Ảnh minh họa. (Nguồn: jobsvacancy.in) Trong khi hầu hết các mô hình công nghiệp đang phải đối mặt với những yêu cầu thay đổi cần thiết để đáp ứng thách thức của phát triển bền vững, những tiến bộ lớn nhất lại có thể đến từ một lĩnh vực có tiếng là "không thực sự xanh," đó là ngành thép.
Số nhà máy lò cao ở Pháp đang giảm. Năm 1954, 4 công ty thép lớn nhất của Pháp từng cung cấp khoảng 50% sản lượng thép quốc gia. Trong năm 2019, chỉ riêng các nhà máy của tập đoàn ArcelorMittal đã sản xuất gần 2/3 lượng thép của Pháp. Tuy nhiên hiện nay, Pháp chỉ còn 8 lò cao đang hoạt động so với con số 152 vào năm 1954.
Hậu quả kinh tế và xã hội của sự suy giảm này là rất nặng nề đối với các vùng sản xuất thép chính của Pháp như Grand-Est và Hauts-de-France. Do đó, số lượng việc làm trong ngành thép, vốn đã giảm 20% trong 10 năm qua, lại tiếp tục giảm, trong khi việc chuyển đổi các lưu vực đặt ra nhiều thách thức cho doanh nghiệp trong nước.
Trong khi đó, các nhà máy thép điện của Pháp, được cho là mang lại nhiều lợi thế về chi phí với mức phát thải thấp hơn, cũng gặp phải một loạt khó khăn, dẫn đến việc đóng cửa hàng loạt các cơ sở sản xuất.
Lợi thế của các nhà máy thép điện so với nhà máy lò cao
Ở Pháp, gần 70% sản lượng thép hiện nay được làm từ quặng sắt qua các quy trình khử carbon, do đó đây là một lĩnh vực phát thải cao. Theo số liệu của Hiệp hội thép châu Âu (EUROFER), ngành công nghiệp thép toàn cầu hiện gây ra khoảng 7% lượng khí thải nhà kính và 31% lượng khí thải công nghiệp.
Trong đó, ngành luyện thép ở Pháp thải ra 22,8 triệu tấn CO2, bao gồm 21,4 triệu tấn (94%) đối với các nhà máy tích hợp và 1,4 triệu tấn (6%) đối với 11 lò điện, có trách nhiệm sản xuất 31% lượng thép của Pháp. Trong bối cảnh các vấn đề khí hậu ngày càng cấp thiết, kế hoạch Khí hậu của Chính phủ Pháp đặt ra mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050.
Mục tiêu này tuy là một hạn chế với các điều kiện bắt buộc về khí hậu, nhưng lại được coi là cơ hội để ngành thép và các nhà máy sản xuất thép bằng lò điện (các nhà máy thép điện) có thể đóng vai trò hàng đầu trong sự chuyển đổi. Mặc dù quá trình khử carbon trong sản xuất thép lò cao cũng sẽ dần giảm đáng kể lượng khí thải theo thời gian, nhưng các nhà máy thép điện sử dụng thép phế thải làm nguyên liệu thô thường mang lại nhiều lợi thế hơn.
Trong khi đó, tính quy mô nhỏ của việc lắp đặt các nhà máy thép điện đòi hỏi mức đầu tư thấp hơn nhiều so với nhà máy thép tích hợp và cung cấp chi phí vận hành thấp hơn.
Các nhà máy thép điện cũng có những lợi thế lớn về mặt logistic như khả năng triển khai càng gần càng tốt với các mỏ và cơ sở lưu trữ phế liệu thu hồi, gần người dùng cuối và các cảng vận chuyển; sử dụng khối lượng nguyên liệu thô nhỏ hơn; linh hoạt hơn do có thể thay đổi sản xuất nhanh hơn; thích ứng với các loại thép đặc biệt và khối lượng nhỏ; khả năng đáp ứng hoạt động; phát thải CO2 thấp hơn nhiều so với lò cao.
Chỉ tính riêng ở Mỹ, sự cắt giảm của ngành công nghiệp thép lò cao (từng chiếm 72% sản lượng từ năm 1980 đến nay chỉ còn 32%) đã làm giảm 37% lượng phát thải khí hiệu ứng nhà kính kể từ năm 1990. Trong khi đó, lợi thế của ngành công nghiệp thép điện cho thấy thép là một vật liệu sinh thái tích cực, phù hợp với sự phát triển bền vững, với ít tác động về môi trường.
[Sản lượng thép toàn cầu đạt 1,88 tỷ tấn, tăng 4,6% năm 2018]
Tuổi thọ của thép đảm bảo rằng các tòa nhà có tuổi thọ tối ưu và quá trình tái cấu trúc diễn ra sạch sẽ hơn nhiều so với kết cấu bêtông. Thép thậm chí có thể tái chế 100%. Ngoài việc không thể thiếu đối với các nền kinh tế hiện đại, thép còn được dùng để xây dựng tất cả các thiết bị cần thiết cho quá trình chuyển đổi năng lượng, ví dụ như để sản xuất một tuabin gió công suất 2 MW, người ta cần tới 400 tấn thép.
Những trở ngại cần được loại bỏ
Tuy nhiên, một số trở ngại cần phải được loại bỏ để tạo ra sự phát triển của ngành thép. Trước hết, do ngành sản xuất thép bằng lò điện phụ thuộc vào nguyên liệu kim loại phế liệu nên việc thành lập một lĩnh vực tái chế thực sự là điều bắt buộc để cung cấp nguyên liệu thô tái chế với chi phí cạnh tranh. Hiện tại, một phần quá lớn phế liệu của Pháp được xuất khẩu và quay trở lại nước này dưới dạng thành phẩm do thiếu năng lực tái chế và xử lý.
Pháp cần sử dụng tốt hơn phế liệu này ngay trên lãnh thổ để sản xuất ra các thành phẩm sẽ giúp khắc phục được sự mâu thuẫn này. Pháp là một trong những nước xuất khẩu phế liệu lớn nhất do không sử dụng tại chỗ.
Do đó, việc thành lập khu vực tái chế sẽ đảm bảo nguồn cung cấp và cũng bảo vệ các nhà sản xuất trước sự biến động của giá phế liệu. Bằng cách thúc đẩy chi phí thấp hơn, một kênh tái chế liên kết với các nhà máy thép lò điện sẽ giúp sản xuất của Pháp cạnh tranh hơn với các sản phẩm nhập khẩu. Đây là cách góp phần tích cực vào việc xanh hóa ngành công nghiệp.
Ngành thép phải trở thành đầu tàu trong phát triển bền vững. Chỉ bằng cách chuyển đổi mô hình và đưa ra các giải pháp trong lĩnh vực này thì Pháp mới có thể lấy lại sức cạnh tranh và sức hấp dẫn, từ đó giành lại thị phần và bảo toàn được việc làm, kỹ năng và cơ sở vật chất công nghiệp. Ngoài ra, quyền tự chủ trong lĩnh vực này có tầm quan trọng chiến lược đối với Pháp.
Trong khi đó, việc giảm phát thải từ sản xuất thép trong lò cao là điều cần thiết để khử carbon trong ngành. Tất nhiên để thực hiện việc này cũng không thiếu những trở ngại, đặc biệt là khi các lò cao của châu Âu có đặc điểm là lỗi thời (hầu hết đều có từ hơn 50 năm trước) và khả năng đầu tư vào lĩnh vực thép là hạn chế và tập trung trong tay của một số rất nhỏ các tác nhân. Tuy nhiên, nhiều thí nghiệm đã được thực hiện và những thí nghiệm khác vẫn đang được tiến hành với nỗ lực tìm ra một quy trình hiệu quả.
Viện nghiên cứu quốc gia về môi trường công nghiệp và rủi ro Pháp (INERIS) cảnh báo nguy cơ đối với vấn đề về sức khỏe và môi trường. Tuy nhiên, việc thu gom vẫn là một con đường quan trọng cho sự đổi mới và vẫn là trung tâm của các chương trình cải tiến lò cao, ví dụ với một dự án lưu trữ CO2 ngoài khơi ở Biển Bắc.
Pháp đã thành lập một trung tâm nghiên cứu và phát triển ngành thép (Metafensch), được tài trợ bởi Chương trình đầu tư cho tương lai (PIA) với khoảng 20 triệu euro trong 4 năm và liên kết các nhà sản xuất công nghiệp như Eramet, Ascometal hoặc Vallourec. Mục tiêu của PIA là xác định và thực hiện các dự án nghiên cứu hợp tác nhằm loại bỏ những trở ngại về công nghệ trước các dự án công nghiệp và sau đó hỗ trợ quá trình công nghiệp hóa các dự án.
Đây là trường hợp của chương trình Siderwin của châu Âu, hoạt động dựa trên quá trình điện phân quặng sắt, tức là một quy trình không có CO2, do 12 đối tác châu Âu đã làm việc trên công nghệ này từ hơn 10 năm qua.
Các nước khác thì sao?
Tại châu Âu, nhiều quốc gia cũng đang hướng đến việc đổi mới ngành công nghiệp sản xuất thép theo hướng bền vững hơn, tuy nhiên một số vấn đề vẫn tồn tại. Ở Đức, dự án SALCOS của Salzgitter AG nhằm mục đích giảm dần CO2 và về lâu dài hướng đến việc sản xuất thép hầu như không có CO2 và sử dụng hydro làm chất khử, tạo ra nước thay vì CO2 trong hoạt động.
Tuy nhiên, thách thức đặt ra là phải đạt được việc sản xuất hydro "xanh" bằng cách điện phân sử dụng năng lượng gió để tạo ra lượng khí thải carbon tối thiểu. Các kỹ thuật hiện đang sử dụng thải ra rất nhiều CO2, cần đến 13 tấn CO2 để tạo ra một tấn H2. Trong khi đó, sắt tạo thành sau đó sẽ phải được nấu chảy trong lò điện để thu được thép. Do vậy, lợi nhuận của quá trình này vẫn phụ thuộc vào việc cải thiện chi phí của năng lượng xanh và cho đến nay vẫn còn là một câu hỏi.
(Ảnh minh họa. AFP/TTXVN) Năm 2018, Pháp cũng đã đưa ra "kế hoạch triển khai hydro cho quá trình chuyển đổi năng lượng," trị giá 100 triệu euro để đạt được công nghệ hydro cạnh tranh không có carbon.
Ngành công nghiệp thép của Pháp đặt mục tiêu đạt 10% hydro không có carbon trong hydro công nghiệp vào năm 2023 và nâng lên 20-40% vào năm 2028. Cũng tại Đức, ArcelorMittal đã công bố dự án sử dụng hydro tinh khiết trong sản xuất thép với chi phí 65 triệu euro.
Dự án Hybrit của Thụy Điển, nhằm mục đích khử carbon trong toàn bộ quy trình sản xuất thép vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Ở đây một lần nữa, năng lượng xanh và hydro là cơ sở của quá trình này.
Chi phí hiện cao hơn 20% so với thép thông thường sử dụng than luyện cốc, và chỉ có triển vọng tăng giá carbon trong trung hạn, kết hợp với việc giảm giá điện cần thiết cho sản xuất hydro, mới có thể làm cho giá có tính cạnh tranh. Tổng chi phí của dự án là 140 triệu euro. Trong khi đó, Áo cũng đang nghiên cứu việc sử dụng hydro và đã bắt đầu xây dựng nhà máy thí điểm lớn nhất thế giới để sản xuất hydro ở Linz.
Các phương pháp sản xuất mới mà các nhà nghiên cứu đang thực hiện sẽ mất từ 15 đến 25 năm để đi vào hoạt động, với điều kiện các khoản đầu tư ở mức cao. Theo các chuyên gia trong lĩnh vực, việc phát triển các dự án khác nhau trên lãnh thổ Pháp sẽ đòi hỏi khoản đầu tư hàng trăm triệu euro vào năm 2030.
Theo Eurofer, chi phí tổng thể cho các dự án đang thực hiện trong sản xuất thép quy mô công nghiệp từ năm 2020 đến năm 2034 sẽ vào khoảng 11 tỷ euro. Ngoài ra, sự phát triển của các phương pháp này cũng đi ngược lại giá hạn ngạch cabon quá thấp, hoặc những hạn chế về kinh tế hoặc công nghệ chưa cho phép công nghiệp hóa phương pháp này. Với sự phát triển của hệ thống cho phép phát thải hạn ngạch của châu Âu trong giai đoạn 2021-2030, giá mỗi tấn CO2 dự kiến sẽ tăng lên.
Những vấn đề khác
Trong khi đó, môi trường không phải là vấn đề duy nhất mà ngành thép phải đối mặt. Những vấn đề như chống cạnh tranh không lành mạnh và tình trạng thừa sản lượng cũng rất đáng lưu tâm. Trong 10 năm, Trung Quốc đã trở thành nước sản xuất thép hàng đầu thế giới, tập trung gần 50% sản lượng.
Do đó, nước này chịu trách nhiệm đến 50% công suất dư thừa toàn cầu, khiến các nhà sản xuất thép châu Âu bị phạt, đẩy giá xuống và phá hủy tỷ suất lợi nhuận ở châu Âu. Đây cũng là lý do mà theo đề xuất của Liên minh châu Âu và Mỹ vào năm 2016, Nhóm các nền kinh tế phát triển và mới nổi hàng đầu thế giới (G20) đã thành lập một Diễn đàn toàn cầu về tình trạng dư thừa trong lĩnh vực thép (GFSEC) nhằm kêu gọi Trung Quốc giảm sản lượng thép.
Một vấn đề khác liên quan đến bán phá giá. Gần một nửa số vụ chống bán phá giá hoặc chống trợ cấp được xử lý ở cấp châu Âu liên quan đến ngành thép. Điều này cho thấy các quy tắc cạnh tranh công bằng trong ngành thép đang bị vi phạm nghiêm trọng.
Trong khi đó, những điển hình thành công trong việc chuyển đổi cũng đến từ tầm nhìn. Từ những năm 1960, Italy đã xây dựng các nhà máy thép điện nhỏ nấu chảy phế liệu để sản xuất các thanh cốt thép với chi phí thấp.
Đây cũng là mô hình kinh tế mà công ty sản xuất thép NUCOR của Mỹ đã áp dụng trong cùng thời kỳ bằng cách phát triển khái niệm về các nhà máy thép điện nhỏ gọn, nhà máy nhỏ. Công ty này đã bỏ qua lò cao và sử dụng các lò điện để nấu chảy phế liệu thu hồi. Mặc dù thép được sản xuất theo cách này có chất lượng kém hơn, nhưng vẫn được ứng dụng trong xây dựng và công nghiệp.
[Liên minh châu Âu đánh thuế mạnh thép nhập khẩu quá hạn ngạch từ 2/2]
NUCOR đã dựa vào sự phát triển của các loại thép kỹ thuật ngày càng cao mà không từ bỏ các nhà máy thép nhỏ gọn, trở thành nhà sản xuất thép đầu tiên của Mỹ trong hai thập kỷ có thể loại bỏ các nhà sản xuất thép có vị trí trên các sản phẩm ít kỹ thuật hơn.
Trong năm 2017, NUCOR sản xuất 30% tổng lượng thép của Mỹ, với 18 nhà máy thép điện trong khi đạt được hiệu suất đáng kể với khả năng tái chế lớn, định hướng quan tâm đến môi trường, giảm 4 lần phát thải CO2 trên mỗi tấn so với các đối thủ cạnh tranh và cổ tức được chia lại trong suốt 180 quý liên tiếp kể từ năm 1972.
Mô hình kinh tế của NUCOR hiện được 43 công ty thép của Mỹ học hỏi, trong đó có Steel Dynamics với doanh thu tăng lên 368 lần trong 20 năm, từ mức 32,2 triệu USD của năm 1996 lên 11,8 tỷ USD vào năm 2018.
Đối với một công ty thép tích hợp, có thể bao gồm các cơ sở sản xuất than cốc lò cao, mỏ sắt hoặc thậm chí vận tải đường sắt, chi phí trung bình là khoảng 1.100 USD cho mỗi tấn công suất, trong khi giá thành của một lò điện hồ quang chỉ khoảng 300 USD cho mỗi tấn công suất.
Kết quả là ở các nước như Mỹ, đội ngũ các nhà máy thép liên hợp đang giảm mạnh, trong khi đó, các nhà máy thép mini trang bị lò điện hồ quang không ngừng mở rộng, từ khả năng cung cấp dưới 50% sản lượng quốc gia trong năm 2000, con số này đã tăng lên 68% vào năm 2018, trong bối cảnh tập trung và gia tăng đầu tư nước ngoài.
Vào năm 2018, chỉ còn lại ba công ty - ArcelorMittal, US Steel và AK Steel - vận hành các lò cao trong các nhà máy thép tích hợp tại 9 địa điểm (nhiều công ty trong số đó đã lỗi thời và có thể sẽ đóng cửa trong mười năm tới) và không có mức cao mới. Quỹ đạo này cũng giống như ở châu Âu, nơi nơi Pháp dường như bị tụt lại phía sau.
Có thể thấy, trước những vẫn đề đặt ra như chuyển đổi sinh thái, số hóa, khả năng cạnh tranh, phát triển công nghệ, sức hấp dẫn của các ngành nghề, ngành thép trên thế giới nói chung và ở Pháp nói riêng đang trước nhiều lựa chọn và phải đối mặt với những thách thức lớn.
Trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu gay gắt, ngành thép cần phải thích ứng và việc xanh hóa chiến lược công nghiệp cũng như hiện đại hóa các quy trình sản xuất. Đây là những đòn bẩy thực sự để chuyển đổi.
Hơn nữa, ngành thép đang phải trải qua một cuộc khủng hoảng mới do tình trạng thừa công suất, thiếu đầu tư và xuất khẩu hạn chế. Do ngành thép chiếm vai trò thiết yếu trong một số lĩnh vực chính như xây dựng, vận tải hay cơ khí (với mức đóng góp lần lượt là 43%, 26% và 16%), nên việc chuyển đổi trở nên cấp thiết.
Chắc chắn, đối mặt với sự khốc liệt của cạnh tranh toàn cầu về giá cả, khối lượng, công suất và sự tập trung, các công ty trong ngành thép đã có thể chuyển đổi để tiếp tục cuộc đua.
Với các nhà máy thép điện, Pháp được đánh giá là quốc gia có thể bắt kịp và thậm chí lấy lại vị thế hàng đầu trong sản xuất thép trong khi vẫn thực hiện mục tiêu bảo vệ môi trường./.
