Khi biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng, việc giảm phát thải khí nhà kính có tác động lớn đã trở thành ưu tiên toàn cầu. Trong khi carbon dioxide thường chiếm ưu thế trong các cuộc thảo luận, các loại khí khác có tiềm năng làm nóng toàn cầu (GWP) cao hơn lại gây ra những mối đe dọa lớn hơn trong ngắn hạn. Việc giải quyết các khí thải này đòi hỏi các giải pháp sáng tạo – biochar là một trong số đó.
Tiềm năng nóng lên toàn cầu là gì?
Định nghĩa của GWP
Tiềm năng làm nóng toàn cầu (GWP) là một chỉ số khoa học được sử dụng để so sánh khả năng giữ nhiệt trong khí quyển của các loại khí nhà kính khác nhau trong một khoảng thời gian cụ thể, thường là 20, 100 hoặc 500 năm. Chỉ số này thể hiện lượng năng lượng mà một tấn khí hấp thụ so với một tấn carbon dioxide (CO₂), được dùng làm giá trị cơ sở với giá trị GWP là 100. Khái niệm này giúp các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách đánh giá tác động tương đối của các loại khí khác nhau đến khí hậu và hỗ trợ việc tính toán carbon, mô hình hóa khí hậu và điều tiết khí thải.
Cách xác định GWP
Chỉ số GWP của một loại khí bị ảnh hưởng bởi ba yếu tố chính: hiệu suất bức xạ (mức độ hấp thụ bức xạ hồng ngoại), thời gian tồn tại trong khí quyển (thời gian tồn tại trong khí quyển) và thang thời gian đánh giá đã chọn. Một loại khí hấp thụ nhiều nhiệt hơn hoặc tồn tại lâu hơn trong khí quyển sẽ có chỉ số GWP cao hơn. Ví dụ, mê-tan và nitơ oxit có chỉ số GWP cao hơn CO₂ vì chúng giữ nhiệt hiệu quả hơn và có tác động lâu dài hơn đến khí quyển, ngay cả khi phát thải với lượng nhỏ hơn.
Những loại khí nào có khả năng gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu cao?
Trên phạm vi toàn cầu, các loại khí nhà kính chính do hoạt động của con người thải ra bao gồm carbon dioxide, methane, nitrous oxide và khí flo (khí F). Sau đây là thông tin về GWP, nguồn phát thải và tác động của chúng chỉ mang tính chất tham khảo.
Mêtan (CH₄)
- GWP: Mê-tan có GWP khoảng 30 trong khoảng thời gian 100 năm, khiến nó có khả năng giữ nhiệt mạnh hơn CO₂ gấp 30 lần.
- nguồn: Chủ yếu được thải ra từ quá trình tiêu hóa của vật nuôi, ruộng lúa, bãi rác và khai thác nhiên liệu hóa thạch.
- Ảnh hưởng:Mặc dù khí mê-tan có tuổi thọ trong khí quyển ngắn hơn CO₂, nhưng nó gây ra hiện tượng nóng lên mạnh trong thời gian ngắn và góp phần hình thành tầng ôzôn ở mặt đất, gây hại cho chất lượng không khí và năng suất cây trồng.
Nitơ oxit (N₂O)
- GWP:Nitơ oxit có GWP cao hơn nhiều, khoảng 273, nghĩa là nó mạnh hơn CO₂ gấp 273 lần trong khả năng giữ nhiệt.
- nguồn:Các nguồn chính của nó bao gồm phân bón gốc nitơ, quản lý phân chuồng, đốt sinh khối và một số quy trình công nghiệp.
- Ảnh hưởng:Ngoài việc làm nóng hành tinh, N₂O còn làm suy giảm tầng ôzôn ở tầng bình lưu, gây nguy cơ cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.
Hydrofluorocarbon (HFCs)
- GWP: Hydrofluorocarbon là loại khí tổng hợp có GWP từ hàng trăm đến hơn 7,000 tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của chúng.
- Sử dụng: Chúng thường được sử dụng trong làm lạnh, điều hòa không khí, chất tạo bọt và bình xịt.
- Ảnh hưởng: HFC không tồn tại tự nhiên và tồn tại trong khí quyển trong một thời gian dài, gây hại nghiêm trọng cho khí hậu. Ngay cả những rò rỉ nhỏ cũng có thể gây ra hiện tượng nóng lên đáng kể do chỉ số GWP rất cao của chúng.
Than sinh học giúp giảm thiểu khí thải nhà kính như thế nào
Than sinh học, được sản xuất từ thiết bị sản xuất than sinh học, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải khí GWP cao và hỗ trợ cô lập carbon lâu dài. Tác động của nó đến khí hậu đến từ ba cơ chế chính: ngăn ngừa sự hình thành khí, khóa carbon ở dạng ổn định và giảm phát thải từ đất.
Tránh CH₄ và N₂O từ chất thải hữu cơ
Khi phế thải nông nghiệp, phân chuồng hoặc chất thải lâm nghiệp bị chôn lấp, đốt lộ thiên hoặc để phân hủy, chúng sẽ tạo ra mê-tan (CH₄) và nitơ oxit (N₂O) thông qua hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Các loại khí này có GWP cao hơn nhiều so với CO₂. Việc chuyển đổi sinh khối này thành than sinh học thay vào đó cung cấp một phương pháp xử lý sạch và tránh phát thải các loại khí nhà kính mạnh này trong quá trình phân hủy.
Cô lập Carbon dài hạn
Trong quá trình nhiệt phân, chất hữu cơ không ổn định được chuyển hóa thành chất rắn ổn định, giàu carbon với cấu trúc thơm cao. Khi than sinh học được bón vào đất, carbon này được lưu trữ ở dạng chống lại sự phân hủy của vi sinh vật, giúp khóa chặt CO₂ trong khí quyển trong hàng trăm đến hàng nghìn năm. Điều này làm cho than sinh học trở thành một bể chứa carbon đáng tin cậy lâu dài.
Giảm phát thải từ đất
Than sinh học cải thiện cấu trúc đất, tăng cường độ thoáng khí và cải thiện khả năng giữ dinh dưỡng. Những đặc tính này giúp giảm thiểu sự thất thoát nitơ từ phân bón và giúp ngăn chặn sự hình thành N₂O trong đất canh tác. Trong điều kiện ngập nước, chẳng hạn như ruộng lúa, than sinh học ức chế vi khuẩn sinh metan, giảm phát thải CH₄. Ngoài ra, sức khỏe đất tốt hơn thúc đẩy sự phát triển của cây trồng, tăng khả năng hấp thụ carbon tự nhiên.
GWP trong việc khắc phục môi trường: Ý nghĩa và vai trò của than sinh học
GWP rất quan trọng trong việc khắc phục môi trường vì nó giúp xác định chất gây ô nhiễm nào có ảnh hưởng mạnh nhất đến sự nóng lên toàn cầu trong dài hạn. Tại các bãi chôn lấp, đất nông nghiệp bị thoái hóa, đất than bùn và các khu vực bị ô nhiễm, mê-tan và nitơ oxit thường gây hại nhiều hơn CO₂ do GWP cao. Việc khắc phục ô nhiễm bằng than sinh học không chỉ ổn định kim loại nặng và cải thiện cấu trúc đất mà còn ức chế các hoạt động của vi sinh vật tạo ra CH₄ và N₂O, từ đó chủ động giảm thiểu việc phát thải các khí có GWP cao. Điều này có nghĩa là việc khắc phục ô nhiễm không chỉ nhằm phục hồi chất lượng đất mà còn nhằm giảm thiểu tác động đến khí hậu - chuyển đổi đất bị thoái hóa thành bể chứa carbon thay vì nguồn phát thải.
Triển vọng tương lai: Than sinh học là vật liệu khắc phục biến đổi khí hậu tích cực
Nhìn về tương lai, việc phục hồi môi trường sẽ ngày càng chuyển từ việc chỉ đơn thuần sửa chữa các hệ sinh thái bị hư hại sang chủ động tăng cường khả năng hấp thụ carbon của chúng. Than sinh học sẽ được công nhận không chỉ là chất cải tạo đất hoặc sản phẩm quản lý chất thải, mà còn là vật liệu cải tạo khí hậu với lợi ích lâu dài cho khí quyển. Khả năng tạo ra các bể chứa carbon ổn định trong đất của than sinh học phù hợp với các chiến lược trung hòa carbon toàn cầu và các tiêu chuẩn mới nổi về hấp thụ carbon bền vững. Các tiêu chuẩn quốc tế như Puro.earth, v.v., và ISO 14064 phát triển để định lượng khả năng loại bỏ lâu dài, các sáng kiến phục hồi dựa trên than sinh học dự kiến sẽ chuyển từ các dự án môi trường thành các tài sản khí hậu được công nhận với tác động khí hậu có thể đo lường và chứng nhận được.
Hợp tác với Beston Group để thúc đẩy giảm thiểu carbon bằng than sinh học
Beston Group hệ thống biochar không chỉ chuyển đổi sinh khối thành bể chứa carbon ổn định mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải GHG nghiêm ngặt. Với lượng khí thải CH₄ (0.1%) và N₂O (<1%) cực thấp, công nghệ của chúng tôi hỗ trợ sản xuất carbon thấp và tuân thủ quy định. Cùng nhau, chúng ta có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang các hoạt động chống chịu với khí hậu và nền kinh tế tuần hoàn, carbon thấp.
