Tại Thụy Điển, liên doanh Hybrit và Công ty khởi nghiệp (startup) H2 Green Steel đang gây chú ý khi theo đuổi các dự án sản xuất thép “xanh” với quy mô lớn trong bối cảnh thế giới chạy đua giảm khí thải carbon (CO2), đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng để chống biến đổi khí hậu.
Giảm dấu ấn carbon trong quy trình sản xuất công nghiệp là một thách thức lớn. Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) cho biết: “Trong số các ngành công nghiệp nặng, ngành sắt thép đứng đầu về lượng khí thải CO2, và đứng thứ hai về mức tiêu thụ năng lượng”. Ngành sắt thép là ngành công nghiệp tiêu thụ than lớn nhất trên toàn cầu. Theo IEA, ngành sắt và thép toàn cầu phát thải 2,6 tỉ tấn CO2/năm.
Một thỏi sắt được sản xuất bằng công nghệ hybrit, sử dụng 100% hydrogen, thay vì than cốc, để khử oxy từ quặng sắt.
Hybrit và H2 Green Steel nuôi tham vọng chuyển đổi ngành thép bằng cách sử dụng nhiên liệu hydrogen sạch để sản xuất thép, thay vì than cốc truyền thống. Hybrit là liên doanh giữa hãng thép SSAB với hãng năng lượng Vattenfall và Tập đoàn khai khoáng LKAB
Liên doanh này đã sản xuất thử nghiệm thành công 25 tấn thép tấm “xanh” bằng công nghệ Hybrit, sử dụng 100% nhiên liệu sạch hydrogen và giao sản phẩm cho khách hàng đầu tiên, hãng sản xuất xe tải Volvo AB (Thụy Điển) hồi tháng 8. Hãng thép SSAB đặt mục tiêu sản xuất 1,5 triệu tấn thép “xanh” vào năm 2026.
Quặng sắt khai thác từ mỏ thường rất giàu ôxít (các hợp chất hóa học được tạo thành từ sắt và oxy). Để tạo ra thép, oxy đó cần được loại bỏ bằng cách sử dụng than cốc trong lò cao. Quá trình sản xuất thép bao gồm việc đưa quặng săt vào lò cao có mức nhiệt trên 1.000°C, khiến carbon trong than cốc phản ứng với oxy trong quặng sắt và sản sinh ra CO2.
Trung bình cứ một tấn thép được sản xuất, hai tấn CO2 sẽ được tạo ra. Với công nghệ Hybrit, hydrogen sẽ thay thế than cốc và sẽ liên kết với oxy trong quặng sắt, rồi thải ra nước (H2O) thay vì CO2. H2 Green Steel, có trụ sở ở Stockholm, là công ty khởi nghiệp thép “xanh” được thành lập vào năm 2020.
Hồi đầu tháng 12, Tập đoàn điện lực Iberdrola (Tây Ban Nha), nhà sản xuất điện gió lớn nhất châu Âu, và H2 Green Steel đã ký thỏa thuận hợp tác đầu tư trị giá 2,6 tỉ đô la để xây dựng một nhà máy sử dụng năng lượng tái tạo sản xuất nhiên liệu hydrogen sạch bằng cách điện phân (quá trình phân hủy nước thành oxy và hydrogen nhờ dòng điện được truyền qua nước).
Công suất điện phân của nhà máy lên đến 1 GW, tức lớn gấp 3 lần so với công suất điện phân trên toàn cầu trong năm 2020. Nhà máy dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2025 hoặc 2026.
Hydrogen sạch của nhà máy này sẽ được sử dụng để sản xuất 2 triệu tấn sắt hoàn nguyên trực tiếp mỗi năm. Sắt hoàn nguyên trực tiếp, hay còn gọi là sắt xốp, được tạo ra bằng cách luyện quặng sắt trong lò mà không nấu chảy nó. Sắt xốp là nguyên liệu đầu vào để sản xuất các loại thép không rỉ, thép hợp kim cao cấp.
Iberdrola và H2 Green Steel cũng cho biết họ sẽ tìm địa điểm để xây dựng một nhà máy có công suất 2,5 - 5 triệu tấn thép tấm “xanh” mỗi năm bằng cách sử dụng nguyên liệu sắt xốp. Hồi đầu năm hay, H2 Green Steel cũng đã công bố một kế hoạch riêng để xây dựng nhà máy sản xuất thép “xanh” ở phía bắc Thụy Điển. Nhà máy này dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2024 và sẽ đạt công suất 5 triệu tấn vào năm 2030.
Henrik Henriksson, Giám đốc điều hành H2 Green Steel, cho biết sản xuất thép bằng hydrogen sạch thải ra ít carbon hơn 95% so với than cốc và khách hàng sẵn sàng trả thêm 25% để mua thép “xanh”.
Hãng nghiên cứu thị trường S&P Global nhận định sự chuyển dịch sang thép “xanh” sẽ là chủ đề lớn của ngành công nghiệp thép toàn cầu trong năm 2022 khi các các nước và các nhà sản xuất thép hợp tác và cạnh tranh trong cuộc chạy đua chuyển đổi một ngành công nghiệp chiếm 7% lượng CO2 toàn cầu.
Theo một báo cáo mới đây của Wood Mackenzie, Thụy Điển sẽ dẫn đầu xu hướng sản xuất thép “xanh” toàn cầu dù công suất thép hiện tại của nước này không quá lớn. Ngành công nghiệp thép của Thụy Điển sản xuất 4,4 triệu tấn thép thô trong năm 2020, chiếm 3,2% sản lượng thép thô của toàn EU và Vương quốc Anh.
Sohaib Malik, nhà phân tích của Wood Mackenzie, viết trong báo cáo: “Nỗ lực loại bỏ carbon của Thụy Điển trong ngành thép báo hiệu tiềm năng giảm chi phí đáng kể đối với thép “xanh” trong những thập niên tới, chủ yếu nhờ chi phí năng lượng tái tạo và hydrogen sạch ngày càng giảm và giá carbon ngày càng tăng”.
Malik cho biết Thụy Điển có trữ lượng quặng sắt lớn nhất châu Âu và nguồn năng lượng tái dồi dào , hai điều kiện tiên quyết để sản xuất hydrogen sạch và thép “xanh”. Theo Malik, với mức chi phí bình quân 30 đô la/MWh, năng lượng gió là nguồn sản xuất điện có tính kinh tế cao ở Thụy Điển. Nhà phân tích Mingming Zhang, đồng tác giả của bản báo cáo, dự báo chi phí sản xuất thép “xanh” có thể ngang bằng với thép truyền thống ngay trong thập niên này.
Hai nhà phân tích kết luận: “Nhu cầu thép toàn cầu sẽ đạt 1.872 triệu tấn/năm vào năm 2030, cao hơn 6,4% so với năm 2020. Sức hấp dẫn của thép “xanh” sẽ tăng mạnh hơn khi giá thành giảm. Ngoài ra, sự thành công của các nỗ lực sử dụng hydrogen xanh để sản xuất thép xanh ở quy mô thương mại sẽ chứng minh tính đúng đắn của mối quan tâm lớn hiện nay về khả năng thúc đẩy nhanh tiến trình phi carbon hóa của loại nhiên sạch này”.
VLXD.org (TH/ Mining, AFP)