Thép xanh: Con đường từ bản vẽ đến thực tế

Thép xanh là đích đến của ngành thép trên con đường phát thải ròng bằng không "net zero". Nhiều giải pháp đã được đưa ra tuy nhiên thực tế áp dụng lại đối diện với nhiều thách thức lớn khiến đích đến còn xa.

Thép xanh – Đích đến của ngành thép trong cuộc đua Net Zero

Luyện thép là ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng đối với nền kinh tế thế giới, song cũng là một trong những ngành phát thải nhiều khí nhà kính nhất. Theo ước tính của các tổ chức trên thế giới, sản xuất 1 tấn thép sẽ phát thải 1,8 - 2 tấn khí CO2.

Theo Hiệp hội Thép Thế giới, hiện nay, hoạt động sản xuất thép truyền thống thải ra khoảng 3,6 tỷ tấn CO2 mỗi năm và chiếm tới 9% lượng khí thải toàn cầu. Trong khi đó, Bloomberg ước tính nhu cầu thép thế giới từ nay đến năm 2050 được dự báo tăng khoảng 20% so với hiện tại.

Do đó, trong cuộc đua phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) đến năm 2050, các doanh nghiệp sản xuất thép trên thế giới và Việt Nam nói riêng vẫn đang đi tìm giải pháp cho sản phẩm được gọi là “thép xanh”.

Thép xanh đề cập đến khái niệm luyện thép sử dụng các công nghệ tiên tiến và nguyên liệu “xanh” để giảm tối đa lượng khí CO2 trong quá trình sản xuất.

Ngoài ra, việc công nhận một sản phẩm “thép xanh” đòi hỏi cả quá trình sản xuất thép trực tiếp và quá trình sản xuất nguyên, nhiên liệu đầu vào (như điện, khí) đều không có phát thải.

Khái niệm này xuất hiện trên thế giới từ năm 2021 khi các nước sản xuất thép bắt đầu tính đến các giải pháp nhằm đáp ứng yêu cầu về phát thải, đặc biệt là tại châu Âu. Còn tại Việt Nam, sản phẩm này được chú ý nhiều hơn sau khi Luật Bảo vệ Môi trường được ban hành vào năm 2020, có hiệu lực từ 1/1/2022.

Một trong những giải pháp được biết đến nhiều nhất trong làm thép xanh là sử dụng khí hydro xanh (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology hay còn gọi là Hybrit).

Ảnh: Australia Mining Monthly

Khác với phương pháp luyện thép truyền thống là nung quặng sắt bằng than cốc trong lò cao, với phương pháp Hybrit, các nhà máy sẽ dùng khí hydro xanh để nung chảy quặng sắt.

Chất lượng quặng sắt đầu vào cho các lò đốt sử dụng khí Hydro đòi hỏi trên 67% Fe và ít tạp chất, trong khi các lò cao hiện nay chủ yếu sử dụng loại quặng phẩm chất 62% Fe hoặc thấp hơn.

Nếu trong quá trình sản xuất Hydro xanh sử dụng điện tái tạo, lượng khí phát ra giảm tới 98% so với phương pháp luyện thép truyền thống.

Phương pháp thứ hai được sử dụng lò đốt sinh khối. Nhiên liệu cho lò đốt này là khí sinh học (CO; H2; CH4,...) được tạo ra bởi quá trình phản ứng nhiệt phân trong môi trường yếm khí của các nguyên liệu sinh khối như gỗ, trấu, phụ phẩm nông nghiệp,...

Ngoài hai phương pháp sản xuất thép trên, các nhà máy thép có thể tính đến biện pháp mua tín chỉ carbon hoặc chôn lấp khí CO2, trồng thêm cây xanh giống như các ngành khác

Cuộc “lột xác” không hề dễ dàng

Trên thực tế, để có một cuộc “lột xác” thành công trong ngành thép không hề dễ dàng. Việc chuyển đổi công nghệ đồng nghĩa với việc tốn một khoản tiền lớn. Đồng thời, nguồn cung nguyên liệu đầu vào cho các công nghệ mới này cũng cần đủ lớn và giá thành phải chăng.

Chẳng hạn như với phương pháp sử dụng khí hydro, có hai câu hỏi lớn đặt ra liệu rằng có đủ nguồn cung khí và quặng sắt chất lượng cao hay không và giá thành có đủ hấp dẫn để cân bằng giữa lợi nhuận của doanh nghiệp và lợi ích của người tiêu dùng không?

Theo số liệu của Trung tâm Thông tin Khoáng sản Quốc gia Mỹ, trên thế giới nguồn cung quặng sắt chất lượng trên 67% chỉ chiếm khoảng 10%, còn lại đa phần là quặng sắt 62% hoặc thấp hơn. Trong khi đó, nhu cầu thép thế giới năm 2022 khoảng 1,8 tỷ tấn. Như vậy, nếu sản xuất thép xanh với công nghệ sử dụng khí hydro thì chỉ có thể cho sản lượng khoảng 180 triệu tấn.

Hàm lượng Fe trong sản lượng quặng sắt toàn cầu năm 2021 (Đơn vị: triệu tấn. Số liệu: Trung tâm Thông tin Khoáng sản Quốc gia Mỹ)

Hơn nữa, để sản xuất nguyên liệu hydro đòi hỏi lượng tiêu thụ điện lớn nhưng nếu dùng điện than thì vẫn bị tính là có phát thải carbon gián tiếp. Ngoài ra, đặt trong bối cảnh nguồn cung điện chưa ổn định vào những giai đoạn cao điểm mùa hè, việc sản xuất hydro xanh càng là bài toán hóc búa.

Theo các chuyên gia ngành thép, hiện tại công nghệ sản xuất thép bằng hydro trên thế giới vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và chi phí rất đắt.

Trong một báo cáo công bố hồi tháng 5, Ngân hàng Morgan Stanley cho biết khoản đầu tư cần thiết để khử carbon trong ngành thép châu Âu (sử dụng giải pháp hydro xanh) có thể vượt quá 1.200 USD/tấn công suất. Với một công ty thép sản xuất trung bình 5 triệu tấn mỗi năm, con số đó tương đương khoảng 6 tỷ USD chi phí vốn. Ước tính việc chuyển sang sản xuất thép bằng hydro tại châu Âu cần khoảng 130 tỷ USD, sản lượng điện của khu vực cần tăng thêm 8% và công suất hydro xanh phải hơn 5 triệu tấn.

Vấn đề tương tự đang được đặt ra với phương pháp sản xuất thép bằng khí sinh khối bởi đòi hỏi lượng lớn nguồn cung khí đốt. Điều này đặt ra thách thức trong việc phân loại rác thải và phụ phẩm vì mất nhiều thời gian.

Với giải pháp chôn lấp carbon, theo Tiến sĩ Lương Quang Huy, Trưởng phòng Cục Giảm nhẹ phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ozon, hiện nay trên thế giới mới có một vài quốc gia áp dụng với chi phí không hề rẻ 150 - 160 USD/tấn CO2. Như vậy, để sản xuất 1 tấn thép, các doanh nghiệp phải bỏ ra 300 - 320 USD (tương đương gần 7 triệu đồng) cho việc xử lý khí carbon. Tuy nhiên, đó chưa phải là con số cuối cùng bởi còn nhiều biến số khác, nhất là nếu áp dụng tại Việt Nam khi chưa có kinh nghiệm trong lĩnh vực này.

Còn với giải pháp mua tín chỉ carbon, Việt Nam vẫn đang trong tiến trình xây dựng khung pháp lý. Theo đó, giai đoạn 2022 - 2027, Việt Nam sẽ tập trung xây dựng các hệ thống quy định, chính sách tạo nền tảng cho thị trường vận hành cũng như thành lập và tổ chức vận hành thí điểm sàn giao dịch tín chỉ carbon, hướng đến chính thức vận hành sàn giao dịch tín chỉ carbon vào năm 2028.

“Chúng tôi cũng quan tâm đến phương án mua tín chỉ carbon, nhưng hiện vẫn phải chờ sàn giao dịch được vận hành chính thức”, đại diện Hòa Phát chia sẻ.

Bên cạnh vấn đề trong sản xuất, các công ty thép cũng phải đối diện với việc liệu khách hàng có sẵn sàng trả mức giá cao hơn nhiều so với thép thông thường để sử dụng thép xanh không. Điều này có lẽ phụ thuộc nhiều vào nhận thức bảo vệ môi trường và ngân sách của khách hàng.

Điển hình như tại hai thị trường Mỹ và EU, mức độ sẵn sàng chi tiền cho thép xanh rất khác nhau. Theo trang Fastmarkets, ở châu Âu, nhu cầu thép xanh cao hơn rất nhiều so với Mỹ. Các công ty thép châu Âu đã bắt đầu theo đuổi con đường này - bán thép xanh với giá cao hơn.

Chiều ngược lại, ở thị trường Mỹ người mua hiện không mặn mà với việc trả nhiều tiền hơn cho thép xanh so với nước châu Âu. Sự thiếu nhiệt tình này một phần là do năm ngoái, giá thép ở Bắc Mỹ và các thị trường châu Mỹ khác liên tục đạt ngưỡng kỷ lục. Giá thép tăng cao trong năm 2022 đã khiến một số người mua ở Mỹ phải trả nhiều hơn gấp 4 lần so với những năm 2019 - 2020.

Các doanh nghiệp thép Việt Nam đang làm gì để thích nghi?

Trao đổi với chúng tôi, ông Nghiêm Xuân Đa, Chủ tịch Hiệp hội Thép Việt Nam đồng thời là Tổng Giám đốc Tổng Công ty Thép Việt Nam, nhận định: “Dường như việc đạt được mục tiêu xanh hoá ngành thép đến năm 2050 vẫn còn khá xa vời. Chi phí đầu tư sản xuất thép xanh có thể đắt gấp 4- 5 lần bình thường”.

Tuy nhiên, theo ông đây là xu hướng tất yếu mà các doanh nghiệp cần phải theo đuổi bởi thế giới đang đặt ra những quy chuẩn khắt khe về khí thải, đặc biệt là tại châu Âu.

Ở giai đoạn hiện tại, các doanh nghiệp thép đang dần thích nghi và chuẩn bị những bước đầu tiên cho quá trình xanh hoá thông qua việc tối ưu quy trình sản xuất và áp dụng kinh tế tuần hoàn.

“Công nghệ hiện tại chưa giảm được nhiều việc sử dụng than ở các lò cao. Do đó, hiện tại Hoà Phát giảm phát bằng việc tối ưu hoá sản xuất, tận dụng nguồn nhiệt và khí dư để phát điện. Hiện chúng tôi tự chủ 80% nguồn điện bằng năng lượng tái tạo và tận dụng nhiệt, khí dư. Một số phụ phẩm khác như sỉ từ lò cao nghiền ra để dùng cho ngành xi măng. Khi sử dụng phụ phẩm này thì ngành xi măng bớt đi một công đoạn nung clinker gây phát thải. Ngoài ra, chúng tôi cũng tuần hoàn sử dụng nước, không thải ra môi trường”, ông Nguyễn Việt Thắng, Tổng Giám đốc Tập đoàn Hòa Phát nói.

Đại diện công ty sản xuất thép lớn nhất Việt Nam nói thêm đơn vị này cũng đang làm việc với một số tổ chức để tính đến phương án chôn lấp carbon nếu tất cả giải pháp đã dùng đều không tối ưu về mặt hiệu quả.

Ông Phạm Công Thảo, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Thép Việt Nam, cho biết công ty cũng đang lên kế hoạch đầu tư thêm công nghệ để tận dụng nhiệt và khí dư phát thải từ lò cao để sản xuất điện. Ngoài ra, công ty sử dụng công nghệ lò điện (EAF) giúp giảm phát thải khoảng 50% so với công nghệ lò cao ở mức khoảng 1 tấn CO2 cho 1 tấn thép.

Ông Phạm Công Thảo, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Thép Việt Nam.
(Ảnh: H.Mĩ, thiết kế: Alex Chu)

Trong tương lai, ông Thảo kỳ vọng với việc điện tái tạo Việt Nam phát triển mạnh mẽ cùng với các công nghệ mới giúp chi phí sản xuất thép xanh bằng Hydro trở nên rẻ hơn thì người tiêu dùng dễ chấp nhận với giá bán của thép xanh.

“2050 là đích đến của việc chuyển đối xanh với ngành thép nói riêng. Nhưng việc đến được không và bằng cách nào? vẫn đang là câu hỏi mà các doanh nghiệp tìm lời giải đáp vì còn quá nhiều biến số. Nhưng đây là xu hướng tất yếu và doanh nghiệp cần học cách để thích nghi”, đại diện của một doanh nghiệp thép lớn trong ngành cho biết.

Trích đặc san Doanh nhân Việt Nam số tháng 10/2023

Nguồn tin: Vietnambiz