Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng trở thành mối quan tâm toàn cầu, Carbon Sequestration (cô lập và lưu trữ carbon) đang dần khẳng định vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nồng độ khí CO₂ trong khí quyển. Đây không chỉ là một khái niệm khoa học mà còn là một giải pháp thiết thực để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng không (Net Zero). Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về khái niệm, các phương pháp và vai trò quan trọng của Carbon Sequestration, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam.
Carbon Sequestration là gì và Tại sao Quan trọng?
Định nghĩa chi tiết
Carbon Sequestration (cô lập và lưu trữ carbon) là quá trình thu giữ và lưu trữ carbon dioxide (CO₂) từ khí quyển hoặc từ nguồn phát thải trực tiếp vào các bể chứa carbon dài hạn. Quá trình này có thể diễn ra một cách tự nhiên thông qua các hệ sinh thái như rừng, đất, đại dương, hoặc thông qua các giải pháp công nghệ do con người tạo ra.
Tại Việt Nam, Carbon Sequestration đang được hiểu và áp dụng dưới nhiều hình thức khác nhau, từ những phương pháp truyền thống như trồng và bảo vệ rừng, đến các phương pháp hiện đại như nông nghiệp carbon và công nghệ thu giữ, lưu trữ carbon (CCS/CCUS).
Vai trò trong chu trình carbon tự nhiên
Trong chu trình carbon tự nhiên, CO₂ được trao đổi liên tục giữa khí quyển, đại dương, đất và sinh vật. Thực vật hấp thụ CO₂ thông qua quá trình quang hợp, động vật hô hấp và giải phóng CO₂, vi sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ và giải phóng CO₂. Đại dương hấp thụ và giải phóng CO₂ qua sự trao đổi khí giữa không khí và nước.
Carbon Sequestration đóng vai trò như một cơ chế “hút carbon” khỏi khí quyển, giúp duy trì sự cân bằng trong chu trình carbon tự nhiên. Khi con người đốt nhiên liệu hóa thạch và phá rừng, chúng ta làm đảo lộn cân bằng này, tạo ra lượng CO₂ vượt quá khả năng hấp thụ tự nhiên của Trái Đất.
Vai trò cấp thiết trong giảm thiểu BĐKH và đạt mục tiêu Net Zero
Carbon Sequestration đóng vai trò then chốt trong việc đạt được mục tiêu Net Zero – trạng thái cân bằng giữa lượng khí nhà kính thải ra và lượng được loại bỏ khỏi khí quyển. Theo nhiều nghiên cứu khoa học, để giới hạn mức tăng nhiệt độ toàn cầu ở ngưỡng 1.5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp, chúng ta không chỉ cần giảm phát thải mà còn phải loại bỏ CO₂ khỏi khí quyển.
Tại Việt Nam, trong bối cảnh nước ta đã cam kết đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 tại COP26, các giải pháp cô lập và lưu trữ carbon trở nên ngày càng quan trọng. Đặc biệt, các phương pháp thu giữ carbon có thể tạo ra tín chỉ carbon (carbon credits), mang lại giá trị kinh tế cho các hoạt động bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Các Phương pháp Sequestration Tự nhiên (Dựa vào Hệ sinh thái)
Rừng: “Lá phổi xanh”
Rừng được coi là “lá phổi xanh” của Trái Đất, đóng vai trò như những “bể chứa carbon” tự nhiên lớn nhất trên cạn. Thông qua quá trình quang hợp, cây rừng hấp thụ CO₂ từ khí quyển và chuyển hóa thành carbon được lưu trữ trong sinh khối (thân, cành, lá, rễ) và trong đất rừng.
Tại Việt Nam, theo công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2023 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn:
- Tổng diện tích rừng: khoảng 14,9 triệu ha
- Tỷ lệ che phủ rừng: 42,02%
- Khả năng hấp thụ carbon: các vùng sinh thái rừng tại Việt Nam có khả năng giảm phát thải/tăng hấp thụ ròng lên đến hàng chục triệu tấn CO₂e/năm
Việt Nam đang thực hiện nhiều chương trình bảo vệ và phát triển rừng nhằm tăng cường khả năng lưu trữ carbon, bao gồm Chương trình REDD+ (Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng), và đã tham gia Chương trình chi trả dựa vào kết quả thực hiện REDD+ theo cơ chế Quỹ đối tác carbon trong lâm nghiệp (FCPF) của Ngân hàng thế giới.
Đất: “Bể chứa ngầm”
Đất là một bể chứa carbon tự nhiên quan trọng thứ hai sau rừng. Các chất hữu cơ trong đất chứa lượng carbon lớn hơn cả khí quyển và thảm thực vật trên Trái Đất cộng lại. Thông qua các kỹ thuật canh tác bền vững, đất có thể tăng cường khả năng lưu trữ carbon.
Tại Việt Nam, nông nghiệp carbon (Carbon Farming) đang được chú trọng phát triển. Đây là phương pháp nông nghiệp nhằm tăng cường khả năng hấp thụ và lưu trữ carbon dioxide từ khí quyển vào đất đai thông qua các kỹ thuật như:
- Canh tác không cày xới
- Trồng cây che phủ đất
- Luân canh cây trồng
- Sử dụng phân hữu cơ
- Nông lâm kết hợp
Những phương pháp này không chỉ giúp lưu trữ carbon mà còn mang lại nhiều lợi ích khác như cải thiện chất lượng đất, tăng khả năng giữ nước, giảm xói mòn, và tăng năng suất cây trồng.
Đại dương: “Bể chứa khổng lồ”
Đại dương là bể chứa carbon lớn nhất trên hành tinh, hấp thụ khoảng 25-30% lượng CO₂ do con người thải ra hàng năm. CO₂ hòa tan trong nước biển thông qua các quá trình vật lý, hóa học và sinh học, sau đó được lưu trữ trong các sinh vật biển và trầm tích đáy biển.
Với đường bờ biển dài hơn 3.260 km, Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc tận dụng đại dương để lưu trữ carbon. Tuy nhiên, hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu chi tiết về khả năng lưu trữ carbon của các vùng biển Việt Nam.
Một điểm cần lưu ý là việc đại dương hấp thụ quá nhiều CO₂ có thể dẫn đến hiện tượng axit hóa đại dương, gây hại cho các hệ sinh thái biển.
Đất ngập nước & Ven biển: “Siêu lưu trữ”
Các hệ sinh thái đất ngập nước và ven biển như rừng ngập mặn, đầm lầy nước mặn, và đồng cỏ biển có khả năng lưu trữ carbon (được gọi là “blue carbon“) cao gấp nhiều lần so với rừng trên cạn.
Đặc biệt, rừng ngập mặn có khả năng lưu trữ carbon trong sinh khối và trong đất dưới gốc rễ với mật độ cao. Tại Việt Nam, rừng ngập mặn không chỉ đóng vai trò là “lá chắn xanh” bảo vệ vùng ven biển khỏi thiên tai mà còn là kho lưu trữ carbon quan trọng.
Việc phục hồi và bảo vệ các hệ sinh thái này không chỉ giúp lưu trữ carbon mà còn mang lại nhiều lợi ích khác như bảo vệ đa dạng sinh học, phòng chống xói lở bờ biển, và hỗ trợ sinh kế cho cộng đồng ven biển.
Các Phương pháp Sequestration Nhân tạo (Công nghệ & Địa chất)
Thu giữ và Lưu trữ Carbon Địa chất (CCS – Carbon Capture and Storage)
Thu giữ và Lưu trữ Carbon Địa chất (CCS) là công nghệ thu hồi CO₂ từ các nguồn phát thải lớn như nhà máy nhiệt điện hoặc cơ sở công nghiệp, sau đó nén và vận chuyển đến các địa điểm lưu trữ dưới lòng đất an toàn.
Quy trình CCS thường bao gồm ba giai đoạn chính:
- Thu giữ: CO₂ được tách khỏi các khí thải công nghiệp hoặc từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch
- Vận chuyển: CO₂ được nén và vận chuyển qua đường ống đến địa điểm lưu trữ
- Lưu trữ: CO₂ được bơm vào các tầng địa chất sâu, thường là các mỏ dầu khí đã khai thác hết hoặc các tầng nước mặn sâu
Tại Việt Nam, đang có sự quan tâm về tiềm năng áp dụng công nghệ CCS/CCUS (Carbon Capture, Utilisation and Storage) nhằm giảm phát thải CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy công nghiệp nặng. Việt Nam đang nghiên cứu các dự án trình diễn công nghệ thu giữ, lưu trữ carbon dựa trên kinh nghiệm từ dự án Tomakomai (Nhật Bản).
Thu giữ Carbon Trực tiếp từ Không khí (DAC – Direct Air Capture)
DAC là công nghệ thu giữ CO₂ trực tiếp từ không khí xung quanh, khác với CCS chỉ thu giữ từ các nguồn phát thải tập trung. DAC hoạt động thông qua các thiết bị chuyên dụng sử dụng các chất hấp thụ hóa học hoặc vật lý để “lọc” CO₂ từ không khí.
Ưu điểm của DAC là có thể bố trí ở bất kỳ đâu và có thể loại bỏ CO₂ đã phát thải vào khí quyển trong quá khứ. Tuy nhiên, công nghệ này còn đối mặt với thách thức lớn về chi phí và năng lượng tiêu thụ.
Hiện nay, DAC chưa được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam, nhưng đây có thể là một giải pháp tiềm năng trong tương lai khi công nghệ phát triển và chi phí giảm xuống.
Năng lượng Sinh học với CCS (BECCS)
BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage) là sự kết hợp giữa sản xuất năng lượng sinh học và công nghệ thu giữ, lưu trữ carbon. Trong quy trình này, sinh khối (như gỗ, phế phẩm nông nghiệp) được đốt để tạo năng lượng, đồng thời CO₂ được thu giữ trong quá trình đốt và được lưu trữ dưới lòng đất.
BECCS được coi là một trong những công nghệ có tiềm năng tạo ra “phát thải âm” (negative emissions), tức là loại bỏ nhiều CO₂ khỏi khí quyển hơn lượng thải ra.
Tại Việt Nam, với nguồn sinh khối dồi dào từ phụ phẩm nông nghiệp và lâm nghiệp, BECCS có thể là một hướng đi tiềm năng trong tương lai.
Khoáng hóa Carbon
Khoáng hóa Carbon là quá trình chuyển đổi CO₂ thành dạng khoáng chất ổn định, về cơ bản là “biến CO₂ thành đá”. Quá trình này có thể xảy ra tự nhiên, nhưng rất chậm. Các nhà khoa học đang nghiên cứu cách đẩy nhanh quá trình này.
Khoáng hóa carbon có thể được thực hiện thông qua:
- Bơm CO₂ vào các tầng đá bazan giàu khoáng chất
- Sử dụng chất thải công nghiệp giàu canxi và magiê để phản ứng với CO₂
- Phát triển các vật liệu xây dựng có khả năng hấp thụ CO₂
Tại Việt Nam, đã có dự án áp dụng công nghệ bê tông khoáng carbon, một hình thức khoáng hóa carbon trong ngành xây dựng. Công nghệ này không chỉ giúp lưu trữ carbon mà còn tạo ra vật liệu xây dựng bền vững.
Tiềm năng và Thách thức của Carbon Sequestration tại Việt Nam
Tiềm năng
Việt Nam có tiềm năng đáng kể trong việc phát triển các giải pháp lưu trữ carbon:
- Rừng: Với diện tích rừng khoảng 14,9 triệu ha và tỷ lệ che phủ 42,02%, Việt Nam có tiềm năng lớn về thu giữ carbon và phát triển thị trường carbon rừng. Các vùng sinh thái rừng tại Việt Nam có khả năng giảm phát thải/tăng hấp thụ ròng lên đến hàng chục triệu tấn CO₂e/năm.
- Nông nghiệp carbon: Với diện tích đất nông nghiệp rộng lớn và đa dạng loại cây trồng, Việt Nam có tiềm năng lớn trong phát triển nông nghiệp carbon, góp phần lưu trữ carbon trong đất và tạo ra các sản phẩm nông nghiệp carbon thấp.
- Rừng ngập mặn và hệ sinh thái ven biển: Với đường bờ biển dài, Việt Nam có tiềm năng phát triển và phục hồi các hệ sinh thái rừng ngập mặn, đầm lầy nước mặn và đồng cỏ biển – những “siêu lưu trữ” carbon blue.
- Thị trường carbon: Theo các chuyên gia kinh tế, ước tính trong giai đoạn 2021-2030, Việt Nam sở hữu khoảng 40-70 triệu tín chỉ carbon rừng có thể bán cho thị trường tín chỉ carbon thế giới, từ đó có thể thu về hàng chục ngàn tỷ đồng.
- Khung pháp lý: Việt Nam là một trong số ít nước trong khu vực châu Á có hành lang pháp lí ghi nhận vai trò của carbon rừng và định hướng về việc thương mại carbon rừng. Từ năm 2025, Việt Nam sẽ tổ chức vận hành thí điểm sàn giao dịch tín chỉ carbon và vận hành chính thức vào năm 2028.
Thách thức
Mặc dù có nhiều tiềm năng, Việt Nam vẫn đối mặt với nhiều thách thức trong việc phát triển các giải pháp lưu trữ carbon:
- Thiếu thông tin và số liệu: Thông tin chi tiết về khả năng lưu trữ carbon của các loại rừng, đất và hệ sinh thái khác tại Việt Nam còn hạn chế, gây khó khăn cho việc xây dựng và triển khai các dự án lưu trữ carbon hiệu quả.
- Hạn chế về công nghệ và chuyên môn: Các công nghệ tiên tiến như CCS/CCUS, DAC, BECCS còn mới mẻ tại Việt Nam và đòi hỏi đầu tư lớn về công nghệ và phát triển nguồn nhân lực.
- Khó khăn trong tiếp cận thị trường: Các quy định quốc tế về thị trường carbon ngày càng nghiêm ngặt có thể gây khó khăn cho các đơn vị nhỏ như trang trại gia đình trong việc tiếp cận thị trường carbon.
- Biến động thị trường: Thị trường tín dụng carbon bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, dẫn đến sự biến động trong giá trị của tín chỉ carbon, tạo ra rủi ro cho các dự án lưu trữ carbon dài hạn.
- Chi phí và tài chính: Các dự án lưu trữ carbon, đặc biệt là các dự án công nghệ như CCS/DAC, đòi hỏi vốn đầu tư lớn và có thể gặp khó khăn trong việc huy động nguồn tài chính.
Kết luận
Carbon Sequestration đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và đạt mục tiêu Net Zero. Tại Việt Nam, với sự đa dạng về hệ sinh thái và tiềm năng phát triển công nghệ, các giải pháp cô lập và lưu trữ carbon, từ các phương pháp tự nhiên dựa vào hệ sinh thái đến các giải pháp công nghệ tiên tiến, đều có khả năng đóng góp đáng kể vào nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu.
Để khai thác tối đa tiềm năng này, Việt Nam cần vượt qua các thách thức về thông tin, công nghệ, tiếp cận thị trường và tài chính. Sự kết hợp giữa các giải pháp tự nhiên và công nghệ, cùng với sự hợp tác giữa chính phủ, doanh nghiệp, cộng đồng và các tổ chức quốc tế, sẽ là chìa khóa để thúc đẩy phát triển bền vững các giải pháp lưu trữ carbon tại Việt Nam, đóng góp vào mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 và phát triển bền vững trong tương lai.
