Kỳ lạ loại nhiên liệu lỏng giúp lưu giữ năng lượng mặt trời tới 18 năm

Loại nhiên liệu lỏng mới được chế tạo có khả năng lưu giữ năng lượng mặt trời trong thời gian dài lên tới 18 năm.

Năng lượng mặt trời được cho là có lợi ích to lớn đối với việc bảo vệ môi trường, tạo ra thói quen sử dụng năng lượng sạch trong bối cảnh tài nguyên, các nguồn năng lượng truyền thống đang dần cạn kiệt. Tuy nhiên, việc lưu trữ loại năng lượng này trong thời gian dài hiện đang gặp phải nhiều khó khăn.

Mới đây, các nhà khoa học đến từ Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển) đã chế tạo thành công một loại nhiên liệu lỏng, được gọi là “nhiên liệu nhiệt mặt trời”. Loại nhiên liệu nỏng này có thể giúp lưu trữ năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian lên đến 18 năm.

“Nhiên liệu nhiệt mặt trời giống như một viên pin có thể sạc lại. Nhưng thay vì điện năng, nhiên liệu này có thể lưu trữ ánh sáng mặt trời và tỏa ra nhiệt năng khi được kích hoạt”, Jeffrey Grossman, một kỹ sư trong nhóm nghiên cứu cho biết.

Loại nhiên liệu lỏng mới chế tạo có khả năng lưu giữ năng lượng mặt trời gần hai thập kỷ.

Được biết, loại nhiên liệu nêu trên thực tế là những phân tử ở dạng lỏng. Các phân tử này gồm có carbon, hydro và nitơ. Khi được tác động bởi ánh sáng mặt trời, chúng bắt đầu xảy ra phản ứng khiến liên kết giữa các nguyên tử bị thay đổi, sắp xếp lại và phân tử này biến thành một dạng đầy năng lượng của chính nó, được gọi là một đồng phân.

Năng lượng mặt trời khi đó được lưu trữ dưới dạng các liên kết hóa học mạnh bên trong đồng phân này. Ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ phòng, các liên kết này cũng không bị ảnh hưởng và nó có thể giữ nguyên trạng thái năng lượng trong hàng chục năm.

Khi cần sử dụng đến nguồn năng lượng này, con người chỉ cần đưa nhiên liệu lỏng qua môi trường chất xúc tác. Khi đó các liên kết bị phá vỡ và thay đổi trở về trạng thái phân tử ban đầu, đồng thời giải phóng ra nguồn năng lượng dưới dạng nhiệt, tương đương với lúc mà nó được hấp thụ.

Cơ chế hoạt động của hệ thống nguyên mẫu nhiên liệu lỏng lưu giữ năng lượng mặt trời. 

Nguyên mẫu đầu tiên của hệ thống này đã được xây dựng và đặt trên nóc nhà của trường Đại học Công nghệ Chalmers. Các nhà nghiên cứu cho biết đã có rất nhiều nhà đầu tư tỏ ra quan tâm đến dự án nhiên liệu nhiệt mặt trời này. Đây rất có thể là nhiên liệu của tương lai, một phương pháp giá rẻ giúp lưu trữ năng lượng mặt trời.

Sau hàng loạt thử nghiệm, các nhà khoa học cho biết nhiên liệu nhiệt mặt trời của họ có thể lưu trữ hơn 250 Wh năng lượng mặt trời mỗi kg, gấp đôi công suất năng lượng pin Powerwall của Tesla.

Hiện tại, họ vẫn đang tiếp tục cải tiến loại nhiên liệu nhiệt mặt trời này, với hy vọng có thể làm tăng nhiệt lượng sản sinh ra ở mức tăng thêm 110 độ C, thay vì hơn 60 độ C như hiện nay.

Theo Science Alert/vietq.vn (28/1/2019)

Xanh hóa ngành dệt may: Cơ hội và thách thức trong tiến trình hội nhập quốc tế

Dệt may là một trong những ngành quan trọng đối với nền kinh tế Việt Nam, đóng góp 15% tổng giá trị xuất khẩu và có tốc độ tăng trưởng cao, trung bình đạt trên 12% từ năm 2010 tới 2017. Với hơn 6.000 nhà máy, cung cấp khoảng 3 triệu việc làm trên cả nước, ngành không chỉ quan trọng đối với nền kinh tế mà còn với xã hội Việt Nam.

Tuy nhiên, đây cũng là một ngành có thể gây ra nhiều tác động lên tới môi trường. Quá trình sản xuất của ngành sẽ phải khai thác, sử dụng và xả thải một lượng nước lớn, đồng thời sử dụng nhiều năng lượng cho việc đun nóng và tạo ra hơi nước. Đây chính là những yếu tố tác động lên nguồn nước và góp phần gia tăng khí phát thải nhà kính.

Tác động tới môi trường

Dệt may là một trong những ngành công nghiệp xuất khẩu trọng điểm của cả nước. Năm 2017, ngành đã đạt 31,7 tỷ USD kim ngạch xuất khẩu; năm 2018 dự kiến đạt từ 34 – 34,5 tỷ USD. Mặc dù vậy, đây cũng là một trong những ngành công nghiệp có mức độ phát thải khí nhà kính cao, sau ngành điện và nhiệt, nông nghiệp, giao thông đường bộ và sản xuất dầu khí.

Theo Hiệp hội Dệt May Việt Nam, trung bình mỗi năm, ngành dệt may Việt Nam đang phải chi khoảng 3 tỷ USD cho năng lượng sản xuất, đội giá thành sản xuất lên cao và trở thành một trong những điểm yếu của sản phẩm dệt may Việt Nam. Nguyên nhân chủ yếu là do doanh nghiệp (DN) dệt may trong nước có quy mô nhỏ và vừa, tiềm lực tài chính hạn chế nên vẫn duy trì hệ thống công nghệ sản xuất cũ, tiêu tốn nhiều năng lượng. Cơ cấu sử dụng năng lượng của DN Việt Nam cho thấy chủ yếu là sử dụng năng lượng điện (chiếm 70%), năng lượng hóa thạch (29%) và còn lại là năng lượng sinh khối. Quy trình kiểm soát năng lượng và tiết kiệm năng lượng (TKNL) chưa được các chủ DN quan tâm. Do vậy, cải tiến công nghệ sản xuất theo hướng xanh, sạch, giảm thiểu sử dụng năng lượng là giải pháp cần thiết để tăng năng lực cạnh tranh.

Không chỉ sử dụng nhiều năng lượng, ngành dệt may còn gây ô nhiễm nguồn nước do sử dụng chất hóa học độc hại. Để tạo ra các sản phẩm thời trang, nhiều DN đã đầu tư vào các nhà máy dệt, nhuộm. Các nhà máy dệt, nhuộm sử dụng rất nhiều loại hóa chất như axit, dung môi hữu cơ kiềm tính, thuốc nhuộm và chất màu, các hoạt chất bề mặt. Theo nghiên cứu, trong nước thải dệt nhuộm có cả những chất dễ phân giải vi sinh như bột sắn dùng hồ sợi dọc và những chất khó phân giải vi sinh như: Polyvinyl axetat, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm hoạt tính và các chất dùng tẩy trắng vải. Với các loại vải càng sử dụng nhiều xơ sợi tổng hợp như polyester thì càng dùng nhiều thuốc nhộm và các chất hỗ trợ gây khó hoặc không phân giải vi sinh, dẫn tới lượng chất gây ô nhiễm môi trường trong nước thải càng cao.

Những cơ hội và thách thức trong tiến trình hội nhập

Việt Nam ngày càng hội nhập sâu vào thế giới qua các Hiệp định thương mại tự do (FTA) thế hệ mới như Hiệp định Đối tác toàn diện và Tiến bộ xuyên Thái Bình Dương (CPTPP), các hiệp định thương mại tự do song phương. Dòng vốn FDI được dự báo là sẽ tiếp tục gia tăng mạnh mẽ và ngành may mặc sẽ là một trong những ngành được hưởng lợi. Các hiệp định thương mại tự do thế hệ mới chuẩn bị có hiệu lực như CPTPP hay Hiệp định thương mại tự do Việt Nam – EU đều có quy định về cam kết BVMT, phát thải các bon thấp. Đây vừa là thách thức, vừa là cơ hội, để DN hướng đến đầu tư công nghệ sản xuất hiện đại, sản xuất sạch hơn, tăng tính cạnh tranh của sản phẩm khi xuất khẩu, tăng uy tín thương hiệu đối với người tiêu dùng trong nước.

Cải tiến công nghệ trong sản xuất đáp ứng yêu cầu về tiết kiệm năng lượng.

Dệt may Việt Nam đang xuất khẩu sang 4 thị trường lớn là: Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc và bắt đầu đẩy mạnh hàng hóa vào thị trường mới như Trung Quốc hay Nga. Từ tháng 3/2018, Việt Nam gia nhập CPTPP, mở ra cơ hội để tăng cường xuất khẩu vào những thị trường phi truyền thống như Canada và Ôxtrâylia. Tuy nhiên, sản phẩm dệt may Việt Nam đang chịu áp lực cạnh tranh lớn về giá thành, chi phí sản xuất và tiêu chuẩn an toàn môi trường, sức khỏe người lao động.

TKNL, giảm phát thải đang được coi là hàng rào thương mại lớn của ngành dệt may Việt Nam khi thâm nhập thị trường quốc tế. Hiện nay, một số thị trường lớn như: Mỹ, Liên minh châu Âu đang có quy định về dán nhãn các bon, trong đó, yêu cầu các nhà nhập khẩu phải đáp ứng yêu cầu về mức độ phát thải các bon trên dây chuyền công nghệ sản xuất ra sản phẩm dệt may. Các nghiên cứu cho thấy, ngành dệt may đang chiếm 11% tổng nhu cầu năng lượng trong các ngành kinh tế công nghiệp và phát thải khoảng 5 triệu tấn CO2. Công nghiệp dệt may của Việt Nam vẫn nằm trong nhóm nước có cường độ sử dụng năng lượng lớn nhất thế giới, bởi theo tính toán, cứ 1 đồng sản xuất phải mất 1 đồng cho chi phí năng lượng. Có đến gần 200 DN dệt may thuộc diện DN phát thải trọng điểm (tiêu thụ 1.000 tấn CO2 quy đổi). Hiện nay, đa số DN dệt may đã tiếp nhận yêu cầu dán nhãn các bon trên sản phẩm từ nhà nhập khẩu. Bên cạnh đó, nhiều thương hiệu lớn trên thế giới cũng bắt đầu ưu tiên lựa chọn những đối tác DN thực hiện tốt trách nhiệm xã hội, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Để chủ động ứng phó rào cản kỹ thật ngày càng nghiêm ngặt, Nhà nước cần tạo điều kiện cho DN phối hợp với các nhà khoa học, tổ chức tín dụng để tiếp cận nguồn vốn, khoa học công nghệ về tiết kiệm điện năng; nhân rộng những mô hình TKNL hiệu quả. Các Bộ, ngành liên quan cần thiết phải xây dựng quy định tiêu chuẩn năng lượng tối thiểu cho từng lĩnh vực; hình thành tín chỉ thương mại về các bon; thị trường mua bán tín chỉ các bon; tiêu chuẩn hiệu suất… Đối với các DN cần phải thay đổi tư duy về TKNL trong giảm chi phí và hạ giá thành sản xuất, chủ động tiếp cận chính sách và các chương trình hỗ trợ phát thải thấp. Về lâu dài, cần có cơ chế hoạt động minh bạch cho các công ty dịch vụ năng lượng, công ty tìm kiếm giải pháp tài chính hỗ trợ DN triển khai giải pháp TKNL, từng bước hình thành quỹ quay vòng vốn cho DN.

Xanh hóa ngành dệt may

Trong thời gian qua, Hiệp hội Dệt May Việt Nam phối hợp với WWF – Tổ chức Quốc tế về Bảo vệ Thiên nhiên triển khai một Dự án “Xanh hóa ngành dệt may Việt Nam thông qua cải thiện quản lý nước và năng lượng bền vững” nhằm thúc đẩy quản lý lưu vực sông tốt hơn, góp phần cải thiện chất lượng nguồn nước và sử dụng năng lượng bền vững. Dự án này là một phần của dự án “Thúc đẩy giảm thiểu tác động thông qua chuỗi cung ứng dệt may”, được tài trợ bởi HSBC, nhằm xanh hóa ngành dệt may tại Trung Quốc, Bangladesh, Ấn Độ và Việt Nam.

Dự án sẽ được triển khai từ năm 2018 tới 2020 với mục tiêu là chuyển đổi ngành dệt may tại Việt Nam thông qua tham gia vào các chính sách quản lý ngành và môi trường để mang lại lợi ích xã hội, kinh tế và bảo tồn cho Việt Nam và toàn bộ khu vực sông Mê Công, nơi tập trung gần 50% nhà máy may mặc của cả nước. Trọng tâm chính của Dự án là cải thiện hiệu suất nước và năng lượng, từ đó giảm thiểu tác động của ngành lên tới môi trường. Dự án sẽ hợp tác với các DN để khuyến khích họ chủ động tham gia hơn vào công tác quản lý sông Mê Công, quy hoạch năng lượng bền vững và tạo cơ hội cho các DN này thảo luận về kế hoạch hành động chung nhằm đầu tư và phát triển ngành dệt may một cách bền vững.

Việt Nam cũng cam kết giảm phát thải nhà kính từ nay đến 2030. Do vậy, xanh hóa thành công ngành may mặc Việt Nam sẽ góp phần vào thực hiện mục tiêu về quản trị nguồn nước và sử dụng năng lượng hiệu quả. Sự ra đời của Dự án vào đúng thời điểm mà ngành công nghiệp dệt may đang cần củng cố hệ thống quản lý, nâng cao các tiêu chuẩn về môi trường và xã hội. Cùng với đó, các DN cũng sẽ phải cải tiến công nghệ sản xuất theo hướng xanh, sạch, giảm thiểu sử dụng năng lượng để phù hợp với môi trường kinh doanh toàn cầu nếu không muốn mất đi khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

Lê Thị Hường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
(Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số 11/2018)

Ấn Độ phát động Chiến dịch cải thiện không khí tại hơn 100 thành phố

Chất lượng không khí tại quốc gia hơn 1,25 tỷ dân đã xuống cấp nhanh chóng trong những năm gần đây, trong đó thủ đô New Delhi và 13 thành phố khác của Ấn Độ lọt vào danh sách 15 thành phố ô nhiễm nhất do Liên Hợp Quốc đánh giá.

Bộ trưởng Môi trường Ấn Độ Harsh Vardhan cho biết, Chiến dịch làm sạch không khí sẽ tập trung vào 102 thành phố, nhằm giảm hàm lượng hạt bụi siêu nhỏ. Các hạt bụi nhỏ lơ lửng là nguyên nhân làm gia tăng các bệnh như ung thư phổi, tim mạch và viêm phế quản cấp.

Ấn Độ đang phải hứng chịu tình trạng ô nhiễm không khí nặng nề (Ảnh: Livemint)

Chính phủ Ấn Độ đã chi 42 triệu USD để thực hiện kế hoạch nhằm giảm bớt các nguồn gây ô nhiễm chính như khí thải giao thông, công nghiệp, bụi xây dựng và tình trạng đốt rác thải nông nghiệp.

Các tổ chức môi trường từ lâu chỉ trích chính phủ chậm trễ trong cuộc chiến chống ô nhiễm đã dè dặt hoanh nghênh kế hoạch mới này.

Không khí độc hại được cho là gây ra 1,24 triệu ca tử vong sớm ở Ấn Độ trong năm 2017 và hàng chục triệu người đối mặt với các rủi ro về sức khỏe. 20 triệu cư dân ở New Delhi hàng năm phải hít thở trong bầu không khí bị khói mù bao phủ trong những tháng mùa Đông khi nông dân ở các vùng phụ cận đốt rươm rạ sau thu hoạch.

Theo Nguyệt Minh/tapchimoitruong.vn

Công nghệ biến rác thải nhựa thành xăng, dầu

Các nhà khoa học thuộc miền trung nước Nga đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng công nghệ tái chế nhựa cho phép biến rác nhựa thành nguyên liệu đầu vào để thu hồi xăng, dầu và than bán cốc.

Giải pháp cốt lõi của phương pháp này là công nghệ nhiệt phân trong môi trường yếm khí. Khi đó rác nhựa được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao nhất định, các kết cấu nhựa bị phân rã chuyển thành dạng khí. Khí này được làm lạnh ngưng tụ thành chất lỏng dầu, sau đó thu được xăng dầu theo yêu cầu. Các thành phần chất rắn được kết tinh lại trong quá trình nhiệt phân là than chất lượng cao gọi là than bán cốc.

Trong quá trình ngưng tụ, khí không xử lý hết được dẫn ra ngoài và quay vòng trở lại để làm nhiên liệu đốt vận hành hệ thống xử lý rác mà không phải dùng điện hay các nguồn năng lượng khác.

Một ưu việt nữa của công nghệ này là tổ hợp lò nhiệt phân không thải ra môi trường bất kỳ chất độc hại nào, nên được gọi là công nghệ sạch, thân thiện môi trường.

Khảo sát của các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho thấy, với công suất xử lý khoảng 7 tấn nhựa một ngày, hệ thống thiết bị cần đầu tư gần 7 tỷ đồng. Sau xử lý sẽ thu hồi được 3 tấn xăng, dầu và 2,5 tấn than bán cốc.

Dung dịch dầu thu hồi là FO và diesel đạt chất lượng, có thể dùng ngay. Với xăng sẽ cần thêm một thiết bị phụ trợ để xử lý thành xăng tiêu chuẩn EURO 4 và EURO 5. Thiết bị này được cho là không quá đắt.


Hệ thống xử lý rác thải nhựa để thu hồi xăng dầu của các nhà khoa học Nga. Ảnh: Đình Khang.

Trước đó năm 2016, nhà hóa học người Trung Quốc Zhibin Guan, Đại học California cùng Viện hóa học hữu cơ Thượng Hải (Trung Quốc) từng sử dụng chất xúc tác hóa học để phân giải nhựa.

Các nhà khoa học này đã tìm cách tách nguyên tử hydro trong hợp chất, khiến các nguyên tử carbon buộc phải liên kết với nhau. Trong quá trình liên kết, chất xúc tác lại bẻ gãy nó, khiến carbon liên kết với hydro. Quá trình này lặp lại liên tục, giúp các nhà khoa học thay đổi được cấu trúc của polyethylene tạo thành dầu diesel và xăng.

Còn ở Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu công nghệ Lọc hóa dầu, Đại học Bách khoa TP HCM từng nghiên cứu công nghệ nhiệt phân nhựa và cao su ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ, tách lấy dầu FO.

Phương pháp được nhóm nghiên cứu sử dụng là nhiệt phân nhựa, cao su phế thải ở nhiệt độ cao thành dạng khí rồi ngưng tụ. Lượng dầu thu được sẽ được tách ra nhờ đặc tính nổi trên nước của dầu.

Hệ thống này cho phép chuyển hóa tối đa 60-70% khối lượng cao su, nhựa thải thành dầu FO sử dụng làm nhiên liệu đốt lò trong công nghiệp nồi hơi, lò nung, lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc cho các loại động cơ đốt trong của tàu biển…

Dù có nhiều giải pháp công nghệ được các nhà khoa học công bố, song việc ứng dụng vào thực tế ở Việt Nam còn hạn chế và rác thải nhựa vẫn là vấn đề nhức nhối.

Thống kê của các nhà khoa học, mỗi năm thế giới thải ra đại dương nửa triệu tấn rác nhựa. Việt Nam được xếp vào tốp đầu những nước thải nhiều rác nhựa ra biển ở châu Á, xếp thứ tư sau Trung Quốc, Thái Lan và Philipines. Trên đất liền rác nhựa cũng chiếm một phần không nhỏ trong rác thải sinh hoạt hàng ngày. Các nghiên cứu cho thấy, rác nhựa tồn tại trong tự nhiên phải 400 năm mới tự phân hủy.

Theo VnExpress.net (16/1/2019)

Thép không ô nhiễm, được không?

Giữa lúc thế giới đang nỗ lực chống thảm họa môi trường ngày càng diễn biến khốc liệt, việc sản xuất thép sạch càng trở thành tâm điểm, cho thấy trọng trách phải đại tu một ngành công nghiệp gây ra ô nhiễm môi trường lớn nhất.

Đằng sau các đụn cát trên bờ biển Bắc Hải, các đám khói và hơi nước cuồn cuộn bốc lên từ vô số ống khói, đường ống và cần trục làm nên sự uy nghi, sừng sững của tổ hợp cán thép Ijmuiden. Sâu bên trong khu phức hợp công nghiệp khổng lồ này, vốn trải qua gần 1 thế kỷ cho ra lò hàng triệu triệu tấn thép cung cấp cho ngành ô tô, xây dựng và thực phẩm, là một dự án thử nghiệm đang được triển khai để sản xuất thép sạch hơn và rẻ hơn.

Tập đoàn đa ngành Tata của Ấn Độ, ông chủ của nhà máy này, gọi quy trình mới mẻ đó là “một kẻ thay đổi cuộc chơi” vì có khả năng giảm cả khí thải CO2 lẫn lượng tiêu thụ năng lượng tới 1/5. “Có một trọng trách rất lớn cho ngành thép chúng ta bởi chúng ta là một trong những kẻ đầu sỏ thải ra lượng khí CO2 lớn nhất”, Hans Fischer, CEO Tata Steel Europe, nhận định.

Nhưng dù đã hơn 1 thập niên thai nghén, công nghệ sản xuất thép mới này vẫn chưa có thể triển khai về mặt thương mại ít nhất cho đến thập niên 2030. “Không phải do vấn đề tài chính, hay đầu tư, mà do kỹ thuật khiến công nghệ này mất thời gian lâu đến vậy”, Fisher nói.

Giữa lúc thế giới đang nỗ lực chống thảm họa môi trường ngày càng diễn biến khốc liệt, việc sản xuất thép sạch càng trở thành tâm điểm, cho thấy trọng trách phải đại tu một ngành công nghiệp gây ra ô nhiễm môi trường lớn nhất. Trên toàn cầu, thép đóng góp tới 7-9% tổng lượng thải khí trực tiếp từ nhiên liệu hóa thạch, với mỗi tấn thép được sản xuất thải ra trung bình 1,83 tấn khí CO2, theo Hiệp hội Thép Thế giới. Và khi dân số thế giới càng tăng, nhu cầu thép càng cao.

Công nghệ sản xuất thép sạch phải ít nhất đến thập niên 2030 mới có thể khả thi về mặt thương mại.

“Rất rõ ràng, nếu chúng ta muốn đạt được mục tiêu giảm thải khí và giữ cho nhiệt độ toàn cầu tăng dưới 20C (theo Thỏa thuận Paris 2015), ngành thép sẽ cần phải sạch hơn”, Nicole Voigt, thuộc Boston Consulting Group, nhận định. Tuy nhiên, thậm chí khi các nhà sản xuất thép phát triển một loạt công nghệ mới, các chuyên gia cho biết phải mất hàng thập niên ngành này mới đạt được mức khử carbon trên quy mô lớn.

Thách thức “thép xanh”

Khi thép vẫn còn đóng vai trò là trung tâm của nền kinh tế hiện đại, vốn là hàng hóa được giao dịch nhiều nhất chỉ sau dầu mỏ, có lẽ thách thức lớn nhất là tạo ra cái gọi là “thép xanh” với mức giá cạnh tranh. “Về nguyên tắc, có những công nghệ làm giảm khí thải từ quá trình sản xuất thép”, David Clarke, đứng đầu bộ phận chiến lược và là Giám đốc Công nghệ tại ArcelorMittal, nhà sản xuất thép lớn nhất thế giới về sản lượng, nhận định. Nhưng ông nói thêm, “vấn đề là xã hội sẽ phải chấp nhận chi phí sản xuất thép cao hơn”.

Phương pháp sản xuất sắt và gang hợp kim, làm tan chảy nguyên vật liệu ở nhiệt độ rất cao về cơ bản không hề thay đổi kể từ khi thép phổ biến cách đây hơn 150 năm. Các lò cao dựa vào than cốc, một nhiên liệu “giàu” carbon được sản xuất từ than đá, để nung quặng sắt thành kim loại lỏng, sau đó luyện thành thép.

Mặc dù quá trình sản xuất có cải tiến theo thời gian, nhưng quy luật của ngành hóa học có nghĩa CO2 vẫn là đầu ra không thể tránh khỏi của quá trình sản xuất thép. “Có 2 cách giảm lượng khí thải CO2. Một là để tránh CO2 trong quá trình sản xuất thép, bạn có thể sử dụng phế liệu, hoặc thứ gì đó khử carbon. Hai là dùng công nghệ cuối đường ống, tức công nghệ lưu trữ hoặc sử dụng carbon. Câu hỏi là chọn phương cách nào. Đó vẫn là điều còn gây tranh cãi, dù cách thứ 2 được cho là sẽ khả thi hơn”, Voigt nói.

Một giải pháp thay thế cho lò cao là lò hồ quang điện (EAF) giúp làm nóng chảy phế liệu, thay vì sử dụng nguyên vật liệu. Các lò EAF nhỏ hơn, ít đắt đỏ hơn và vì chúng không tiêu thụ than cốc nên thải ra lượng CO2 thấp hơn lò cao. Chúng chiếm khoảng 25% sản lượng thép toàn cầu. Tuy nhiên, các nguồn năng lượng tái tạo không thể đáp ứng nhu cầu điện khổng lồ của chúng – đủ để cấp điện cho một thị trấn 100.000 dân. Một trở ngại khác là nguồn cung cấp phế liệu, trong khi thép sản xuất từ EAF lại thường không đúng chất lượng yêu cầu để được sử dụng trong một số ngành như ô tô.

Đối với nhiều người trong ngành, câu trả lời nằm ở việc tìm kiếm một phương pháp chiết xuất sắt từ quặng ít ô nhiễm hơn. “Đây là thách thức thực sự cho các nhà sản xuất thép. Nó không chỉ là việc làm sao hiệu quả hơn. Có phản ứng hóa học diễn ra nên bạn cần carbon, nhưng hy vọng một ngày nào đó bạn có thể dùng hydro để làm công việc này”, Chris McDonald, Tổng Giám đốc Viện Xử lý Vật liệu (Anh), nhận định.

Với mục tiêu loại bỏ tất cả khí thải carbon từ công đoạn sản xuất sắt, một số công ty đang nỗ lực làm cho thép hydro trở nên khả thi về mặt kinh tế. Tập đoàn thép Thụy Điển SSAB đang xây dựng một cơ sở thử nghiệm trị giá 150 triệu euro, sẽ giúp Thụy Điển trở thành nước đầu tiên sản xuất thép mà không dùng nhiên liệu hóa thạch. Hydro được sản xuất bởi điện phân từ các nguồn năng lượng tái tạo dư thừa của Thụy Điển sẽ được sử dụng để biến quặng thành một sản phẩm gọi là sắt xốp, có thể được chuyển thành thép thông qua các lò hồ quang điện.

Tuy nhiên, sản xuất hydro sạch lại rất đắt đỏ và sẽ đòi hỏi công suất tạo ra năng lượng tái tạo rất lớn. Posco của Hàn Quốc và Voestalpine của Áo đang theo đuổi các dự án tương tự mặc dù Voestalpine cho biết sẽ mất 2 thập niên mới trở thành hiện thực. Trong quá trình chờ đến thời điểm đó, các nhà sản xuất thép đang đi những bước trung gian.

Hệ thống sản xuất của Tata loại bỏ nhiều công đoạn tiền xử lý nguyên vật liệu và nếu kết hợp với việc bắt giữ và lưu trữ các loại khí bỏ đi, Công ty cho biết có thể giảm khí thải CO2 tới 80%. ArcelorMittal đang tài trợ một dự án 150 triệu euro sử dụng vi khuẩn để chuyển khí CO thành ethanol sinh học, có thể làm nhiên liệu cho ngành vận chuyển hoặc ngành nhựa. Các sáng kiến khác nhằm thay than cốc trong các lò cao bằng than đá sinh học làm từ gỗ phế thải. Đây là tín hiệu vui cho ngành thép và cho nỗ lực chống biến đổi khí hậu.

Theo Nhipcaudautu.vn (14/1/2019)

Sản xuất nhựa từ khoai tây và vỏ trái cây

Việc tìm kiếm giải pháp nhựa sinh học an toàn và dễ phân hủy đang là hướng đi của các nhà khoa học cùng Chính phủ các nước để giải bài toán ô nhiễm môi trường hiện nay. Trong số đó phải kể đến vật liệu từ tinh bột khoai tây có tính chất tương tự như nhựa – một sản phẩm của Pontus Trenquist – cựu sinh viên của Đại học Lund (Thụy Điển).

Thành công từ việc… “lỡ tay”

Pontus Trenquist, 24 tuổi, cựu sinh viên ĐH Lund (Thụy Điển) đã được giới khoa học chú ý đến bởi công trình nghiên cứu cho ra sản phẩm nguyên liệu nhựa từ tinh bột khoai tây tại cuộc thi thiết kế “The James Dyson”.

Pontus Trenquist đã tạo ra những dụng cụ nhà bếp như dao, nĩa, thìa, đĩa… từ “nhựa khoai tây”. Ngoài tinh bột khoai tây, Trenquist còn sử dụng 2 loại nguyên liệu có sẵn mà không gây hại cho môi trường đó là nước và glycerin (một hợp chất có vị ngọt như siro, là thành phần chính trong chất béo hoặc dầu thực vật).

Pontus Trenquist đã tạo ra những dụng cụ nhà bếp như dao, nĩa, thìa, đĩa… từ “nhựa khoai tây”.

Đặc biệt, Trenquist chia sẻ: “Lúc đầu tôi lên kế hoạch sản xuất đá, gạch xây nhà từ tảo biển nên tôi đã về quê và tìm kiếm rong biển để phơi khô. Tôi đã loay hoay để tìm kiếm một chất kết dính cho rong biển và trong số đó tôi để ý đến tinh bột khoai tây kết hợp với nước.

Tuy nhiên, do lỡ tay nên tôi đã đổ hỗn hợp chất lỏng này tràn ra ngoài. Và rất ngạc nhiên sau đó tôi phát hiện, hỗn hợp khoai tây trộn với nước khi khô đi có đặc tính như màng nhựa. Chính điều đó đã khiến tôi nảy ý tưởng nghiên cứu nhựa từ tinh bột khoai tây”.

“Sau đó, tôi tiếp tục thêm glycerin vào trong hỗn hợp tinh bột khoai tây và nước, hỗn hợp đã trở nên dẻo hơn, dễ dàng cán và tạo hình ra những sản phẩm theo ý thích của mình mà không hề bị rách hay rạn nứt, thậm chí chúng còn xuất hiện lớp màng mỏng có thể tạo ra những chiếc túi nilon hoàn toàn bằng thực vật”, Trenquist chia sẻ thêm.

Hiện nay, Trenquist đang làm việc tại Phòng Nghiên cứu Thiết kế Vật liệu tại trường Đại học Công nghệ và Thiết kế Copenhagen (Đan Mạch) và vẫn tiếp tục phát triển sản phẩm của mình.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu của Đại học Y khoa Vienna (Áo) cho biết, họ đã tìm thấy 9 loại vi hạt nhựa khác nhau có trong các mẫu phân của các tình nguyện viên tham gia thí nghiệm. Điều này chứng tỏ chúng ta đang nuốt phải chất thải nhựa cùng với thức ăn hàng ngày. Các vi chất nhựa này có thể gây ức chế hệ miễn dịch, làm lây lan các độc tố, virus và vi khuẩn trong cơ thể con người.

Do đó, nghiên cứu của Trenquist có thể là một trong những thành công trong việc vừa tiết kiệm được nông sản bỏ đi (khoảng 20% khoai tây sau thu hoạch bị loại) vừa là lời giải cho bài toán cứu lấy đại dương.

Bao bì làm từ vỏ trái cây và khoai tây

Hồi năm 2006, một nhà máy tại Pháp đã sản suất ra các loại bao bì từ bột khoai tây và có thể tự phân hủy trong khoảng từ 5 – 6 tháng sau khi sử dụng. “Bao bì này sẽ giúp chúng ta tiết kiệm năng lượng hơn, ít tốn nguyên liệu, bền hơn nhờ độ đặc của tinh bột khoai tây, đồng thời tạo thu nhập cho người nông dân”, ông Renault – Giám đốc Công ty Plastiques et Tissages de Luneray cho biết. Và lợi ích lớn nhất là “giá của bao bì nhựa thông thường sẽ tăng theo giá dầu, trong khi bao bì làm từ khoai tây sẽ hạ giá khi sản lượng khoai thu hoạch tăng”.

Một công ty khác cũng đã nỗ lực để thay đổi vấn đề này đó là Biome Bioplastics (Anh) khi sản xuất loại cốc, ly có thể phân hủy và tái chế. Loại nguyên liệu để làm ra những chiếc cốc đó là tinh bột khoai tây, ngô và cellulose. Sản phẩm cốc, ly của của Biome Bioplastics hoàn toàn có thể tự phân hủy trong thùng rác thực phẩm hoặc thùng giấy tái chế.

Bên cạnh đó, cả một công ty chuyên sản xuất thực phẩm và nước giải khát khổng lồ như PepsiCo cũng đang nhắm đến mục đích sản xuất bao bì từ vỏ khoai tây bỏ đi sau khi sản xuất khoai tây chiên giòn tại nhà máy tại Leicester (Anh).

Trước đó, tại Malaysia, các nhà nghiên cứu tại nước này đã phát triển loại bao bì nhựa phân hủy sinh học làm từ vỏ trái cây nhiệt đới không chỉ bền, tiết kiệm mà còn giúp chúng ta hạn chế được việc gây ô nhiễm môi trường. GS.TS Hanafi Ismail cùng nhóm nghiên cứu đặt tên sản phẩm là “FruitPlast” – sản phẩm của sự chuyển đổi từ vỏ trái cây biến thành tinh bột rồi thành nhựa phân hủy sinh học.

Hiện nay, giới khoa học cho biết ý tưởng sử dụng nhựa phân hủy sinh học thân thiện với môi trường, thay thế cho nhựa truyền thống làm từ nhiên liệu hóa thạch là rất khả quan.

Theo Anninhthudo.vn (9/1/2018)