Trong một cuộc họp hồi tháng 3/2020 với các nhà đầu tư thuộc Breakthrough Energy Ventures (BEV) - một quỹ do tỷ phú Bill Gates sáng lập, Sandeep Nijhawan đã mang đến 4 ý tưởng kinh doanh nhằm giải quyết tình trạng biến đổi khí hậu. Một trong số đó là sáng kiến chế tạo sắt bằng điện tái tạo, nói không với than và khí xả thải môi trường.

Theo Bloomberg, sắt chiếm 98% thành phần cấu tạo nên thép - loại vật liệu vô cùng phổ biến trong thế giới hiện đại. Trong các lò nung với nhiệt độ lên tới hơn 1400 độ C, carbon trong than kết hợp với oxy trong quặng sắt sẽ giải phóng một lượng lớn carbon dioxide vô cùng ô nhiễm.

Được biết, quy trình tạo sắt đóng góp tới 90% lượng khí thải nhà kính, trong khi quy trình tạo thép chiếm 7% lượng khí thải mỗi năm - tức nhiều hơn cả ngành công nghiệp vận tải biển và hàng không cộng lại. Tuy nhiên, nếu quá trình này được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ ấm và không than đá, một lượng lớn khí phát thải sẽ được loại bỏ mà không cần đến công nghệ đắt tiền.

Đó là lý do vì sao ý tưởng của Nijhawan thu hút phần lớn các nhà đầu tư. Thép “xanh”, với mức giá phải chăng, được cho là có thể tác động lên ngành công nghiệp vốn có thể tạo ra hơn 870 tỷ USD doanh thu mỗi năm. Sau khi được bật đèn xanh và nhận 2,25 triệu USD từ BEV và một số nhà đầu tư, Nijhawan ngay lập tức bắt tay vào vận hàng Electra.

Những thử nghiệm ban đầu của Electra đến từ một chiếc gara để xe chật hẹp. Đồng nghiệp cũ của Nijhawan là Quoc Pham đã tham gia với tư cách là giám đốc công nghệ. Công việc đầu tiên là tìm hiểu xem liệu quặng sắt có thể hòa tan bên trong nước pha axit hay không. Kết quả không như mong muốn. Quoc Pham khi đó đã bi quan rằng đây là lần khởi nghiệp ngắn nhất trong cuộc đời mình.

Trước khi đi vào chi tiết, cần biết rằng có 3 cách để cắt giảm lượng khí thải từ quá trình sản xuất thép.

Đầu tiên, thu giữ lượng khí thải và chôn chúng dưới lòng đất. Nhà máy đầu tiên và duy nhất làm được điều này được xây dựng vào năm 2016 tại Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất.

Thứ hai, sử dụng hydro thay thế than đá. Lô thép đầu tiên này được sản xuất vào năm ngoái, song không sẵn có từ nay cho đến năm 2026. Do hydro được làm từ điện tái tạo vốn đắt hơn than, nên các công ty vẫn buộc phải sử dụng quặng sắt cao cấp - thứ mà thế giới đang cần cạn kiệt.

Thứ ba, sử dụng điện, tuy nhiên, cách này vô cùng tốn kém. Từ nay cho đến khi điện trở nên rẻ hơn, rất khó để áp dụng cách này vào quá trình sản xuất sắt thép. Một giải pháp nữa là nung chảy và Boston Metal, startup được thành lập vào năm 2012, đã làm được điều này. Trong 10 năm qua, công ty đã mở rộng quy mô công nghệ và vận hành bằng cách nung quặng sắt ở nhiệt độ cao.

Tuy nhiên, đây không phải điều Nijhawan muốn theo đuổi. Quy trình nung chảy phải diễn ra liên tục 24 giờ/ngày, 365 ngày/năm, nếu không, quặng sẽ đông đặc lại và ảnh hưởng đến sản lượng. Do vậy, Nijhawan muốn duy trì nhiệt độ lò ở mức ấm, tức không nóng hơn nhiệt độ một tách cà phê phin để quá trình nung chảy có thể linh hoạt vận hành. Để làm được điều này, Pham phải hòa tan được quặng sắt trong nước pha axit.

“Tôi cần chưa đến 10 nhân sự. Có thể mất một hoặc một năm rưỡi để quy trình này được hiện thực hóa”, Nijhawan nói.

May mắn là, Nijhawan không phải đợi lâu đến vậy. Pham, cùng với một số chuyên gia, trong đó có Dan Steingart, giáo sư luyện kim hóa học tại Đại học Columbia, đã dành nhiều tuần thử nghiệm và tìm ra giải pháp. Electra tuyên bố mọi thứ đều khả thi về mặt công nghệ, song từ chối chia sẻ chi tiết.

“Electra đã cố gắng thực hiện quá trình chuyển đổi khó khăn chỉ nhờ nguồn điện ở nhiệt độ thấp”, Venkat Viswanathan, phó giáo sư tại Đại học Carnegie Mellon, cho biết.

Chuyến tham quan cơ sở Colorado của Electra cho thấy rõ sự tiến bộ. Electra đã sản xuất thành công các tấm sắt có kích thước bằng tờ giấy, bề ngoài xám bạc và nặng một cách đáng kinh ngạc. Điều này giúp Electra huy động được tổng cộng 85 triệu USD từ BEV, tập đoàn khai thác mỏ khổng lồ BHP, quỹ Temasek Holdings có trụ sở tại Singapore, Amazon và một số nhà đầu tư khác. Tất cả những gì cần làm bây giờ chỉ là mở rộng công nghệ.

Electra hứa hẹn sẽ xây dựng một cơ sở mới vào năm sau, đồng thời đẩy mạnh sản xuất các tấm sắt có kích thước thương mại. Trong bối cảnh tập đoàn thép khổng lồ Thụy Điển SSAB và Boston Metal đều đặt mục tiêu sản xuất thép không phát thải vào năm 2026, một cuộc đua đã chính thức bắt đầu.

Nếu thành công, nhà máy của Electra sẽ nhỏ hơn nhiều so với các nhà máy thép thông thường song lại có thể tạo ra 2 triệu tấn thép mỗi năm và tiêu tốn hơn 1 tỷ USD. Một số nhà máy năng suất nhỏ hơn dự kiến cũng sẽ được xây dựng.

Theo: Bloomberg