"Thép xanh": Từ bản vẽ đến hiện thực

Giảm phát thải carbon cho lĩnh vực này là một thách thức lớn nhưng đây là điều mà các nhà sản xuất, nhà tài chính và các nhà hoạch định chính sách đang hướng tới trong tương lai gần. Theo Wood Mackenzie, cần đầu tư 1.4 nghìn tỷ đô để đạt mức phát thải ròng 0% trong ngành sản xuất gang thép vào năm 2050. 

Châu Âu đang là khu vực kinh tế dẫn đầu trong việc hướng tới sản xuất thép xanh. Việc theo dõi của nhóm đứng vai trò lãnh đạo trong việc chuyển đổi công nghiệp đã chứng kiến sự thay đổi từ các dự án thí điểm sang các cam kết và tài trợ. Và các khu vực khác bắt đầu làm theo. 

Lò điện hồ quang (EAF) sử dụng phế liệu, giúp giảm lượng quặng sắt tiêu thụ

Làm thế nào để tạo ra thép xanh? 

Sản xuất thép là một trong những ngành khó giảm khí thải CO2 nhất. Lý do chính là nhiên liệu hóa thạch là một nhiên liệu thiết yếu để sản xuất thép từ quặng sắt. Trên thực tế, một nhà máy thép liên hợp điển hình phụ thuộc vào năng lượng của than đá tới 89%. 

Tuy nhiên, có một số phương pháp vừa giảm khí CO2 vừa giúp ngành thép thoát khỏi phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. 

Một cách để giảm lượng khí thải và làm cho sản xuất thép bền vững là tăng cường sử dụng lò hồ quang điện. Những thứ này có thể tái chế một lượng lớn kim loại phế liệu, giảm nhu cầu sử dụng quặng sắt là nguyên liệu chính và có thể sử dụng điện xanh thay vì than. 

Tất cả điều đó cho thấy rằng, hy vọng lớn nhất của ngành sản xuất thép là dự vào hydro như một chất thay thế nhiên liệu hóa thạch. Đơn giản vì nó hứa hẹn một lộ trình khử các-bon hoàn toàn và hydro có thể được sản xuất và đốt cháy mà không phát thải CO2.

Một quy trình hứa hẹn nhiều triển vọng cho ngành thép là sử dụng quặng sắt hoàn nguyên - sắt xốp (DRI: direct reduction of iron ore) bằng nguyên liệu khí hydro. Primetals Technologies, một phần của Tập đoàn Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI: Mitsubishi Heavy Industries), đã nghiên cứu tinh chế một biến thể của DRI, quá trình khử quặng mịn dựa trên hydro, tại một nhà máy thí điểm ở Áo từ năm 2021. Công ty hiện đang hợp tác với các đối tác bao gồm Fortescue Future Industries và Voestalpine để thiết kế một nguyên mẫu công nghiệp của nhà máy DRI chạy bằng hydro. 

Đến năm 2050, sẽ cần 660 megaton hydro sạch để đạt mức phát thải ròng 0%

Hydrogen trở thành công nghệ được lựa chọn cho thép xanh 

Điều quan trọng là sự thành công của các phương pháp như vậy dựa trên sự sẵn có đủ của hydro có hàm lượng carbon thấp hoặc không có carbon. Chỉ một phần nhỏ trong sản xuất hydro toàn cầu hiện là carbon thấp - hầu hết vẫn được sản xuất bằng nhiên liệu hóa thạch. Để đạt mức 0 ròng, lượng hydro sạch sử dụng hàng năm sẽ cần đạt 660 triệu tấn vào năm 2050 - gấp hơn bảy lần tổng sản lượng hydro hiện nay. Đáp lại, các dự án đã được tăng cường trên toàn cầu để mở rộng quy mô sản xuất. 

Ngành công nghiệp thép đã sẵn sàng cho quá trình chuyển đổi sang hydro có hàm lượng carbon thấp hơn trong cùng thời điểm. Thêm vào đó, các mối quan hệ đối tác R&D, thí điểm và nhà máy trình diễn, ngành công nghiệp này đã bật đèn xanh cho nhiều địa điểm sản xuất thép xanh quy mô lớn.

Trang web Green Steel Tracker cho thấy ArcelorMittal dẫn đầu với tám dự án carbon thấp quy mô đầy đủ được công bố. Thyssenkrupp có ba dự án mới sẽ đi vào hoạt động tại Duisburg, Đức từ năm 2025 đến năm 2027. Tata Steel đang xúc tiến với hai dự án quy mô đầy đủ ở Hà Lan vào năm 2030. Và sau lô hàng thép xanh thử nghiệm đầu tiên của SSAB cho Volvo vào  năm  ngoái, nhà sản xuất thép Thụy Điển cũng chuẩn bị khởi động sản xuất thép bền vững quy mô lớn từ năm 2025.

Trong khi Châu Âu đang dẫn đầu, các quốc gia khác cũng không kém xa. Ở Hàn Quốc, POSCO có hai dự án quy mô lớn đang triển khai. POSCO cũng đang hợp tác với Primetals Technologies, cùng phát triển công nghệ cho một nhà máy trình diễn sản xuất kim loại nóng dựa trên hydro, một loại công nghệ DRI.

Trung Quốc - nhà sản xuất thép hàng đầu thế giới sẽ đóng vai trò then chốt trong việc giảm lượng khí thải của ngành, một nhà máy DRI dựa trên hydro đã đi vào hoạt động trong khi nhà máy thứ hai đã được công bố. 

Thép đã và đang là động lực thúc đẩy thế giới công nghiệp hóa, nhưng quá trình khử carbon là rất cần thiết. 

Ba yếu tố thành công của thép xanh 

Theo Trưởng bộ phận Thép Xanh của Primetals Technologies, Tiến sĩ Alexander Fleischanderl, có ba yếu tố chính cần thiết để thúc đẩy sản xuất thép xanh. 

Đầu tiên là hỗ trợ chính sách - không chỉ cho phát triển nghành thép bền vững mà còn cho toàn bộ nền kinh tế hydro sạch. Một số nền kinh tế lớn nhất thế giới đã thúc đẩy điều này một cách đáng kể trong vài năm qua: Ủy ban châu Âu với Thỏa thuận xanh Châu Âu, Chiến lược hydro và kế hoạch Fit for 55, và chính phủ Hoa Kỳ với Đạo luật giảm lạm phát và tín dụng thuế Mục 45Q cho công nghệ thu giữ carbon. 

Yếu tố thứ hai là sự sẵn có của tài chính. Những bước tiến lớn cũng đã được thực hiện ở đây, với sự hỗ trợ được bảo đảm từ các ngân hàng và người bảo lãnh tín dụng rất quan trọng để tài trợ cho các dự án quy mô lớn. Các ngân hàng phát triển khu vực và các tổ chức cho vay được chính phủ hậu thuẫn như Ngân hàng Đầu tư Châu Âu đã nhấn mạnh rằng  các chính phủ sẵn sàng bỏ tiền ra thực hiện các cam kết pháp lý của họ . Các khuôn khổ như  Nguyên tắc THÉP Bền vững  nhấn mạnh sự quan tâm của các bên cho vay tư nhân trong việc hình thành các thỏa thuận tài chính phù hợp với khí hậu.

Yếu tố thứ ba cho sự thành công của thép bền vững là sự cam kết của người sử dụng thép. Chẳng hạn, H2 Green Steel, công ty đang xây dựng một nhà máy ở miền bắc Thụy Điển, đã  bán trước 60% sản lượng của mình  cho các hãng như BMW và nhà sản xuất thiết bị gia dụng Miele. Mercedes-Benz thậm chí đã mua cổ phần của công ty.

Hợp tác là chìa khóa

Chính những cách tiếp cận hợp tác giữa các cơ quan quản lý, nhà tài chính, công ty công nghệ và người dùng cuối sẽ rất quan trọng đối với sự chuyển đổi của ngành thép.

Một ví dụ điển hình về điều này là  dự án GravitHy ở Pháp. Dự án đang xây dựng một nhà máy thép xanh, nơi hydro sẽ được sử dụng để sản xuất DRI, thay thế sản xuất dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Liên doanh quy tụ những doanh nghiệp bao gồm tập đoàn năng lượng Pháp Engie, công ty công nghệ Primetals Technologies, nhà hỗ trợ đổi mới EIT InnoEnergy của EU và nhà phát triển bất động sản Pháp Idec. Dự án này sẽ là một phần quan trọng trong chiến lược khử cacbon của Pháp và thiết lập nền kinh tế hydro.

Sẽ cần nhiều hơn nữa những sáng kiến ​​này để biến giấc mơ thép xanh của thế giới thành hiện thực.

DIỆP HÀ - Dịch theo nguồn: https://spectra.mhi.com/green-steel-from-drawing-board-to-reality