Nhà máy Stratos ở Texas. Ảnh: Carbon Herald
Stratos là nhà máy thu thập CO2 bằng phương pháp hút khí trực tiếp (DAC) quy mô lớn do công ty Occidental Petroleum phát triển thông qua chi nhánh 1PointFive. Theo kế hoạch, Stratos sẽ thu thập 500.000 tấn CO2 mỗi năm, gấp 14 lần cơ sở lớn nhất hiện nay là nhà máy Mammoth ở Iceland. Cơ sở trải rộng 26,3 hecta ở quận Ector, Texas, có thể bắt đầu hoạt động cuối năm 2025.
Công nghệ hút khí trực tiếp (DAC) được thiết kế để thu thập CO2 từ không khí, sử dụng những chiếc quạt khổng lồ đẩy không khí xung quanh qua hệ thống hóa chất liên kết với CO2, sau đó giải phóng dưới dạng khí cô đặc để lưu trữ dưới lòng đất.
Tất cả hệ thống DAC đều trải qua quy trình 3 giai đoạn, bắt đầu từ thu thập, sau đó nén và lưu trữ. CO2 cô đặc đạt trạng thái siêu tới hạn thông qua hoạt động nén, hình thành chất lỏng cực đặc ở áp suất trên 7,6 megapascal. CO2 siêu tới hạn được vận chuyển qua đường ống tới giếng bơm và lưu trữ vĩnh viễn dưới lòng đất ở độ sâu 1 - 2 km. Lớp đất này thường có nhiều tầng đá rỗng xen kẽ với đá không thấm nước, ngăn CO2 di chuyển ngược lên.
Phương pháp của Stratos sử dụng tác nhân hóa chất lỏng là dung dịch kiềm, thường là kali hydroxide (KOH). Không khí truyền qua buồng tiếp xúc và gặp dung dịch KOH. CO2 phản ứng với dung dịch và hòa tan vào chất lỏng. Chất lỏng giàu CO2 trải qua quá trình hóa học với hợp chất canxi, tạo ra các viên canxi carbonate. Trong lò nung công nghiệp, chúng đạt nhiệt độ khoảng 900 độ C, phân hủy và giải phóng khí CO2 tinh khiết. Stratos đang thử nghiệm liệu hệ thống sử dụng chất lỏng có thể hoạt động ở quy mô công nghiệp hay không.
Mục tiêu thu thập 500.000 tấn CO2 hàng năm từ không khí ở nồng độ 422 ppm tương đương với 1.370 tấn CO2 mỗi ngày. Stratos được xây dựng như những đoàn tàu với module Train 1 và 2 hoàn thành vào tháng 12/2024. Dự kiến nhà máy sẽ bắt đầu vận hành cuối năm 2025 và hoạt động hết công suất giữa năm 2026.
Nhà máy Stratos dùng điện từ nhà máy pin mặt trời 145 megawatt, do đó về lý thuyết hoạt động loại bỏ carbon không thải khí. Tuy nhiên, thực tế Stratos cần vận hành cả ngày để khả thi về mặt kinh tế. Lò nung của nhà máy sử dụng khí tự nhiên có nghĩa quá trình không hoàn toàn dựa vào năng lượng tái tạo. Chi phí cũng là vấn đề lớn do Stratos thu thập CO2 ở mức 400-500 USD/tấn trong khi mục tiêu của Bộ Năng lượng Mỹ là 100 USD/tấn.
An Khang (Theo Interesting Engineering, WRI)