Tuabin gió từ lâu đã trở thành một trong những phương pháp sản xuất năng lượng sạch chính. Mặc dù công nghệ cũng gây ra tranh cãi trong nhiều năm, nhưng so với các nguồn năng lượng xanh khác, năng lượng gió được số đông chấp nhận như một giải pháp thân thiện với hành tinh và con người nhằm chống biến đổi khí hậu.

Trong tương lai không xa, các tuabin có thể cung cấp một chức năng kép trong cuộc chiến bảo vệ môi trường của hành tinh, thu giữ carbon dioxide từ không khí và sử dụng sản phẩm thu được để làm nguyên vật liệu cho bê tông.

Tua bin gió làm gì?

Bản chất của tuabin gió là sử dụng động năng do gió tạo ra để sản xuất điện. Khai thác động năng của gió như một nguồn năng lượng sạch bắt đầu từ những năm 1800. Năm 1887, GS James Blyth thuộc trường Cao đẳng Anderson ở Glasgow đã chế tạo tuabin gió đầu tiên, được sử dụng để sản xuất điện.

Nhưng năng lượng gió hiện đại ngày nay, phần lớn được công nhận là có nguồn gốc từ Đan Mạch một thập kỷ sau đó. Năm 1897, quốc gia này đã phát triển một tuabin gió dài 22,8 mét, sử dụng các cánh quạt trục ngang tạo ra điện năng. Hơn một thế kỷ sau, khoa học hiện đại cho thấy, vẫn có nhiều cơ hội cho sự phát triển năng lượng gió.

Gần đây nhất, các nhà khoa học phát hiện được, tuabin gió có thể được sử dụng để lấy khí nhà kính ra khỏi không khí theo đúng nghĩa đen.

Làm thế nào các tuabin gió có thể loại bỏ carbon dioxide khỏi khí quyển?

Lợi thế chính của tuabin gió, so với những phương pháp loại bỏ carbon dioxide (CO2) khác ra khỏi không khí là chiều cao tuyệt đối của cột tuabin.

Thông thường, lượng khí thải do các nhà máy và thành phố tạo ra tập trung ở độ cao mà những máy móc, thiết bị hoạt động trên mặt đất sẽ rất khó khăn để thu hồi. Đồng thời, thu khí carbon dioxide trên mặt đất cần phải lắp đặt các thiết bị có giá thành cao và phát triển hệ thống đường ống thu khí ngầm phức tạp.

Đồng thời, một thực tế đáng chú ý là đôi khi, các trang trại gió thực sự tạo ra năng lượng dư thừa và việc vận hành một hệ thống loại bỏ carbon song song cùng sản xuất điện, năng lượng bớt bị lãng phí hơn.

Các trang trại gió thường chiếm một diện tích rộng lớn, hệ thống hấp thụ khí thải nhà kính, bao gồm CO2 sẽ giúp tiết kiệm hơn khi sử dụng phần diện tích mặt đất.

Những mô phỏng do các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue (Indiana, Mỹ) phát triển đã xem xét cách những tuabin gió có thể kéo không khí ô nhiễm vào vùng hoạt động của tuabin, tập trung lại và đưa không khí nhiễm bẩn xuống đất để loại bỏ an toàn.

Kỹ sư cơ khí Luciano Castillo của Purdue trong cuộc phỏng vấn với Science News giải thích: “Các tuabin gió lớn, tạo ra năng lượng điện khi quay, hình thành dòng chảy không khí rối, hút không khí xuống hội tụ lại phía sau các cánh quạt”.

"Đây là một hiệu ứng, có thể tập trung carbon dioxide đủ để thu giữ khối lượng lớn trở nên khả thi, đặc biệt là gần các thành phố lớn và các khu công nghiệp".

Các nhà khoa học dự định mô tả hệ thống hấp thụ khí CO2 tại cuộc họp của Ban Động lực học chất lỏng của Hiệp hội Vật lý Mỹ ở Indianapolis ngày 21/11.

Theo một thông tin báo chí do Văn phòng Thương mại Công nghệ của Đại học Purdue công bố, công nghệ này sẽ sử dụng một hệ thống lọc không khí chất lỏng, thu nhận CO2 từ không khí thổi qua tuabin gió. Bộ phận hút sẽ hấp thụ CO2 vào dung dịch canxi hydroxit hòa tan trong nước. Carbon dioxide sẽ phản ứng với canxi hydroxit, tạo thành canxi carbonat, lắng động và được sử dụng để sản xuất bê tông và những ứng dụng khác.

Nhóm nhà khoa học cho rằng, công nghệ này có thể có tác động lớn đến việc sản xuất bê tông “khép kín”, chiếm 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu.

Dự án có thể có những nhược điểm nào?

Để đây trở thành một giải pháp hoàn toàn trung hòa cacbon, hệ thống loại bỏ carbon sẽ phụ thuộc vào năng lượng do các tuabin gió tạo ra. Nhu cầu về năng lượng có thể dao động và thay đổi - nếu có những khoảng thời gian có nhu cầu sử dụng năng lượng cao, vượt quá công suất của các tuabin điện gió, các nhà phê bình đặt câu hỏi liệu có kế hoạch dự phòng cho việc thu giữ carbon liên tục hay không?.

Việc phát triển các tuabin gió này đòi hỏi những kế hoạch nhiều năm trong tương lai. Hầu hết các tuabin có tuổi thọ khoảng 25 năm, đây là khoản đầu tư dài hạn. Việc phát triển thêm hệ thống trang thiết bị thu giữ và các công trình lưu trữ sản phẩm của CO2 dưới lòng đất sẽ làm tăng đáng kể giá thành đầu tư xây dựng của một trang trại điện gió, dù trên đất liền hay trên biển.