» Trong tiến trình khử carbon của nền kinh tế toàn cầu, ngành Xi măng và Thép đặt ra những thách thức đáng kể. Là hai lĩnh vực thiết yếu cho phát triển hạ tầng và chuyển đổi năng lượng, nhưng đồng thời lại gắn liền với chuỗi sản xuất có mức phát thải cao, việc giảm thiểu khí nhà kính trong các ngành này đòi hỏi những thay đổi căn bản về công nghệ, chính sách và mô hình đầu tư. Giữa nỗ lực toàn cầu hướng đến phát thải ròng bằng 0, câu hỏi về tính khả thi của 2 lĩnh vực xi măng và thép không phát thải đang thu hút nhiều sự quan tâm.
Trước bối cảnh áp lực giảm phát thải ngày càng tăng, cùng với kỳ vọng thị trường vào vật liệu xây dựng xanh, xi măng và thép đang trở thành tâm điểm trong chiến lược khí hậu toàn cầu. Nhưng để ngành Xi măng, Thép thực sự chuyển đổi, cần nhìn rõ 3 yếu tố then chốt: bản chất phát thải cao, giới hạn về chi phí - công nghệ và khả năng mở rộng trong bối cảnh chính sách - thị trường.
1. Áp lực khử carbon trong ngành Xi măng và Thép
Xi măng và thép là nền tảng cho xây dựng hạ tầng từ nhà ở, trường học, giao thông cho đến năng lượng tái tạo. Nhu cầu thép toàn cầu được dự báo tăng khoảng 30% đến năm 2050, còn xi măng dự kiến tăng trung bình 2,4% mỗi năm đến 2026. Ngành Xây dựng hiện tiêu thụ hơn một nửa tổng sản lượng thép, cho thấy sự gắn bó chặt chẽ giữa 2 vật liệu này trong chuỗi cung ứng.
Tuy nhiên, đây cũng là 2 ngành có mức phát thải cao nhất toàn cầu. Thép tạo ra khoảng 2,6 Gigatone CO₂ mỗi năm, chiếm 7% tổng lượng phát thải năng lượng toàn cầu, cao hơn cả giao thông đường bộ. Xi măng phát thải khoảng 3 Gigatonne CO₂ mỗi năm, phần lớn đến từ quá trình sản xuất clinker là thành phần chính trong xi măng.
Điều khiến 2 ngành này trở nên khó khử carbon là vì phát thải không chỉ đến từ tiêu thụ năng lượng, mà còn là hệ quả trực tiếp của các phản ứng hóa học. Trong ngành Xi măng, gần 40% lượng CO₂ phát sinh từ việc nung nguyên liệu thô sản xuất clinker. Trong luyện thép, than vừa cung cấp nhiệt, vừa đóng vai trò chất khử, một yếu tố khó thay thế cả về mặt kỹ thuật và chi phí.
Theo lộ trình Net Zero, xi măng cần giảm cường độ phát thải 22% vào năm 2030 để về mức 1,91 Gigatonne CO₂e. Ngành Thép, nếu muốn đạt mục tiêu giới hạn nhiệt độ toàn cầu dưới1,5°C theo Thỏa thuận Paris, phải cắt giảm đến 90% lượng phát thải trực tiếp vào năm 2050, tương đương mức 220 triệu tấn CO₂ là một thách thức khổng lồ đòi hỏi đầu tư đổi mới công nghệ sâu rộng.
2. Chi phí và công nghệ: Rào cản lớn nhất
Để tiến tới sản xuất không phát thải, chi phí là một rào cản rõ ràng. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến năm 2030, chi phí sản xuất xi măng gần như không phát thải sẽ ở mức trung bình 160 USD/tấn, cao hơn 70% so với xi măng truyền thống (~100 USD/tấn), tức tăng khoảng 60 USD mỗi tấn. Với thép, mức tăng chi phí là 225 USD/tấn, tương đương 40% so với hiện tại (~675 USD/tấn).
So sánh chi phí sản xuất giữa vật liệu truyền thống và vật liệu phát thải thấp vào năm 2030
Nguồn: International Energy Agency (IEA), Demand and Supply Measures for the Steel and Cement Transition, 2023.
Chênh lệch chi phí phản ánh rào cản tài chính rõ nét, nhất là trong bối cảnh các công nghệ như lò hồ quang điện (EAF), ứng dụng hydro xanh hay CCS (thu giữ và lưu trữ carbon) còn trong giai đoạn thử nghiệm hoặc chưa đạt quy mô thương mại lớn.
Quá trình chuyển đổi công nghệ trong ngành Xi măng và Thép không còn là lựa chọn, mà đã trở thành yêu cầu bắt buộc để tồn tại trong kỷ nguyên phát thải thấp. Với xi măng, giải pháp cốt lõi là thay thế clinker bằng vật liệu xi măng bổ sung (SCM) như xỉ và tro bay. IEA dự báo tỷ lệ clinker trong xi măng sẽ giảm từ 0,71 (2022) xuống 0,65 vào năm 2030 và chỉ còn 0,57 vào năm 2050. McKinsey ước tính doanh thu từ SCM toàn cầu có thể đạt 40 - 60 tỷ USD vào năm 2035, gấp đôi so với hiện nay.
CCS là công nghệ then chốt trong lộ trình khử carbon của ngành Xi măng. IEA dự báo lượng CO₂ bị thu giữ trong ngành này sẽ tăng từ 0 lên 170 triệu tấn vào năm 2030 và đạt 1.310 triệu tấn vào năm 2050. Ngoài ra, công nghệ bê tông âm carbon, khoáng hóa CO₂ vào cốt liệu đang mở ra triển vọng lưu trữ carbon lâu dài trong vật liệu xây dựng, giúp phát thải âm tới -45 kg CO₂/tấn.
Trong ngành Thép, sản xuất thép không phát thải đang dựa vào 3 xu hướng công nghệ chính: lò hồ quang điện (EAF), hydro xanh trong quá trình khử quặng sắt (DRI) và CCS trong các nhà máy lò cao. EAF đang là công nghệ chính cho sản xuất thép tái chế, với cường độ phát thải thấp hơn đáng kể nếu sử dụng nguồn điện tái tạo. Hydro xanh được kỳ vọng thay thế than làm chất khử và theo BloombergNEF, nếu giá hydro giảm xuống 1 USD/kg, chi phí sản xuất thép hydro có thể xuống mức 489 USD/tấn vào năm 2050.
Đến cuối năm 2023, đã có ít nhất 32 thỏa thuận thương mại và biên bản ghi nhớ đã được ký kết liên quan đến sản xuất thép bằng hydro, cho thấy sự quan tâm ngày càng lớn từ thị trường và các bên đầu tư. Theo IEA, trong kịch bản phát thải ròng bằng 0, thép sử dụng hydro xanh được dự báo sẽ chiếm tới 42% tổng sản lượng toàn cầu vào năm 2050.
3. Thị trường, chính sách và triển vọng đến 2050
Trên bình diện chính sách, EU đang dẫn đầu với Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM), các doanh nghiệp nhập khẩu xi măng và thép vào EU sẽ phải mua chứng chỉ CBAM tương ứng với lượng phát thải, nhằm đảm bảo hàng hóa ngoại khối không có lợi thế chi phí so với hàng sản xuất trong EU vốn đã chịu giá carbon. Đồng thời, EU và Mỹ cũng đã triển khai các công cụ tài chính như hệ thống tín chỉ carbon và ưu đãi thuế để hỗ trợ chuyển đổi.
Bên cạnh tác động từ chính sách, áp lực từ thị trường và nhà đầu tư cũng đang thúc đẩy các doanh nghiệp trong ngành Vật liệu xây dựng chuyển mình. Theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới, có tới 61% doanh nghiệp trong ngành Xi măng niêm yết toàn cầu đã chính thức tích hợp các yếu tố rủi ro khí hậu vào quá trình hoạch định chiến lược. Đây không chỉ là động thái tuân thủ mà còn phản ánh nhận thức rõ ràng về rủi ro tài chính và cơ hội thị trường trong bối cảnh chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp.
Một ví dụ điển hình là Tập đoàn Holcim, một trong những nhà sản xuất xi măng lớn nhất thế giới đã công bố lộ trình cắt giảm phát thải sâu tới năm 2050. Cụ thể, Holcim đặt mục tiêu giảm 95% lượng phát thải khí nhà kính thuộc Phạm vi 1 và 2 (phát thải trực tiếp và gián tiếp từ năng lượng sử dụng) và giảm 90% Phạm vi 3 (phát thải trong chuỗi giá trị, như vận chuyển, nguyên liệu đầu vào và xử lý sau sử dụng). Mức cam kết này thể hiện rõ xu hướng doanh nghiệp không chỉ chờ chính sách mà chủ động dẫn đầu quá trình chuyển đổi xanh.
Sự dịch chuyển thị trường đang hình thành rõ nét. Trong kịch bản phát thải ròng bằng 0 đến năm 2050, IEA dự báo thép và xi măng gần như không phát thải sẽ chiếm lĩnh thị trường.
Quy mô thị trường toàn cầu của xi măng và thép truyền thống và gần như không phát thải theo các kịch bản đến năm 2050
Nguồn: International Energy Agency (IEA), Demand and Supply Measures for the Steel and Cement Transition, 2023.
Mặc dù vẫn còn nhiều rào cản, tiến trình khử carbon trong ngành Xi măng và Thép đã bắt đầu có những chuyển động tích cực. Theo Hiệp hội Xi măng và Bê tông Toàn cầu (GCCA), lượng phát thải CO₂ từ sản xuất xi măng đã giảm 20% trong vòng 3 thập kỷ qua. Với đà này, mục tiêu cắt giảm thêm 25% trong 10 năm tới được đánh giá là khả thi, miễn là nhận được sự hỗ trợ đủ mạnh từ chính sách khí hậu và nguồn tài chính dài hạn.
Các yếu tố cốt lõi thúc đẩy chuyển đổi bao gồm việc tăng tỷ lệ sử dụng clinker phát thải thấp, dự kiến đạt tới 93% vào năm 2050 và thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng các nguồn năng lượng ít carbon, vốn hiện mới chỉ chiếm 5% nhưng có thể tăng lên đến 86% nếu các điều kiện thuận lợi được đáp ứng.
Với ngành Thép, công nghệ luyện thép dựa vào hydro xanh đang được xem là giải pháp triển vọng nhất trong lộ trình giảm phát thải. Tuy nhiên, để hiện thực hóa ở quy mô công nghiệp, cần huy động hơn 1.000 tỷ USD đầu tư vào hạ tầng hỗ trợ như điện tái tạo, sản xuất hydro và mạng lưới CCS trong vòng 25 năm tới. Hiện tại, công suất hạ tầng CCS toàn cầu mới chỉ đáp ứng chưa đến 1% nhu cầu cần thiết vào năm 2050, cho thấy khoảng cách giữa mục tiêu và thực tế vẫn còn rất lớn.
Theo dự báo của IEA, nếu có đủ chính sách và nguồn lực đi kèm, ngành Xi măng có thể cắt giảm 18% lượng phát thải trực tiếp vào năm 2050. Riêng CCS sẽ đóng góp tới 52% trong tổng mức giảm này, phần còn lại đến từ cải tiến vật liệu và sử dụng năng lượng sinh học. Đối với ngành Thép, để đạt mục tiêu giảm 90% phát thải vào năm 2050, cường độ carbon cần giảm đều đặn 35% vào năm 2030 và tiếp tục duy trì đà giảm sau đó.
Tóm lại, khả năng hiện thực hóa sản xuất xi măng và thép không phát thải không còn là câu hỏi về mặt công nghệ, mà là bài toán về quy mô đầu tư, mức độ hỗ trợ chính sách và năng lực thực thi trong 5 - 10 năm tới.
ximang.vn (TH/FILI)
