Luyện thép quan trọng nhưng rất ô nhiễm
Theo Tổ chức Năng lượng quốc tế (IEA), trong số các công nghiệp nặng, sản xuất sắt, thép tuy đóng vai trò quan trọng nhất đối với nền kinh tế thế giới song cũng là ngành thải ra CO2 nhiều nhất.
Hiệp hội Thép thế giới ước tính ngành này đóng góp từ 7 - 9% tổng lượng khí thải do con người tạo ra trên toàn thế giới, với 2,6 tỷ tấn CO2 thải ra trong năm 2020.
Wall Street Journal (WSJ) dẫn số liệu của Hiệp hội Thép Thế giới (WSA) cho biết, hơn 70% sản lượng thép trên toàn cầu đang được sản xuất bằng công nghệ lò cao xuất hiện từ hơn 100 năm trước. Than đá sẽ được đốt ở nhiệt độ cao để giảm lượng oxy trong quặng sắt, từ đó biến quặng sắt thành thép, nhưng quá trình này phát thải rất nhiều khí CO2 ra môi trường.
Nhu cầu thép ngày càng cao vì dân số tăng lên và mọi người đi du lịch nhiều hơn, xây thêm các tòa nhà chọc trời và lắp đặt nhiều tuabin gió hơn. Vì vậy, để tìm ra cách thức khử carbon trong quá trình sản xuất thép, một nguyên liệu không thể thiếu của công nghiệp hiện đại, sẽ là một trong những biện pháp giúp giảm bớt đáng kể khí thải CO2 nhằm đáp ứng các mục tiêu về khí hậu.
Các hãng thép lớn ở châu Âu và Mỹ, đơn cử như ArcelorMittal và Cleveland-Cliffs, đang nỗ lực hạn chế phát thải carbon với hy vọng có thể thu hút thêm khách hàng mới và giảm thiểu áp lực ngày càng lớn từ nhà đầu tư và Chính phủ các nước.
Tuy nhiên, tiến trình giảm phát thải ở các nước đang phát triển, vốn là những khu vực sản xuất phần lớn sản lượng thép trên thế giới lại chậm hơn nhiều. Điều đó cho thấy, ngành công nghiệp thép khả năng cao vẫn là nguồn xả thải khí CO2 lớn trong nhiều năm tới. Trong một cuộc phỏng vấn, ông Aditya Mittal - CEO của ArcelorMittal thừa nhận: "Trong ngắn hạn, tôi hiểu rằng mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính là rất khó khăn".
Thép xanh là tương lai tất yếu
Hiện tại, nhiều nhà sản xuất thép hàng đầu thế giới đã bắt đầu làm sạch sản phẩm thép hoặc đặt mục tiêu trong vài thập kỷ tới sẽ không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Mùa Hè năm nay, hãng thép SSAB của Thụy Điển đã sản xuất loại "thép xanh" theo công nghệ mới mà không cần sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Tập đoàn Volvo đã mua lô hàng đầu tiên và dùng chúng để sản xuất xe rác ra mắt hồi tháng 10 vừa qua.
Giám đốc khu vực của SSAB Monica Quinteiro cho biết, thay vì sử dụng than và thải ra CO2 theo phương pháp truyền thống, quy trình sản xuất mới sẽ thải ra nước, từ đó giảm tới 90% lượng CO2 trong công nghiệp sản xuất thép. Đây được coi là cuộc cách mạng cho ngành công nghiệp vốn thải ra khoảng từ 8 - 9% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu.
Theo đó, từ "xanh" ở đây được hiểu là thân thiện với môi trường, nhờ được sản xuất dựa trên công nghệ được đặt tên là HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) - Công nghệ sản xuất sắt đột phá bằng hydro. Nhà sản xuất sẽ sử dụng khí hydro nóng cho quy trình loại bỏ oxy.
Hydro sẽ giống như carbon trong than cốc, kết hợp với oxy trong quặng sắt, tạo ra nước. Mặc dù phương pháp này không mới, song HYBRIT khác biệt ở chỗ sử dụng hydro sản xuất từ quá trình điện phân, đồng thời đảm bảo rằng tất cả điện sử dụng trong quá trình sản xuất là từ năng lượng tái tạo.
Mặc dù thép có thành phần chủ yếu là sắt, song vẫn cần tăng thêm carbon trong thành phẩm. Tuy nhiên, lượng carbon này là rất nhỏ và chỉ thêm vào ở cuối quy trình sản xuất. "Lô thép không nhiên liệu hóa thạch đầu tiên trên thế giới không chỉ là bước đột phá với SSAB mà còn là bằng chứng cho thấy tính khả thi của việc chuyển đổi và giảm đáng kể lượng khí thải carbon của ngành thép" - Martin Lindqvist, CEO kiêm Chủ tịch SSAB cho hay.
SSAB đang đặt mục tiêu đến năm 2026, có thể sản xuất 1,5 triệu tấn thép không sử dụng nhiên liệu hóa thạch/năm. Rào cản lớn nhất đối với việc mở rộng quy mô sản xuất là việc tiếp cận nguồn điện, đặc biệt là điện được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo. Để có thể sản xuất ở quy mô tối đa, SSAB cần 15 terawatt giờ (TWh)/năm, trong khi LKAB cần 55 TWh cho các hoạt động khai thác. Lượng điện này chiếm tới 1/3 tổng lượng điện tiêu thụ tại Thụy Điển.
Sẽ rất tốn kém
Hiện vẫn còn những ý kiến phản đối cách tiếp cận này. Giáo sư Christian Sandstrom tại trường Kinh doanh Quốc tế Jonkoping cho rằng, phương pháp sản xuất thép từ hydro tiêu tốn nhiều điện năng trong khi việc sản xuất điện cũng đã quá tải và không có dấu hiệu cho thấy quá trình sản xuất điện sẽ không dùng đến nhiên liệu hóa thạch.
Quá trình sản xuất "thép xanh" cực kì tốn kém. Năm 2018, SSAB ước tính thép không sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất sẽ đắt hơn khoảng 20 - 30% so với giá thành thép thông thường tại thời điểm đó. Tuy nhiên, giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao như hiện nay có thể đã làm giảm con số mà SSAB công bố.
Các nhà phân tích nhấn mạnh, nếu chi phí sản xuất cao hơn, giá thép trong tương lai có thể ngày càng đắt đỏ hơn. Do đó, giá các sản phẩm chế tạo từ kim loại này sẽ tăng lên. Ông Alan Spence, một nhà phân tích về ngành thép tại Ngân hàng đầu tư Jefferies cảnh báo: "Mọi thứ sẽ đắt hơn, các sản phẩm thép sạch sẽ có mức chênh lệch lớn so với thép thường".
