chắn về chi phí, tác dụng phụ, độ bền và khả năng mở rộng của phương pháp ERW. Tuy nhiên, không giống như các phương pháp khác, ERW không yêu cầu cơ sở hạ tầng hoặc công nghệ mới. Ước tính chi phí cho quá trình tăng cường phong hóa đá ở mức 50 - 200 USD cho mỗi tấn CO₂ được loại bỏ, với tiềm năng giảm thiểu là 2 - 4 tỷ tấn CO₂/năm.

Công nghệ thu hồi và lưu giữ carbon trực tiếp từ không khí (DACCS)

DACCS sử dụng các dãy quạt để đưa không khí xung quanh qua các bộ lọc vật lý hoặc hóa học, có chức năng giữ lại các phân tử CO₂ một cách có chọn lọc. Giống như BECCS, CO₂ thu được sau đó có thể được nén và lưu trữ trong các cấu tạo địa chất sâu trong hàng nghìn năm. Lợi ích của DACCS bao gồm tính lưu trữ lâu dài (khi được lưu trữ địa chất) và diện tích đất, nước hạn chế. Ngoài ra, thay vì chỉ tạo ra lượng khí thải âm, CO₂ thu được có thể được kết hợp với hydro để sản xuất nhiên liệu tổng hợp.

Ước tính chi phí của phương pháp DACCS sẽ giảm vào năm 2050, xuống còn khoảng 100 - 300 USD cho mỗi tấn CO₂ được loại bỏ, với tiềm năng giảm thiểu là 5 - 40 tỷ tấn CO₂/năm. Tuy nhiên, hiện nay, chi phí của phương pháp này cao hơn nhiều, chủ yếu là do việc sử dụng lượng lớn năng lượng sạch trong các bộ lọc không khí. Dữ liệu từ Boston Consulting Group (BCG) công bố vào tháng 6/2023 cho thấy, chi phí đầu cuối để loại bỏ CO₂ bằng phương pháp DACCS hiện nằm trong khoảng từ 600 - 1.000 USD/tấn. BCG tin rằng việc giảm chi phí của DACCS xuống còn 150 - 200 USD/tấn vào năm 2050 là khả thi, nhưng điều này đòi hỏi "một bước tiến lớn về đầu tư, hỗ trợ của chính phủ, mô hình hợp tác và sự tham gia rộng rãi hơn của ngành".

Hiện chỉ có 18 nhà máy DACCS đang hoạt động trên toàn thế giới, thu được 0,01 triệu tấn CO₂/năm, mặc dù một nhà máy với công suất cao hơn (1 triệu tấn/năm) đang được xây dựng ở Mỹ. Theo BCG, ngay cả khi công suất được mở rộng lên 100 - 400 triệu tấn mỗi năm, chi phí có thể vẫn ở mức khoảng 300 - 400 USD/tấn, trừ khi có sự thay đổi đột phá về công nghệ, tỷ lệ triển khai, khả năng tiếp cận vốn chi phí thấp, cải thiện cơ sở hạ tầng, giá năng lượng giảm, cũng như có các hành động thúc đẩy quá trình hợp tác.

Để đạt mục tiêu giảm lượng khí thải toàn cầu xuống bằng 0 vào năm 2050, DACCS cần thu giữ gần 60 triệu tấn CO₂/năm vào năm 2030. Dù các chuyên gia lưu ý “mức triển khai này nằm trong tầm tay, nhưng sẽ cần thêm một số nhà máy với quy mô lớn để tinh chỉnh công nghệ và giảm chi phí thu giữ".

Việc đưa DACCS vào quy mô cũng gặp phải nhiều khó khăn, tương tự như BECCS đang đối mặt với nhiều thách thức. Không chỉ cần xây dựng nhà máy thu giữ carbon trực tiếp từ không khí, cả 2 kỹ thuật này còn đòi hỏi cơ sở hạ tầng xung quanh việc vận chuyển và lưu trữ CO₂ dưới lòng đất. Điều này đặt ra một số câu hỏi quan trọng: Toàn bộ chuỗi cung ứng hỗ trợ những cải tiến này ở mức độ nào? Ai sẽ xây dựng và vận hành cơ sở hạ tầng để vận chuyển và lưu trữ CO₂? Ai sẽ trả tiền cho việc này?

Mặc dù phân tích gần đây của BCG cho thấy chi phí cao của DACCS có thể giảm đáng kể, có thể chỉ còn 100 - 200 USD/tấn, nhưng điều này đòi hỏi sự kết hợp đúng đắn của các yếu tố. Cần có tín hiệu cho thấy nhu cầu mạnh hơn từ những người cam kết mua trước, để dẫn tới việc triển khai nhanh hơn. Các nhà phát triển công nghệ cần tiếp cận nhiều hơn với năng lượng tái tạo giá rẻ và vốn giá cả phải chăng. Ngoài ra, cũng cần phải có nhiều sự chia sẻ kiến ​​thức và hợp tác hơn, vì hiện tại "các công ty đang phát triển độc lập để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ của họ", theo BCG. Các chính phủ cần xây dựng một môi trường chính sách thuận lợi, ví dụ như chính phủ Mỹ đang cung cấp khoản tín dụng thuế là 180 USD cho mỗi tấn CO₂ được lưu trữ cố định.

Khi một ngành công nghiệp mở rộng quy mô, chi phí vốn và chi phí đơn vị thường giảm xuống. Ví dụ, việc mở rộng quy mô thành công của ngành công nghiệp năng lượng Mặt trời đã dẫn đến mức giá mỗi MWh giảm đáng kể trong những thập kỷ gần đây. Tuy nhiên, BCG lập luận rằng ngành công nghiệp khí đốt là một mô hình tương tự, gần hơn với DACCS. Chi phí vốn cho tua-bin khí đã giảm 15% cho mỗi lần tăng gấp đôi công suất sản xuất. Để DACCS có hiệu quả về mặt chi phí, ngành công nghiệp này sẽ cần mở rộng quy mô lên một tỷ tấn công suất hàng năm, đòi hỏi thêm khoảng 200 tỷ USD tiền vốn và chi phí hoạt động đầu tư.

Tại sao các công ty nên đầu tư vào kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide ngay từ bây giờ?

Đối với một số công ty, các giải pháp loại bỏ carbon dioxide sẽ giúp họ chắc chắn hơn trên con đường đạt được mục tiêu giảm lượng phát thải ròng bằng 0. Đối với những công ty khác, chúng có thể trở thành cơ hội kinh doanh cốt lõi. Dù thế nào đi nữa, các giải pháp này chắc chắn sẽ mang lại lợi ích cho doanh nghiệp.

Thách thức lớn nhất đối với các kỹ thuật loại bỏ carbon là chi phí. “Liên minh những người tiên phong” của Diễn đàn Kinh tế Thế giới đã đặt ra mục tiêu loại bỏ carbon dioxide cho các thành viên của mình là ký hợp đồng ít nhất 50.000 tấn, hoặc ít nhất 25 triệu USD để "loại bỏ carbon dioxide ròng bền vững, và có thể mở rộng để đạt được mục tiêu vào cuối năm 2030". Phép tính của mục tiêu này thừa nhận chi phí trung bình hiện nay là 500 USD cho mỗi tấn carbon dioxide được loại bỏ. Vậy làm thế nào để có thể thuyết phục doanh nghiệp cho cam kết tốn kém như vậy?

Phù hợp với chiến lược khí hậu của công ty

Chất lượng và khả năng mở rộng của các kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide mang tới cho công ty sự chắc chắn hơn trong việc đáp ứng các mục tiêu về khí hậu, đưa ra các tuyên bố đáng tin cậy về việc cải thiện lượng khí thải còn lại. Việc dẫn đầu trong kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide có thể bảo vệ công ty khỏi các cáo buộc “tẩy xanh” (làm giả quảng cáo xanh để đạt được lợi thế cạnh tranh không công bằng), đồng thời cải thiện danh tiếng và lợi thế cạnh tranh.

Cơ hội kinh doanh

Các công ty có thể sử dụng chuyên môn hiện có để phát triển các mô hình kinh doanh mới liên quan đến kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide, bao gồm phát triển cơ sở hạ tầng, sản xuất thiết bị, vận hành nhà máy, tư vấn hoặc giao dịch chứng chỉ loại bỏ carbon dioxide.

Đồng lợi ích

Kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide có thể góp phần vào quá trình chuyển đổi công bằng. Nguồn nhiên liệu hóa thạch và các cơ sở hạ tầng hiện có (ví dụ như các mỏ dầu và khí đốt đã cạn kiệt, đường ống, cụm công nghiệp) có thể được sử dụng lại với kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide, ngăn ngừa tình trạng dư thừa, đồng thời tạo ra cơ hội việc làm mới.

Lãnh đạo

Thế giới không thể "chờ đợi và xem" liệu các công nghệ loại bỏ carbon dioxide mới có giảm giá thành hay không. Các nhà phát triển kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide cần những người áp dụng sớm, với các thỏa thuận mua bán đảm bảo doanh thu trong tương lai, cho phép các nhà phát triển huy động tiền để mở rộng quy mô.

Giữ tổng chi phí ở mức thấp

Đầu tư vào kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide ngay bây giờ sẽ giúp tiết kiệm chi phí về lâu dài. Trong khi việc ưu tiên các giải pháp khí hậu tự nhiên có thể rẻ hơn ở thời điểm hiện tại, nhưng chúng sẽ sớm cạn kiệt, làm tăng giá thành về lâu dài.

Cách tiếp cận các kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide mới nổi trên thị trường

Đảm bảo ngân sách, quyết định mô hình tiếp cận thị trường phù hợp và truyền đạt cam kết loại bỏ carbon dioxide của công ty là những ưu tiên chính.

Bảo đảm ngân sách bằng giá carbon nội bộ

Một số thành viên “Liên minh những người tiên phong” đã đặt ra giá carbon nội bộ, dựa trên số tiền họ sẵn sàng trả trong suốt thời gian tham gia. Giá được công bố dao động từ 80 - 200 USD/tấn CO₂ vào năm 2030. Chiến lược này có những ưu điểm như: Loại bỏ sự không chắc chắn của các yêu cầu ngân sách hàng năm; Tính minh bạch về giá giúp các nhà phát triển công nghệ loại bỏ carbon dioxide cân nhắc nhu cầu của người mua; Cho phép công ty tham gia vào các thỏa thuận mua bán dài hạn. Quan trọng hơn cả, giá carbon nội bộ càng cao, công ty sẽ càng ưu tiên giảm phát thải carbon dioxide nhiều hơn. Nhiều thành viên của “Liên minh những người tiên phong” cũng đã đặt ra mục tiêu kết hợp ngân sách và khối lượng CO₂ loại bỏ mỗi năm.

Chọn mô hình tiếp cận thị trường phù hợp

 

Singapore dự kiến khí thải CO2 đạt đỉnh vào 2025-2028

Những thay đổi nhỏ giúp bạn bảo vệ môi trường trong năm 2025

- Giao dịch trực tiếp với các nhà phát triển công nghệ loại bỏ carbon dioxide: Cho phép người mua đàm phán các điều khoản hợp đồng chính xác, nhưng đi kèm với nỗ lực giao dịch đáng kể. Phù hợp với các công ty lớn, có khối lượng mua bán lớn, đang tìm cách xây dựng năng lực nội bộ và mối quan hệ với các đối tác chiến lược.

- Câu lạc bộ người mua: Tổng hợp nhu cầu từ những người mua cá nhân thành một danh mục được quản lý bởi nhà phân phối kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide. Các thành viên ký một hợp đồng với bên trung gian và đảm bảo giá cả cạnh tranh, phù hợp với các công ty tìm nguồn cung ứng khối lượng nhỏ hơn thông qua các hợp đồng mua dài hạn.

- Mua qua sàn: Nơi các chứng chỉ kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide được giao dịch giữa các nhà cung cấp, nhà môi giới và người mua. Giá mỗi tấn thường cố định và chịu chi phí chung lớn, nhưng giao dịch diễn ra nhanh chóng, ít tốn công sức và linh hoạt.

- Tư vấn: Dành cho các công ty có ít kinh nghiệm về loại bỏ carbon dioxide, những công ty có thể tìm kiếm sự hỗ trợ từ một chuyên gia tư vấn để cung cấp lời khuyên về mặt kỹ thuật, các cách tiếp cận và giúp xây dựng một chiến lược cụ thể.

Như vậy, bằng cách cam kết sử dụng các kỹ thuật loại bỏ carbon dioxide ngay hôm nay, các công ty có thể thúc đẩy giá trị đồng tiền, trong khi vẫn thể hiện được vai trò lãnh đạo trong vấn đề biến đổi khí hậu. Các công nghệ loại bỏ carbon dioxide hiện tại có thể vẫn còn quá đắt, nhưng chỉ khi các công ty cho thấy họ có nhu cầu, giá thành các kỹ thuật này mới có thể giảm xuống cho tất cả mọi người.

Các giải pháp loại bỏ carbon dioxide như than sinh học, BECCS, DACCS và ERW cung cấp các biện pháp loại bỏ CO₂ bền vững và có thể định lượng được, giúp các công ty đạt được mục tiêu về khí hậu và chống lại các cáo buộc “tẩy xanh”. Áp dụng các kỹ thuật này cũng có thể xây dựng uy tín cho chiến lược khí hậu rộng hơn của công ty, nâng cao danh tiếng của công ty trong mắt nhân viên, khách hàng và nhà đầu tư.

Điểm mấu chốt là cả thế giới sẽ không thể giới hạn nhiệt độ tăng toàn cầu ở mức 1,5°C hoặc thậm chí là 2°C - và duy trì ở mức đó - nếu không sử dụng các kỹ thuật loại bỏ carbon nhất định. Càng sớm nhận ra tầm quan trọng của những giải pháp này, ngành công nghiệp sẽ mở rộng quy mô càng nhanh hơn, chi phí sẽ giảm càng nhanh hơn. Giờ không phải là lúc “chờ đợi và xem xét”, giờ là lúc các doanh nghiệp phải hành động!