Cứ mỗi năm, hành tinh của chúng ta ngày càng nóng hơn do ô nhiễm khí nhà kính. Trên thực tế, năm 2023 là năm nóng nhất từng được ghi nhận và mười năm qua là những năm nóng nhất kể từ năm 1850. Giảm sự nóng lên này là điều cần thiết để giảm nguy cơ cháy rừng, hạn hán và các sự kiện môi trường khắc nghiệt khác, đồng thời mang lại không khí trong lành hơn, giúp cộng đồng khỏe mạnh hơn.

Có ý kiến cho rằng sự phát triển của khoa học công nghệ, đi kèm với các nền công nghiệp góp phần không nhỏ vào gánh nặng môi trường này. Tuy nhiên áp dụng khoa học công nghệ hợp lý cũng có thể góp phần thúc đẩy đáng kể các sáng kiến và hoạt động chống biến đổi khí hậu. Một trong những cách kết hợp đó là việc sử dụng công nghệ vệ tinh, thuật toán và trí tuệ nhân tạo (AI) trong giảm phát thải khí mê-tan.

Mê-tan từ nguồn gốc con người gây ra khoảng 30% sự nóng lên toàn cầu hiện nay, và một phần lớn khí mê-tan trong khí quyển đến từ việc khai thác nhiên liệu hóa thạch, như dầu và khí đốt, từ Trái đất. Bằng cách sử dụng các thuật toán phát hiện mê-tan bằng điện toán đám mây và áp dụng AI vào hình ảnh vệ tinh để xác định cơ sở hạ tầng dầu khí trên toàn thế giới, công nghệ có thể giúp các tổ chức và cơ quan môi trường theo dõi khí thải mê-tan, và nguồn gốc của chúng. Với thông tin này, các công ty năng lượng, nhà nghiên cứu và các tổ chức công có cơ sở và dữ liệu để hành động giảm phát thải nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Vệ tinh giúp phát hiện khí mê-tan từ không gian như thế nào

Đầu năm 2024, Google cùng với Quỹ Bảo vệ môi trường (EDF) ký kết quan hệ đối tác. Vệ tinh mới của EDF, MethaneSAT, theo đó sẽ sử dụng kết hợp một số công nghệ của Google để lập bản đồ, đo lường và theo dõi khí mê-tan với độ chính xác chưa từng có, cung cấp góc nhìn toàn diện về lượng khí mê-tan thải ra.

Được phóng vào đầu tháng 3 trên tên lửa SpaceX Falcon 9, MethaneSAT sẽ quay quanh Trái đất 15 lần một ngày ở độ cao hơn 350 dặm (khoảng 563 km). Vệ tinh này sau đó sẽ đo mức khí mê-tan ở các khu vực khai thác dầu khí hàng đầu thế giới để phân tích thường xuyên.

MethaneSAT được đánh giá là rất tinh vi, có khả năng độc đáo là theo dõi cả các nguồn khí mê-tan phát thải cao và các nguồn nhỏ, trải trên một khu vực rộng lớn. Để tính toán lượng khí mê-tan phát thải ở những địa điểm cụ thể và theo dõi lượng khí mê-tan phát thải theo thời gian, EDF phát triển các thuật toán do Google Cloud hỗ trợ với sự hợp tác của các nhà khoa học tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng của Đại học Harvard, cũng như Trung tâm Vật lý thiên văn của trường này, cùng các nhà khoa học tại Đài quan sát Vật lý thiên văn Smithsonian.

Một bản đồ nhiệt màu được phủ lên hình ảnh vệ tinh sẽ cho thấy cách khí mê-tan phát thải theo không gian. Các nguồn khí mê-tan phát thải cao được hiển thị dưới dạng các chấm nhỏ màu vàng, và khí mê-tan đang khuếch tán trong khu vực được hiển thị dưới dạng bản đồ nhiệt màu tím và vàng. MethaneSAT cũng dự kiến sẽ thu thập dữ liệu này bằng cùng một công nghệ, ở quy mô toàn cầu và với tần suất cao hơn.

Lập bản đồ rò rỉ khí mê-tan

Ngoài việc phát hiện khí thải, công nghệ còn tiến thêm một bước nữa và tạo ra bản đồ toàn cầu về cơ sở hạ tầng dầu khí, với mục tiêu tìm hiểu thành phần nào đóng góp nhiều nhất vào lượng khí thải. Cũng giống như cách sử dụng AI để phát hiện vỉa hè, biển báo đường phố và tên đường trong hình ảnh vệ tinh, Google sử dụng AI để xác định cơ sở hạ tầng dầu khí, như các thùng chứa dầu, trong hình ảnh của mình. Sau đó, AI sẽ kết hợp dữ liệu này với thông tin của EDF về cơ sở hạ tầng dầu khí để xác định nguồn phát thải.

Khi có bản đồ cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh này, Google sẽ kết hợp cùng dữ liệu MethaneSAT cho biết nguồn gốc của khí mê-tan. Khi hai bản đồ được xếp thẳng hàng, người xem có thể thấy lượng khí thải tương ứng với cơ sở nào và hiểu rõ hơn nhiều về các loại nguồn nào thường góp phần gây rò rỉ khí mê-tan nhiều nhất. Thông tin này cực kỳ có giá trị để dự đoán và giảm thiểu khí thải.

Việt Nam ứng dụng công nghệ trong giảm phát thải khí mê-tan thế nào?

Tại Việt Nam, các cơ quan Bộ, ngành cũng đang từng bước hợp tác với các tổ chức, doanh nghiệp quốc tế để đưa công nghệ cao vào ứng dụng trong giảm phát thải khí mê-tan. Một trong những ứng dụng đó là vệ tinh sử dụng AI và các phương pháp đo lường, báo cáo... nhằm đưa ra khả năng canh tác thay thế phù hợp. 

Ví dụ, năm 2024, Viện Môi trường Nông nghiệp (IAE) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Việt Nam và Công ty Thanks Carbon của Hàn Quốc hợp tác để phát triển một mô hình canh tác lúa sử dụng kỹ thuật thay thế ướt - khô (AWD). Trong phương pháp này, họ tinh chỉnh và xác thực hình ảnh vệ tinh để xác định chính xác mực nước trên các cánh đồng lúa, thông qua công nghệ AI và thuật toán. Thông tin này rất quan trọng để tính toán và duy trì kiểm kê các khí thải nhà kính, trong đó có mê-tan. 

Hay năm 2023, tại các tỉnh Đồng Tháp và Kiên Giang, Rikolto International hợp tác đưa ra các đề xuất, dự án ứng dụng phương pháp Đo lường, Báo cáo và Xác minh (MRV) sáng tạo sử dụng trí tuệ nhân tạo và công nghệ vệ tinh để đánh giá chính xác và tiết kiệm chi phí các hoạt động giảm phát thải, giảm rào cản gia nhập thị trường carbon cho các hộ nông dân nhỏ.

Các đơn vị quốc tế cũng hợp tác cùng các cơ quan Việt Nam trong công tác đào tạo tại địa phương, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và hỗ trợ nông dân phát triển nguồn thu nhập thay thế.