Theo Hiệp hội Thép Thế giới (World Steel Association), ngành thép toàn cầu đã sản xuất khoảng 1,86 tỷ tấn thép thô vào năm 2020. Cùng với con số khổng lồ này là lượng năng lượng tiêu thụ khổng lồ – chiếm khoảng 6–8% tổng tiêu thụ năng lượng công nghiệp toàn cầu. Đặc biệt, hơn 70% lượng thép trên thế giới vẫn được sản xuất theo mô hình truyền thống bằng lò cao – chuyển quặng sắt thành gang bằng than cốc, sau đó tinh luyện thành thép – vốn là quy trình tiêu tốn nhiều nhiệt năng, nguyên liệu và phát thải lớn.
Vậy năng lượng được sử dụng trong sản xuất thép như thế nào? Có thể tối ưu ở đâu? Và đâu là con đường khả thi nhất cho các doanh nghiệp thép Việt Nam trước làn sóng khử carbon toàn cầu? Bài viết này sẽ giúp bạn đi sâu vào bản chất sử dụng năng lượng của ngành thép, đồng thời gợi mở những chiến lược thực tiễn để tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải mà vẫn đảm bảo hiệu suất sản xuất.
Năng lượng vận hành ngành thép: Đặc thù và áp lực
Sản xuất thép không giống như các ngành chế biến thông thường – nó là chuỗi phản ứng nhiệt – hóa – vật lý phức tạp, kéo dài từ xử lý quặng thô đến thành phẩm. Vì vậy, năng lượng không chỉ dùng để “đốt nóng” mà là yếu tố cấu thành trực tiếp trong quá trình khử oxy từ quặng sắt, đúc và định hình.
Ngành thép hiện có hai tuyến công nghệ chính: BF-BOF (lò cao – lò chuyển oxy) và EAF (lò điện hồ quang). Hơn 70% lượng thép thế giới được sản xuất theo tuyến BF-BOF, nơi than cốc vừa là nguồn nhiệt, vừa là tác nhân hoàn nguyên (khử oxit sắt). Đây chính là lý do khiến ngành thép trở thành một trong những nguồn phát thải CO₂ lớn nhất, với mức phát thải từ 1,8 đến 2,2 tấn CO₂ cho mỗi tấn thép thô.
Ngược lại, tuyến EAF sử dụng điện để nấu chảy thép phế liệu hoặc sắt hoàn nguyên (DRI), có khả năng giảm phát thải đáng kể – chỉ khoảng 0,4–0,6 tấn CO₂ mỗi tấn thép nếu sử dụng điện tái tạo. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cao, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ổn định và hạ tầng kỹ thuật đồng bộ là rào cản lớn để mở rộng mô hình này tại các nước đang phát triển.
Chi phí năng lượng chiếm từ 20–40% tổng chi phí sản xuất thép. Nghĩa là nếu doanh nghiệp có thể giảm 10% tiêu thụ năng lượng, đó là một cú hích đáng kể về lợi nhuận, đặc biệt trong bối cảnh giá điện, than và khí đốt biến động liên tục như hiện nay.
Bản chất năng lượng trong thép: Không chỉ là nhiệt, mà còn là cơ hội tái tạo
Trong quá trình sản xuất thép, năng lượng được tiêu thụ ở nhiều khâu khác nhau – từ nung quặng, luyện gang, tinh luyện thép, đúc, cán đến xử lý nhiệt sau cùng. Trong đó, giai đoạn luyện gang bằng lò cao là khâu ngốn nhiều năng lượng nhất, chiếm hơn 60% tổng năng lượng sử dụng.
Đáng chú ý, bên cạnh điện và than, ngành thép còn tạo ra lượng lớn khí phụ phẩm như khí lò cao, khí lò chuyển oxy, khí cốc hóa. Thay vì lãng phí hoặc đốt bỏ, nhiều doanh nghiệp tiên tiến đã xây dựng hệ thống thu hồi khí này để tái sử dụng làm nhiên liệu nội bộ hoặc phát điện. Một số nhà máy ở châu Âu và Hàn Quốc có thể tự cung cấp đến 60% nhu cầu năng lượng bằng nguồn khí phụ phẩm tái tạo – giúp tiết kiệm hàng triệu USD mỗi năm.
Đây là cơ hội lớn cho doanh nghiệp Việt nếu có chiến lược đầu tư vào hạ tầng năng lượng tuần hoàn, không chỉ giảm chi phí mà còn tăng điểm ESG trong mắt nhà đầu tư và khách hàng quốc tế.
Cơ hội tiết kiệm năng lượng: Không phải là lý thuyết, mà là đòn bẩy cạnh tranh
Nhiều người cho rằng để tiết kiệm năng lượng trong ngành thép cần công nghệ cao và vốn lớn. Thực tế, có nhiều giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả rất cao:
-
Áp dụng hệ thống quản lý năng lượng (EMS): Việc lắp đặt cảm biến, phần mềm đo đếm theo thời gian thực giúp doanh nghiệp phát hiện sớm các điểm rò rỉ năng lượng hoặc khâu sản xuất tiêu hao bất thường.
-
Tận dụng nhiệt thải và khí thải: Hệ thống thu hồi nhiệt từ khí lò có thể dùng để tạo hơi nước, quay turbine phát điện, hoặc làm nóng sơ bộ nguyên liệu. Đây là khoản đầu tư có tỷ lệ hoàn vốn (ROI) cao, thường dưới 3 năm.
-
Nâng cấp lò hồ quang (EAF): Nhiều lò thế hệ cũ tiêu tốn 700–800 kWh/tấn, trong khi lò EAF điều khiển AI hiện đại chỉ cần 400–500 kWh/tấn. Khoảng cách này tương đương hàng trăm nghìn USD mỗi năm.
-
Sử dụng biến tần và động cơ hiệu suất cao: Các dây chuyền cán, ép, bơm tuần hoàn nếu được nâng cấp biến tần có thể tiết kiệm 10–15% điện tiêu thụ.
-
Tái cấu trúc sản xuất: Chuyển một phần công đoạn sang ban ngày để tận dụng biểu giá điện thấp; tích hợp pin lưu trữ để tối ưu chi phí giờ cao điểm.
Việt Nam cần chiến lược năng lượng ngành thép riêng
Với sản lượng hơn 20 triệu tấn/năm và nhiều doanh nghiệp tư nhân đang đầu tư mở rộng, ngành thép Việt Nam không thể đứng ngoài cuộc chơi “giảm carbon”. Việc áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng không chỉ giúp doanh nghiệp giảm chi phí, mà còn là chìa khóa để vượt qua các rào cản thuế carbon, đặc biệt là khi EU và các nước phát triển đang triển khai cơ chế CBAM (thuế biên carbon) áp dụng từ 2026.
Để làm được điều đó, cần sự kết hợp giữa:
-
Chính sách hỗ trợ của nhà nước: tín dụng xanh, ưu đãi thuế cho doanh nghiệp đầu tư hệ thống tiết kiệm năng lượng.
-
Hợp tác công nghệ – tài chính: với các tổ chức như UNIDO, IFC, hoặc doanh nghiệp FDI.
-
Chuyển đổi từng bước: từ lò cao truyền thống → DRI khí thiên nhiên → DRI hydro + EAF.
Kết luận: Tiết kiệm năng lượng là chiến lược, không phải chi phí
Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành thép không chỉ là câu chuyện môi trường, mà là vấn đề sống còn về tài chính và thị trường. Doanh nghiệp nào tối ưu được năng lượng – doanh nghiệp đó có lợi thế cạnh tranh.
Chặng đường đi tới “thép xanh” còn dài, nhưng có thể bắt đầu từ những hành động nhỏ – từ cảm biến, kiểm toán nội bộ, tái sử dụng nhiệt thải đến kế hoạch hiện đại hóa dần dây chuyền. Tương lai của ngành thép Việt không nằm ở giá rẻ, mà ở năng lực vận hành hiệu quả, sạch và thông minh.
Bạn muốn cập nhật xu hướng công nghệ luyện kim tiết kiệm năng lượng và tiêu chuẩn thép xanh toàn cầu?
???? Theo dõi các bài viết chuyên sâu tại chuyên mục [Công nghệ luyện kim bền vững] và [Xu hướng sản xuất carbon thấp].
