Từ một quốc gia phụ thuộc lớn vào cát tự nhiên, Trung Quốc đã chuyển sang sử dụng cát nhân tạo làm nguồn cung chủ đạo cho ngành xây dựng. Sau khoảng một thập kỷ, tỷ trọng cát tự nhiên trong tổng nguồn cung đã giảm từ khoảng 80% xuống chỉ còn 21%. Kinh nghiệm này đang đặt ra một hướng đi đáng chú ý cho những quốc gia đối mặt với bài toán thiếu cát như Việt Nam.
Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), khoảng 50 tỷ tấn cát và sỏi được sử dụng mỗi năm, chủ yếu cho xây dựng. Khối lượng này tương đương đủ để tạo nên một bức tường rộng 27 m và cao 27 m bao quanh Trái Đất. UNEP coi cát là tài nguyên được khai thác và sử dụng nhiều thứ hai trên thế giới, chỉ sau nước.
Nhu cầu tăng nhanh trong quá trình đô thị hóa đã khiến việc khai thác cát tự nhiên, đặc biệt là cát sông, gây ra ngày càng nhiều sức ép đối với hệ sinh thái. UNEP cảnh báo việc khai thác thiếu kiểm soát có thể làm gia tăng xói lở, thay đổi dòng chảy, ảnh hưởng đến tầng nước ngầm và hệ sinh thái sông ngòi. Cơ quan này đồng thời đề xuất tăng cường tái chế vật liệu xây dựng, sử dụng đá nghiền và các nguồn vật liệu thay thế để giảm phụ thuộc vào cát tự nhiên. Trong bối cảnh đó, Trung Quốc đã trở thành một trường hợp đặc biệt đáng chú ý.
Cát nhân tạo đã trở thành nguồn cung chủ đạo
Trong khoảng bốn thập kỷ, tốc độ đô thị hóa và phát triển cơ sở hạ tầng của Trung Quốc tăng mạnh, kéo theo nhu cầu khổng lồ về cát và các loại vật liệu xây dựng. Một nghiên cứu đăng trên Nature Geoscience tháng 7/2024 đã lần đầu tiên xây dựng bức tranh tương đối toàn diện về dòng chảy của cát tại Trung Quốc trong giai đoạn 1995-2020. Nhóm nghiên cứu đến từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Môi trường Sinh thái thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cùng các trường đại học và tổ chức nghiên cứu quốc tế đã sử dụng phương pháp phân tích dòng vật liệu để theo dõi nguồn cung và quá trình sử dụng cát trong nền kinh tế Trung Quốc.
Kết quả cho thấy tổng nguồn cung cát của Trung Quốc đã tăng khoảng 5 lần, từ khoảng 1,4 tỷ tấn/năm vào năm 1995 lên khoảng 7 tỷ tấn/năm vào năm 2020. Nhưng điều đáng chú ý hơn nằm ở sự thay đổi về nguồn gốc của lượng cát này.
Năm 1995, cát tự nhiên chiếm khoảng 80% tổng nguồn cung. Đến năm 2020, tỷ lệ này chỉ còn khoảng 21%. Ngược lại, cát nhân tạo - chủ yếu được sản xuất bằng cách nghiền, sàng đá, đá từ các mỏ và một số nguồn vật liệu phụ từ quá trình khai thác - đã trở thành nguồn cung chủ đạo, chiếm khoảng 79% tổng nguồn cung cát của Trung Quốc.
Nói cách khác, trong vòng khoảng 25 năm, Trung Quốc đã tăng mạnh tổng lượng cát phục vụ nền kinh tế nhưng đồng thời thay đổi căn bản nguồn cung: từ phụ thuộc vào cát tự nhiên sang dựa chủ yếu vào cát nhân tạo. Đây là điểm khiến nghiên cứu được xem là đáng chú ý trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với áp lực ngày càng lớn lên tài nguyên cát.
Trung Quốc đã bắt đầu chuyển mạnh sang cát nhân tạo như thế nào?
Nếu chỉ nhìn vào năm 2016, có thể dễ dàng cho rằng đây là thời điểm Trung Quốc bắt đầu chuyển mạnh sang cát nhân tạo. Tuy nhiên, dữ liệu nghiên cứu cho thấy quá trình này thực tế đã diễn ra sớm hơn. Nguồn cung cát tự nhiên của Trung Quốc tăng nhanh từ năm 2000, đạt đỉnh khoảng 2,8 tỷ tấn/năm vào năm 2010. Sau đó, nguồn cung này giảm gần một nửa trong giai đoạn 2010-2020.
Trong khi đó, Trung Quốc từng bước tăng cường quản lý khai thác cát tự nhiên và thúc đẩy việc sử dụng cát nhân tạo. Nghiên cứu ghi nhận các chính sách quản lý khai thác cát được tăng cường từ năm 2010, cùng với việc cập nhật tiêu chuẩn cát xây dựng quốc gia vào năm 2011. Đến năm 2016, hệ thống "River Chief" - cơ chế quản lý, bảo vệ sông ngòi - tiếp tục được thiết lập, góp phần siết chặt quản lý tài nguyên cát.
Do đó, năm 2016 có thể được xem là một mốc quan trọng trong quá trình tăng cường quản lý cát sông, nhưng không phải điểm khởi đầu duy nhất của quá trình chuyển dịch sang cát nhân tạo. Cát nhân tạo, hay cát nghiền, về cơ bản được tạo ra bằng cách nghiền và sàng các loại đá, đá mỏ hoặc một số vật liệu phù hợp để đạt kích thước và cấp phối đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
Theo nhóm nghiên cứu, từ năm 2010 đến năm 2020, nguồn cung cát tự nhiên của Trung Quốc gần như giảm một nửa, trong khi cát nhân tạo tăng nhanh. Sự thay đổi này diễn ra song song với các chính sách hạn chế khai thác cát tự nhiên và thúc đẩy sử dụng cát nhân tạo. Đáng chú ý, cát nhân tạo không chỉ giúp thay thế một nguồn tài nguyên đang chịu áp lực mà còn tạo điều kiện để tận dụng tốt hơn nguồn đá và các vật liệu phát sinh từ hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản.
Theo nghiên cứu, trong tổng dòng cát tích lũy của Trung Quốc giai đoạn 1995-2020, phần lớn được sử dụng để sản xuất bê tông và vữa, sau đó đi vào các công trình xây dựng, hạ tầng giao thông và nhiều dạng công trình khác. Đây cũng là lý do các nhà nghiên cứu cho rằng kinh nghiệm của Trung Quốc cho thấy một khả năng quan trọng: có thể tiếp tục đáp ứng nhu cầu vật liệu khổng lồ của quá trình đô thị hóa mà không nhất thiết phải gia tăng tương ứng việc khai thác cát tự nhiên.
Cần đồng thời xây dựng một thị trường đủ lớn cho các loại vật liệu thay thế
Câu chuyện của Trung Quốc có ý nghĩa đặc biệt đối với Việt Nam, khi nhu cầu vật liệu phục vụ đô thị hóa và đầu tư hạ tầng ngày càng lớn trong khi nguồn cát tự nhiên ngày càng chịu nhiều sức ép.
Theo số liệu được Vụ Vật liệu Xây dựng và Viện Vật liệu Xây dựng thuộc Bộ Xây dựng dẫn trước đây, nhu cầu sử dụng cát xây dựng tại Việt Nam vào khoảng 130 triệu m³/năm, trong khi công suất khai thác được cấp phép khoảng 62 triệu m³/năm. Nguồn cung hợp pháp vì vậy chỉ đáp ứng khoảng 40-50% nhu cầu.
Khoảng cách giữa cung và cầu từng dẫn đến tình trạng thiếu cát tại nhiều địa phương, giá cát tăng và gây thêm áp lực lên hoạt động khai thác cát trái phép. Bộ Xây dựng cũng từng chỉ ra tình trạng thiếu cát xây dựng tại một số thời điểm và một số khu vực.
Trong bối cảnh đó, kinh nghiệm Trung Quốc gợi mở một hướng tiếp cận đáng chú ý: thay vì chỉ tìm cách khai thác thêm cát tự nhiên để đáp ứng nhu cầu, cần đồng thời xây dựng một thị trường đủ lớn cho các loại vật liệu thay thế.
Tuy nhiên, để cát nghiền có thể thay thế ở quy mô lớn, không thể chỉ dựa vào việc tăng số lượng dây chuyền nghiền đá. Cần đồng thời giải quyết hàng loạt vấn đề về tiêu chuẩn kỹ thuật, nguồn đá đầu vào, công nghệ nghiền - sàng, cấp phối hạt, kiểm soát chất lượng và chi phí vận chuyển. Đây là điểm Trung Quốc đã có lợi thế khi hình thành mạng lưới các cơ sở sản xuất cốt liệu quy mô lớn, tạo ra nguồn cung ổn định cho ngành bê tông và xây dựng.
Với Việt Nam, việc thúc đẩy cát nghiền cũng cần gắn với các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy hoạch nguồn nguyên liệu phù hợp, thay vì coi đây đơn thuần là phương án thay thế khi cát sông khan hiếm.
Bên cạnh đó, vật liệu tái chế từ công trình xây dựng và phá dỡ cũng có thể trở thành một nguồn cung bổ sung trong tương lai. Khi một phần vật liệu sau tháo dỡ được quay trở lại chuỗi sản xuất, nhu cầu khai thác tài nguyên nguyên sinh có thể giảm.
Build.Data
