Khi nhu cầu tăng mạnh đối với các kim loại, việc tái chế càng trở nên bức thiết để giảm tác động của hoạt động khai khoáng lên con người, thiên nhiên.
Tại một nhà máy tái chế kim loại ở Oldbury, miền Trung nước Anh, hàng ngàn tấn phế liệu vụn từ ô tô cho đến xà bần công trình được chở đến mỗi ngày để được tái chế thành các vật liệu riêng lẻ, sau đó bán đi. Một hỗn hộp kim loại, nhựa và các vật liệu khác được đưa qua một hệ thống phức tạp gồm hơn 100 băng tải, nơi chúng tiếp tục được tách ra theo nhiều cách từ thả nổi trên mặt nước cho đến sử dụng nam châm và robot.
Đây chỉ là một vài trong số các công nghệ mới được European Metal Recycling (EMR) áp dụng tại nhà máy Oldbury, khi công ty đa quốc gia này nỗ lực cải tiến quy trình tái chế sao cho hiệu quả hơn, sinh lợi hơn và bảo vệ môi trường.
Khi nhu cầu tăng mạnh đối với các công nghệ sạch như xe điện và tấm pin mặt trời, mối quan ngại về tác động môi trường của hoạt động khai khoáng và sản xuất các kim loại cần thiết cũng gia tăng, trước tình trạng tính đa dạng sinh học bị hủy hoại, lượng thải khí nhà kính tăng cao. Tái chế vì thế càng trở thành tâm điểm, khi cuộc đua toàn cầu nhằm đảm bảo nguồn cung các kim loại thiết yếu ngày càng nóng lên cùng với nỗ lực giảm dấu chân carbon từ hoạt động sản xuất.
Tại châu Âu, 40-75% kim loại liên quan đến năng lượng sạch cần cho các sản phẩm như xe điện, turbine gió có thể được thu hồi nhờ tái chế đến năm 2050 nếu châu lục gia tăng đầu tư vào tái chế và cải thiện hiệu quả của nó, theo Eurometaux.
Trong khi đó, hoạt động sản xuất thép – kim loại được sử dụng nhiều nhất trên thế giới – lại chiếm tới 7-9% lượng thải khí CO2 toàn cầu, theo Hiệp hội Thép Thế giới. Sử dụng một tấn thép tái chế thay vì tạo ra thép mới giúp “tiết kiệm” được 1,5 tấn khí CO2 thải ra, khỏi phải khai thác 1,4 tấn quặng sắt, 740 kg than đá và 120 kg đá vôi, theo tổ chức môi trường Bellona.
Đáng nói là một cuộc nghiên cứu về tỉ lệ tái chế kim loại cho thấy chỉ 18/60 kim loại được khảo sát là có tỉ lệ tái chế toàn cầu trên 50%. Tác giả chính của nghiên cứu là Thomas Graedel, nhà sinh thái học công nghiệp tại Đại học Yale, cho biết tái chế kim loại đóng một vai trò rất thiết yếu nhưng chưa được xem trọng trong cuộc chuyển đổi xanh toàn cầu.
Tuy nhiên, nhờ sự tham gia tích cực của khối doanh nghiệp, mọi việc đã bắt đầu thay đổi. EMR, chẳng hạn, hiện có khoảng 160 nhà máy tái chế trên khắp nước Mỹ và châu Âu với doanh thu 5,7 tỉ USD năm 2021. Hay nhà sáng lập Frank Chen của BR Metals (thành lập năm 2009) đã tìm thấy cơ hội kinh doanh bền vững từ việc thu hồi PGM (kim loại nhóm platin như bạch kim, palladi, rhodium, một tài nguyên không thể tái tạo) từ các bộ lọc khí thải trên ô tô bị bỏ đi. Những kim loại quý này được bán lại cho các nhà máy đối tác tại Nhật và Hàn Quốc, sau đó được đưa trở lại vào chuỗi cung ứng toàn cầu, mang lại một giải pháp thay thế bền vững cho việc khai thác PGM từ lòng đất hoặc từ các mỏ lộ thiên. Năm 2021, công ty Singapore này đã đạt doanh thu 300 triệu USD.
Tuy vậy, thách thức cũng không nhỏ cho các công ty như EMR, BR Metals trên con đường tăng trưởng, bởi bản chất của các kim loại hiện đại được sử dụng trong các sản phẩm từ smartphone cho đến ô tô là rất khó phân tách và tái chế. Graedel của Yale từng trích dẫn một nghiên cứu năm 2021 của Viện Công nghệ Massachusetts và hãng xe Mỹ Ford chỉ ra rằng những chiếc ô tô hiện đại chứa tới 76 nguyên tố hóa học khác nhau. “Tôi ngờ rằng các nhà thiết kế ô tô chưa từng ghé thăm một trung tâm tái chế ô tô nào. Có lẽ chúng ta không cần phải tạo ra những chiếc ô tô có hiệu suất tốt nhất nếu phải đánh đổi bằng việc gây hại cho môi trường nhiều hơn”, ông nói.
EMR đang đầu tư vào nghiên cứu nhằm khôi phục càng nhiều vật liệu càng tốt, nghĩa là Công ty có thể tạo ra lợi nhuận cao hơn trong khi thải ít rác vào bãi chôn hơn, giúp giảm thiểu tác hại lên môi trường. Chris Sheppard, CEO của EMR, cho biết Công ty cũng đang làm việc với các nhà sản xuất cũng như nhà thiết kế tại các hãng xe về cách sản xuất sản phẩm sao cho giúp việc tái chế dễ dàng hơn. “Nếu họ thiết kế ô tô với tầm nhìn kinh tế tuần hoàn thì việc tái chế chúng sẽ dễ dàng hơn rất nhiều”, ông nói.
Tất nhiên, khác với các kim loại truyền thống như đồng, nhôm, để thu hồi những kim loại phức tạp như đất hiếm đòi hỏi có các công nghệ tái chế mới. Với nhiều hạn chế, đặc biệt về công nghệ, trong ngắn hạn, tái chế sẽ chỉ đóng một vai trò nhỏ trong việc đáp ứng nhu cầu kim loại ngày càng tăng. Tuy nhiên, theo Jamie Speirs, nhà nghiên cứu năng lượng tại Imperial College London, các quy định nghiêm ngặt từ chính phủ là một động lực quan trọng giúp thay đổi việc này. Ông lấy ví dụ về chì, một kim loại có tỉ lệ tái chế cao nhất nhờ các quy định trên toàn cầu nhằm tránh gây hại đến sức khỏe do pin axit chì.
Tin vui là ngày càng nhiều công ty tham gia vào nghiên cứu công nghệ để tái chế kim loại hiếm. Theo Nikkei, Mitsubishi Materials (Nhật) sẽ thương mại hóa việc tái chế các kim loại hiếm như coban, lithium từ pin lithium-ion có trong xe điện, bắt đầu từ năm tài chính 2025. Về mặt kỹ thuật, rất khó thu hồi lithium và các vật liệu khác với chi phí thấp, đặc biệt từ pin lithium-ion, nhưng Mitsubishi Materials và đối tác Envipro Holdings sẽ phát triển một công nghệ có thể giúp thu hồi kim loại hiếm một cách hiệu quả.
Các nhà sản xuất kim loại khác của Nhật cũng đang đẩy mạnh tái chế kim loại hiếm, vì khi xe điện càng sử dụng rộng rãi sẽ càng siết chặt nguồn cung kim loại hiếm. Dowa Holdings cho biết sẽ thành lập một công ty thu hồi lithium và các kim loại hiếm khác sớm nhất vào năm 2024. JX Nippon Mining & Metals, Sumitomo Metal Mining… cũng tham gia vào tái chế kim loại hiếm. Hiện Nhật đang phụ thuộc vào nhập khẩu cả coban và lithium cho pin và ngành này bắt buộc phải tạo ra một hệ thống tái chế các tài nguyên trong nước để thúc đẩy việc sử dụng rộng rãi xe điện mà không lệ thuộc quá mức vào nhập khẩu.
Theo chuyên gia nghiên cứu Fuji Keizai, doanh số bán xe điện toàn cầu sẽ tăng gấp 12 lần vào năm 2035 so với năm 2021. Japan Energy và Metals National Corp. ước tính nhu cầu thế giới đối với lithium và nickel sẽ lần lượt vượt cung vào khoảng năm 2030 và cuối thập niên 2030 và có 1,3 tỉ kWh pin đã qua sử dụng cần được xử lý đến năm 2040.
Phong Việt (Tổng hợp)
