VINACHEM

Ngày nay, hóa chất đang được sử dụng để sản xuất hầu như tất cả mọi sản phẩm khác trên thế giới. Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), công nghiệp hóa chất và hóa dầu là những ngành tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trong các ngành sản xuất công nghiệp, chiếm khoảng 10% tổng tiêu thụ năng lượng toàn cầu, đồng thời phát thải khoảng 7% trong tổng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính trên thế giới. Vì vậy, ngày nay xu hướng chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo trên toàn cầu đang mở ra rất nhiều cơ hội kinh doanh và đầu tư trên thị trường hóa học xanh.

Theo kết quả nghiên cứu thị trường của Công ty Pike Research, thị trường hóa học xanh toàn cầu (bao gồm hóa chất sản xuất từ nguyên liệu sinh học - hóa chất xanh, nguyên liệu tái tạo, polyme xanh và các sản phẩm hóa chất ít độc hại) đạt tổng giá trị 11 tỉ USD vào năm 2015 và sẽ tăng trưởng lên gần 100 tỉ USD năm 2020, tương đương tốc độ tăng trưởng trung bình 55,5%/năm.

Xu hướng tăng trưởng của hóa học xanh đang được củng cố nhờ một số động lực như nhận thức ngày càng tăng về tác động bất lợi của các sản phẩm hóa chất đối với môi trường, áp lực pháp lý đối với việc giảm phát thải ô nhiễm, nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với các sản phẩm thân thiện môi trường. Những động lực này cũng đồng thời khuyến khích các doanh nghiệp bán lẻ và các tổ chức khác tăng cường khai thác các nguồn sản phẩm đi từ nguyên liệu sinh học.

Ngày nay, nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 90% nguồn cung nguyên liệu cho sản xuất các loại hóa chất hàng hóa, từ chất dẻo, phân bón, sơn, săm lốp đến mỹ phẩm. Nhờ động lực của tăng trưởng kinh tế và các động lực khác, nhu cầu các sản phẩm hóa dầu toàn cầu đã tăng gần gấp đôi kể từ năm 2000 (phần lớn là do tiêu thụ chất dẻo ngày càng tăng trên toàn thế giới). Ngành sản xuất hóa dầu chiếm khoảng 14% tiêu thụ dầu mỏ và 8% tiêu thụ khí thiên nhiên toàn cầu, trong khi đó mức tiêu thụ năng lượng này sẽ tiếp tục tăng do tiêu thụ chất dẻo ngày càng tăng ở các nền kinh tế đang phát triển và do những khó khăn trong việc tìm kiếm các sản phẩm thay thế.

Sản xuất hóa chất được dự báo sẽ chiếm hơn một phần ba trong tổng lượng tăng trưởng nhu cầu dầu mỏ (gần 10 triệu thùng/ngày) đến năm 2030. Hơn nữa, sản xuất hóa chất cũng sẽ chiếm 7% trong tổng lượng tăng trưởng nhu cầu khí thiên nhiên toàn cầu (850 tỉ m3) đến năm 2030.

Hiện nay đã hình thành một số cơ hội quan trọng đối với việc loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp hóa chất. Những phương án đáng chú ý là điện hóa các quá trình sản xuất, thay thế nguyên liệu dầu mỏ bằng nguyên liệu sinh học như cây trồng và phế thải hữu cơ. Nhưng để có thể áp dụng các phương án này, các nước trên thế giới cần phải thông qua và áp dụng các biện pháp chống biến đổi khí hậu, ngành công nghiệp hóa chất truyền thống phải sẵn sàng cho sự chuyển đổi có tính đột phá và thị trường hóa học xanh phải có khả năng đáp ứng nhu cầu toàn cầu.

Cụ thể, có thể kể đến hai lĩnh vực hóa học xanh còn nhiều tiềm năng phát triển và chưa được khai thác hết như sau:

Chất dẻo sinh học

Động lực cho phần lớn sự tăng trưởng của nhu cầu hóa dầu trong thập niên qua là nhu cầu ngày càng tăng đối với chất dẻo, vượt qua nhu cầu các nguyên liệu quy mô lớn khác như sắt thép, xi măng hoặc nhôm. Theo IEA, sản xuất chất dẻo đã tăng gần gấp đôi kể từ năm 2000 và có triển vọng sẽ tiếp tục tăng nhờ tiêu thụ chất dẻo trên đầu người ngày càng tăng ở các nền kinh tế mới nổi. Hiện nay, tiêu thụ chất dẻo trên đầu người ở các nền kinh tế mới nổi chỉ mới bằng một phần nhỏ so với các nền kinh tế phát triển. Ví dụ, tiêu thụ chất dẻo trên đầu người ở Hàn Quốc vào năm 2015 là 98,9 kg, trong khi đó lượng tiêu thụ ở châu Phi chỉ là 5,5 kg, Ấn Độ 9,3 kg và Braxin 27,8 kg.

Trong khi các nước trên khắp thế giới đang phải đứng trước vấn nạn ô nhiễm phế thải ngày càng tăng, nhu cầu tìm kiếm các phương án thay thế thân thiện môi trường đang ngày càng trở nên cấp thiết. Chất dẻo tái chế có thể trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng cho tương lai, nhưng trong tổng cộng 8,3 tỉ tấn chất dẻo được sản xuất mỗi năm trong 6 thập niên qua chỉ có 9% được tái chế. Vì vậy, chất dẻo sinh học có tiềm năng lớn để trở thành thị trường tăng trưởng quan trọng. Theo ước tính của Hiệp hội Chất dẻo châu âu, trong khoảng 335 triệu tấn chất dẻo được sản xuất mỗi năm hiện mới chỉ có khoảng 1% là chất dẻo sinh học. Nhung nhu cầu chất dẻo sinh học đang có xu hướng tăng và công suất chất dẻo sinh học trong những năm tới sẽ tăng, mở ra cơ hội tăng trưởng cho các công ty sản xuất chất dẻo sinh học như Nature Works và Green Dot Plastics.

Phân bón sinh học

Phân bón là thành phần không thể thiếu trong sản xuất nông nghiệp hiện đại. Khi thế giới chuyển hướng về các phương thức sản xuất nông nghiệp bền vững, phân bón sinh học sẽ được hưởng lợi và thay thế cho các loại phân bón tổng hợp. Khác với phân bón tổng hợp được sản xuất hầu hết từ nguyên liệu hóa thạch, phân bón sinh học được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu thân thiện môi trường như cây trồng và phế thải hữu cơ.

Theo Công ty nghiên cứu thị trường MarketsAndMarkets, thị trường phân bón sinh học toàn cầu năm 2015 đạt giá trị 946,6 triệu USD và dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình 14,08%/năm trong thời gian 2016-2022.

Ngày nay, nhu cầu phân bón sinh học đang ngày càng được củng cố nhờ nhu cầu đối với các loại thực phẩm hữu cơ (hiện mới chỉ chiếm khoảng 2% tổng sản lượng nông sản toàn cầu) cũng như nhu cầu ngày càng tăng đối với sản xuất nông nghiệp bền vững. Theo Công ty tư vấn thị trường Boston Consulting Group, khoảng 30% đất nông nghiệp trên thế giới hiện nay đã bị thoái hóa, 28% diện tích đất nông nghiệp gặp khó khăn về nước tưới tiêu.

Công ty khởi nghiệp BiO-F Solutions tại Luân Đôn hiện đang đi tiên phong trong sản xuất phân bón sinh học từ tảo có chứa vi sinh vật với khả năng hấp thụ nitơ trong không khí để đưa vào đất, làm tăng chất dinh dưỡng cho đất để sử dụng cho các loại cây trồng khác.

Nitơ chiếm đến 80% hàm lượng không khí trên Trái Đất, nhưng để cây trồng có thể hấp thụ chất dinh dưỡng quan trọng này thì nitơ trong khí quyển phải được “cố định” thông qua các phương pháp như luân canh cây trồng, sử dụng phân xanh hoặc phân ủ. Phân bón từ tảo của Công ty BiO-F Solutions tận dụng các vi sinh vật có trong tảo với khả năng chuyển đổi nitơ trong không khí thành chất đạm để cây trồng có thể tiêu hóa.

HS, theo Chemistry & Industry 1-2020