Được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Takuma Watari, một nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Môi trường Quốc gia, Nhật Bản, hiện đang làm việc với Đại học Cambridge, nghiên cứu tập trung vào ngành thép ở Nhật Bản, phân tích tính thực tiễn của việc chuyển đổi từ thép truyền thống sang gần thép trung hoà carbon và tác động của nó đối với môi trường.

Sản xuất thép là một trong những nguyên nhân chính gây phát thải

Thép là một trong những vật liệu thiết yếu nhất trên Trái đất, rất quan trọng để phát triển ngành ô tô, tòa nhà và một loạt công nghệ khác. Tuy nhiên, thép cũng chịu trách nhiệm cho 7% lượng khí thải nhà kính trên toàn cầu. Để chống lại điều này, vào năm 2021, 45 quốc gia đã đồng ý theo đuổi thép phát thải gần như bằng không trong thập kỷ tới, nhưng mục tiêu này khả thi đến mức nào?

Nhật Bản đã đặt mục tiêu giảm 46% lượng khí thải từ thép vào năm 2030, cuối cùng hướng tới đạt được mức phát thải bằng 0 vào năm 2050. Tuy nhiên, những tham vọng này phụ thuộc vào những đổi mới trong tương lai về thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) và các công nghệ dựa trên hydro - hiện không đủ tiên tiến.

Tiến sĩ Watari giải thích: "Những công nghệ này vẫn phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về kỹ thuật, kinh tế và xã hội và vẫn chưa được triển khai trên quy mô lớn. Và quan trọng là, không biết liệu có đủ nguồn điện cung cấp để sử dụng các công nghệ này hay không. Chúng ta cần phải đối mặt với khả năng những đổi mới công nghệ có thể chưa sẵn sàng kịp thời để cho phép chúng ta duy trì mức sản xuất thép hiện tại trong khi cắt giảm lượng khí thải xuống bằng không.”

Ảnh: ©shutterstock/ABCDstock

Chuyển sang thép xanh sẽ giảm 50% sản lượng

Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ các dòng thép hiện tại trong ngành công nghiệp của Nhật Bản và sử dụng một mô hình để chỉ ra rằng ngành này sẽ bị ảnh hưởng như thế nào nếu áp dụng ngân sách carbon nghiêm ngặt. Điều này thể hiện rằng với thực tiễn hiện tại, số lượng và chất lượng thép được sản xuất sẽ giảm đáng kể theo ngân sách không phát thải carbon.

Điều này là do không đủ nguồn lực và thực hành tái chế - trong đó phế liệu thép chứa tạp chất được tái sử dụng để phát triển sản phẩm mới. Tuy nhiên, rất khó để loại bỏ những tạp chất này, nghĩa là các sản phẩm mới có chất lượng và chức năng kém hơn so với thép ban đầu.

Tiến sĩ Watari nói thêm: "Có thể sản xuất thép không phát thải vào năm 2050, nhưng với số lượng và chất lượng hạn chế so với tổng sản lượng hiện tại. Điều này là do sự sẵn có hạn chế của các nguồn tài nguyên tương thích không phát thải và các phương pháp tái chế thép phế liệu.”

Các phát hiện cho thấy rằng việc sử dụng thép xanh có nghĩa là sản xuất thép sẽ bị hạn chế đáng kể so với hiện nay - khoảng một nửa mức hiện tại - trong đó sản xuất thép chất lượng cao bị ảnh hưởng nhiều nhất.

Vật liệu mới và giảm tiêu thụ sẽ là chìa khóa cho các mục tiêu khí hậu

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng hiện tại không có viên đạn bạc công nghệ nào để thiết lập sản xuất thép xanh quy mô lớn. Thay vào đó, các chiến lược để giảm nhu cầu, thay đổi văn hóa sử dụng thép của chúng ta và nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu sẽ là chìa khóa. Ngoài ra, chúng ta phải tái chế để sản xuất thép chất lượng cao từ phế liệu.

Để đạt được điều này, cần có sự hợp tác giữa nhà sản xuất và người tiêu dùng, và các sản phẩm thép có thể được sản xuất hiệu quả hơn về tài nguyên nếu chúng được thiết kế để bền lâu hoặc nhẹ. Hơn nữa, một khi các sản phẩm thép phế liệu, việc phân loại và băm nhỏ bằng công nghệ tiên tiến để loại bỏ tạp chất có thể được sử dụng để tái chế.

Tiến sĩ Watari kết luận: “Chúng tôi không phủ nhận sự cần thiết phải đầu tư vào các công nghệ sản xuất sáng tạo. Thay vào đó, điều chúng tôi muốn nhấn mạnh là chúng ta nên tìm kiếm các lựa chọn chiến lược hơn nhiều thay vì chỉ dựa vào công nghệ sản xuất viên đạn bạc. Đặt hiệu quả vật liệu và tái chế vào trọng tâm của các kế hoạch khử cacbon có thể làm giảm sự phụ thuộc quá mức vào các công nghệ sản xuất mới và chuẩn bị cho rủi ro rằng các công nghệ này có thể không mở rộng quy mô đủ kịp thời.”

(Nguồn: innovationnewsnetwork)