Thép xanh hay thép truyền thống?
Cuộc đua sinh tồn của các nhà máy thép
Quá trình khử carbon trong ngành thép hiện đang đối mặt với một nghịch lý lớn: về mặt công nghệ, khả thi với các giải pháp hiện đại, nhưng trên thực tế, việc triển khai lại bị kìm hãm bởi chi phí quá cao. Chuỗi giá trị sản xuất thép — từ khai thác quặng sắt đến thành phẩm — đang chiếm khoảng 8% tổng lượng phát thải carbon toàn cầu. Giảm thiểu lượng khí thải này được xem là bước then chốt trong cuộc chiến ứng phó biến đổi khí hậu, theo Reuters.
Tại Tuần lễ Sắt Quốc tế Singapore, các doanh nghiệp trong ngành khai khoáng và sản xuất thép đồng thuận rằng cắt giảm phát thải là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi sang công nghệ xanh sẽ diễn ra chậm chạp và tốn kém, đặt ra câu hỏi trọng tâm: ai sẽ chịu trách nhiệm chi trả cho chi phí chuyển đổi?
Các công ty khai thác quặng sắt tại Australia — nguồn cung chính cho khoảng 2/3 lượng quặng sắt nhập khẩu của Trung Quốc — đang có khả năng xây dựng chuỗi cung ứng “sắt xanh”. Mô hình này tận dụng năng lượng tái tạo như điện mặt trời và gió để sản xuất hydro xanh, sử dụng hydro làm chất khử trong quá trình chuyển đổi quặng sắt thành sắt hoàn nguyên trực tiếp (DRI) hoặc sắt đóng bánh nóng (HBI).
Ứng dụng HBI có thể giảm tới 80% lượng phát thải trong toàn bộ quy trình sản xuất thép, thay thế cho than đá trong việc khử oxy và tạp chất khỏi quặng sắt, từ đó tạo ra gang thô thân thiện môi trường hơn.
Tuy nhiên, các doanh nghiệp khai khoáng sẽ không đầu tư hàng tỷ USD vào các nhà máy sắt xanh nếu Trung Quốc — chiếm gần một nửa sản lượng thép toàn cầu — cùng các quốc gia lớn khác như Hàn Quốc, Nhật Bản và Ấn Độ không có cam kết rõ ràng về tiêu thụ sản phẩm xanh này.
Yếu tố then chốt vẫn là chi phí. Việc sử dụng hydro và lò hồ quang điện (EAF) để sản xuất thép xanh có thể giảm phát thải từ 1,8 tấn CO₂ xuống còn khoảng 200 kg CO₂ trên mỗi tấn thép. Tuy nhiên, chi phí sản xuất mỗi tấn thép xanh gần như gấp đôi so với phương pháp truyền thống dựa trên lò cao và lò thổi oxy (BF-BOF) sử dụng than đá.
Các nhà máy thép hiện không thể chuyển toàn bộ chi phí tăng thêm này sang người tiêu dùng, khiến họ rất khó chấp nhận mức chi phí cao như vậy.
Thực tế cho thấy các nhà máy thép Trung Quốc đang gặp áp lực lợi nhuận và chọn giải pháp tăng tỷ lệ sử dụng quặng sắt loại thấp để giảm giá thành. Tuy nhiên, điều này dẫn đến cường độ phát thải carbon tăng lên khoảng 2,2 tấn CO₂ trên mỗi tấn thép, so với 1,8 tấn khi dùng quặng chất lượng cao trong quy trình BF-BOF, đặt tham vọng sản xuất thép xanh trước nguy cơ bị hy sinh vì lý do kinh tế.
Bên cạnh đó, vẫn tồn tại các giải pháp giảm phát thải khả thi hơn, như thay than đá bằng khí tự nhiên để khử quặng sắt, giúp giảm phát thải xuống còn khoảng 1,1 tấn CO₂ mỗi tấn thép. Nếu giá khí đốt đủ thấp, phương án này có thể khả thi về mặt kinh tế.
Việc sản xuất hydro từ khí tự nhiên, gọi là hydro xanh dương (blue hydrogen), khi ứng dụng trong sản xuất sắt sẽ tạo ra loại thép “xanh lam” hay “teal steel”. Tập đoàn Vale (Brazil) hiện đang xây dựng các “siêu trung tâm” tại Trung Đông nhằm sản xuất DRI và HBI từ khí tự nhiên giá rẻ để xuất khẩu cho các nhà máy thép Trung Quốc.
Sản phẩm thép xanh lam này cũng giúp các nhà sản xuất thép đáp ứng yêu cầu của Cơ chế Điều chỉnh Biên giới Carbon (CBAM) của Liên minh châu Âu, dự kiến triển khai từ năm sau.
Tuy nhiên, khả năng sản xuất của các “siêu trung tâm” này vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu lớn của thị trường, khi lượng quặng chế biến khoảng 80 triệu tấn/năm vẫn chỉ tương đương chưa bằng một tháng nhập khẩu quặng của Trung Quốc — quốc gia chiếm 75% lượng quặng vận chuyển bằng đường biển toàn cầu.
Ngoài ra, khí đốt tự nhiên cũng không phải giải pháp khả thi cho các mỏ quặng Australia do giá cao và nguồn cung đã được ưu tiên cho nhu cầu nội địa và các nhà máy hóa lỏng khí.
Như vậy, thép phát thải thấp hiện mới chỉ mang lại cải thiện khiêm tốn, chưa đủ tạo ra bước đột phá trong quá trình khử carbon ngành thép.
Để đạt được đột phá này, sự can thiệp mạnh mẽ từ chính phủ là bắt buộc, thông qua các chính sách ưu đãi, quy định, thuế carbon… nhằm tạo động lực tài chính đủ lớn để thép xanh trở nên khả thi về mặt kinh tế.
Thép “teal” là minh chứng sinh động cho nguyên tắc: không nên để sự hoàn hảo làm kìm hãm những tiến bộ thực tế và khả thi.
