Sản xuất thép đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp và xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh vực thép xây dựng. Tuy nhiên, quá trình sản xuất thép truyền thống tiêu hao một lượng năng lượng đồ sộ, góp phần đáng kể vào lượng khí thải carbon toàn cầu.
Mức tiêu thụ năng lượng trong sản xuất thép
Phương pháp sản xuất thép truyền thống chủ yếu sử dụng lò cao [Blast Furnace – BF] kết hợp với lò oxy kiệm [Basic Oxygen Furnace – BOF]. Quy trình gồm các bước chính như sau:
- Nung chảy quặng sắt: Quặng sắt được nung chảy trong lò cao với nguyên liệu chính là than cóc.
- Loại bỏ tạp chất: Tạp chất trong quặng sắt được loại bỏ bằng oxy.
- Tái chế thép phế thải: Thép phế thải được kết hợp với nguyên liệu mới để tạo thép thành phẩm như thép dây cuộn, thép gân.
Quy trình này cần sử dụng nhiều năng lượng, đặc biệt trong khâu nung chảy quặng sắt và duy trì nhiệt độ cao trong lò cao. Theo tính toán, việc sản xuất 1 tấn thép bằng phương pháp truyền thống có thể tiêu tốn từ 1,8 đến 2,3 tấn CO₂.
Sản xuất 1 tấn thép bằng phương pháp truyền thống có thể tiêu tốn từ 1,8 đến 2,3 tấn CO₂.
Quy trình sản xuất thép truyền thống gây ra nhiều tác động tiêu cực tới môi trường, bao gồm:
- Sử dụng than cốc: Nung chảy quặng sắt đòi hỏi lượng lớn than cốc, dẫn đến phát thải CO₂, SO₂ và bụi mịn.
- Khí thải CO₂: Quy trình sản xuất thép truyền thống là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất trong ngành công nghiệp.
- Tiêu hao điện năng: Quá trình nung chảy và tạo hình thép thành phẩm đòi hỏi tiêu thụ lượng điện khổng lồ.
Thép xanh – Giải pháp tối ưu năng lượng
Trong bối cảnh thế giới hướng đến sản xuất bền vững, thép xanh đang nổi lên như một lựa chọn thay thế cho quy trình truyền thống. Thép xanh được sản xuất bằng các phương pháp tiến bộ như:
- Sử dụng hydro: Thay thế than cốc trong quá trình khử oxy quặng sắt.
- Tái chế thép phế thải: Giám lượng nguyên liệu mới cần thiết.
- Sử dụng năng lượng tái tạo: Kết hợp điện gió, điện mặt trời trong quá trình sản xuất.
Việc chuyển đổi từ sản xuất thép truyền thống sang thép xanh là xu hướng tăng trưởng bền vững trong tương lai. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu tác động từ khí thải nhà kính, mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thép xây dựng. Các nhà máy sản xuất thép cần đầu tư nghiên cứu và áp dụng công nghệ tiên tiến để khai thác các cơ hội từ thép xanh. Do đó, dù thép truyền thống vẫn đóng vai trò cốt lõi trong ngành công nghiệp hiện nay, nhưng thép xanh đang dần thay thế như là giải pháp phù hợp cho phát triển bền vững ngành thép trong tương lai.