[Emagazine] Xanh hóa quy trình sản xuất thép: Thực tiễn từ Thép Hòa Phát

Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát Dung Quất 2 đi vào vận hành đồng bộ trong năm 2025, nâng năng lực sản xuất thép của Hòa Phát lên 16 triệu tấn/năm. Theo công bố của doanh nghiệp, quy mô này đưa Hòa Phát vào nhóm doanh nghiệp thép lớn nhất Đông Nam Á và nhóm 30 doanh nghiệp thép lớn trên thế giới. Riêng các khu liên hợp tại Dung Quất có tổng công suất khoảng 12 triệu tấn/năm, trong đó khoảng 9 triệu tấn là thép cuộn cán nóng và thép chất lượng cao.

Quy mô sản xuất lớn cũng đặt ra yêu cầu kiểm soát chặt chẽ năng lượng, nguyên liệu và phát thải. Theo Báo cáo Phát triển bền vững 2025, tổng phát thải khí nhà kính Scope 1 và Scope 2 của Tập đoàn Hòa Phát là 23,474 triệu tấn CO₂e; riêng lĩnh vực thép phát thải khoảng 23,37 triệu tấn CO₂e, chiếm 99,55%. Vì vậy, các khu liên hợp gang thép là trọng tâm giảm phát thải của Tập đoàn. Mỗi cải thiện về hiệu suất, khi được áp dụng trên hàng triệu tấn sản phẩm, có thể tạo ra khác biệt đáng kể về chi phí và mức phát thải.

Trong sản xuất thép tích hợp theo tuyến lò cao - lò thổi oxy, nhiều nguồn năng lượng phát sinh ngay trong quá trình vận hành, từ nhiệt của cốc sau luyện, khí lò cao, khí lò chuyển đến hơi nước từ hệ thống làm mát, nhiệt của quá trình thiêu kết và phôi sau đúc. Thu hồi, sử dụng các nguồn này giúp hạn chế tổn thất năng lượng và giảm nhu cầu mua thêm điện, nhiên liệu cho các công đoạn tiếp theo.

Tại các khu liên hợp của Hòa Phát, nhiệt dư từ luyện cốc và hệ thống dập cốc khô được thu hồi để tạo hơi; khí than từ lò cao, lò chuyển được tận dụng làm nhiên liệu cho nồi hơi. Hệ thống thu hồi năng lượng còn khai thác hơi từ hệ thống làm mát lò thổi, lò nung phôi và nhiệt dư từ quá trình thiêu kết. Nguồn hơi này được sử dụng để phát điện, cung cấp trở lại cho dây chuyền sản xuất.

Việc thu hồi năng lượng được tích hợp vào thiết kế công nghệ của các khu liên hợp. Khí và nhiệt phát sinh ở một công đoạn được chuyển thành nguồn năng lượng phục vụ những công đoạn khác, qua đó nâng hiệu quả sử dụng năng lượng trong toàn bộ quá trình sản xuất.

Năm 2025, nguồn điện tự sản xuất đáp ứng khoảng 90% nhu cầu điện tại Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát Dung Quất và khoảng 80% tại Hải Dương. Trong 6 tháng đầu năm 2026, sản lượng điện tự phát tại Dung Quất đạt khoảng 2,28 tỷ kWh, tăng gần 60% so với cùng kỳ năm trước.

Hòa Phát cũng sử dụng tua-bin thu hồi áp suất khí lò cao để khai thác năng lượng từ dòng khí có áp suất lớn. Theo Báo cáo Phát triển bền vững, giải pháp này có thể giảm tới 50% điện năng tiêu thụ so với phương pháp truyền thống tại công đoạn liên quan. Trong khâu cán, công nghệ đúc - cán liên tục cho phép đưa phôi nóng ở nhiệt độ khoảng 750-900°C trực tiếp vào dây chuyền cán, giảm nhu cầu gia nhiệt lại.

Cường độ tiêu thụ năng lượng trong sản xuất thép của Hòa Phátnăm 2025 được báo cáo ở mức 17,48 GJ/tấn thép thô. Mức này thấp hơn bình quân thế giới năm 2024 là 20,95 GJ/tấn, theo số liệu doanh nghiệp dẫn từ Hiệp hội Thép Thế giới. Cùng năm, Công ty CP Thép Hòa Phát Dung Quất đạt chứng nhận ISO 50001:2018 về hệ thống quản lý năng lượng.

ISO 50001 đặt việc sử dụng năng lượng trong một quy trình quản lý có đường cơ sở, chỉ số theo dõi, mục tiêu cải thiện và cơ chế rà soát liên tục. Tại Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát Dung Quất 2, hệ thống quản lý năng lượng EMS vận hành từ ngày 25/11/2025, cho phép giám sát tập trung và thu thập dữ liệu theo thời gian thực từ thiết bị, dây chuyền. Theo Hòa Phát, hệ thống được kỳ vọng giúp tiết kiệm 5-20% chi phí năng lượng, tùy khu vực vận hành.

Dữ liệu theo thời gian thực hỗ trợ nhận diện sớm những biến động tiêu hao bất thường và điều chỉnh vận hành. Qua đó, các giải pháp tiết kiệm năng lượng có thể được theo dõi, đánh giá thường xuyên, bổ sung cơ sở định lượng cho kinh nghiệm vận hành của đội ngũ kỹ thuật.

Bên cạnh thu hồi năng lượng, từ năm 2025 Hòa Phát đẩy mạnh điện mặt trời áp mái tại các khu liên hợp và nhà máy trên toàn quốc, với tổng công suất mục tiêu hơn 130 MWp. Đến cuối năm 2025, gần 20 MWp đã được lắp đặt. Khi hoàn thành theo lộ trình, hệ thống dự kiến cung cấp khoảng 170 triệu kWh điện mỗi năm, tương đương khoảng 13% lượng điện mua ngoài hiện tại của Tập đoàn.

Điện mặt trời bổ sung nguồn năng lượng tại chỗ cho hệ thống điện tự phát từ nhiệt dư và khí than, giúp giảm điện mua ngoài và tăng mức độ chủ động trong vận hành.

Cùng với năng lượng, việc sử dụng nguyên liệu, nước và xử lý các dòng chất thải là một nội dung quan trọng của quá trình xanh hóa. Trong khu liên hợp thép, xỉ lò cao, xỉ thép, bụi chứa sắt, bùn, vảy cán, đầu mẩu thép và thép không đạt yêu cầu vẫn có thể được thu hồi giá trị nếu có công nghệ xử lý phù hợp.

Năm 2025, toàn Tập đoàn Hòa Phát phát sinh khoảng 7,085 triệu tấn chất thải rắn; gần 6,98 triệu tấn trong số đó được tái chế, tái sử dụng hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng. Riêng nhóm thép, tỷ lệ tái chế và tái sử dụng chất thải rắn được công bố ở mức khoảng 99%.

Bụi và vật liệu chứa sắt được thu hồi, đưa trở lại sản xuất. Thép phế phát sinh trong đúc, cán và gia công có thể phối cùng gang lỏng tại công đoạn luyện thép. Năm 2025, tỷ lệ phối phế cùng gang lỏng tại Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát Hải Dương tăng từ 16% lên 22%; tại Dung Quất 1 tăng từ 19% lên 21%.

Tăng tỷ lệ sử dụng phế liệu giúp giảm tỷ trọng nguyên liệu có mức phát thải cao, giảm tiêu hao than cốc và năng lượng trên một tấn thép. Đồng thời, Hòa Phát triển khai các giải pháp giảm tiêu hao than cốc trong lò cao thông qua cải thiện chất lượng phối liệu, kiểm soát kích cỡ cốc, tối ưu phân bố liệu, tốc độ gió nóng và áp suất lò.

Xỉ lò cao và xỉ thép, những dòng vật chất phát sinh với khối lượng lớn, được xử lý để sử dụng làm nguyên liệu, phụ gia cho ngành vật liệu xây dựng hoặc các mục đích phù hợp khác. Một số loại bụi, bùn giàu sắt và chứa kẽm được xử lý để thu hồi thành phần có giá trị, hướng tới đưa sắt trở lại sản xuất và tách kẽm thành sản phẩm phụ. Khả năng tuần hoàn các dòng vật chất này phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật và hiệu quả kinh tế của từng phương án xử lý.

Nước cũng được quản lý theo hướng tuần hoàn. Báo cáo Phát triển bền vững 2025 ghi nhận Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát Dung Quất tái sử dụng khoảng 98% lượng nước. Nước làm mát và nước công nghệ sau xử lý được đưa trở lại hệ thống, giảm lượng nước mới phải khai thác.

Các giải pháp này gắn xử lý chất thải với nhu cầu nguyên liệu của dây chuyền. Khi vật liệu chứa sắt, thép phế và nước sau xử lý tiếp tục được sử dụng, doanh nghiệp có thêm khả năng tiết kiệm tài nguyên và hạn chế lượng chất thải phải loại bỏ.

Hiệu quả giảm phát thải của các giải pháp công nghệ cần được đánh giá trên cơ sở dữ liệu đủ chi tiết và đường cơ sở tin cậy. Từ năm 2023, Hòa Phát duy trì kiểm kê khí nhà kính tại phần lớn các công ty thành viên. Năm 2025 là năm đầu tiên Tập đoàn lập báo cáo phát thải khí nhà kính trên phạm vi toàn Tập đoàn theo ISO 14064, với số liệu được BSI thẩm định.

Kiểm kê giúp xác định vị trí và tỷ trọng của các nguồn phát thải, từ đó lựa chọn trọng tâm cải tiến. Khi dữ liệu được phân tích theo quá trình sản xuất, năng lượng, nhiên liệu và đơn vị sản phẩm, doanh nghiệp có cơ sở đánh giá lượng phát thải thực tế giảm được từ từng dự án. Hiệu quả của việc giảm tiêu hao than cốc, tăng tỷ lệ phế liệu hay tự phát điện từ nhiệt dư có thể được lượng hóa trong quản trị carbon, bên cạnh giá trị tiết kiệm chi phí và tài nguyên.

Để phục vụ cách quản trị này, Hòa Phát đang xây dựng hạ tầng dữ liệu gắn với hoạt động sản xuất. Tại Dung Quất, hệ thống ERP được sử dụng để theo dõi nguyên liệu từ đầu vào đến đầu ra và kiểm soát các chỉ số tiêu hao; EMS theo dõi sử dụng năng lượng theo thời gian thực. Các dự án số hóa dữ liệu sản xuất giúp thông tin được cập nhật liên tục, giảm sự phụ thuộc vào báo cáo thủ công.

Khi các hệ thống dữ liệu được kết nối, doanh nghiệp có thể nhận diện thiết bị tiêu hao năng lượng bất thường, phân tích công đoạn sử dụng nhiên liệu cao hơn đường cơ sở và đánh giá hiệu quả các dự án thu hồi nhiệt bằng lượng điện năng, carbon giảm được. Dữ liệu khi đó hỗ trợ trực tiếp cho việc lựa chọn giải pháp và điều chỉnh vận hành tại dây chuyền.

Việc quản trị carbon đang được triển khai đến cấp sản phẩm. Đối với các sản phẩm xuất khẩu như thép cuộn cán nóng, thép mạ, phôi thép và container, Hòa Phát đã thực hiện kiểm kê dấu chân carbon theo ISO 14067, được bên thứ ba kiểm định, để phục vụ khai báo theo Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon của Liên minh châu Âu (CBAM).

Tập đoàn cũng bắt đầu xây dựng Báo cáo Môi trường Sản phẩm (EPD) cho một số sản phẩm thép. Thông qua phương pháp đánh giá vòng đời, EPD hướng tới công bố rộng hơn về tác động môi trường của sản phẩm, tăng tính minh bạch của thông tin cung cấp cho thị trường.

Bên cạnh mác thép, cơ tính, chất lượng và giá, các thị trường có tiêu chuẩn cao ngày càng quan tâm đến lượng carbon trên một tấn thép, phương pháp tính và mức độ kiểm chứng dữ liệu. Khả năng kiểm soát năng lượng, nguyên liệu và carbon vì thế đang trở thành một phần trong năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp thép.

Với năng lực sản xuất 16 triệu tấn thép mỗi năm, Hòa Phát cần phối hợp nhiều giải pháp để giảm phát thải. Dư địa cải thiện nằm trong từng quyết định về phối liệu, vận hành lò cao, thu hồi khí than, giữ nhiệt phôi, tuần hoàn nước và tái chế xỉ. Việc theo dõi tiêu hao năng lượng và phát thải giúp doanh nghiệp đánh giá tác động của các quyết định đó, đồng thời chuẩn bị dữ liệu và năng lực công nghệ cho những bước chuyển sâu hơn.

Thực tế triển khai tại Hòa Phát cho thấy xanh hóa sản xuất thép đòi hỏi sự gắn kết giữa công nghệ thu hồi năng lượng, tuần hoàn tài nguyên và quản trị bằng dữ liệu. Khi hiệu quả sử dụng năng lượng, nguyên liệu và mức phát thải được theo dõi trong quá trình làm ra từng tấn thép, mục tiêu môi trường trở thành một nội dung cụ thể của quản lý sản xuất.