Ứng dụng Công cụ 2050 Calculator4NDCs tính toán các kịch bản giảm phát thải cho ngành thép Việt Nam
Thứ ba, 30/08/2022 - 13:34
Ngành công nghiệp thép Việt Nam đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Đến này đã có những doanh nghiệp được xếp hạng trên thế giới. Tuy nhiên, nhìn chung tổng thể ngành thép thì vẫn còn nhiều tiềm năng đổi mới, cải tiến công nghệ theo hướng xanh và sạch hơn. Đặc biệt là xu thế sử dụng hydrogen xanh trong quá trình xanh hóa sản xuất ngành thép có thể trở thành phổ biến trong tương lai.
Tổng quan về ngành thép Việt Nam
Ngành công nghiệp gang thép là một trong những ngành công nghiệp cốt lõi của Việt Nam hỗ trợ sự phát triển của đất nước, đặc biệt là với sự phát triển cơ sở hạ tầng như hiện nay. Tổng sản lượng thép thô sản xuất trong nước đạt 15,12 triệu tấn trong năm 2018. Cho đến nay, sản xuất trong nước đã đáp ứng đủ nhu cầu về thép xây dựng, thép cán nguội, ống thép và thép lá mạ kim loại, trong khi thép lá mạ kim loại, ống thép và thép cán nguội cũng được xuất khẩu. Tuy nhiên, một số nguyên liệu và sản phẩm cần phải nhập khẩu như quặng sắt, than luyện cốc, phế liệu, thép cuộn cán nóng (HRC), thép đặc biệt và hợp kim.
Tổng công suất thiết kế của ngành là 19 triệu tấn thép thô/năm với sản lượng thực tế sản xuất năm 2018 là 15.471 nghìn tấn, trong đó sản xuất theo công nghệ BF/BOF là 8.200 nghìn tấn, còn lại là sản xuất theo công nghệ EAF và IF. Về công nghệ, có 3 loại công nghệ luyện thép chính được sử dụng tại Việt Nam (tính đến năm 2018), đó là Lò cao ôxy (BOF, 8 tổ máy), Lò hồ quang điện (EAF, 34 tổ máy) và 38 Lò cảm ứng công suất nhỏ (IF).
Theo Cục Công nghiệp/Bộ Công Thương, sản lượng thép thô tăng 31,8% trong năm 2018 so với năm 2017. Đối với các sản phẩm thép hoàn thiện, sản lượng tăng trung bình 7% từ năm 2017 đến năm 2018. Mức tiêu thụ thép bình quân đầu người năm 2018 lên tới 240kg thấp hơn hầu hết các nước trong khu vực có trình độ phát triển tương đương, do đó, ngành thép được kỳ vọng sẽ tiếp tục tăng năng lực sản xuất trong những năm tới.
Cùng với việc tăng năng lực sản xuất và xử lý, mức tiêu thụ năng lượng trong ngành thép đang tăng nhanh. Tiêu thụ năng lượng trong ngành chiếm khoảng 5,2% tổng tiêu thụ năng lượng của toàn ngành. Với việc Formosa và Dung Quất (thuộc sở hữu của Tập đoàn Hòa Phát) sẽ sớm hoạt động hết công suất (dự kiến vào năm 2020), mức tiêu thụ năng lượng của ngành thép dự kiến sẽ tăng lên đáng kể.
Về tiềm năng hạn chế sự gia tăng sử dụng năng lượng, Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) ước tính trong năm 2018, tiềm năng tiết kiệm năng lượng của ngành thép Việt Nam lên tới 21%, tương đương 53TJ. Bộ Công Thương đã ban hành thông tư số 20/2016/TT-BCT về tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng tối thiểu theo Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm cho nhà máy thép.
Ở đây, cần lưu ý rằng việc thực thi các tiêu chuẩn được quy định trong thông tư còn hạn chế do thiếu sự giám sát, xác minh và thực thi thường xuyên. Mới đây, Chương trình Quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả lần thứ ba (VNEEP3) đã được Chính phủ phê duyệt. Mục tiêu của ngành thép trong VNEEP3 là giảm suất tiêu hao năng lượng từ 3% -10% tùy theo loại sản phẩm vào năm 2025. Năm 2030, mục tiêu là giảm suất tiêu hao năng lượng từ 5% -16,5%.
Hiện trạng phát thải KNK và tiêu hao năng lượng của ngành thép
Dự báo sản lượng thép thô
Ngành sắt thép là một trong những ngành công nghiệp cốt lõi của Việt Nam, hỗ trợ sự phát triển của đất nước, đặc biệt là phát triển cơ sở hạ tầng. Tổng sản lượng thép thô trong nước năm 2018 đạt 15,12 triệu tấn.
Cho đến nay, sản xuất trong nước đã đáp ứng được nhu cầu về thép xây dựng, thép cán nguội, thép ống và thép lá mạ kim loại, đồng thời xuất khẩu các loại thép lá mạ kim loại, ống thép và thép cán nguội. Tuy nhiên, một số nguyên liệu và sản phẩm cần phải nhập khẩu như quặng sắt, than luyện cốc, phế liệu, thép cuộn cán nóng (HRC), thép đặc biệt và hợp kim.
Tổng công suất thiết kế của ngành là 19 triệu tấn thép thô/năm với sản lượng thực tế năm 2018 là 15.471 nghìn tấn, trong đó sản xuất theo công nghệ BF/BOF là 8.200 nghìn tấn, còn lại là sản xuất theo công nghệ EAF và IF. Hình 6: Sản lượng thép thô Việt Nam từ 2014 - 201810 Tổng công suất thiết kế của ngành là 19 triệu tấn thép thô/năm.
Về công nghệ, ở Việt Nam hiện có 3 loại công nghệ luyện thép chính là Lò thổi oxy (BOF) với 8 đơn vị; 34 đơn vị sử dụng Lò điện hồ quang (EAF); 38 đơn vị sử dụng Lò cảm ứng công suất nhỏ (IF) tính đến năm 2018. Năm 2018, các nhà máy lớn như Formosa đã được nâng công suất lên gấp đôi với lò cao thứ hai đi vào hoạt động (công suất: 3,5 triệu tấn/năm), sản xuất chủ yếu thép cuộn cán nóng (HRC), dự kiến sẽ giúp Việt Nam bớt phụ thuộc vào HRC nhập khẩu.
Tập đoàn Hòa Phát - một ông lớn khác cũng đã vận hành nhà máy đúc thép mới tại Dung Quất, công suất khoảng 600.000 tấn/năm. Sản lượng thép thô đã tăng 22,8% trong năm 2018 so với năm 2017 và 54,8% so với năm 2016. Đối với các sản phẩm thép cuối cùng khác, sản lượng cũng được tăng trung bình 7%. Mức tiêu thụ thép bình quân đầu người năm 2018 là 240kg, thấp hơn so với hầu hết các nước trong cùng khu vực, do đó, ngành thép vẫn còn nhiều dư địa để phát triển công suất trong những năm tới.
Kịch bản giảm nhẹ phát khí nhà kính của ngành thép
| Công nghệ | - BF - BOF: Hướng sản xuất thép tích hợp bằng lò cao (BF) và lò thổi oxy (BOF), sử dụng nguyên liệu thô bao gồm quặng sắt, than, đá vôi và thép tái chế. Tại Việt Nam có khoảng 8 đơn vị sản xuất thép thô từ công nghệ BF-BOF. - EAF: Hướng sử dụng lò điện hồ quang (EAF) chủ yếu sử dụng thép tái chế và sắt hoàn nguyên trực tiếp (DRI) hoặc kim loại nóng và điện. Tại Việt Nam có khoảng 34 đơn vị sản xuất thép thô từ công nghệ EAF. - IF: Hướng sử dụng lò cảm ứng (IF) sử dụng thép tái chế chủ yếu là thép tái chế và sắt hoàn nguyên trực tiếp (DRI) trên kim loại nóng và điện. Tại Việt Nam, có khoảng 38 đơn vị sản xuất thép thô từ công nghệ IF. |
| Sản lượng | Tổng công suất thiết kế của ngành là 19 triệu tấn thép thô/năm với sản lượng thực tế năm 2018 là 15.471 nghìn tấn, trong đó sản xuất theo công nghệ BF/BOF là 8.200 nghìn tấn, còn lại là sản xuất theo công nghệ EAF và IF. |
| Dự kiến sản xuất đến năm 2030 | Dự kiến sản lượng trong kịch bản BAU được xây dựng dựa trên kế hoạch phát triển do các công ty lớn trên thị trường (Hòa Phát và Formosa) công bố đến năm 2030 cũng như các tài liệu tham khảo khác của VSA để thiết lập dự án sản xuất như dưới đây (đơn vị: triệu tấn thép thô).  |
| Cường độ năng lượng và phát thải khí nhà kính |  Cường độ phát thải và năng lượng của ngành được tính toán bằng cách tiếp cận từ dưới lên. Giới hạn nhà máy đã được xác định và dữ liệu được thu thập tại mỗi nhà máy tuân theo quy trình kiểm kê KNK đươc thiết kế như mô tả trong hệ thống MRV (xem chi tiết trong Nhiệm vụ 1). Việc xác minh đã được tiến hành trong giai đoạn thí điểm . Việc xây dựng tiêu chuẩn ngành sử dụng phương pháp tiếp cận từ dưới lên, thu thập dữ liệu về tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2 ở cấp nhà máy, sau đó được tổng hợp ở cấp ngành. |
| Dự kiến phát thải KNK và tiêu thụ năng lượng đến năm 2030 |  Phần lớn lượng tiêu thụ năng lượng và phát thải KNK sẽ đến từ các nhà máy sử dụng công nghệ BF-BOF. Phát thải từ các nhà máy này chiếm 77% tổng lượng phát thải của ngành thép vào năm 2018, tăng lên 92% vào năm 2025 và 2030. Điều này là do Chính phủ Việt Nam dự kiến rằng một phần hạn chế sản lượng thép thô bổ sung trong tương lai sẽ được sản xuất bởi công nghệ EAF, với tác động đáng kể đến mức phát thải của ngành. Từ năm 2018 đến năm 2025, tỷ lệ phát thải tăng cao. Năm 2025, lượng phát thải sẽ cao gấp gần 2 lần so với năm 2018, ước tính khoảng 49,07 triệu tấn CO2, do các nhà máy lớn như Hòa Phát Dung Quất hay Hoa Sen đi vào hoạt động. Tổng lượng phát thải ước tính là 67,04 triệu tấn CO2, chiếm khoảng 8,5% tổng lượng phát thải quốc gia vào năm 2030 theo NDC2. |
| Tiềm năng giảm nhẹ trong ngành thép | Tiềm năng giảm nhẹ của năm nhóm giải pháp giảm phát thải lớn: ● Liên tục cải tiến về hiệu suất sản xuất gang và thép, để theo kịp với tiến độ của nhóm các công ty thép phát thải thấp trên thế giới hiện nay; ● Việc sử dụng điện tái tạo để thay thế cho nguồn điện từ hóa thạch hiện nay; ● Sử dụng các nguồn các-bon có nguồn gốc sinh học (than củi), với tiềm năng thay thế cho tất cả các loại than và các sản phẩm từ than trong luyện gang và thép, ngoại trừ than cốc trong lò cao ; ● Tín chỉ đồng sản phẩm, về cơ bản là tiềm năng chuyển xỉ lò cao thành xi măng ● Công nghệ sản xuất sắt đột phá, dựa vào hydro và/hoặc điện tái tạo để chuyển quặng sắt thành sắt. Ở cấp độ cơ sở, ước tính về khả năng giảm phát thải của năm hạng mục nêu trên không thể tổng hợp một cách đơn giản vì các chiến lược cải tiến có liên quan và liên kết với nhau. Tuy nhiên, khả năng giảm phát thải cũng quan trọng như đầu vào cho kế hoạch giảm phát thải của nhà máy thép. Tóm tắt tiềm năng giảm phát thải Bảng dưới đây tóm tắt tiềm năng giảm phát thải của các phương thức khác nhau theo hướng sản xuất. Như đã thảo luận ở trên, những cải tiến này không thể tóm tắt một cách đơn giản và tổng mức giảm phát thải phụ thuộc vào trình tự của chúng. Bảng IV-18 : Tóm tắt các tiềm năng cải tiến  |
| Đánh giá MACC | Việc đánh giá các phương án giảm nhẹ được xây dựng dựa trên các khái niệm về chi phí giảm phát thải khí nhà kính (KNK) và tiềm năng giảm nhẹ. Các yếu tố đầu vào và giả định cho tính toán MAC được xác định theo thông lệ quốc gia/ngành, có tham khảo dữ liệu quốc tế và đánh giá của chuyên gia khi dữ liệu trong nước không có sẵn. Nhìn chung, nhà máy có thể thực hiện 16 phương án giảm phát thải KNK khác nhau theo kịch bản không điều kiện, bao gồm 13 biện pháp hiệu quả năng lượng (EE) và ba biện pháp thu hồi nhiệt thải. Các biện pháp này được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như ưu tiên của Chính phủ, tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính và sự sẵn sàng về công nghệ sẵn có hoặc đã được áp dụng trong ngành thép . Kết quả của nghiên cứu cho thấy đến năm 2025 và 2030, bằng cách thực hiện các biện pháp giảm nhẹ này, ngành thép có thể giảm tới 5,3 triệu tấn CO2 e, chiếm 10,8% tổng lượng phát thải KNK của kịch bản BAU. Đến năm 2030, tổng mức giảm phát thải KNK ước tính là 10,8 triệu tấn CO2 e và chiếm 16% tổng lượng phát thải theo kịch bản BAU . Ngoài ra, việc triển khai các công nghệ giảm nhẹ khác nhau sẽ giúp Việt Nam không chỉ đạt được các mục tiêu giảm nhẹ KNK theo cam kết quốc tế mà còn mang lại nhiều lợi ích xã hội, kinh tế và môi trường. Tổng số tiền tài trợ cần thiết là 36,8 triệu USD để đạt được mức giảm 10,8% tổng phát thải KNK của BAU vào năm 2025. |
Kịch bản trình diễn trên 2050 Calculator4NDCs đối với ngành thép
Từ các kịch bản phân tích trong 2050 Calculator4NDCs tính toán cho ngành thép, tiềm năng giảm phát thải từ ngành công nghiệp nặng vẫn còn lớn. Các giả định trong 1-Pages cho thấy, xu thế khử carbon trong công nghiệp ngày càng trở lên mạnh mẽ. Ngành công nghiệp thép Việt Nam đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Đến này đã có những doanh nghiệp được xếp hạng trên thế giới. Tuy nhiên, nhìn chung tổng thể ngành thép thì vẫn còn nhiều tiềm năng đổi mới, cải tiến công nghệ theo hướng xanh và sạch hơn. Đặc biệt là xu thế sử dụng hydrogen xanh trong quá trình xanh hóa sản xuất ngành thép có thể trở thành phổ biến trong tương lai.
TS Nguyễn Quốc Khánh – Chuyên gia dự án 2050 Calculator