Vận hành thử nghiệm hệ thống thu giữ CO₂ trực tiếp từ khí thải nhà máy xi măng

Dự án được giới thiệu là chương trình thí điểm đầu tiên tại UAE thực hiện thu giữ CO₂ liên tục từ hoạt động sản xuất xi măng trong điều kiện vận hành thực tế, đồng thời kết nối trực tiếp công đoạn thu giữ tại nhà máy với công nghệ khoáng hóa địa chất của 44.01. Đây cũng là dự án công nghiệp đầu tiên của 44.01 với một khách hàng trong lĩnh vực sản xuất, hướng tới chứng minh khả năng triển khai mô hình thu giữ và lưu trữ carbon lâu dài cho các ngành phát thải khó giảm.

Hệ thống thu giữ CO₂ được triển khai trực tiếp tại Nhà máy Xi măng Fujairah, với công suất thiết kế khoảng 4 - 4,5 tấn CO₂/ngày. Dự án sẽ tiếp tục vận hành trong 6 tháng để thu thập dữ liệu thực tế, đánh giá hiệu suất của hệ thống, khả năng mở rộng cũng như tiềm năng thương mại hóa công nghệ.

Sau khi được tách khỏi dòng khí thải của nhà máy, CO₂ được đưa tới khu vực khoáng hóa của 44.01 tại Fujairah. Tại đây, CO₂ được đưa xuống sâu trong các tầng đá siêu mafic tự nhiên, trong đó có đá peridotite. CO₂ phản ứng với các khoáng chất chứa canxi và magie trong đá, qua đó chuyển hóa thành các carbonate rắn. Quá trình này biến CO₂ từ trạng thái khí thành dạng khoáng chất ổn định, tạo cơ chế lưu trữ carbon  lâu dài dưới lòng đất.

Việc lựa chọn Fujairah có liên quan trực tiếp đến đặc điểm địa chất của khu vực. Các tầng đá peridotite tại đây có khả năng phản ứng tự nhiên với CO₂, tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ khoáng hóa. Trước dự án hợp tác với Holcim, 44.01 đã phối hợp với ADNOC và các đối tác triển khai một chương trình thí điểm tại Fujairah, trong đó 10 tấn CO₂ được khoáng hóa thành đá trong vòng chưa đầy 100 ngày. Giai đoạn mở rộng của dự án trước đó được lên kế hoạch bơm hơn 300 tấn CO₂ nhằm đánh giá khả năng triển khai công nghệ ở quy mô lớn hơn.

Về chuỗi công nghệ, dự án không chỉ thử nghiệm riêng công đoạn thu giữ mà hướng tới vận hành toàn bộ chuỗi quản lý CO₂, từ thu giữ tại nguồn phát thải, vận chuyển, đến bơm và khoáng hóa vĩnh viễn dưới lòng đất. Dự án có sự tham gia của Gulf Cryo, Fujairah Natural Resources Corporation (FNRC) và Fujairah Environment Authority. NT Energies, liên doanh giữa Technip Energies và NMDC Energy, cũng tham gia triển khai hệ thống thu giữ, sử dụng công nghệ CANSOLV của Shell thông qua liên minh giữa Shell Catalysts & Technologies và Technip Energies.

Trong 6 tháng vận hành tiếp theo, các bên sẽ thu thập dữ liệu vận hành theo thời gian thực nhằm đánh giá độ ổn định và hiệu quả của hệ thống trong điều kiện sản xuất công nghiệp. Những dữ liệu này được kỳ vọng giúp xác định các yêu cầu kỹ thuật, chi phí và điều kiện vận hành cần thiết cho việc mở rộng công suất, đồng thời đánh giá tính khả thi thương mại của mô hình lưu trữ CO₂ bằng khoáng hóa địa chất.

Theo Ali Said, Tổng giám đốc Holcim UAE và Oman, việc đưa hệ thống vào vận hành thực tế là bước quan trọng nhằm chứng minh rằng các giải pháp khử carbon cho ngành công nghiệp nặng có thể được triển khai ngay trong môi trường sản xuất hiện hữu. Dự án cũng phù hợp với định hướng thúc đẩy các giải pháp giảm phát thải và mục tiêu Net Zero 2050 của UAE.

Đối với ngành xi măng, dự án tại Fujairah đáng chú ý vì thử nghiệm trực tiếp chuỗi thu giữ và lưu trữ CO₂ tại một cơ sở sản xuất đang hoạt động, thay vì chỉ đánh giá công nghệ ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc trên dòng khí nhân tạo. Tuy nhiên, với công suất khoảng 4 - 4,5 tấn CO₂/ngày, tương đương khoảng 1.460 - 1.640 tấn/năm nếu vận hành liên tục, dự án vẫn mang tính thí điểm và còn cách khá xa quy mô phát thải của một nhà máy xi măng thương mại.

Do đó, kết quả của 6 tháng vận hành sẽ có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định liệu công nghệ có thể duy trì hiệu suất ổn định trong điều kiện công nghiệp, đồng thời mở rộng lên quy mô hàng chục nghìn hoặc hàng trăm nghìn tấn CO₂ mỗi năm hay không. Thành công của giai đoạn này cũng sẽ là cơ sở để Holcim, 44.01 và các đối tác xem xét triển khai những cơ sở khoáng hóa CO₂ quy mô lớn hơn tại UAE cũng như các thị trường có điều kiện địa chất tương tự.

Xét trên phạm vi rộng hơn, dự án Fujairah cho thấy xu hướng kết hợp CCUS tại nguồn phát thải với khoáng hóa CO₂ trong địa chất đang được thử nghiệm như một hướng tiếp cận đối với những ngành khó giảm phát thải như xi măng. Nếu có thể chứng minh hiệu quả kỹ thuật, độ an toàn và chi phí ở quy mô lớn, mô hình này có tiềm năng tạo thành một chuỗi xử lý CO₂ khép kín, trong đó carbon được thu giữ ngay tại cơ sở sản xuất và chuyển thành dạng khoáng chất ổn định thay vì tiếp tục tồn tại dưới dạng khí trong khí quyển.

BuilData