Như đã biết, một trong những mục tiêu hàng đầu để đạt được mục tiêu net zero trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu là giảm phát thải carbon ra khí quyển. Vì sao?
Carbon được xem là “xương sống hóa học” của mọi sự sống trên Trái đất. Các hợp chất carbon điều chỉnh nhiệt độ Trái đất, tạo thành nguồn thực phẩm duy trì sự sống của chúng ta và cung cấp năng lượng cho nền kinh tế toàn cầu của chúng ta. Nó cũng là nguyên tử chính tạo nên thành phần hóa học của nhiên liệu hóa thạch. Hầu hết carbon của Trái đất được lưu trữ trong đá và trầm tích, phần còn lại nằm trong đại dương, trong các sinh vật sống, và trong khí quyển nó có thể thể được tìm thấy ở dạng carbon dioxide (CO2).
Carbon dioxide là một loại khí không màu, có mùi hăng nhẹ và vị chua, nó còn được gọi là khí cacbonic hoặc gọi theo công thức hóa học là khí CO2. Một phân tử gồm ba phần, một nguyên tử carbon (C) trung tâm gắn với hai nguyên tử oxy (O2). Dù chỉ chiếm khoảng 0,04% bầu khí quyển của chúng ta nhưng carbon dioxide lại là một loại khí đóng vai trò trung tâm trong biến đổi khí hậu toàn cầu - lý do vì sao các công nghệ CCUS được phát triển nhằm đáp ứng mục tiêu giảm thiểu khí nhà kính toàn cầu.
Carbon dioxide là loại khí nhà kính quan trọng của Trái đất. Ảnh: Shutterstock.
Với sự sống, khí cacbonic là một phần quan trọng của chu trình sinh học. Cụ thể, quá trình hô hấp của động vật và thực vật đốt cháy đường để tạo ra năng lượng. Các phân tử đường chứa một số nguyên tử carbon mà trong quá trình hô hấp được giải phóng dưới dạng carbon dioxide. Con người và động vật thải ra lượng CO2 khi hít thở, trong khi thực vật chủ yếu giải phóng khí cacbonic vào ban đêm. Khi tiếp xúc với ánh mặt trời, thực vật và tảo hấp thụ CO2 từ không khí và tách nguyên tử carbon ra để sử dụng trong việc tạo ra đường, lượng oxy còn lại được giải phóng vào không khí dưới dạng O2.
Ngoài ra, carbon dioxide cũng là một phần của chu trình carbon địa chất. Nó có nhiều thành phần, trong đó thành phần quan trọng là sự chuyển các nguyên tử carbon từ CO2 trong khí quyển sang cacbonat hòa tan trong đại dương. Khi đó, các nguyên tử carbon được các sinh vật biển nhỏ (chủ yếu là sinh vật phù du) thu giữ và tạo ra lớp vỏ cứng của nó. Sau khi chúng chết, lớp vỏ carbon chìm xuống đáy, kết hợp với nhiều lớp khác và cuối cùng tạo thành đá vôi. Hàng triệu năm sau, đá vôi có thể nổi lên bề mặt, bị phong hóa và giải phóng lại các nguyên tử carbon.
Carbon dioxide: Loại khí nhà kính quan trọng nhất của Trái đất
Than, dầu và khí đốt là nhiên liệu hóa thạch được tạo ra từ sự tích tụ của các sinh vật dưới nước sau đó chịu áp suất và nhiệt độ cao. Khi chúng ta khai thác những nguyên liệu hóa thạch này và đốt chúng, các phân tử carbon sẽ được giải phóng trở lại vào khí quyển dưới dạng carbon dioxide.
Trong khí quyển, CO2 cùng với các loại khí nhà kính khác như: metan, ozone, oxit nitơ, hydrochlorofluorocarbons và hơi nước góp phần tạo ra hiệu ứng nhà kính. Không giống như oxy hoặc nitơ (tạo nên phần lớn bầu khí quyển của chúng ta), khí nhà kính hấp thụ nhiệt tỏa ra từ bề mặt Trái đất và giữ nhiệt trong khí quyển thay vì để nó phản xạ ra không gian.
Vì sao lượng carbon dioxide trong khí quyển ngày một tăng?
Các chuyên gia trên tạp chí Treehugger cho rằng nồng độ CO2 trong khí quyển là tương đối ổn định qua hàng trăm nghìn năm, lượng CO2 được giải phóng tự nhiên sẽ thay thế cho lượng CO2 được thực vật và tảo hấp thụ. Tuy nhiên, việc đốt và sử dụng nhiên liệu hóa thạch của con người đã thải thêm một lượng lớn carbon vào không khí mỗi năm gây ra sự mất cân bằng, cùng với đó là nạn phá rừng khiến nồng độ cacbonic trong khí quyển ngày một tăng.
Một công nhân cắt ống thép gần một nhà máy điện chạy than ở Trung Quốc. Ảnh: Getty Images.
Khi chúng ta bước vào Kỷ Anthropocene - một kỷ nguyên được xác định bởi hoạt động mạnh mẽ của con người, chúng ta đã bổ sung thêm carbon dioxide vào khí quyển ngoài lượng khí thải tự nhiên. Nếu nhìn vào thiên niên kỷ trước, chúng ta thấy lượng khí carbon dioxide tăng mạnh rõ ràng bắt đầu từ cuộc cách mạng công nghiệp. Kể từ những ước tính trước năm 1800, nồng độ CO2 đã tăng hơn 42% so với mức hiện tại là hơn 400 phần triệu (ppm), hầu hết điều này xuất phát từ việc đốt than, dầu, khí tự nhiên và giải phóng mặt bằng.
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA), ngành công nghiệp năng lượng, đặc biệt là thông qua các nhà máy điện đốt carbon, chịu trách nhiệm cho phần lớn lượng phát thải khí nhà kính trên thế giới. Giao thông vận tải, bao gồm ô tô, xe tải, tàu hỏa và tàu chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, đứng thứ hai với 31% lượng khí thải. 10% khác đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch để sưởi ấm nhà cửa và cơ sở kinh doanh.
IEA cho biết, lượng khí thải carbon dioxide liên quan đến năng lượng đã tăng lên mức kỷ lục kể từ sau đại dịch Covid-19. Trong khi đó, tổ chức Greenpeace đã mô tả việc sử dụng than là “cách sản xuất năng lượng bẩn nhất, gây ô nhiễm nhất” bởi một loạt các khí thải tạo ra từ quá trình đốt nhiên liệu này bao gồm: CO2, SO2, các hạt và oxit nitơ.
Các nhà máy lọc dầu và các hoạt động công nghiệp khác thải ra rất nhiều carbon dioxide, dẫn đầu là việc sản xuất xi măng, nguyên nhân tạo ra lượng carbon dioxide lớn đáng kinh ngạc , chiếm tới 5% tổng sản lượng trên toàn thế giới.
Bên cạnh đó, việc đốt nương rẫy sẽ tạo ra nguồn phát thải khí nhà kính lớn. Do vậy, trồng cây là việc làm quan trọng bởi sự phát triển của cây xanh sẽ hấp thụ lượng lớn carbon.
Như vậy, chúng ta vừa tìm hiểu những thông tin cơ bản về Carbon dioxide - một loại khí nhà kính chính khiến Trái đất dần nóng lên. Và trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, làm giảm lượng CO2 trong khí quyển là việc làm quan trọng.
