Trung Quốc đặt ra tham vọng về khí hậu

Khi đại dịch COVID-19 hoành hành khắp thế giới vào năm 2020, dẫn đến tình trạng phong tỏa và một cuộc chạy đua táo bạo để tạo ra loại vắc-xin đầu tiên, chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình rất muốn giải quyết một vấn đề khoa học lớn khác: khí hậu. Trong một thông báo bất ngờ trước đại hội đồng Liên Hợp Quốc vào tháng 2020 năm 2060, ông đã công bố một kế hoạch táo bạo nhằm chuyển đất nước từ một trong những nước phát thải khí nhà kính lớn nhất thế giới sang một xã hội “không có carbon ròng” vào năm XNUMX. 

Mục tiêu đầy tham vọng đó đã gây sốc cho nhiều người trong nước, bao gồm cả các quan chức chính quyền khu vực, những người vẫn đang xem xét mục tiêu đó có ý nghĩa gì và họ cần áp dụng những chính sách nào để đạt được mục tiêu đó. Tuy nhiên, kể từ bài phát biểu của ông Tập, hàng chục viện nghiên cứu trung hòa carbon trên khắp đất nước đã mọc lên. Vào tháng 2020 năm XNUMX, Viện Vật lý Khí quyển ở Bắc Kinh đã công bố trung tâm nghiên cứu tính trung lập carbon – trung tâm đầu tiên thuộc loại này ở Trung Quốc – nhằm tăng cường các công nghệ giám sát lượng khí thải carbon. Các trường đại học nổi tiếng bao gồm Tsinghua, Fudan và Shanghai Jiao Tong đã làm theo, thành lập các viện của riêng họ nhằm thúc đẩy các chính sách trung hòa carbon. 

Trong khi đó, vào tháng XNUMX, Viện Khoa học Trung Quốc (CAS) đã đề xuất một kế hoạch hành động để đưa Trung Quốc đi đầu trong các nỗ lực chống biến đổi khí hậu. CAS lưu ý rằng điều này sẽ đạt được bằng cách phát triển các công nghệ để thúc đẩy việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sạch hơn và năng lượng hạt nhân an toàn hơn, cũng như tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện hiện có. Nhưng việc thực hiện những sáng kiến ​​như vậy là một thách thức khó khăn. “Đáp ứng các mục tiêu carbon của Trung Quốc đòi hỏi một cuộc cách mạng kinh tế xã hội sâu sắc, có hệ thống, trong đó [các nhà khoa học] có vai trò chính bằng cách hợp lực giữa các ngành và tạo ra những đột phá công nghệ,” phó chủ tịch CAS Tao Zhang cho biết khi công bố kế hoạch.

Một phần của cuộc đấu tranh bằng không ròng đó là sự phụ thuộc hiện tại của Trung Quốc vào than đá. Nó chiếm khoảng 60% sản lượng điện của đất nước và việc cắt giảm loại hình sản xuất điện gây ô nhiễm nặng nề này sẽ là chìa khóa cho một xã hội không carbon. Điều đó có thể yêu cầu triển khai nhanh chóng việc thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS). Điều này liên quan đến việc lắp đặt các cơ sở khử cacbon trong ống khói của các nhà máy điện than, nơi cacbon được thu thập và biến đổi trước khi chôn dưới lòng đất hoặc trên biển.

Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã nghiên cứu các công nghệ CCUS từ năm 2004 và cho đến nay đã xây dựng được 35 dự án trình diễn với tổng công suất phun trung bình là 1.7 triệu tấn carbon mỗi năm. Đến năm 2060, công suất phun được dự đoán là khoảng 1–3 tỷ tấn. Tuy nhiên, các công nghệ CCUS có những rủi ro tiềm ẩn bao gồm cả trong quá trình lưu trữ và vận chuyển. Ning Wei từ Viện Cơ học Đá và Đất CAS ở Vũ Hán, người đã làm việc trong lĩnh vực này khoảng hai thập kỷ, nói rằng Trung Quốc đang tụt hậu trong một số công nghệ CCUS chính như giám sát và đánh giá rủi ro rò rỉ để ngăn chặn dòng chảy ra ngoài carbon dioxide, mà nhóm của ông hiện đang làm việc để giải quyết. 

Việc triển khai rộng rãi công nghệ như vậy có khả năng làm cho năng lượng trở nên đắt đỏ hơn – ít nhất là trong ngắn hạn. Wei nói rằng chi phí sản xuất điện đốt than dự kiến ​​sẽ tăng 20–30 xu mỗi kilowatt giờ nếu CCUS được triển khai rộng rãi. Tuy nhiên, một khi những công nghệ này đã trưởng thành, người ta hy vọng rằng chi phí như vậy sẽ giảm 50%.

cơ sở tái tạo

Một số người có thể ngạc nhiên khi biết rằng Trung Quốc là nhà sản xuất năng lượng tái tạo hàng đầu thế giới, với khoảng một phần tư nhu cầu được đáp ứng bởi năng lượng thủy điện, gió và mặt trời. Tuy nhiên, Trung Quốc không ngủ quên trên vòng nguyệt quế của mình, với kế hoạch mở rộng lĩnh vực năng lượng tái tạo bằng cách xây dựng cái gọi là “cơ sở năng lượng xanh” ở các vùng sa mạc phía tây bắc nước này. Quốc gia này đặt mục tiêu có một phần ba điện năng từ năng lượng tái tạo vào năm 2025, với công suất kết hợp giữa gió và mặt trời là 1200 GW vào cuối thập kỷ này. Chuyên gia chính sách công nghệ David Elliott từ Đại học Mở ở Vương quốc Anh cho biết: “Cảnh nhìn từ phía tây là một điều đáng kinh ngạc – và một số ghen tị. 

Vì năng lượng tái tạo có thể không liên tục và không ổn định nên một thách thức lớn là tích hợp nó vào lưới điện. Điều này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu kiểm tra các kỹ thuật lưu trữ năng lượng khác nhau. Xianfeng Li từ Viện Vật lý Hóa học CAS ở Đại Liên lưu ý: “Lưu trữ năng lượng là chìa khóa cho ứng dụng rộng rãi của năng lượng tái tạo vì nó mang lại một mức độ linh hoạt nhất định cho hệ thống điện vốn đòi hỏi sự cân bằng thời gian thực chặt chẽ. Li đã và đang nghiên cứu “pin lưu lượng”, một trong những giải pháp hứa hẹn nhất để lưu trữ năng lượng cố định nhờ mật độ năng lượng cao và chi phí thấp. Nhóm của ông đang tìm cách sử dụng các vật liệu và thiết kế tiên tiến để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của chúng đồng thời giảm chi phí thương mại hóa và công nghiệp hóa. “Chúng tôi muốn thấy nguồn tài trợ mạnh mẽ hơn cho việc phát triển các công nghệ lưu trữ năng lượng, cơ chế thị trường được xác định rõ hơn cho các công nghệ và sản phẩm đó cũng như một trung tâm đổi mới cấp cao nhất để dẫn dắt các nỗ lực của đất nước trong nghiên cứu lưu trữ năng lượng,” Li nói thêm. 

Một số nhà nghiên cứu tin rằng năng lượng hạt nhân có thể là một lựa chọn carbon thấp để lấp đầy khoảng trống không liên tục đó. Trung Quốc hiện sản xuất 55 GW công suất hạt nhân trên 53 nhà máy điện hạt nhân – chiếm khoảng 5% sản lượng điện của quốc gia – nhưng để đạt được mức 560 ròng có thể yêu cầu lắp đặt 2050 GW điện hạt nhân vào năm 180. Tuy nhiên, đó sẽ là một thách thức lớn với các quan chức kêu gọi chính phủ phê duyệt ít nhất sáu dự án mỗi năm để nâng tổng công suất lên 2035 GW vào năm XNUMX. 

Để làm như vậy, Trung Quốc đang đẩy mạnh các lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư. Vào tháng 2021 năm XNUMX, một lò phản ứng thử nghiệm đã được mở ở ngoại ô Sa mạc Gobi. Nó sử dụng thorium làm nhiên liệu và muối nóng chảy làm chất làm mát chính để tạo ra năng lượng tương đối an toàn và rẻ tiền. Hai tháng sau, một lò phản ứng hạt nhân làm mát bằng khí nhiệt độ cao trình diễn đã được kết nối với lưới điện ở Vịnh Shidao, thuộc tỉnh ven biển phía đông của Sơn Đông, đánh dấu việc sử dụng công nghệ lò phản ứng lớp đá cuội đầu tiên trên thế giới trong các lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, không phải ai cũng nghĩ rằng năng lượng hạt nhân là câu trả lời cho số không ròng. Elliott lưu ý: “Tôi cảm thấy đó là một trò giải trí nguy hiểm, tốn kém.

Trong khi việc giảm phát thải của Trung Quốc có xu hướng tập trung vào khía cạnh cung cấp năng lượng, thì khía cạnh cầu cũng xứng đáng được quan tâm. Điều này bao gồm cách thuyết phục nhiều người hơn sử dụng xe điện và cách tích hợp các tấm pin mặt trời vào các tòa nhà dân cư. Trên hết, đối với một quốc gia thải ra nhiều khí nhà kính hơn bất kỳ quốc gia nào khác, việc hạn chế khí thải đòi hỏi một sự thay đổi mô hình không chỉ trong chính phủ, ngành công nghiệp và học viện, mà còn từ mọi người dân. 

Trung Quốc đã biến việc giảm carbon thành một mục tiêu định lượng cho sự phát triển quốc gia – một động thái sẽ yêu cầu nước này quay lưng lại với nhiên liệu hóa thạch và tập trung vào năng lượng tái tạo và có thể là hạt nhân – và trong những thập kỷ tới, trung hòa carbon sẽ trở thành một chiến lược quốc gia. Và trong khi các nhà khoa học đang tìm cách phát triển các công nghệ tốt hơn để đáp ứng mục tiêu đó, Daizong Liu từ Văn phòng Bắc Kinh của Viện Tài nguyên Thế giới tin rằng Trung Quốc có thể quản lý nó mà không cần phải làm như vậy. “Theo tính toán của chúng tôi, Trung Quốc sẽ có thể giảm 89% lượng khí thải chỉ bằng cách áp dụng rộng rãi các công nghệ hiện có,” Liu cho biết thêm. “Cả một thế hệ sẽ làm việc cùng nhau để đạt được điều đó.”