Đánh giá mới nhất về tiềm năng chống biến đổi khí hậu của đất sét trong ngành công nghiệp xi măng

Đất sét nung đang mở ra hướng giảm phát thải cho ngành xi măng nhờ khả năng thay thế một phần clinker. Với công thức xi măng LC3, mức giảm phát thải có thể đạt tới 40% so với xi măng Portland thông thường. 

Một phân tích mới đây dựa trên dữ liệu từ Nhóm Lãnh đạo Chuyển đổi Công nghiệp (Leadership Group for Industry Transition – LeadIT) đã chỉ ra rằng các dự án lò nung đất sét quy mô thương mại đang được công bố rộng rãi trên khắp các châu lục. Đáng chú ý, các cơ sở vận hành lớn nhất hiện nay đang tập trung chủ yếu tại các thị trường mới nổi và nền kinh tế đang phát triển. Đất sét – vật liệu đã được sử dụng từ nhiều thế kỷ trước, rất lâu trước khi xi măng Portland thông thường (OPC) ra đời – nay đang thu hút sự chú ý mạnh mẽ như một giải pháp tiềm năng cho khí hậu toàn cầu.

Tại Sao Đất Sét Nung (Calcined Clay) Là Chìa Khóa Để Khử Cacbon?

Hiện nay, hoạt động sản xuất xi măng truyền thống trên toàn cầu đang tạo ra khoảng 6% tổng lượng phát thải carbon dioxide (CO2) trực tiếp từ việc sử dụng năng lượng và các quá trình công nghiệp. Điều này khiến ngành xi măng trở thành một trong những lĩnh vực trọng điểm cần được khử cacbon cấp bách để đạt được mục tiêu Net-Zero toàn cầu.

Xi măng Portland thông thường (OPC) phụ thuộc rất lớn vào clinker, một thành phần được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp đá vôi và đất sét ở nhiệt độ cực cao lên tới 1500°C. Quá trình này tiêu thụ lượng lớn nhiên liệu hóa thạch, đồng thời bản thân phản ứng hóa học biến đổi đá vôi cũng thải ra thêm một lượng khí CO2 khổng lồ vào bầu khí quyển.

Giải pháp thay thế ưu việt hiện nay là nung các loại đất sét ở nhiệt độ thấp hơn rất nhiều và sử dụng chúng để thay thế một phần clinker. Điều này giúp giảm thiểu đáng kể lượng phát thải. Xi măng đất sét nung đá vôi (Limestone Calcined Clay Cement – LC3) hiện là loại xi măng phổ biến nhất được sản xuất theo phương pháp này, với tỷ lệ pha trộn 15% đá vôi và 30% đất sét nung. Theo các chuyên gia, quy trình này có thể giảm lượng khí thải của xi măng lên tới 40% và hoàn toàn có thể cạnh tranh về mặt kinh tế với OPC truyền thống, tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu tại từng địa phương.

Đọc thêm: 135 Sản Phẩm Ngành Xi Măng Được Công Bố EPD Tại Việt Nam

Sơ đồ thành phần LC3. Nguồn: LC3 — The Material

Phát hiện chính từ báo cáo của LeadIT

Dữ liệu của LeadIT đã làm nổi bật 5 lợi thế của công nghệ đất sét nung trong hệ sinh thái “xi măng xanh”:

• Mức độ phủ sóng toàn cầu: Khác với công nghệ Thu hồi, Tận dụng và Lưu trữ Carbon (CCUS) hiện gần như chỉ có mặt tại các nền kinh tế tiên tiến, các dự án lò nung đất sét đã xuất hiện ở mọi châu lục.
• Chi phí thấp, kỹ thuật đơn giản: Sự chấp nhận rộng rãi của đất sét nung trên toàn cầu xuất phát từ tính đơn giản về mặt kỹ thuật và chi phí đầu tư thấp hơn đáng kể so với việc xây dựng hệ thống CCUS.
• Lợi thế đặc biệt của vùng nhiệt đới: Đất sét nung có nguồn gốc từ cao lanh (kaolin), xuất hiện với trữ lượng rất lớn ở vùng nhiệt đới ẩm. Điều này khiến công nghệ này cực kỳ phù hợp với các quốc gia ở Châu Phi, Châu Á và Châu Mỹ Latinh – nơi dự kiến sẽ bùng nổ các dự án xây dựng trong tương lai.
• Tính khả thi thương mại cao: Hơn 72% tất cả các dự án được theo dõi đều được triển khai thẳng ở quy mô thương mại (không phải dự án thí điểm). Trong đó, hơn 70% các dự án này đã đi vào hoạt động thực tế.
• Tiềm năng sản lượng: Dựa trên các dự án đang vận hành và mới công bố, đất sét nung có thể giúp sản xuất thêm 26 triệu tấn xi măng carbon thấp mỗi năm. Dù vậy, ngay cả khi đạt được tỷ lệ pha trộn lý tưởng là 35%, con số này vẫn chiếm chưa tới 1% trong tổng số 4 tỷ tấn xi măng được sản xuất trên toàn cầu hiện nay.

Tiến độ triển khai toàn cầu

Mặc dù năm 2025 ghi nhận rất ít dự án mới được công bố, phân tích của LeadIT dự báo sẽ có ít nhất 6 dự án quy mô lớn được đưa vào vận hành trong năm 2026 (bao gồm 4 dự án tại Châu Phi và 2 dự án tại Châu Âu). Nhìn xa hơn về lộ trình dài hạn, hiện có 15 dự án đang hoạt động tích cực trải dài khắp Châu Phi, Châu Âu và Châu Mỹ.

Biểu đồ dự án đất sét nung theo năm và châu lục. Nguồn: LeadIT

Ông Perez Yeptho, chuyên gia phân tích tại LeadIT, nhấn mạnh: “Phân tích của chúng tôi cho thấy sự cấp thiết của việc đẩy nhanh triển khai các dự án tiềm năng. Để mang lại mức giảm phát thải đáng kể cho ngành công nghiệp xi măng, thế giới cần đẩy nhanh quá trình mở rộng quy mô, không chỉ đối với các dự án đất sét nung mà còn cả các công nghệ carbon thấp bổ trợ trong tương lai.”

Tương lai xanh cùng công nghệ nung điện hóa

Quá trình cắt giảm lượng khí thải có thể được tối ưu hóa sâu rộng hơn thông qua sự phát triển của các công nghệ nung điện hóa (Electrified Calcination). Các ví dụ điển hình bao gồm công nghệ lò nung hồ quang điện hoặc băng tải nung tuyến tính bằng điện. Bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng các giải pháp chạy điện kết hợp với năng lượng điện tái tạo sạch, lượng khí thải CO2 trong quá trình nung đất sét sẽ gần như được triệt tiêu hoàn toàn.

NET ZERO 2050 – ĐỒNG HÀNH CÙNG DOANH NGHIỆP GIẢM PHÁT THẢI

Doanh nghiệp cần tư vấn LCA, EPD và giải pháp giảm phát thải cho vật liệu xây dựng, vui lòng liên hệ Net Zero 2050 để được hỗ trợ phù hợp với nhu cầu triển khai.

Hotline: 0866 059 659 – 033 226 8626
Email: info@cic.com.vn
Website: www.netzero2050.vn

Nguồn: World Cement