Chuỗi sản xuất thép — từ khai thác quặng sắt đến sản phẩm hoàn thiện — hiện chiếm khoảng 8% lượng phát thải carbon toàn cầu. Việc giảm thiểu tác động này được xem là yếu tố then chốt trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, theo Reuters.
Tại Tuần lễ Sắt Quốc tế Singapore vừa qua, các doanh nghiệp khai khoáng và sản xuất thép đều đồng thuận rằng: việc cắt giảm phát thải trong ngành thép là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, một thực tế cũng rất rõ ràng là dù các công ty đã bắt đầu chuyển đổi, quá trình này sẽ diễn ra chậm và tiêu tốn rất nhiều tiền.
Vấn đề cốt lõi là: ai sẽ chi trả cho quá trình chuyển đổi này?
Các công ty khai thác quặng sắt tại Australia — nơi cung cấp khoảng 2/3 lượng nhập khẩu quặng sắt của Trung Quốc — có khả năng xây dựng một chuỗi cung ứng "sắt xanh". Mô hình này sử dụng năng lượng mặt trời và gió để sản xuất hydro xanh, sau đó dùng hydro này để làm giàu quặng sắt thành sắt hoàn nguyên trực tiếp (DRI) hoặc sắt đóng bánh nóng (HBI).
Việc sử dụng HBI có thể loại bỏ tới 80% lượng phát thải trong toàn bộ quá trình sản xuất thép, bằng cách thay thế quá trình dùng than đá để khử oxy và tạp chất khỏi quặng sắt nhằm tạo ra gang thô.
Tuy nhiên, các công ty khai khoáng sẽ không đầu tư hàng tỷ USD để xây dựng các nhà máy sắt xanh nếu Trung Quốc — nước sản xuất khoảng một nửa sản lượng thép toàn cầu — cùng các quốc gia lớn khác như Hàn Quốc, Nhật Bản và Ấn Độ không cam kết tiêu thụ sản phẩm này.
Vấn đề mấu chốt vẫn là chi phí. Sử dụng hydro để tạo ra thép xanh và lò hồ quang điện (EAF) để luyện thép có thể giúp giảm phát thải từ mức 1,8 tấn CO₂ xuống chỉ còn khoảng 200 kg CO₂ cho mỗi tấn thép.
Dù các ước tính chi phí khác nhau, nhưng hầu hết đồng thuận rằng ngay cả khi chuỗi cung ứng thép xanh được xây dựng trên quy mô lớn, chi phí sản xuất mỗi tấn thép vẫn gần như gấp đôi so với phương pháp truyền thống dùng lò cao và lò thổi oxy (BF-BOF), vốn phụ thuộc nhiều vào than.
Các nhà máy thép rất khó chấp nhận mức tăng chi phí này, vì gần như không thể chuyển hết phần chi phí tăng thêm sang người tiêu dùng.
Thực tế thị trường hiện nay cho thấy rõ quy mô của thách thức này. Các nhà máy thép Trung Quốc đang gặp khó khăn về lợi nhuận và một trong những biện pháp cắt giảm chi phí là tăng tỷ trọng sử dụng quặng sắt loại thấp, rẻ hơn.
Điều này giúp hạ giá thành thép nhưng lại khiến cường độ phát thải carbon tăng lên khoảng 2,2 tấn CO₂ mỗi tấn thép, so với mức 1,8 tấn nếu dùng quặng chất lượng cao trong quy trình BF-BOF.
Nói cách khác, tham vọng sản xuất thép xanh có nguy cơ bị hy sinh vì lý do kinh tế.
Dù vậy, vẫn có thể giảm bớt cường độ carbon của thép bằng cách sử dụng các giải pháp khác. Chẳng hạn, thay vì dùng than để khử quặng sắt, có thể sử dụng khí tự nhiên — giúp lượng phát thải giảm còn khoảng 1,1 tấn CO₂ mỗi tấn thép. Nếu khí đốt đủ rẻ, phương án này sẽ khả thi về mặt kinh tế.
Sản xuất hydro từ khí tự nhiên được gọi là hydro xanh dương (blue hydrogen), và khi sử dụng loại hydro này để làm giàu quặng sắt, sản phẩm thép được gọi là “thép xanh lam” hoặc “thép teal”.
Tập đoàn Vale của Brazil hiện đang xây dựng các "siêu trung tâm" tại ba quốc gia Trung Đông, với mục tiêu sử dụng khí tự nhiên giá rẻ để sản xuất DRI và HBI phục vụ xuất khẩu cho các nhà máy thép Trung Quốc.
Loại sản phẩm này cũng giúp các nhà sản xuất thép đáp ứng quy định của Cơ chế Điều chỉnh Biên giới Carbon (CBAM) mà Liên minh châu Âu dự kiến triển khai từ năm sau (dù có thể bị trì hoãn).
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dù Vale dự kiến chế biến khoảng 80 triệu tấn quặng mỗi năm tại Trung Đông — con số này nghe có vẻ lớn, nhưng thực tế không bằng một tháng nhập khẩu quặng của Trung Quốc, nước chiếm khoảng 3/4 lượng quặng vận chuyển đường biển toàn cầu.
Khí đốt tự nhiên cũng không phải là giải pháp khả thi cho các mỏ quặng tại Australia, do giá quá cao và nguồn cung ở Tây Australia — nơi tập trung phần lớn các mỏ — đã được phân bổ cho nhu cầu nội địa và các nhà máy hóa lỏng khí.
Điều đó có nghĩa, thép phát thải thấp chỉ mang lại một bước cải thiện nhỏ, chưa đủ để tạo ra cú đột phá trong việc khử carbon ngành thép.
Muốn đạt được điều đó, cần có sự can thiệp từ chính phủ — thông qua các chính sách, quy định, ưu đãi hoặc thuế carbon — để tạo ra động lực tài chính đủ lớn, khiến thép xanh hoàn toàn trở nên khả thi về kinh tế.
Thép "teal" là minh chứng cho câu nói quen thuộc: đừng để sự hoàn hảo trở thành kẻ thù của điều tốt.