Thu giữ carbon đòi hỏi phải xây dựng một hệ sinh thái phù hợp - Primetals Technologies

Thu giữ carbon chỉ là bước đầu tiên - việc vận chuyển, lưu trữ và tái sử dụng carbon sau thu giữ đòi hỏi những cơ sở hạ tầng, quan hệ đối tác và cách tiếp cận mới. Quan điểm này được Alexander Fleischanderl, Giám đốc Công nghệ (CTO) kiêm Trưởng bộ phận “Thép xanh” của Primetals Technologies, đưa ra.

Ông chỉ ra rằng, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), ngành thép chiếm khoảng 8% lượng phát thải CO₂ toàn cầu liên quan đến tiêu thụ năng lượng.

Công nghệ hoàn nguyên trực tiếp dựa trên hydro được kỳ vọng sẽ đóng vai trò trung tâm trong tương lai dài hạn của ngành thép. Tuy nhiên, các lò cao sẽ vẫn là một bộ phận của sản xuất thép toàn cầu trong nhiều thập kỷ tới, do tuổi thọ vận hành của các cơ sở này thường được tính bằng khoảng thời gian tương tự, trong khi lượng vốn đã đầu tư vào các cơ sở đó khiến việc chuyển đổi ngay lập tức là không khả thi.

Theo Fleischanderl, nâng cao hiệu quả năng lượng, điện khí hóa, hydro và thu giữ carbon đều sẽ đóng vai trò nhất định. Thu giữ carbon không phải là đối thủ của hydro, mà là một trong những giải pháp giúp giảm phát thải trong thời gian quá trình chuyển dịch năng lượng rộng hơn đang được đẩy mạnh.

Đồng thời, thách thức thực sự nằm ở việc xây dựng một hệ sinh thái xoay quanh carbon. Sau khi được thu giữ, CO₂ phải được làm sạch, nén, vận chuyển, lưu trữ hoặc chuyển hóa thành các sản phẩm có giá trị. Mỗi công đoạn này đều đòi hỏi cơ sở hạ tầng, khuôn khổ pháp lý, đầu tư và những doanh nghiệp có tư duy dài hạn, sẵn sàng mua carbon đã thu giữ với quy mô lớn.

Các doanh nghiệp hóa chất có thể chuyển đổi CO₂ thành methanol, urê dùng cho sản xuất phân bón và các nguyên liệu đầu vào khác. Các nhà sản xuất nhiên liệu đang nghiên cứu nhiên liệu hàng không và nhiên liệu hàng hải tổng hợp, trong khi những ứng dụng khác bao gồm tăng cường thu hồi dầu (EOR). Đối với những trường hợp không có phương án sử dụng khả thi, lưu trữ carbon vẫn đóng vai trò quan trọng.

Nhiều phương pháp trong số này cũng đòi hỏi lượng lớn điện năng tái tạo hoặc hydro. Vì vậy, hiệu quả của chúng phụ thuộc cả vào cơ sở hạ tầng năng lượng và điều kiện kinh tế của từng khu vực, cũng như chính công nghệ thu giữ carbon.

“Ngành thép không thể tự mình giải quyết vấn đề này nữa”, Fleischanderl cho biết.

Giám đốc Công nghệ của Primetals Technologies nhận thấy bức tranh hợp tác giữa các tổ chức đang thay đổi. Các đại diện của ngành thép đã vượt ra khỏi phạm vi chuyên môn truyền thống của mình để đối thoại với các doanh nghiệp hóa chất, công ty tiện ích, nhà sản xuất xi măng, nhà cung cấp năng lượng, đơn vị vận hành cơ sở hạ tầng và nhiều đối tác khác.

Những mối quan hệ hợp tác này đang dần hình thành và bắt đầu làm thay đổi chính các nhà máy thép. Carbon được thu giữ, khí công nghệ và nhiệt thải có thể trở thành những nguồn tài nguyên có giá trị đối với các ngành công nghiệp lân cận.

Ví dụ, tại nhà máy ArcelorMittal Ghent, khí lò cao được chuyển hóa thành ethanol thông qua dự án Steelanol, được phát triển với sự hợp tác của Primetals Technologies, LanzaTech và E4tech/ERM. Hiện cơ sở này đã vận hành đầy đủ, với công suất sản xuất lên tới 80 triệu lít ethanol tiên tiến mỗi năm, đồng thời giúp nhà máy giảm khoảng 125.000 tấn CO₂ mỗi năm. Đây là một ví dụ điển hình cho việc carbon được chuyển từ một dòng chất thải thành một nguồn tài nguyên trong chuỗi giá trị.

Thành công của quá trình chuyển đổi công nghệ trong ngành thép sẽ phụ thuộc vào mức độ hiệu quả trong việc kết nối và phối hợp giữa các công nghệ, lĩnh vực và chuỗi giá trị khác nhau.

Đáng chú ý, tập đoàn khai khoáng Rio Tinto đã bắt đầu thử nghiệm một cơ sở thu giữ carbon dioxide quy mô thí điểm tại một nhà máy do nhà sản xuất thép Trung Quốc Shougang Group vận hành.

GMK