“Thuật giả kim” thời hiện đại: Biến rác thải nhựa thành dầu ở Hàn Quốc

Cơ sở hệ thống RGO của City Oil Field. (Ảnh: City Oil Filed)

Nhà máy xử lý khoảng 24 tấn nhựa thải mỗi ngày và thu hồi lượng dầu tương đương khoảng 70% khối lượng đầu vào, mức hiệu suất cao so với tiêu chuẩn của ngành.

Hàn Quốc cho biết đã phát triển và thương mại hóa công nghệ đầu tiên trên thế giới theo phương pháp này. Theo đơn vị phát triển, công nghệ tương tự hiện chưa có ở Mỹ, châu Âu hay Nhật Bản.

Nhà máy đặt tại thành phố Jeongeup, tỉnh Jeolla Bắc, chỉ với vài công nhân vận hành. Dù quy mô nhỏ, nơi đây vẫn thu hút khách hàng từ Anh và Ả Rập Xê-út. Toàn bộ sản lượng hằng năm, khoảng 4.550 tấn nguyên liệu tái chế, đã được tập đoàn giao dịch hàng hóa Trafigura ký hợp đồng bao tiêu.

Công nghệ được phát triển suốt 45 năm

Nguyên lý hoạt động khá đơn giản, được ví như lò vi sóng: các hạt gốm nung nóng phát ra dạng năng lượng sóng, làm đứt các chuỗi carbon dài mà không cần đốt. Để đạt được kết quả này phải mất 45 năm nghiên cứu qua hai thế hệ.

Câu chuyện bắt đầu từ năm 1980, khi ông Jung Heung-je, người sáng lập Viện Nghiên cứu Khoa học Sự sống Quốc gia, phát hiện các hạt gốm nung có thể cắt nhỏ chuỗi carbon của dầu nặng thành dầu nhẹ hơn, sạch hơn, đồng thời giúp giảm ô nhiễm từ nhiên liệu tàu biển.

Sau đó, một doanh nghiệp khai thác dầu bằng phương pháp nhiệt phân nhờ ông giải quyết vấn đề dầu tái chế bị đông cứng như paraffin. Từ đây, ông mở rộng nghiên cứu sang việc xử lý rác thải nhựa.

Theo công ty, năng lượng từ các hạt gốm sẽ cắt đứt chuỗi carbon của nhựa trong lò phản ứng xúc tác kín, biến nhựa thành hơi. Khi làm lạnh, hơi ngưng tụ thành dầu nặng; tiếp tục tinh chế sẽ thu được nhiên liệu dầu nhẹ và nguyên liệu naphtha.

Do không đốt nhựa, quá trình này giúp giảm đáng kể phát thải carbon và các chất độc như dioxin. Nhựa vốn được khai thác từ naphtha - một sản phẩm của dầu mỏ - và công nghệ này đưa vật liệu trở lại dạng nguyên liệu ban đầu, tạo nên một vòng tuần hoàn khép kín.

Hai thế hệ theo đuổi công nghệ

Công trình nghiên cứu được con trai ông, Jung Young-hoon, tiếp tục phát triển với mục tiêu giảm sự phụ thuộc của Hàn Quốc vào nhiên liệu hóa thạch.

Ông tham gia dự án từ giữa những năm 2000, bắt đầu phát triển công nghệ năm 2008 và thành lập công ty Dosi Yujeon năm 2015.

Sau đó, công ty mất thêm khoảng 15 năm thử nghiệm và hoàn thiện trước khi được Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng Hàn Quốc cấp chứng nhận NET (New Excellent Technology) vào năm 2021, mở đường cho việc xuất khẩu công nghệ.

Chứng nhận NET là dấu xác nhận của Chính phủ Hàn Quốc dành cho các công nghệ nội địa có tiềm năng. Theo bài viết, dù được ví như "giả kim", công nghệ này vẫn phải trải qua quá trình thẩm định rất nghiêm ngặt. Trong ngành, bước tiến này được đánh giá tương đương sự chuyển đổi từ động cơ đốt trong sang xe điện.

Biến rác nhựa thành dầu: Từ nhiên liệu đến nguyên liệu làm nhựa mới

Lượng dầu thu được được chia thành nhiều loại: dầu nặng dùng làm nhiên liệu cho tàu biển, dầu nhẹ dùng trong công nghiệp và dầu siêu nhẹ được tinh chế thành naphtha để khai thác nhựa mới. Nhờ đó, Jeongeup - một thành phố không có mỏ dầu - được ví như có một "mỏ dầu" hoạt động từ rác thải nhựa.

Khi công nghệ được biết đến rộng rãi, nhiều khách hàng nước ngoài đã đến tận nơi kiểm chứng. Có những đoàn từ châu Âu mang theo chính rác nhựa của mình, trực tiếp đưa vào dây chuyền và theo dõi nhiều ngày để xác nhận nhựa thực sự được chuyển thành dầu mà không cần đốt. Sau đó, họ mang dầu về nước để tiếp tục kiểm nghiệm.

Theo Dosi Yujeon, công nghệ này không chỉ tạo ra dầu mà còn giúp xử lý rác nhựa theo cách thân thiện với môi trường. Công ty cho rằng các phương pháp truyền thống như đốt, chôn lấp hay nhiệt phân ở nhiệt độ cao đều tạo ra khói, muội than hoặc khí thải độc hại; trong khi chôn lấp khiến nhựa tồn tại hàng trăm năm và gây ô nhiễm đất.

Quy trình của Dosi Yujeon hoạt động ở dưới 300°C, thấp hơn nhiều so với mức 400-700°C của công nghệ nhiệt phân thông thường. Công ty khẳng định quy trình không phát sinh dioxin và không cần nhiên liệu phụ vì không có quá trình đốt.

Hệ thống cũng không cần phân loại rác trước, dây chuyền tự động giúp tăng hiệu quả và đảm bảo an toàn cho người lao động. Trong bối cảnh thế giới hướng tới năng lượng tái tạo và mục tiêu trung hòa carbon, nhu cầu đối với công nghệ này được kỳ vọng sẽ tăng.

Tuy nhiên, giá trị và tính khả thi của tái chế hóa học vẫn còn gây tranh cãi. Một số nơi, trong đó có bang California (Mỹ), thậm chí không công nhận đây là hoạt động tái chế. Các ý kiến phản đối cho rằng công nghệ này vẫn tiêu tốn nhiều năng lượng, sản phẩm đầu ra thường bị đốt làm nhiên liệu thay vì tái chế thành nhựa mới, và nhiều dự án từng hứa hẹn khai thác quy mô lớn nhưng không thành công.

Các nghiên cứu độc lập cũng chưa thống nhất về mức độ lợi ích đối với khí hậu. Ngay tại Hàn Quốc, hiệu quả thương mại của công nghệ vẫn chưa được chứng minh hoàn toàn và nhiều nhà đầu tư vẫn hoài nghi khả năng cạnh tranh với các doanh nghiệp lớn.

Tuy vậy, báo cáo cho rằng Dosi Yujeon đã làm được nhiều hơn phần lớn các doanh nghiệp cùng lĩnh vực khi vượt qua quy trình chứng nhận nghiêm ngặt trong và ngoài nước, từ chứng nhận NET của Chính phủ Hàn Quốc đến tiêu chuẩn quốc tế ISCC PLUS, đồng thời có khách hàng thương mại thực sự, thay vì chỉ dừng ở cam kết.

Chưa thể khẳng định công nghệ này sẽ phát triển đến đâu, nhưng chuyên gia tin rằng sẽ sớm có thêm nhiều doanh nghiệp theo đuổi hướng đi tương tự. Hy vọng lớn nhất là các nhà đổi mới tiếp tục tìm kiếm những giải pháp ở những lĩnh vực ít được chú ý để tạo ra thêm nhiều công nghệ có ích cho xã hội, theo ông Nohsok Choi, cựu Tổng biên tập Kyunghyang Shinmun và cựu phóng viên thường trú tại Paris.

Ngôi nhà được làm từ 9.000 vỏ chai nhựa "độc" nhất ở Hà Nội

Tìm kiếm mô hình kinh doanh giảm thiểu rác thải nhựa thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn

ExxonMobil dính vào vụ kiện lịch sử về rác thải nhựa