A) Tại sao cần sản xuất thép ‘xanh’?
Một trong những vấn đề đau đầu trong sản xuất thép hiện nay là mức phát thải CO2 quá lớn, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Việc chuyển sang sản xuất thép xanh bằng hydro xanh là một bước đi bắt buộc chứ không phải xu hướng nhất thời, vì các lý do kinh tế, môi trường, và chính trị toàn cầu. Những lý do sau đây minh chứng cho nhận định này.
🌍 1. Khí thải CO₂ từ ngành thép quá khủng khiếp
-
Ngành thép hiện tại chiếm khoảng 7–9% lượng phát thải CO₂ toàn cầu.
-
Mỗi tấn thép truyền thống tạo ra 1.8–2 tấn CO₂.
-
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu leo thang, ngành thép đang là “điểm nóng” cần xử lý gấp.
⛔ Nếu không chuyển đổi → sẽ bị siết bởi thuế carbon, cấm xuất khẩu, mất thị trường.
⚡ 2. Hydro xanh = chất khử sạch, không CO₂
-
Trong luyện kim truyền thống, than cốc là chất khử – tạo CO₂ khi phản ứng với sắt oxit.
-
Hydro xanh (sản xuất từ điện phân nước dùng điện tái tạo) khử Fe₂O₃ mà chỉ sinh ra nước:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
🎯 Kết quả: sản xuất thép mà không xả khí nhà kính – đúng chuẩn phát triển bền vững.
💰 3. Động lực kinh tế và chính sách
-
EU, Mỹ, Nhật, Úc… đang triển khai chính sách khuyến khích thép xanh:
-
CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism): hàng xuất khẩu sang EU sẽ bị đánh thuế CO₂ nếu không “xanh”.
-
Doanh nghiệp có thép xanh sẽ giành được hợp đồng, giảm thuế, tăng uy tín ESG.
-
-
Thép xanh đang được ưu tiên trong các dự án:
-
Xây dựng công trình công cộng
-
Ô tô điện, năng lượng tái tạo, hạ tầng đô thị xanh
-
🔋 4. Sự bùng nổ của năng lượng tái tạo giúp giảm giá hydro xanh
-
Giá thành điện mặt trời, điện gió ngày càng rẻ → giảm chi phí sản xuất hydro xanh.
-
Kết hợp với công nghệ điện phân hiệu suất cao → hydro xanh đang tiệm cận giá hydro xám (sản xuất từ khí tự nhiên).
➡️ Khi giá hydro xanh giảm xuống dưới ngưỡng 2 USD/kg → thép xanh có khả năng cạnh tranh thương mại.
🔒 5. An ninh năng lượng và tự chủ công nghệ
-
Dựa vào than cốc (nhập khẩu nhiều từ Trung Quốc, Úc…) là rủi ro chiến lược.
-
Phát triển hydro xanh nội địa từ năng lượng tái tạo → tăng tự chủ năng lượng, tránh phụ thuộc.
💡 6. Công nghệ sẵn sàng – thời điểm đã tới
-
Các công nghệ như lò hoàn nguyên trực tiếp DRI-H₂ và lò điện hồ quang EAF đã thương mại hóa.
-
Các tập đoàn lớn như SSAB, ArcelorMittal, Thyssenkrupp… đã và đang xây dựng nhà máy thép xanh.
B) Nguyên lý, quy trình sản xuất và tương lai của thép xanh sử dụng hydro xanh
🧪 1. Phản ứng hóa học cơ bản:
Trong quy trình này, hydro được dùng để khử sắt oxit, thay cho carbon (than cốc).
Phương trình phản ứng:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
-
Sản phẩm: Sắt nguyên chất (Fe) và hơi nước (H₂O) – không có CO₂!
-
Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ khoảng 800 – 1000°C.
🏭 2. So sánh với quy trình truyền thống:
🔥 Quy trình cũ (dùng carbon – than cốc):
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
Gây phát thải CO₂ rất lớn → hiệu ứng nhà kính.
🌱 Quy trình mới (dùng H₂):
-
Không CO₂, chỉ sinh ra nước → môi trường sạch hơn.
-
Dẫn đến khái niệm “thép xanh” – green steel.
⚙️ 3. Quy trình sản xuất thép xanh điển hình (DRI-H₂)
DRI = Direct Reduced Iron (sắt hoàn nguyên trực tiếp)
Phiên bản chạy bằng hydro:
-
Sắt oxit (Fe₂O₃) được đưa vào lò hoàn nguyên.
-
Khí H₂ nóng được bơm vào để khử oxit → tạo sắt rắn (sắt xốp – sponge iron).
-
Sắt xốp được nung chảy trong lò điện hồ quang (EAF) → tạo ra thép.
🧊 Đặc biệt: Nếu điện dùng cho lò hồ quang đến từ năng lượng tái tạo (mặt trời, gió) → quy trình zero carbon luôn!
🌍 4. Tác động thực tế và tiềm năng
-
Giảm tới 95% khí CO₂ so với luyện kim truyền thống.
-
Được nhiều nước tiên tiến đầu tư mạnh:
-
Thụy Điển: Dự án HYBRIT của SSAB + Vattenfall.
-
Đức: Thyssenkrupp đang xây dựng nhà máy thép H₂.
-
Úc: Đang chạy thử nghiệm sản xuất thép dùng năng lượng tái tạo và H₂.
-
📦 5. Ứng dụng thép xanh
-
Thép xanh vẫn là thép chất lượng cao, dùng trong:
-
Xây dựng công trình xanh
-
Ô tô điện
-
Đường ray, tàu hỏa
-
Đồ gia dụng cao cấp
-
-
Cực hợp với xu hướng ESG (Môi trường – Xã hội – Quản trị) của các công ty toàn cầu.
📈 6. Tương lai gần của Việt Nam?
-
Khi giá hydro xanh giảm nhờ năng lượng tái tạo rẻ hơn → thép xanh sẽ cạnh tranh trực tiếp với thép truyền thống.
-
Một số quốc gia đã bắt đầu đánh thuế carbon lên thép CO₂ cao → thép xanh sẽ chiếm ưu thế xuất khẩu.
- Ở Việt Nam, đất nước dồi dào nguồn năng lượng tái tạo, thép xanh sẽ là hướng đi đúng đắn nhất và tương lai thấy rõ chỉ trong 5 đến 10 năm tới.
*) Điều kiện tiên quyết của một dự án thép xanh ở Việt Nam:
-
- Nguồn năng lượng sạch và ổn định
- Quy mô và vị trí dự án
- Sự ổn định về chính sách, khung pháp lý và hỗ trợ của Nhà nước
- Lựa chọn công nghệ đúng
- Lựa chọn nguồn nguyên liệu đầu vào và chuỗi cung ứng
- Nhân lực và năng lực công nghệ
- Tài chính và chi phí
- Tác động môi trường & xã hội, rủi ro và biện pháp giảm thiểu.
📦 Tóm lại:
🎯 Hydro + Fe₂O₃ = Thép sạch + Nước → Không khí sạch, trái đất khỏe.
🎯 Đây là một bước “công nghiệp hóa nhưng không gây ô nhiễm” – Hợp với xu thế “Xanh” tất yếu của thời đại.
🎯 Do có điều kiện tự nhiên và nguồn lực phong phú, Việt Nam có lợi thế trong sản xuất thép Xanh một cách bền vững.
💡 CÔNG TY TGTech (Công nghệ Tương Giao) là một trong số ít các công ty tiên phong ở Việt Nam chuyên tư vấn giải pháp kỹ thuật và công nghệ mới ngành thép, đồng thời cung ứng các thiết bị đo ngành thép và các dịch vụ vận hành bảo trì thiết bị liên quan.
*************************
Nguồn bản quyền:
Mọi thông tin nội dung bài viết là thuộc bản quyền của TGTech Co. Yêu cầu các bên liên quan khi trích dẫn bài viết này cần ghi rõ nguồn bản quyền.
