Một nhà máy năng lượng mang tính cách mạng trị giá 150 triệu đô la Mỹ hứa hẹn giữ lại toàn bộ khí thải carbon gây ô nhiễm và tạo ra điện với giá rẻ ngang bằng một nhà máy điện xả khí thải kiểu truyền thống.

Lớn lên tại nước Anh sau Thế chiến II, “tất cả lũ trẻ như tôi đều bị máy bay ám ảnh,” Rodney Allam nói.

“Tôi có tấm ảnh treo tường chụp Chuck Yeager khi ông ta phá vỡ bức tường âm thanh bằng chiếc Bell X-1, chiếc máy bay có động cơ tuabin đầu tiên.” Những cỗ máy siêu năng lượng này là nguồn cảm hứng cho ông. Allam trở thành kỹ sư hóa học và đi làm cho Air Products & Chemicals chi nhánh Anh quốc đặt tại Allentown, Pennsylvania.

Rồi trong những năm 1970, ông  luôn ám ảnh với một ý tưởng: làm thế nào để giữ lại khí thải CO2 từ những nhà máy điện chạy bằng than trên khắp nước Anh? Ông đã biết phải trữ số CO2  đó ở đâu. BP cùng Royal Dutch Shell sẽ nhảy cẫng trước cơ hội bơm số CO2 này vào trong những mỏ dầu rộng lớn của họ ở biển Bắc. Bơm khí gas đóng vai trò như dung môi để giải phóng dầu thô bên trong từ lâu đã là kỹ thuật phổ biến ở những mỏ dầu phía tây Texas. Song ở Anh thì chẳng có thứ nào như vậy.

Allam thử nghiệm nhiều phương pháp phụ để giữ lại khí CO2 từ một nhà máy than đá 2.400-megawatt ở Scotland. Nhưng không phương pháp nào khả thi. Lý do đơn giản: quá đắt.

Ông bị ám ảnh với việc giảm giá thành công nghệ giữ khí thải carbon để trở nên chấp nhận được: thứ nhất là để giải quyết thách thức kỹ thuật, thứ hai là để hạn chế tình trạng nóng lên toàn cầu do khí CO2. “Tôi nỗ lực hết sức,” ông nói, “nhưng đầu hàng vào đầu những năm 1990 vì không làm được.”

Nhưng giờ ông đã làm được. Tháng 12.2016, Allam, 76 tuổi, bay từ nhà ông ở Anh để gặp Forbes tại công trường xây dựng ở Texas, gần Houston Ship Channel, trái tim của khu phức hợp hóa dầu lớn nhất nước Mỹ. Khi hoàn thành vào đầu năm 2017, với kinh phí khoảng 150 triệu đô la Mỹ, hệ thống rộng 20.234 m2 gồm thép, bêtông, đường ống, bồn chứa và đường dây điện áp cao sẽ trở thành nền tảng minh chứng cho công nghệ mang tên Allam Cycle. Một hệ thống tân tiến sản xuất điện bằng cách đốt khí gas tự nhiên và giữ lại tất cả khí CO2 sinh ra trong quá trình đó.

Điều tuyệt vời nhất là nó tạo ra điện với giá thành ngang nửa với những nhà máy chạy bằng động cơ tuabin khí đốt khác - chỉ 6 cent cho mỗi kWh.

Những nhà môi trường học đang tràn đầy hi vọng. “Đó không chỉ là cầu nối, mà còn là điểm đến,” John Thompson, người lãnh đạo chương trình thu giữ carbon tại Clean Air Task Force, nói. Những nguồn năng lượng tái sinh vẫn chưa đạt quy mô đủ để thay thế năng lượng hóa thạch, còn nhà máy hạt nhân (không sản sinh carbon) thì quá đắt đỏ.

Khí đốt xanh - ảnh 1

Chú thích ảnh: Rodney Allam của NetPower đứng cạnh phát minh của ông: một nhà máy điện giữ lại được toàn bộ khí thải carbon mà không mất thêm phí tổn nào.

“Chúng ta sẽ phải tiếp tục sử dụng năng lượng hóa thạch trong tương lai, dẫu thích hay không,” Allam nói. “Thách thức sẽ nằm ở việc sử dụng năng lượng hóa thạch để sinh điện mà không thải CO2 vào bầu khí quyển.”

Allam rời Air Products vào năm 2005 sau 44 năm. Năm 2009, ông nhận được cuộc gọi từ 8 Rivers, một vườn ươm (incubator) đầu tư mạo hiểm ở Durham, bắc Carolina. Bill Brown, đồng sáng lập của 8 Rivers, nhìn thấy khoản ngân sách liên bang khổng lồ (thuộc Đạo luật Phục hồi – Recovery Act) dành cho nghiên cứu về thu giữ và cô lập khí carbon. Không khó để Allam nuôi chí một lần nữa. Không lâu sau, ông bắt đầu gửi những suy nghĩ của mình dưới dạng viết tay cho nhóm kỹ sư trẻ ở 8 Rivers. Trong vòng sáu tháng, Allam đã hoàn tất bản thiết kế.

8 Rivers làm việc cùng những hãng lớn về kỹ thuật là Fluor và Babcock & Wilcox để tinh luyện và thẩm định công nghệ. Brown, từng làm cho Goldman Sachs và Morgan Stanley, trình bản thiết kế cho bất cứ ai chịu nghe. “Không ai tin bọn tôi cả,” Brown nói.

“Họ tưởng tôi đang bán thuốc lang băm.” Người ta có lý do để nghi ngờ. Những hệ thống bổ sung để thu giữ carbon có tồn tại, song chúng làm giảm hiệu suất, và đắt nữa: Southern Co đang chi lố 4 tỉ đô la Mỹ ngân sách cho nhà máy “than sạch” ở Mississippi. “Các công ty không muốn gắn thêm cái hộp vào sau lưng nhà máy điện,” Julio Friedmann, chuyên gia thu giữ carbon tại Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore, nói. “Họ muốn một giải pháp tích hợp.”

Và đó là điều Allam Cycle đem đến cho họ. Để hiểu về vòng tròn này là gì, cần bắt đầu tìm hiểu xem nó không là gì. Hầu hết nhà máy năng lượng chạy bằng than hoặc khí đốt sử dụng khí nóng để tạo ra luồng hơi nước đi qua tuabin, làm quay môtơ để tạo ra điện. Trong nhiều máy phát điện, một nửa nhiệt lượng có ích bắn vào bầu khí quyển cùng với luồng hơi nước và (tất nhiên) cả CO2.

Vòng tròn của Allam không dùng luồng hơi nước. Thay vào đó, hỗn hợp chất lỏng và khí làm quay tuabin cũng chính là CO2. Dưới áp suất cao và được đốt nóng lên 1.000 độ (mức kiểm soát được), khí CO2 sau đó được trữ trong một trạng thái cực hạn, tới mức nó có thể nở để chứa đầy thùng chứa giống như khí gas song vẫn có độ đặc như chất lỏng.

Thay vì bay lên bầu trời, khí CO2  sẽ chạy tuần hoàn trong một vòng tròn, làm quay tuabin cung cấp năng lượng cho máy phát điện. Sự đốt cháy liên tục bổ sung thêm CO2 , còn lượng khí CO2 thừa được bơm trực tiếp vào đường ống.

Hãng sản xuất điện Exelon (doanh thu 35 tỉ đô la Mỹ) nhìn thấy tiềm năng của công nghệ và trở thành đối tác góp vốn sau nhiều tháng xem xét. “Thường thì chúng tôi không đầu tư vào giai đoạn sớm như thế này,” Ron DeGregorio, giám đốc Exelon Power nói. Ông sẽ chi thêm nhiều tỉ đô la Mỹ thời gian tới để nâng cấp nhiều nhà máy điện đang già cỗi của Exelon.

Đối tác ngang hàng thứ ba trong công ty này (giờ mang tên NetPower, là CB&I (Chicago Bridge & Iron, đã niêm yết). Kể từ năm 2012, NetPower, nơi sẽ sở hữu nhà máy mới ở Houston, đã cộng tác cùng Toshiba để lắp đặt và xây dựng hệ thống đốt cháy cho nhà máy Allam Cycle đầu tiên – nỗ lực nghiên cứu và phát triển đã khiến công ty Nhật Bản tiêu tốn ít nhất 200 triệu đô la Mỹ, vốn được công ty tính sẽ thu hồi khi bắt đầu nhận đơn hàng.

Nhà máy NetPower hoàn thiện sẽ tạo ra 300MW điện, 800.000 tấn CO2 mỗi năm và tiêu tốn khoảng 300 triệu đô la Mỹ để xây dựng. “Kế hoạch là xây dựng những nhà máy này ở những khu vực khai thác dầu, rồi vận chuyển điện năng từ đó,” Daniel McCarthy, giám đốc đầu tư công nghệ tại CB&I, cho biết. “Nếu bạn có thể tạo ra năng lượng mà không tạo ra CO2 cũng như không chịu tổn thất nào về kinh tế, thì tội gì không làm?”

NetPower sẽ mất vài tháng hoạt động trước khi họ chứng minh được sự ổn định. Allam dự báo phát minh của ông sẽ nhanh chóng bán chạy: “Trong một năm, chúng ta sẽ biết rõ.”

"Giỏi hơn người khác không có gì vĩ đại; điều vĩ đại thực sự là vượt qua chính mình.". ---- Ernest Hemingway

Tạp chí Forbes Việt Nam

Số 52 tháng 09.2017

 Số 52 tháng 09.2017

TƯƠNG LAI CỦA GIÁO DỤC

CÁC DOANH NGHIỆP ĐANG ĐẦU TƯ VÀO THỊ TRƯỜNG GIÁO DỤC VIỆT NAM SẼ ĐEM LẠI NHỮNG THAY ĐỔI GÌ ?

DANH SÁCH ĐẠI HỌC TỐT NHẤT MỸ • GIÀU NHẤT SINGAPORE

Các số báo khác