Điều thần kỳ giúp ngành công nghiệp “bẩn nhất thế giới” lột xác

Ở dải đất phía Bắc của Thụy Điển và cách không quá xa so với vòng Bắc Cực, có một công nghệ đang được triển khai, với tham vọng cách mạng hóa một trong những ngành công nghiệp bị cho là "bẩn nhất" hành tinh - chế tạo thép.

Nếu mọi thứ diễn ra đúng kế hoạch thì đến năm 2026, thành phố Boden tại Thụy Điển sẽ có sự xuất hiện của hàng loạt nhà máy mới cùng những tòa tháp khổng lồ màu đỏ gạch. H2 Green Steel - chính là công ty đứng sau những công trình có trị giá hàng tỷ đô này. Họ tin rằng đây sẽ là nơi dự án "thép xanh" đặt nền móng trước khi lan tỏa ra toàn thế giới.

CNN cho biết thay vì đốt than, tổ hợp doanh nghiệp này sẽ sử dụng "hydro xanh" được sản xuất bằng điện tái tạo. Tính toán ban đầu cho thấy quy trình này sẽ cắt giảm 95% lượng ô nhiễm carbon so với công nghệ sản xuất thép hiện tại, tức 20 lần.

"Thép xanh" ra đời đánh dấu một chương mới trong công cuộc cải tổ ngành thép nhưng tất nhiên trước mắt vẫn còn nhiều thách thức.

Ngành công nghiệp tạo ra lượng khí thải khổng lồ

Thép là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, cần thiết cho mọi thứ từ nhà cửa, cầu đường, xe hơi cho đến các vật dụng trong gia đình. Mỗi năm, thế giới tiêu thụ gần 2 tỷ tấn thép - một con số khổng lồ.

Vấn đền nằm ở chỗ việc sản xuất thép hiện vẫn thụ thuộc nhiều vào than đá - một trong những loại nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm nhất trái đất. Theo ước tính, ngành công nghiệp này chiếm từ 7-9% lượng ô nhiễm carbon toàn cầu. Trong tương lai, con số có thể sẽ còn tăng lên bởi nhu cầu sử dụng thép dự kiến tăng khoảng 30% vào năm 2050.

Khi cả thế giới đang nỗ lực để hạn chế tình trạng biến đổi khí hậu. Lượng ô nhiễm do việc sản xuất thép tạo ra khiến tất cả không khỏi đau đầu.

Đến nay, những nhà máy luyện thép chạy bằng than vẫn đang được phê duyệt xây dựng và phát triển trên toàn cầu. "Chúng sẽ tạo ra lượng khí thải nhiều hơn trong những thập kỷ tới", CNN nhấn mạnh.

Sản xuất thép tiêu tốn nhiều carbon ở mọi giai đoạn, từ khai thác cho đến vận chuyển. Tuy nhiên, phần gây ô nhiễm nhất là giai đoạn biến quặng sắt thành thép. Trên thế giới, hầu hết thép được sản xuất bằng các lò nung nhiệt độ cao được đốt bằng than. Thông thường, quặng sắt được trộn với than cốc và đổ vào lò nung để sản xuất sắt nóng chảy sau đó, chúng sẽ được xử lý thành thép.

Có một cách sản xuất thép thân thiện hơn với môi trường là dùng hồ quang điện. Khoảng 70% lượng thép tại Mỹ được sản xuất theo phương thức này. Ước tính, phương pháp này tạo ra lượng khí thải ít hơn 78% so với cách truyền thống.

Dù vậy, phương pháp này phụ thuộc nhiều vào lượng thép phế liệu. Mohamed Atouife, nhà nghiên cứu tại Đại học Princeton, thừa nhận thép phế liệu cũng chỉ có giới hạn và hoài nghi về khả năng nhân rộng của phương pháp hồ quang điện. "Vì thế, chúng tôi phải tìm ra những phương pháp khác, như việc sử dụng hydro sạch", Atouife nhận định.

Hydro xanh

CNN cho rằng phương án tốt nhất để thay thế than đá trong quá trình sản xuất thép là sử dụng hydro xanh.

Về cơ bản, Hydro xanh được tạo ra bằng cách tách các phân tử nước bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo. Sau đó, lượng hydro sạch này được dùng để "khử" quặng sắt sau đó được nấu chảy cùng với thép phế liệu trong lò hồ quang điện.

Nếu sử dụng than sẽ tạo ra khí carbon gây ô nhiễm còn dùng hydro chỉ tạo ra hơi nước. Không chỉ H2 Green Steel, một công ty khác của Thụy Điển có tên Hybrit cũng đã bắt tay vào chết tạo thép từ hydro. Năm 2021, Hybrit đã phân phối những mẻ thép xanh đầu tiên cho khách hàng. Công ty này cho biết sẽ sản xuất thương mại thép xanh kể từ năm 2026.

Nhiều quốc gia như Mỹ đặc biệt hứng thú với công nghệ mới này. CNN tiết lộ Mỹ đã chuyển 500 triệu USD đến SSAB, đơn vị đứng sau Hybrit, để khám phá bí quyết mới để sản xuất thép.

Martin Pei, giám đốc công nghệ của SSAB, thừa nhận có nhiều hoài nghi xung quanh vào thời điểm dự án thép xanh được thành lập. "Mọi người lo ngại rằng không có đủ điện để sản xuất hydro, chi phí cao, rủi ro cao", Pei cho biết và tin rằng những thành quả đang có của Hybrit đã đủ đập tan những hoài nghi.

Dù vậy, việc sản xuất thép xanh không phải không có những rào cản. Caitlin Swalec, giám đốc chương trình kim khí tại Global Energy Monitor ước tính thép xanh sẽ có giá cao hơn khoảng 30% so với thép truyền thống.

Ngoài ra việc sản xuất hydro xanh cũng là một thách thức khi đòi hỏi lượng lớn năng lượng tái tạo. Thụy Điển là nơi phù hợp để thử nghiệm công nghệ này nhờ có nguồn gió và nước dồi dào. Tuy nhiên, không phải quốc gia nào cũng sở hữu những lợi thế này.

Ngoài ra, sẽ cần thời gian và kinh phí khổng lồ để thay thế hoàn toàn việc sản xuất than bằng lò nung. Một số chuyên gia cho rằng quá trình này có thể tiêu tốn khoảng 1,4 nghìn tỷ USD.

Tuy nhiên, nếu không thay đổi, sản xuất thép truyền thống sẽ làm khí hậu trên thế giới ngày càng tồi tệ hơn.

Cần hành động ngay

Theo các chuyên gia, nếu hành động nhanh chóng và quyết liệt, thế giới có thể chuyển đổi hoàn toàn sang sản xuất thép xanh trong vài thập kỷ tới. Swalec tin rằng quá trình này có thể hoàn thành trước năm 2050.

Nhà nghiên cứu Philipp Verpoort của Viện Potsdam thậm chí còn lạc quan hơn. Ông cho rằng quá trình có thể hoàn tất trước đó. "Trong 15 năm tới, chúng ta có thể chuyển đổi toàn bộ ngành thép trên thế giới. Đó chỉ là vấn đề về cam kết chung, đầu tư và sẵn sàng trả thêm phí", ông nhận định.

Tuy nhiên, một số chuyên gia khác lại thận trọng hơn. Nhà khoa học Chris Greig tại Trung tâm Năng lượng và môi trường Andlinger thuộc Đại học Princeton cho rằng việc chuyển đổi không phải câu chuyện "ngắn hạn". Ông cho rằng những nước sản xuất thép lớn như Trung Quốc, Ấn Độ hay Nhật Bản đang có xu hướng nâng cấp những lò nung hiện có. Ông tin rằng việc chuyển đổi sẽ hoàn tất sau năm 2050.

"Chúng ta cần đẩy nhanh có biện pháp khuyến khích sản xuất", Greig đánh giá. Ông cũng kêu gọi điều chỉnh lượng carbon thải ra trong quá trình sản xuất thép hiện tại.

Swalec cho rằng các quốc gia có thể yêu cầu thép được sử dụng để xây dựng các cơ sở hạ tầng công cộng phải là thép xanh. "Điều này sẽ là nhu cầu về nó tăng cao", vị chuyên gia này cho hay.

Việc đưa ra những gói tài trợ cho ngành thép xanh đồng thời tính phí nhập khẩu thép liên quan đến ô nhiễm carbon cũng là một biện pháp được tính tới.

Nhưng như nói, điều quan trọng vẫn phải là hành động một cách nhanh chóng.

Nguồn: CNN