Thép xanh giữa sa mạc: Con đường hướng tới một Trung Đông bền vững

Cuốc Cuốc

01-04-2025

There must be a plan of action because delaying will be dangerous. Kingfisher is unsure if he is too worried, but every time he counts the fish in the pond, the number of fish seems to decrease. The hot and stressful weather also makes his feathers molt and grow slower. The situation seems life-threatening!

Trích “GHG Emissions”; Wild Wise Weird [1]

]

Giữa bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tăng cao và những lời kêu gọi mạnh mẽ hơn để giảm phát thải carbon cho các ngành công nghiệp nặng, một nghiên cứu gần đây của Nurdiawati và cộng sự [2] đã đưa ra một đánh giá chi tiết về cách Trung Đông có thể nổi lên như một nhà lãnh đạo trong sự chuyển dịch toàn cầu sang sản xuất thép xanh. Hiện đang chiếm khoảng 7% lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu [3], ngành thép - đặc biệt là ở Trung Đông, nơi chiếm một tỷ lệ đáng kể sản lượng sắt khử trực tiếp (direct reduced iron - DRI) toàn cầu - đang ở một bước ngoặt quan trọng để theo đuổi các giải pháp thay thế có lượng carbon thấp.

Nghiên cứu này khám phá hai con đường công nghệ chính để thay thế quy trình sản xuất thép thông thường: sắt khử trực tiếp bằng hydro với lò điện hồ quang (hydrogen-based DRI with electric arc furnace, H₂-DRI-EAF) và sắt khử trực tiếp bằng khí tự nhiên kết hợp với thu giữ và lưu trữ carbon (natural gas-based DRI-EAF integrated with carbon capture and storage - NG-DRI/CCS-EAF). Sử dụng khuôn khổ đánh giá vòng đời sản phẩm (life cycle assessment - LCA) tiềm năng, các tác giả đánh giá tính khả thi về môi trường và kinh tế của cả hai con đường đến năm 2060 trong nhiều kịch bản chính sách khí hậu khác nhau.

Kết quả rất đáng khích lệ. Theo kịch bản giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu ở mức 2°C, các lộ trình H₂-DRI-EAF và NG-DRI/CCS-EAF có tiềm năng giảm lượng khí thải nhà kính lần lượt là 68% và 61% vào năm 2060. Mặc dù lộ trình dựa trên hydro mang lại lợi ích khí hậu lớn hơn, nhưng nó cũng đi kèm với những đánh đổi đáng chú ý - chẳng hạn như tăng lượng tiêu thụ nước, độc tính vật liệu và tác động sử dụng đất - bắt nguồn từ việc sản xuất và triển khai các tấm pin mặt trời và thiết bị điện phân.

Từ góc độ kinh tế, sản xuất thép bằng hydro vẫn tương đối đắt đỏ trong ngắn hạn, đặc biệt là ở Trung Đông, nơi khí tự nhiên được hưởng lợi từ các khoản trợ cấp đáng kể. Nếu không có các cải cách trợ cấp hoặc cơ chế định giá carbon, thép hydro có khả năng vẫn không cạnh tranh được. Tuy nhiên, các biện pháp can thiệp chính sách có mục tiêu - chẳng hạn như loại bỏ dần các khoản trợ cấp khí tự nhiên và giới thiệu tín chỉ carbon - có thể giảm đáng kể sự khác biệt về chi phí. Đáng chú ý, nghiên cứu dự đoán rằng đến năm 2060, thép hydro có thể đạt được mức chi phí ngang bằng với sản xuất thông thường với mức giá carbon tương đối khiêm tốn chỉ 15 đô la Mỹ trên một tấn CO₂.

Phân tích cũng nhấn mạnh những hạn chế về tài nguyên quan trọng cần được giải quyết để thực hiện quá trình chuyển đổi này. Chúng bao gồm nguồn cung quặng sắt DRI ổn định, phát triển cơ sở hạ tầng điện tái tạo quy mô lớn và khả năng tiếp cận đủ nguồn nước ngọt - đặc biệt quan trọng trong bối cảnh khí hậu khô hạn của khu vực. Trong ngắn hạn, xuất khẩu thép xanh thay vì hydro xanh nổi lên như một chiến lược khả thi và có lợi thế kinh tế hơn, đặc biệt là khi Cơ chế Điều chỉnh Biên giới Carbon (CBAM) sắp tới của Liên minh Châu Âu dự kiến có hiệu lực vào năm 2026 [4].

Việc giảm phát thải carbon cho ngành công nghiệp nặng không chỉ là vấn đề tiến bộ công nghệ mà còn là một nỗ lực sâu sắc về kinh tế - xã hội và môi trường [5]. Để hiện thực hóa tầm nhìn về thép xanh đòi hỏi những thay đổi mang tính hệ thống trong các khuôn khổ chính sách, phát triển cơ sở hạ tầng và quản trị tài nguyên. Với tiềm năng năng lượng mặt trời dồi dào và năng lực công nghiệp đã được thiết lập, Trung Đông có vị thế độc đáo để dẫn đầu sự chuyển đổi này - với điều kiện là tính bền vững được tiếp cận thông qua một lăng kính tích hợp và toàn diện.

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Nurdiawati A, et al. (2025). Prospective environmental and economic assessment of green steel production in the Middle East. Resources, Conservation and Recycling, 219, 108277. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2025.108277 

[3] IEA. (2020). Iron and steel technology roadmap, iron and steel technology roadmap. IEA. https://www.iea.org/reports/iron-and-steel-technology-roadmap 

[4] Li W, et al. (2023). Analysis of China’s steel response ways to EU CBAM policy based on embodied carbon intensity prediction. Energy, 282, 128812. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128812 

[5] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267