Trong tháng 5 vừa qua, gần 40.000 nhân viên tại Mỹ mất việc, khi AI là nguyên nhân hàng đầu suốt ba tháng liên tiếp, theo báo cáo của Challenger, Gray & Christmas. Block cắt gần nửa nhân sự, Meta (META) sa thải 8.000 người. Nhưng làn sóng tự động hóa này kéo theo một hệ quả ít ai bàn tới: các trung tâm dữ liệu AI đang tiêu thụ điện năng tương đương cả thành phố nhỏ, thải ra hàng triệu tấn CO₂ mỗi năm. Công nghệ direct air capture (DAC), thu giữ carbon trực tiếp từ không khí, mở ra hy vọng bù đắp lượng khí thải khổng lồ đó.

Vấn đề: CO₂ quá loãng trong không khí

CO₂ chỉ chiếm khoảng 420 phần triệu (ppm) trong khí quyển, tức 0,042%. Hãy tưởng tượng bạn đổ 10.000 hạt cát lên bàn và cần nhặt ra đúng 4 hạt có màu khác biệt. Đó chính là thách thức của DAC: tách một lượng rất nhỏ khí mục tiêu ra khỏi hỗn hợp khổng lồ. Đó là lý do DAC tiêu tốn nhiều năng lượng hơn hẳn so với thu carbon từ ống khói nhà máy, nơi nồng độ CO₂ cao gấp hàng trăm lần.

Hai phương pháp chính

Phương pháp phổ biến nhất dùng chất hấp phụ rắn (solid sorbent). Không khí được quạt công nghiệp hút qua các tấm lọc phủ hợp chất amine. Các phân tử amine có ái lực hóa học mạnh với CO₂: khi tiếp xúc, chúng tạo liên kết carbamate, giữ CO₂ lại trên bề mặt bộ lọc. Khi bộ lọc đã bão hòa, hệ thống gia nhiệt lên khoảng 80-120°C để phá vỡ liên kết, giải phóng CO₂ tinh khiết vào bình chứa. Chất hấp phụ sau đó được tái sử dụng cho chu kỳ tiếp theo.

Phương pháp thứ hai dùng dung dịch kiềm (liquid solvent), thường là kali hydroxide (KOH). Không khí tiếp xúc với dung dịch, CO₂ phản ứng tạo thành kali carbonate (K₂CO₃). Dung dịch sau đó trải qua chuỗi phản ứng nhiệt ở khoảng 900°C để tách CO₂ nguyên chất ra và tái tạo KOH. Phương pháp này hiệu quả hơn ở quy mô lớn nhưng đòi hỏi nhiệt độ cao hơn đáng kể.

Biến CO₂ thành đá

CO₂ sau khi thu giữ sẽ được nén thành trạng thái siêu tới hạn và bơm xuống độ sâu hàng trăm mét dưới lòng đất. Tại nhà máy Mammoth của Climeworks ở Iceland, CO₂ được bơm vào tầng đá bazan. Phản ứng hóa học tự nhiên giữa CO₂ hòa tan trong nước và khoáng chất trong bazan tạo ra carbonate rắn, biến khí nhà kính thành đá vĩnh viễn chỉ trong khoảng hai năm. Đây là hình thức lưu trữ an toàn nhất vì carbon không thể rò rỉ trở lại khí quyển.

Thách thức còn lại

Chi phí hiện tại dao động từ 400 đến 600 USD mỗi tấn CO₂, cao gấp nhiều lần so với các biện pháp giảm phát thải khác. Mỗi tấn CO₂ thu giữ cần khoảng 2.000 kWh nhiệt và 500 kWh điện. Và quy mô vẫn là bài toán lớn nhất: toàn bộ các nhà máy DAC trên thế giới mới thu được khoảng 10.000 tấn CO₂ mỗi năm, trong khi nhân loại thải ra 40 tỷ tấn. Tuy nhiên, với dòng vốn đầu tư ngày càng lớn từ Microsoft (MSFT), Google (GOOGL) và các tập đoàn công nghệ đang tìm cách bù đắp carbon từ trung tâm dữ liệu AI, chi phí DAC nhiều khả năng sẽ giảm mạnh trong thập kỷ tới, tương tự cách giá pin mặt trời giảm từ 76 USD/watt năm 1977 xuống dưới 0,3 USD/watt ngày nay.