Tại nhà máy thép ở Florange (Pháp) của ArcelorMittal, các cột khói xám xịt bốc lên, che kín cả một mảng trời. Đó là dấu hiệu cho thấy ngành sản xuất thép là một trong những thủ phạm thải ra khí nhà kính lớn nhất.
Nhưng bức tranh này sắp tới đây có thể sẽ ít mảng xám hơn. ArcelorMittal và một nhóm các nhà sản xuất thép châu Âu đã vạch ra kế hoạch trị giá 665 triệu USD để biến Florange trở thành khuôn mẫu đầu tiên của việc sản xuất thép thân thiện với môi trường mà các công ty thép khác có thể sẽ theo chân để triển khai. Nếu phát huy tác dụng, ngành thép có thể giảm 55% lượng khí CO2. Theo hãng tư vấn Mỹ McKinsey, điều này sẽ giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính của thế giới vì ngành thép chiếm tới 8% tổng lượng khí nhà kính.
ArcelorMittal thuộc một nhóm các công ty thép châu Âu gọi là ULCOS (Các nhà sản xuất thép thải khí CO2 siêu thấp). Tập đoàn này đang tham gia vào một trong nhiều dự án hợp tác với Chương trình Đột phá CO2 của Hiệp hội Thép Thế giới có trụ sở tại Brussels (Bỉ), nhằm làm thay đổi cách sản xuất thép và giảm mạnh lượng khí thải. Điều này rất quan trọng trong tình hình hiện nay khi nhu cầu về thép đang bùng nổ trở lại, do cơn sốt xây dựng hạ tầng quy mô lớn tại Trung Quốc và các nước đang phát triển.
Thay đổi quy trình sản xuất thép
Cuộc chinh phục xanh của nhà sản xuất thép đang phải đối mặt với một vấn đề hóc búa: ngành này phụ thuộc vào carbon, vốn là nguyên vật liệu chính dùng để làm ra than cốc, một sản phẩm được tạo thành từ than đá. Các lò luyện gang sử dụng than cốc như một thành phần chính trong quy trình làm giảm quặng sắt và chuyển nó thành gang dạng lỏng. Sau đó, các nhà sản xuất thép sẽ chuyển đổi sang thép lỏng trước khi cán chúng thành thép thành phẩm. Các nhà sản xuất thép đã duy trì quy trình này trong hàng thập kỷ. Quy trình này tạo ra được sản phẩm thép có độ cứng cao, đáng tin cậy nhưng lại cực kỳ gây ô nhiễm môi trường.
Vì thế, cần phải thay đổi toàn bộ quy trình sản xuất thép. “Giải pháp là tránh sử dụng các vật liệu có thành phần chủ yếu là carbon trong quá trình sản xuất sắt”, Ian Goldsmith, Giám đốc Công vụ của Tata Steel Europe, cũng là một phần của ULCOS, nói. Nhưng tìm ra một công nghệ có thể làm được điều này là không dễ dàng. Các công ty thép tại châu Âu, Mỹ, Nhật và Hàn Quốc đang hợp tác để thay thế các phương pháp dùng carbon bằng các công nghệ khác sử dụng hydrogen và điện phân. Mặc dù những phương pháp này lấy được carbon ra khỏi quy trình sản xuất thép, nhưng phải mất cả hàng thập kỷ mới có thể triển khai được.
ArcelorMittal, nhà sản xuất thép lớn nhất thế giới, đang tập trung vào cách tiếp cận khác. Đó là dự án thử nghiệm tại nhà máy Florange. Nhà máy này sẽ thu hồi carbon dioxide (CO2) và carbon monoxide (CO) và sau đó “bơm” trở lại CO cùng với khí oxygen (O) nguyên chất vào lò luyện gang. Theo Michel Wurth, nhà quản lý cấp cao thuộc ArcelorMittal, kỹ thuật này được gọi là tái chế khí đỉnh lò (top-gas), sẽ làm tăng tính hiệu quả về năng lượng của lò luyện và hấp thu đáng kể lượng khí CO2. Kỹ thuật này cũng đòi hỏi nhà sản xuất thép lưu giữ khí CO2 đã thu hồi được vào trong lòng đất nhằm giảm lượng carbon một cách triệt để nhất. Tuy nhiên, “hạ thổ” khí CO2 là kỹ thuật khá tốn kém và gây nhiều tranh cãi.
Năm 2008, ULOCS đã chứng minh rằng, ít nhất phần thu hồi khí CO2 là khả thi tại một mô hình thử nghiệm nhỏ ở Lulea (Thụy Điển) nơi không lưu giữ khí CO2 mà thải nó vào trong không khí. Hiện nay, ULCOS hy vọng xây dựng một mô hình lớn hơn tại một nhà máy của ArcelorMittal ở Eisenhüttenstadt (Đức) vào năm 2012 và năm 2015 sẽ phát triển một lò luyện gang lớn hơn tại nhà máy Florange có sử dụng công nghệ này. Sau khi tất cả vận hành trơn tru tại Florange, ULCOS sẽ tiến hành sản xuất trên quy mô thương mại. Wurth thận trọng nói rằng quá trình thử nghiệm có thể kéo dài đến năm 2020.
Điều này cho thấy, dự án khí đỉnh lò là một sáng kiến lớn nhưng kèm theo đó là những thách thức. Huy động 665 triệu USD để trang trải chi phí tại cả nhà máy Eisenhüttenstadt và Florange là một trong số đó. ULCOS dự kiến sẽ xin Liên minh châu Âu cấp 50% vốn vào tháng 3/2011, để hỗ trợ tài chính cho khâu thu hồi carbon. Phần tiền còn lại sẽ đến từ các công ty thành viên thuộc ULCOS và chính phủ các nước.
Một thách thức khác là các tổ chức như Greenpeace, Friends of the Earth (FOE) đều phản đối việc thu và giữ khí CO2. Giới phê bình cho rằng công nghệ này chưa được kiểm chứng và tốn kém, chưa kể việc khí carbon được giữ lại có thể sẽ rò rỉ đi vào trong không khí.
Cùng với dự án khí đỉnh lò, ULCOS cũng đang phát triển một công nghệ khác, do Tata Steel (Ấn Độ) dẫn đầu, cho phép các nhà sản xuất thép đưa trực tiếp các quặng sắt ở dạng bột vào lò luyện gang, loại bỏ được khâu ép bột sắt thành những bánh to hơn. Kỹ thuật của Tata cũng sử dụng than đá trực tiếp thay vì phải chuyển nó sang dạng than cốc trước và như vậy giúp bỏ một công đoạn tốn năng lượng.
Một khi ULCOS hoàn thiện cả 2 công nghệ trên, tất cả các thành viên của ULCOS sẽ được sử dụng miễn phí. Điều đó có nghĩa là khoảng 10 năm nữa, các nhà sản xuất thép châu Âu có thể nắm trong tay những công nghệ cho phép giảm trung bình phân nửa lượng khí thải CO2.
Xanh hóa ngành thép: Nhu cầu bức thiết
Ngành thép đang rất cần những đột phá như vậy, bởi vì “nó đã đi hết giới hạn về việc giảm lượng khí thải nhà kính”, Michel Van Hoey, đối tác của McKinsey ở Brussels, nhận định. Ông cho biết, mặc dù thép là ngành thải khí lớn thứ 5 thế giới, nhưng lượng CO2 trên mỗi tấn thép được sản xuất ra đã giảm 45% từ giữa năm 1960 và 2007. Các biện pháp đã dùng để giảm lượng khí thải gồm có việc sử dụng các quặng sắt có độ cứng cao hơn và dùng khí đốt thay cho than cốc (vì khí đốt chứa ít carbon hơn).
Ngành thép đã làm được một điều nữa là tái chế thép phế liệu. Bằng chứng là gần 1/3 sản lượng thép trên toàn cầu, theo Hiệp hội Thép Thế giới, là đến từ thép phế liệu.
Tuy nhiên, nếu không có các công nghệ đột phá như đã nói ở trên thì bất cứ biện pháp giảm khí thải nào cũng sẽ là một thách thức. Nhu cầu thép ngày càng tăng nhanh, từ các dự án đường sắt, cầu đường đến các dự án nhà ở mới tại các thị trường mới nổi khiến cho sứ mệnh sản xuất thép sạch trở nên cấp bách và khó khăn hơn.
Lê Phương (Theo Time)
