Tương lai của

Tương lai của "thép xanh"

Nguyễn Thị Minh Đức
Chủ nhật, 29/08/2021 | 14:06
Là một trong những ngành tiêu thụ than lớn nhất, ngành thép thế giới đang tìm cách “xanh hóa” quá trình sản xuất với nguyên liệu xanh, sạch hơn, sử dụng ít than hơn.

Các nhà sản xuất thép trên toàn thế giới đang phải đối mặt với áp lực ngày càng lớn từ các cơ quan quản lý chính phủ và người tiêu dùng trong việc khử carbon. Các chuyên gia cho rằng đây là điều cần thiết để hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5 độ C và ngăn chặn hầu hết các tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu.

Trong những tháng gần đây, ba nhà sản xuất thép hàng đầu thế giới — ArcelorMittal của Châu Âu, Baowu Steel của Trung Quốc và Nippon Steel của Nhật Bản — đã cam kết đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Nỗ lực "xanh hóa" quá trình sản xuất thép

Ở Woburn, ngoại ô Boston, Massachusetts, Mỹ, một công ty đang nghiên cứu để thay thế than bằng các điện tử (electron). Đó là Boston Metal, công ty do Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) hậu thuẫn. Công ty đang sử dụng dòng điện để nung quặng sắt thành một chất lỏng màu trắng cam sáng, chất lỏng này sau đó sẽ chuyển thành kim loại và nguội lại thành những khối thép màu xám. Quá trình này không phát thải khí nhà kính, và khi được cung cấp năng lượng từ điện sản xuất bằng năng lượng tái tạo, có thể hoàn toàn không phát thải.

Tadeu Carneiro, Giám đốc điều hành của Boston Metal, cho biết công ty đang “mở ra một kỷ nguyên luyện kim mới”. Hồi đầu năm 2021 công ty khởi nghiệp này đã huy động được 50 triệu USD từ một loạt các nhà đầu tư, bao gồm quỹ Breakthrough Energy Ventures của Bill Gates và quỹ đầu tư mạo hiểm của tập đoàn khai khoáng lớn nhất thế giới BHP (Úc). Khoản tài trợ mới sẽ cho phép công ty xây dựng một nhà máy thực nghiệm ở Woburn có thể sản xuất 25.000 tấn kim loại mỗi năm. Tuy nhiên, cho đến nay, tổng cộng công ty chỉ sản xuất được vài tấn thép “xanh”.

Phương pháp tiếp cận của Boston Metal là một trong số ít các công nghệ đột phá có tiềm năng khử carbon trong quá trình sản xuất thép.

Các công ty trên khắp châu Âu đang thử nghiệm các hệ thống sử dụng hydro trong lò thay cho than.

Ở Brazil, một số nhà máy thép đang trộn than sinh học, được sản xuất từ chất thải nông nghiệp. Một số công ty đang tiếp tục sử dụng than, nhưng đồng thời cũng đang xem xét trang bị thêm các cơ sở với thiết bị thu giữ carbon để loại bỏ khí thải.

Các công nghệ kiểm thử và mở rộng quy mô loại bỏ khí thải từ quá trình luyện thép không phải là thách thức duy nhất để khử carbon trong vật liệu xây dựng. Các sản phẩm xanh hơn cũng phải cạnh tranh với nguồn cung thép rẻ tiền dồi dào của Trung Quốc.

Tiêu điểm - Tương lai của 'thép xanh'

Công ty Boston Metal (Mỹ) đã huy động được 50 triệu USD từ các quỹ đầu tư mạo hiểm nhằm sản xuất thép không cần carbon. Ảnh: Techcrunch

Khoảng 70% thép ngày nay được sản xuất theo cách mà nó luôn được tạo ra: trong những lò nung khổng lồ, cực nóng. Than tinh khiết, hay còn gọi là “than cốc”, được nung nóng và nấu chảy với ôxít sắt và đá vôi, sau đó oxy được đưa vào để làm giảm hàm lượng carbon trong hỗn hợp và loại bỏ tạp chất.

Tại cơ sở nghiên cứu của Boston Metal, quá trình luyện thép diễn ra bên trong một buồng điện phân. Điện được đưa vào từ phía trên và chảy qua một ống giống như ống khói được làm từ hợp kim crom. Sau đó, dòng điện đi qua một dung dịch lỏng được tạo thành từ oxit sắt và các khoáng chất kim loại khác. Đây là bước làm nóng oxit tan chảy và thúc đẩy các phản ứng hóa học tạo ra khí oxy và sắt lỏng. Oxy tạo bọt ở trên cùng, trong khi sắt lỏng nằm ở đáy buồng và cuối cùng cứng lại thành thép.

Donald Sadoway, giáo sư hóa vật liệu tại MIT, đồng sáng lập Boston Metal, cho biết: “Ở quy mô lớn, chúng tôi hy vọng sẽ tạo ra kim loại tốt hơn với chi phí thấp hơn và không phát thải carbon dioxide (CO2).”

Hydro xanh - nguồn năng lượng sạch thay thế nhiên liệu hóa thạch

Trong khi Boston Metal mở rộng nỗ lực trong lĩnh vực điện phân, nhiều công ty thép đang đặt hy vọng vào hydro để hạn chế phát thải.

Hydro không phát thải khí nhà kính khi bị đốt cháy và có thể được tạo ra bằng cách sử dụng điện sản xuất bằng năng lượng tái tạo để phá vỡ các phân tử nước (mặc dù hầu hết hydro ngày nay được tạo ra từ khí tự nhiên, thông qua một quá trình được gọi là cải tạo khí mê-tan bằng hơi nước). Trong sản xuất thép, hydro tạo ra một phản ứng hóa học loại bỏ oxy từ quặng sắt, từ đó triệt tiêu nhu cầu về than tinh khiết trong lò cao.

ArcelorMittal S.A., một tập đoàn thép đa quốc gia có trụ sở chính ở Luxembourg, đang xây dựng một nhà máy thử nghiệm sử dụng phương pháp sản xuất thép khử trực tiếp (hydro-DRI) ở Đức.

Tập đoàn công nghiệp nặng Mitsubishi của Nhật Bản có kế hoạch thử nghiệm công nghệ này trong năm nay tại nhà máy thép với công suất 250.000 tấn/năm ở Áo.

Tại Thụy Điển, nhà sản xuất thép SSAB và các đối tác đã xây dựng một nhà máy thí điểm để sản xuất nguồn cung cấp hydro và thử nghiệm hydro-DRI, chỉ sử dụng năng lượng thủy điện cho cả hai hoạt động.

Tiêu điểm - Tương lai của 'thép xanh' (Hình 2).

Sản xuất thép là một trong nhiều quy trình công nghiệp đã đến lúc cần được cải thiện để giảm phát thải. Ảnh: CNBC

Ở nước Úc – nhà xuất khẩu than đá hàng đầu thế giới, chủ tịch của nhà khai thác mỏ Fortescue Metals, Andrew Forrest, đã nêu ý tưởng sản xuất thép không cần carbon. Công ty hiện khai thác quặng sắt và xuất khẩu, phần lớn trong số đó đến Trung Quốc, nơi sản xuất thép và vận chuyển sản phẩm thép trở lại Úc. Fortescue Metals có kế hoạch triển khai một dự án thử nghiệm trong năm nay để sản xuất thép bằng cách sử dụng hydro xanh làm nguồn năng lượng. Nếu thành công, dự án sẽ tạo ra hàng ngàn công việc mới.

Forrest cho rằng việc tạo ra thép không carbon không phải là viển vông. Thay vì đốt than cốc ở nhiệt độ cao, công ty ông sẽ sử dụng hydro xanh, nhờ đó các tấm pin mặt trời hoặc gió có thể sản xuất điện được đưa qua máy điện phân để tạo ra khí hydro tinh khiết.

Những thách thức tiềm tàng

Tiêu điểm - Tương lai của 'thép xanh' (Hình 3).

SSAB sản xuất thép với công nghệ hybrit tại nhà máy thí điểm ở Luela - Thuỵ Điển 

Xây dựng một ngành công nghiệp thép dựa trên hydro sẽ đòi hỏi chi tiêu đáng kể để không chỉ xây dựng các nhà máy mới mà còn sản xuất, vận chuyển và lưu trữ hydro xanh. Để các dự án này có hiệu quả kinh tế trong thế giới thép rẻ, giá hydro và điện tái tạo phải giảm đáng kể, trong khi giá carbon dioxide phải tăng lên, theo Nate Aden, một thành viên cấp cao tại Viện Tài nguyên Thế giới (World Resources Institute).

Còn theo báo cáo của công ty tư vấn quản lý toàn cầu McKinsey & Company, giá carbon dioxide tăng và giá hydro giảm là rất quan trọng để đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế (tính theo phí bằng tiền mặt) của việc sản xuất thép dựa trên hydro nguyên chất. Sản xuất thép thông thường vẫn giữ được lợi thế về phí bằng tiền mặt. Tuy nhiên, kịch bản này sẽ thay đổi ngay khi giá hydro giảm hoặc giá carbon dioxide tăng.

“Theo logic này, sản xuất thép từ hydro nguyên chất dự kiến sẽ có tính cạnh tranh về phí bằng tiền mặt từ năm 2030 đến năm 2040 ở châu Âu,” báo cáo kết luận.

Có một thách thức dài hạn khác đối với các dự án mới với năng lượng sạch: Nhu cầu thép đang giảm hoặc trì trệ ở các thị trường chủ chốt, bao gồm Mỹ và Nhật Bản. Các nhà sản xuất đã và đang tạo ra nhiều thép hơn nhu cầu của thế giới. Trong khi đó, các công ty xây dựng và sản xuất xe hơi đang ngày càng sử dụng các loại vật liệu khác như nhôm nhẹ, nhựa và thậm chí cả gỗ cho sản phẩm của họ. Theo Aden, điều đó có thể khiến việc làm cho các khoản đầu tư hoặc nghiên cứu trong tương lai được thông qua trở nên khó khăn hơn.

Tuy nhiên, ngành công nghiệp thép vẫn là một phần thiết yếu của nền kinh tế thế giới - cũng như là một nguồn phát thải đáng kể của thế giới.

“Điều rõ ràng là chúng ta vẫn sẽ cần thép trong vài thập kỷ tới. Vì vậy, tôi nghĩ rằng tất cả các dự án mới này đều đáng cân nhắc,” Aden kết luận.

Một liên doanh giữa nhà sản xuất thép Thụy Điển SSAB, công ty năng lượng Vattenfall và công ty khai thác quặng sắt LKAB đã sản xuất và giao lô hàng "thép xanh" đầu tiên trên thế giới.

Khách hàng đầu tiên nhận lô thép này chính là nhà sản xuất xe tải Thụy Điển Volvo AB.

Gọi là "thép xanh” vì loại thép này được sản xuất với công nghệ HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) - Công nghệ sản xuất thép đột phá bằng hydro - thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng hydro xanh, giúp giảm ít nhất 90% lượng khí thải carbon khi so với sản xuất thép truyền thống.

Trong một thông báo hôm 18/8, SSAB gọi việc giao lô hàng thử nghiệm này là “một bước quan trọng trên con đường dẫn tới một quy trình sản xuất sắt thép hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu hóa thạch”.

Loại thép này sẽ bắt đầu được sản xuất quy mô lớn vào năm 2026.

(Theo The Bulletin, Forbes, CNBC)

Big Oil hướng tới phát triển các DN năng lượng tái tạo ngay "sân nhà"

Thứ 6, 27/08/2021 | 08:27
Trong khi Big Oil tập trung đầu tư cho năng lượng tái tạo tại thị trường trong nước, thì các nước đang phát triển gặp khó khăn khi tiếp cận nguồn tài chính.

Trung Quốc tìm cách cân bằng giữa bài toán kinh tế và môi trường

Thứ 4, 25/08/2021 | 17:16
Việc phê duyệt các dự án điện than mới đã chỉ ra mâu thuẫn trong nỗ lực của Trung Quốc nhằm đáp ứng các mục tiêu khí hậu do chính nước này đặt ra.

Việt Nam và Mỹ trao đổi trực tuyến về ứng phó với biến đổi khí hậu

Thứ 4, 31/03/2021 | 10:21
Ngày 30/3, ở trụ sở Chính phủ, Phó Thủ tướng Bộ trưởng Ngoại giao Phạm Bình Minh có cuộc trao đổi trực tuyến với Đặc phái viên của Tổng thống Mỹ về Biến đổi khí hậu.
Cùng tác giả

Khủng hoảng năng lượng là cái giá phải trả cho sự phụ thuộc vào than?

Thứ 4, 13/10/2021 | 08:00
Trung Quốc đã thực hiện các bước quyết liệt trong thời gian gần đây để đối phó với cuộc khủng hoảng đang đe dọa sự phục hồi của nền kinh tế số 2 thế giới hậu Covid.

Giải Nobel Kinh tế 2021 vinh danh các nghiên cứu về quan hệ nhân quả

Thứ 2, 11/10/2021 | 22:02
Nghiên cứu của họ đã cải thiện đáng kể khả năng của chúng ta trong việc trả lời các câu hỏi quan trọng về nhân quả, theo Chủ tịch Ủy ban Giải thưởng Nobel Kinh tế.

Trung Quốc mua than từ “hàng xóm sát vách” để đối phó khủng hoảng

Thứ 7, 09/10/2021 | 09:11
Trước sức ép của cuộc khủng hoảng năng lượng, Trung Quốc đang tìm kiếm các nguồn cung mới, sẵn sàng viện đến ngay cả những kênh nhập khẩu gián tiếp nhất.

Đối tác Thái Lan của Shark Liên ở Công ty Nước mặt Sông Đuống mạnh cỡ nào?

Thứ 6, 08/10/2021 | 15:38
WHAUP đã chi hơn 2.000 tỷ đồng để mua 34% cổ phần Công ty Nước mặt Sông Đuống từ ông Đỗ Tất Thắng vào năm 2019.

ADB lạc quan về triển vọng tăng trưởng của Việt Nam

Thứ 4, 22/09/2021 | 11:40
Theo ADB, kinh tế Việt Nam sẽ phục hồi trở lại nếu đại dịch Covid-19 được kiểm soát vào cuối năm 2021 và đến quý II/2022 có 70% dân số cả nước được tiêm chủng.
Cùng chuyên mục

Giáng sinh năm nay đã định, còn Giáng sinh năm sau thì sao?

Thứ 6, 22/10/2021 | 07:41
Có vẻ như cuộc khủng hoảng gián đoạn chuỗi cung ứng sẽ “đánh cắp” Giáng sinh năm nay. Nhưng liệu những vấn đề này có được giải quyết vào đầu năm tới?

Trung Quốc tuyên bố “sẽ ra tay”, giá dầu, cổ phiếu than giảm ngay

Thứ 4, 20/10/2021 | 20:26
Cơ quan hoạch định kinh tế hàng đầu của Trung Quốc cảnh báo sẽ thực hiện một cách tiếp cận "không khoan nhượng" nhằm duy trì trật tự thị trường.

Lô "thép xanh” đầu tiên trên thế giới được dùng để làm gì?

Thứ 2, 18/10/2021 | 08:42
Nhà sản xuất xe tải Thụy Điển Volvo AB, một trong những khách hàng đầu tiên nhận lô thép này, đã cho ra mắt sản phẩm đầu tiên được làm từ 3.000kg "thép xanh".

Thêm một thương hiệu thời trang Mỹ rời khỏi thị trường Trung Quốc

Thứ 7, 16/10/2021 | 07:30
Mặc dù không hoàn toàn từ bỏ thị trường Trung Quốc màu mỡ, động thái của thương hiệu thời trang bình dân này thể hiện xu hướng đáng lo ngại của các nhà bán lẻ.

Khi Trung Quốc hết thời “công xưởng của thế giới”

Thứ 6, 15/10/2021 | 16:59
Khi sức hấp dẫn của Trung Quốc – từng được mệnh danh "công xưởng của thế giới" – phai nhạt, các quốc gia khác trong khu vực sẽ hưởng lợi.
     
Nổi bật trong ngày

Quân chính phủ Syria bị tấn công, Nga dồn dập không kích để trả đũa

Thứ 7, 23/10/2021 | 07:35
Máy bay Nga tiến hành các cuộc tấn công trên khắp miền nam Idlib. Hình ảnh trong clip được công bố cho thấy sức mạnh khủng khiếp của tên lửa Nga.

Syria: Thổ Nhĩ Kỳ đang "đùa với lửa" khi ồ ạt chuyển vũ khí vào khu vực có quân Nga

Chủ nhật, 24/10/2021 | 08:11
Sau hành động do thám bằng máy bay không người lái tấn công, Thổ Nhĩ Kỳ tiếp tục chuyển khí tài quy mô lớn đến khu vực Ain Issy, bất chấp sự hiện diện của Nga.

Thủ lĩnh cấp cao của Al-Qaeda bị Mỹ tiêu diệt tại Syria là ai?

Thứ 7, 23/10/2021 | 15:00
Bộ Tư lệnh trung tâm Mỹ xác nhận Abdul Hamid al-Matar, thủ lĩnh cấp cao của tổ chức khủng bố Al-Qaeda đã bị tiêu diệt bằng máy bay không người lái tại tây bắc Syria.

Nhà khai thác than lớn nhất thế giới kiếm đậm từ khủng hoảng điện

Thứ 7, 23/10/2021 | 11:00
Các nhà sản xuất nhiên liệu Trung Quốc hưởng lợi lớn từ cuộc khủng hoảng năng lượng khiến các nhà máy ở nước này đóng cửa và đe dọa tăng trưởng kinh tế toàn cầu.

Thương vụ bán tài sản bất thành của "gã khổng lồ ôm nợ" Evergrande

Thứ 7, 23/10/2021 | 08:30
Đại diện Evergrande cho biết nguyên nhân do "người mua đã không đáp ứng điều kiện tiên quyết để đưa ra đề nghị chung cho cổ phần của Evergrande Property Services".