Giảm carbon trong xi măng: Không có lối tắt

Dây chuyền sản xuất xi măng. Ảnh: Trần Dũng

“Nút thắt” lớn nhất

Theo ông Nguyễn Hoàng Hà - Giám đốc tư vấn kỹ thuật và phát triển kinh doanh Xi măng Fico-YTL, xi măng chỉ chiếm khoảng 13% theo cấp phối thể tích của bê tông, nhưng lại tạo ra tới 88 – 90% lượng phát thải CO2 của bê tông. Ở quy mô toàn cầu, ngành xi măng đóng góp khoảng 6% tổng lượng phát thải CO2, một con số đủ lớn để đặt ngành này vào trung tâm của mọi chiến lược Net Zero trong lĩnh vực xây dựng.

Thực tế này cho thấy, nếu các nỗ lực giảm phát thải trong ngành xây dựng chỉ dừng lại ở việc “xanh hóa” công trình hay cải tiến thiết kế kiến trúc, mà không tác động trực tiếp đến xi măng, hiệu quả mang lại sẽ rất hạn chế. Xi măng, xét cho cùng, vẫn là vật liệu nền tảng của hầu hết các công trình hiện đại, từ nhà ở dân dụng đến hạ tầng quy mô lớn.

Tuy nhiên, bài toán giảm phát thải trong sản xuất xi măng không hề đơn giản. Phát thải CO2 không chỉ đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, mà còn gắn chặt với bản chất hóa học của quá trình sản xuất clinker, đặc biệt là phản ứng phân hủy đá vôi. Đây là nguồn phát thải “không thể tránh khỏi” nếu vẫn sản xuất xi măng theo con đường truyền thống.

Chính vì vậy, theo các chuyên gia, dư địa giảm phát thải nhanh và sâu bằng các giải pháp kỹ thuật thuần túy là khá hạn chế. Những kỳ vọng về các “công nghệ đột phá” có thể giải quyết ngay bài toán phát thải của xi măng trong ngắn hạn là khó khả thi, nhất là trong bối cảnh chi phí đầu tư lớn và hạ tầng kỹ thuật chưa đồng bộ.

Trong bối cảnh đó, cách tiếp cận của nhiều DN xi măng hiện nay đang dần chuyển từ tư duy “đổi mới đột phá” sang giảm carbon hàm chứa - tức là từng bước cắt giảm lượng CO2 trên mỗi tấn sản phẩm thông qua các giải pháp có thể triển khai ngay trong thực tiễn sản xuất.

Đại diện Fico-YTL cho biết, DN không theo đuổi những giải pháp mang tính trình diễn, mà tập trung vào các biện pháp kỹ thuật khả thi, có thể tích lũy hiệu quả theo thời gian. Trọng tâm đầu tiên là giảm tỷ lệ clinker trong xi măng bằng cách tăng cường sử dụng phụ gia khoáng và vật liệu thay thế, từ đó trực tiếp cắt giảm lượng CO2 phát sinh trong quá trình nung.

Song song với đó, sử dụng nhiên liệu thay thế được xác định là một trụ cột quan trọng trong chiến lược giảm phát thải. Việc tận dụng chất thải công nghiệp và sinh hoạt làm nhiên liệu không chỉ giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, mà còn góp phần giải quyết bài toán môi trường theo hướng kinh tế tuần hoàn. Theo số liệu của Fico-YTL, lượng tro bay và xỉ được DN tận dụng trong sản xuất đạt hàng trăm nghìn tấn, qua đó vừa giảm nhu cầu nguyên liệu sơ cấp, vừa giảm áp lực xử lý chất thải.

Một điểm đáng chú ý trong cách tiếp cận của Fico-YTL là không tách rời xi măng khỏi bê tông. Ông Nguyễn Hoàng Hà cho rằng, nếu chỉ dừng lại ở việc “xanh hóa” sản phẩm xi măng mà không thay đổi cách thiết kế, cấp phối và sử dụng bê tông, hiệu quả giảm phát thải sẽ không đạt như kỳ vọng. Ngược lại, khi xi măng hàm lượng clinker thấp được kết hợp với thiết kế cấp phối hợp lý, phụ gia phù hợp và quy trình thi công được kiểm soát tốt, lượng phát thải CO2 trên mỗi mét khối bê tông có thể giảm đáng kể mà vẫn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và độ bền công trình.

Cách tiếp cận này đặt trọng tâm vào mối liên kết giữa các khâu trong chuỗi giá trị, từ nhà sản xuất xi măng, nhà sản xuất bê tông, đơn vị tư vấn thiết kế đến chủ đầu tư. Giảm phát thải, vì thế, không còn là trách nhiệm của riêng một DN, mà là bài toán phối hợp của toàn ngành.

Con đường dài hướng tới Net Zero

Nhìn từ thực tiễn DN, mục tiêu Net Zero của ngành xi măng được xác định là một hành trình dài hạn, không thể đạt được bằng các giải pháp đơn lẻ hay trong thời gian ngắn. Đại diện Fico-YTL cho rằng, trong giai đoạn hiện nay, các biện pháp như giảm clinker, sử dụng nhiên liệu thay thế, tối ưu năng lượng và tận dụng phụ gia khoáng là những bước đi phù hợp với điều kiện thực tế. Các công nghệ sâu hơn như thu giữ và lưu trữ carbon (CCUS) cần được chuẩn bị về mặt nghiên cứu, nhưng chỉ có thể triển khai khi chi phí, hạ tầng và khung pháp lý cho phép.

Từ một góc nhìn khác, ông Đào Quang Hải - Giám đốc Sản xuất Công ty Xi măng Xuân Thành cho biết, DN đang tiếp cận bài toán giảm phát thải thông qua chuyển đổi số và tối ưu hóa vận hành. Khi hệ thống lò nung và tháp trao đổi nhiệt là trung tâm tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong quá trình sản xuất xi măng. Do đó, Xi Măng Xuân Thành đã tiên phong đầu tư sử dụng hệ thống lò quay phương pháp khô tiên tiến, hiện đại hàng đầu thế giới của hãng FLSmidth (Đan Mạch) có chiều dài 97,7 m, đường kính trong 6,3m; Tháp trao đổi nhiệt 2 nhánh, 5 tầng Calciner- ILC, có độ cao 151m với hiệu suất lớn, cho hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng.

Việc tiên phong sử dụng hệ thống lò nung và tháp trao đổi hiện đại không chỉ giúp Xi Măng Xuân Thành nâng cao tối ưu hiệu suất, nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn vai trò trọng yếu trong chiến lược sản xuất xanh, góp phần giảm dấu chân carbon trong chuỗi vận hành.

Lãnh đạo Xi măng Xuân Thành cũng nhìn nhận, chuyển đổi số trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng không phải là một giải pháp đơn lẻ, mà là sự hình thành của một hệ sinh thái tổng thể. Từ tự động hóa sản xuất, quản lý năng lượng, Ứng dụng công nghê sộ́ trong quản lý tài chính (ERP), Quản trị số cho đến AI trong nhân sự và an ninh, tất cả được kết nối bằng dữ liệu. Hệ sinh thái này giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả vận hành, minh bạch quản trị, giảm chi phí và tạo nền tảng cho phát triển nhà máy thông minh trong tương lai.

Ở một mô hình khác, thạc sĩ Kiều Văn Mát – Chủ tịch HĐQT Công ty CP Sông Đà Cao Cường chia sẻ, DN đã tiên phong xử lý tro xỉ, thạch cao từ các nhà máy nhiệt điện và phân bón để tạo ra các sản phẩm như bê tông khí chưng áp AAC, tấm ALC, vữa khô trộn sẵn, keo dán gạch và thạch cao nhân tạo.

Theo ông Mát, cách làm này không chỉ giúp xử lý hiệu quả chất thải công nghiệp mà còn giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên, qua đó đóng góp trực tiếp vào mục tiêu Net Zero. Bên cạnh đó, DN cũng chú trọng chuyển đổi năng lượng và chuyển đổi số, nhằm tối ưu hóa năng suất và giảm phát thải trong toàn bộ chuỗi sản xuất.

Ở góc độ công cụ kỹ thuật và minh bạch thị trường, ông Trần Ngọc Quỳnh – Giám đốc Trung tâm Tư vấn Phát triển bền vững và Giải pháp công nghệ kỹ thuật (CIC) nhấn mạnh vai trò của Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) và Tuyên bố sản phẩm môi trường (EPD). Theo ông Quỳnh, đây là “chìa khóa” để DN xi măng và vật liệu xây dựng nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh hội nhập.

LCA cho phép DN thống kê và phân tích toàn diện các tác động môi trường của sản phẩm, từ khai thác nguyên liệu, sản xuất đến kết thúc vòng đời. Thông qua dữ liệu LCA, các “điểm nóng” phát thải sẽ được nhận diện rõ ràng, tạo cơ sở khoa học cho việc cải tiến công nghệ và tối ưu hóa tài nguyên.

Trên cơ sở LCA, hồ sơ EPD được xác minh và công bố theo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 14025, EN 15804, đóng vai trò như một “hộ chiếu xanh” cho sản phẩm. Điều này không chỉ giúp tăng tính minh bạch mà còn là điều kiện để vật liệu xây dựng Việt Nam tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng toàn cầu, nơi các yêu cầu về phát thải ngày càng khắt khe.

Các chuyên gia cho rằng, giảm phát thải trong ngành xi măng không phải là câu chuyện của một vài công nghệ hay một vài DN tiên phong. Đó là quá trình chuyển đổi mang tính hệ thống, đòi hỏi sự phối hợp giữa chính sách, DN, thị trường và công cụ minh bạch. Khi những bước đi thực tế được tích lũy theo thời gian, mục tiêu Net Zero của ngành xi măng mới có thể trở nên khả thi.

Thành Luân