Xu Hướng Công Nghệ Luyện Kim Xanh: Lò Điện Hồ Quang & Hydrogen Trong Sản Xuất Thép

Ngành thép hiện chiếm khoảng 7–9% tổng lượng phát thải CO₂ toàn cầu, chủ yếu từ các lò cao (Blast Furnace) và lò chuyển (BOF) sử dụng than coke. Dưới áp lực từ Hiệp định Paris và các cam kết Net Zero của chính phủ các nước, ngành công nghiệp thép buộc phải tìm kiếm lộ trình khử carbon.

• Hai công nghệ được đánh giá có tiềm năng nhất hiện nay là:
• Lò điện hồ quang (EAF) chạy bằng điện tái tạo
• Khử sắt trực tiếp bằng hydrogen (DRI-H₂) thay thế than coke trong luyện gang

Lò điện hồ quang không sử dụng than coke, thay vào đó dùng điện năng để nấu chảy thép phế liệu. Khi nguồn điện đến từ năng lượng tái tạo (gió, mặt trời, thủy điện), lượng phát thải CO₂ có thể giảm tới 70–80% so với lộ trình BOF truyền thống.

• Ưu điểm vượt trội:
• Linh hoạt về quy mô: từ lò mini 10 tấn đến lò lớn 300 tấn/mẻ
• Chi phí đầu tư thấp hơn so với lộ trình tích hợp BOF
• Thích hợp tái chế phế liệu thép, giảm phụ thuộc quặng sắt
• Thời gian xây dựng nhà máy ngắn hơn (12–18 tháng)

Hiện nay, EAF chiếm khoảng 28% sản lượng thép toàn cầu và dự báo tăng lên 45% vào năm 2035 theo IEA.

Công nghệ DRI-H₂ (Khử sắt trực tiếp bằng hydrogen) sử dụng hydrogen xanh (sản xuất từ điện phân nước bằng năng lượng tái tạo) để khử quặng sắt thành sắt xốp (DRI), sau đó đưa vào EAF để luyện thép. Quá trình này chỉ tạo ra hơi nước, không phát thải CO₂.

• Các dự án tiên phong:
• HYBRIT (Thụy Điển – SSAB/LKAB/Vattenfall): đã sản xuất thép không CO₂ đầu tiên từ 2021
• H2 Green Steel (Thụy Điển): nhà máy thép xanh quy mô lớn đầu tiên, dự kiến vận hành 2025
• ThyssenKrupp (Đức): lộ trình chuyển đổi 5 lò cao sang DRI-H₂ vào 2030

Thách thức lớn nhất hiện tại là chi phí hydrogen xanh vẫn cao hơn 3–4 lần so với khí tự nhiên, nhưng dự báo sẽ giảm mạnh khi quy mô sản xuất điện tái tạo tăng.

Tại Việt Nam, một số nhà máy thép lớn đã bắt đầu nghiên cứu và lên kế hoạch đầu tư lò EAF để đáp ứng yêu cầu xuất khẩu sang EU (Cơ chế điều chỉnh carbon biên giới CBAM có hiệu lực từ 2026). Hòa Phát đã vận hành tổ hợp EAF tại Dung Quất 2 với công suất 5,6 triệu tấn/năm.

• Nhất Trí Thành cung cấp đầy đủ thiết bị và vật tư phục vụ cho hệ thống EAF:
• Lò điện hồ quang (EAF) và hệ thống điều khiển
• Điện cực graphite (than điện cực) — vật tư tiêu hao thiết yếu
• Dây đồng cáp thuỷ, thyristor công suất cao, bộ tản nhiệt
• Vật liệu đầm lò, gạch chịu lửa cho lò EAF và tundish
• Khuôn đồng, hộp kết tinh cho máy đúc liên tục CCM

Chúng tôi sẵn sàng tư vấn kỹ thuật và cung cấp giải pháp thiết bị phù hợp cho các nhà máy đang trong quá trình chuyển đổi sang công nghệ EAF tại Việt Nam.