Cây nhân tạo - Từ ý tưởng khoa học đến thực tiễn

Đối mặt với hiện tượng hiệu ứng nhà kính và sự ảnh hưởng của nó đối với khí hậu toàn cầu cũng như đối với cuộc sống của con người, các nhà khoa học đã tiến hành không ít công trình nghiên cứu nhằm làm giảm lượng khí thải gây ra sự biến đổi của khí hậu. Một trong những công trình ứng dụng công nghệ hiện đại độc đáo và gây được sự chú ý của giới khoa học toàn cầu mới đây nhất vừa được nhắc đến đó là công trình cây nhân tạo (synthetic tree) của các nhà khoa học Mỹ.

Từ những ý tưởng táo bạo

Nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính là do sự gia tăng của khí thải công nghiệp và lượng khí cacbonic (CO2) khổng lồ mà sinh hoạt và các hoạt động của con người tạo ra. Để cải thiện tình hình, vấn đề được đặt ra đối với các nhà khoa học và các nhà môi trường là làm sao để giảm xuống thấp nhất lượng khí CO2 thải vào môi trường, đồng thời tăng lượng khí ôxy (O2) trong không khí. Bắt đầu từ yêu cầu đó, các nhà khoa học thuộc Trường đại học Columbia - Mỹ đã nảy ra ý tưởng tạo ra những rừng cây nhân tạo với năng suất hấp thụ CO2 cực kỳ hiệu quả. Ý tưởng được đánh giá là táo bạo, bởi việc biến nó trở thành hiện thực là một điều không hề đơn giản. Nhiều nhà khoa học còn cho rằng đây là một công trình nằm ngoài tầm với của con người. Tuy nhiên, ý tưởng này đã được Bộ Năng lượng Mỹ chú ý do tính thiết thực đối với cuộc sống con người và môi trường, nó đã được giới khoa học nước này tiếp tục nghiên cứu, xây dựng mô hình.

Lackner - một trong những tác giả của ý tưởng xây dựng cây nhân tạo cho biết, ông đã nuôi ý tưởng về một hệ thống xử lý khí CO2 trong không khí từ năm 1998. Sau này, ông nhận thấy khả năng thực thi là có thể, với công nghệ thu khí CO2 và hóa lỏng nó. Giả thuyết khoa học mà nhà khoa học Lackner và các đồng nghiệp đưa ra có thể góp phần xử lý khí CO2 ít nhất là trong những phạm vi nhỏ.

Theo các nhà khoa học, cây nhân tạo sẽ giống như một dạng công trình công cộng phục vụ cuộc sống con người hơn là một phương pháp chuyên nghiệp làm giảm lượng khí CO2 trong không khí. Tuy nhiên, cũng không ngoại trừ việc người ta có thể phát triển nó thành một công trình với quy mô lớn và chuyên nghiệp.

Theo tính toán, công trình cây nhân tạo của các nhà khoa học Mỹ sẽ hấp thụ lượng cacbon dioxide từ không khí, sau đó nén chúng thành dạng lỏng và lưu giữ phục vụ cho việc tách chế tiếp sau này.
Dự án cây nhân tạo.

Cây nhân tạo là gì?

Tại Mỹ, các nhà khoa học đã bắt tay vào những công việc đầu tiên để cho ra đời công trình cây nhân tạo với khả năng thu lượng cacbon dioxide lớn gấp 1.000 lần so với cây cối trong tự nhiên. Thực chất, đây là một cỗ máy lớn với chức năng tập hợp CO2 trong không khí và lưu giữ nó dưới dạng khí CO2 hóa lỏng.

Cấu tạo của cây nhân tạo gồm thân cây là một nhà máy với các thiết bị xử lý và tích trữ khí khổng lồ được vận hành bởi các hệ thống máy tính điều khiển. Những chiếc lá được làm từ nhựa tổng hợp plastic có chứa chất hấp thụ CO2 sẽ có nhiệm vụ lấy CO2 từ các dòng không khí hoặc các luồng gió thổi qua, sau đó đưa đến một phòng chứa và được nén lại dưới dạng CO2 lỏng. Công nghệ này tương tự như công nghệ xử lý khí CO2 thoát ra từ các ống khí thải được đặt trong các khu khai thác than và năng lượng khác. Tuy nhiên, điểm khác biệt của cây nhân tạo là khả năng lấy CO2 liên tục trong không khí. Điều này mang lại hiệu quả hoạt động và năng suất thu CO2 lớn hơn bất kỳ một hệ thống xử lý khí thải nào. Theo GS. Klaus Lackner và GS. Ewing - Worzel chuyên ngành địa lý thuộc Khoa Công nghệ môi trường và Trái đất của Trường đại học Columbia, thì: Cây nhân tạo không chỉ giúp giải quyết một nửa lượng khí thải thoát ra từ các nguồn gây khí thải nhỏ và các khu công nghiệp nhỏ nằm rải rác trong các khu dân cư, mà còn có thể được ứng dụng để giải quyết vấn đề ô nhiễm khí thải một cách chuyên nghiệp với quy mô lớn hơn.

Một trong những mục tiêu mà các tác giả của công trình này hướng tới là xử lý khí thải CO2 do các phương tiện giao thông thải ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Những khó khăn trong thực tế

Trên thực tế, vấn đề khó khăn lớn nhất mà các nhà khoa học lo ngại đó là giá thành và chi phí dùng cho việc xây dựng và vận hành công trình cây nhân tạo sẽ là một con số không nhỏ. Để thu được một lượng CO2 lớn trong không khí, đồng thời hóa lỏng chúng, các nhà máy cây nhân tạo sẽ phải tiêu tốn một lượng điện năng khổng lồ. Nó sẽ khiến cho hiệu quả bảo vệ môi trường và hiệu quả kinh tế của cây nhân tạo trở nên hạn chế. Đây là vấn đề đang khiến các nhà khoa học tốn không ít công sức tìm cách khắc phục. Tuy nhiên, trong tương lai, vấn đề này có thể sẽ không còn là trở ngại với việc thay thế phương pháp tạo ra điện năng truyền thống bằng cách tận dụng năng lượng mặt trời.

TS. Broecker - người tham gia công trình nghiên cứu cây nhân tạo cho biết: Thử nghiệm cây nhân tạo đầu tiên có thể sẽ được tiến hành tại miền Trung Australia. Dự tính cây nhân tạo sẽ giúp thu khoảng một tấn CO2 mỗi ngày và giúp giảm thiểu yếu tố góp phần gây hiệu ứng nhà kính trong vòng một vài năm sau khi được đưa vào sử dụng cho mục đích môi trường.