Giới thiệu

Khi thế giới đang vật lộn với thách thức ngày càng gia tăng của việc quản lý chất thải, các giải pháp sáng tạo đang nổi lên để chuyển đổi chất thải thành các nguồn tài nguyên có giá trị. Các công nghệ chuyển đổi chất thải thành giá trị đang đi đầu trong quá trình chuyển đổi này, biến những thứ từng được coi là rác thải thành năng lượng tái tạo, các sản phẩm bền vững và các cơ hội kinh tế. Vì thế mục đích của bài viết này là để khám phá các xu hướng tương lai trong các công nghệ chuyển đổi chất thải thành giá trị, giới thiệu cách những sự tiến bộ này đang định hình lại các ngành công nghiệp, bảo vệ môi trường và hỗ trợ cho nền kinh tế tuần hoàn.

‍
1. Sản xuất khí sinh học từ chất thải hữu cơ

Khí sinh học là một giải pháp mới nổi trong lĩnh vực chuyển đổi chất thải thành giá trị, đặc biệt là đối với chất thải hữu cơ như thức ăn thừa, chất thải nông nghiệp và phân động vật. Công nghệ này liên quan đến quá trình tiêu hóa kỵ khí các vật liệu hữu cơ, tạo ra khí sinh học (hỗn hợp mêtan và carbon dioxide) có thể được sử dụng để phát điện, sưởi ấm hoặc làm nhiên liệu cho xe. Các sản phẩm phụ rắn, thường được gọi là chất thải hữu cơ, cũng có thể dùng làm phân bón giàu dinh dưỡng cho nông nghiệp.

Xu hướng tương lai:

• Cải tiến vi sinh vật: Các nhà nghiên cứu đang phát triển các chủng vi sinh vật tiên tiến có thể phân hủy chất hữu cơ hiệu quả hơn, tăng sản lượng khí sinh học.
• Máy tiêu hóa quy mô nhỏ: Với trọng tâm là phân cấp sản xuất năng lượng, các nhà máy khí sinh học quy mô nhỏ đang trở nên phù hợp giá thành và hiệu quả hơn, giúp cộng đồng và trang trại có thể được tiếp cận một cách dễ dàng.
• Tích hợp với nhà máy xử lý nước thải: Kết hợp sản xuất khí sinh học với các cơ sở xử lý nước thải có thể tối ưu hóa hơn nữa quá trình xử lý chất thải và thu hồi năng lượng, cung cấp giải pháp quản lý chất thải toàn diện.

2. Nhiệt phân để tái chế rác thải nhựa

Ô nhiễm nhựa là một trong những mối quan tâm lớn nhất về môi trường trong thời đại của chúng ta, và công nghệ nhiệt phân mang đến một cách tiếp cận đầy hứa hẹn từ rác thải trở nên giá trị. Nhiệt phân bao gồm việc nung nóng rác thải nhựa trong điều kiện không có oxy để phân hủy chúng thành nhiên liệu, dầu và khí. Quá trình này không chỉ chuyển hướng nhựa khỏi bãi chôn lấp mà còn tạo ra các sản phẩm có thể được tinh chế thành nhiên liệu hoặc nguyên liệu hóa học để sản xuất.

Xu hướng tương lai:

• Chất xúc tác tiên tiến: Việc sử dụng chất xúc tác tiên tiến trong quá trình nhiệt phân đang được khám phá để tăng tỷ lệ chuyển đổi và sản xuất nhiên liệu chất lượng cao hơn.
• Tái chế nhựa hỗn hợp: Theo truyền thống, nhiệt phân hiệu quả hơn với nhựa dòng đơn, nhưng những cải tiến đang giúp có thể xử lý rác thải nhựa hỗn hợp, tăng tính linh hoạt của công nghệ.
• Nhà máy nhiệt phân quy mô thương mại: Đầu tư vào các nhà máy nhiệt phân quy mô lớn đang tăng lên, đặc biệt là ở những khu vực có lượng rác thải nhựa cao. Những nhà máy này nhằm mục đích chuyển đổi rác thải nhựa thành các sản phẩm có giá trị ở quy mô thương mại, góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn.

3. Carbon hóa thủy nhiệt (HTC)

Carbon hóa thủy nhiệt (HTC) đang được ưa chuộng như một giải pháp cho chất thải hữu cơ ướt như chất thải thực phẩm, bùn thải và chất thải nông nghiệp. HTC liên quan đến việc xử lý chất thải hữu cơ ở nhiệt độ và áp suất cao khi có nước, chuyển đổi thành hydrochar, một vật liệu giàu carbon có thể được sử dụng làm nhiên liệu, cải tạo đất hoặc thậm chí là chất thay thế carbon hoạt tính.

Xu hướng tương lai:

• Than sinh học để cô lập cacbon: Than sinh học được sản xuất từ ​​HTC có thể thu giữ cacbon dioxide, mang lại lợi ích kép là giảm chất thải và giúp chống lại biến đổi khí hậu. Nghiên cứu về việc tối ưu hóa than sinh học để cải tạo đất và cô lập cacbon đang được mở rộng.
• HTC cho Nông nghiệp tuần hoàn: Nông dân và các doanh nghiệp nông nghiệp ngày càng sử dụng HTC để chế biến chất thải nông nghiệp thành chất cải tạo đất, tăng năng suất và giảm nhu cầu sử dụng phân bón tổng hợp.
• Chuyển đổi chất thải thành hydro: Một số nhà nghiên cứu đang thử nghiệm các quy trình HTC để sản xuất khí hydro, một nguồn năng lượng sạch, từ chất thải hữu cơ, bổ sung thêm một chiều hướng mới cho tiềm năng chuyển đổi chất thải thành giá trị của HTC.

4. Nhiên liệu sinh học từ tảo từ khí thải CO2 công nghiệp

Các công nghệ dựa trên tảo đang cho thấy tiềm năng to lớn trong việc chuyển đổi khí thải CO2 công nghiệp thành nhiên liệu sinh học. Tảo hấp thụ CO2 khi chúng phát triển và quá trình này có thể được khai thác để chuyển đổi khí thải từ các nhà máy, nhà máy điện hoặc cơ sở xử lý nước thải thành sinh khối có giá trị. Sau đó, sinh khối này có thể được chế biến thành nhiên liệu sinh học, nhựa sinh học và các sản phẩm sinh học khác.

Xu hướng tương lai:

• Nuôi trồng trong bối cảnh công nghiệp: Các công ty đang phát triển hệ thống nuôi trồng tảo trực tiếp tại các khu công nghiệp, thu giữ khí thải CO2 ngay tại nguồn. Điều này không chỉ làm giảm khí nhà kính mà còn cung cấp nguyên liệu thô cho sản xuất nhiên liệu sinh học.
• Các chủng tảo được cải tiến: Kỹ thuật di truyền đang được sử dụng để tạo ra các chủng tảo có tốc độ tăng trưởng và hàm lượng lipid cao hơn, cải thiện hiệu quả và khả năng kinh tế của quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo.
• Các ứng dụng đa dạng của tảo: Ngoài nhiên liệu sinh học, tảo đang được khám phá để sử dụng trong dược phẩm dinh dưỡng, thức ăn chăn nuôi và xử lý nước thải, bổ sung nhiều lớp giá trị cho công nghệ biến chất thải thành tài nguyên này.

5. Tái chế cơ học và hóa học hàng dệt may

Ngành thời trang tạo ra một lượng lớn chất thải dệt may, phần lớn trong số đó sẽ được đưa vào bãi chôn lấp. Các công nghệ biến chất thải thành giá trị mới đang giải quyết vấn đề này bằng cách biến chất thải dệt may thành vải và sản phẩm mới thông qua các quy trình tái chế cơ học và hóa học. Tái chế cơ học bao gồm việc cắt nhỏ vải và kéo sợi lại thành sợi, trong khi tái chế hóa học phân hủy các sợi tổng hợp như polyester thành các thành phần cơ bản của chúng để tái sử dụng.

Xu hướng tương lai:

• Hệ thống vòng kín: Các thương hiệu thời trang đang đầu tư vào các hệ thống tái chế vòng kín, nơi quần áo cũ được thu gom, xử lý và chuyển đổi thành quần áo mới, giảm thiểu chất thải và tiêu thụ tài nguyên.
• Quy trình tái chế sáng tạo: Các công nghệ tái chế hóa học đang phát triển để xử lý hiệu quả chất thải dệt may hỗn hợp, bao gồm sợi tự nhiên và sợi tổng hợp, vốn trước đây là thách thức.
• Sáng kiến ​​thời trang bền vững: Quan hệ đối tác giữa các công ty công nghệ và các thương hiệu thời trang đang phát triển, nhằm mục đích tích hợp sợi tái chế vào các dòng quần áo chính thống và thúc đẩy tiêu dùng thời trang bền vững.

6. Tái chế rác thải điện tử và thu hồi tài nguyên

Rác thải điện tử (e-waste) chứa các kim loại có giá trị như vàng, bạc và các nguyên tố đất hiếm, nhưng hiện chỉ có một tỷ lệ nhỏ được thu hồi thông qua tái chế. Các công nghệ chuyển đổi rác thải thành giá trị trong tương lai đang tập trung vào việc tối đa hóa việc khai thác các nguồn tài nguyên quý giá này, đảm bảo rằng rác thải điện tử trở thành nguồn đầu vào có giá trị thay vì là mối nguy hại cho môi trường.

Xu hướng tương lai:

• Kỹ thuật chiết xuất kim loại tiên tiến: Các cải tiến như phương pháp sinh học, sử dụng vi khuẩn để chiết xuất kim loại từ rác thải điện tử, đang trở nên hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn so với các phương pháp truyền thống.
• Nhà máy tái chế mô-đun: Các cơ sở tái chế mô-đun và di động đang được phát triển để xử lý rác thải điện tử ở những khu vực thiếu cơ sở hạ tầng tái chế phù hợp, tăng tỷ lệ tiếp cận và thu hồi.
• Khai thác đô thị: Các công ty đang áp dụng các chiến lược "khai thác đô thị", trong đó rác thải điện tử được thu gom và xử lý để thu lại các kim loại có giá trị, từ đó giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô và giảm thiểu thiệt hại về môi trường.

7. Thu giữ và sử dụng Carbon (CCU)

Các công nghệ thu giữ và sử dụng Carbon (CCU) đang ngày càng phát triển như một phương tiện chuyển đổi khí thải CO2 thành các sản phẩm có giá trị. Thay vì thải carbon dioxide vào khí quyển, các công nghệ này thu giữ và sử dụng nó để sản xuất nhiên liệu tổng hợp, vật liệu xây dựng và thậm chí là các sản phẩm thực phẩm.

Xu hướng tương lai:

• Sản xuất nhiên liệu tổng hợp: Chuyển đổi CO2 thu được thành nhiên liệu tổng hợp mang lại một giải pháp thay thế bền vững cho nhiên liệu hóa thạch và các khoản đầu tư vào các nhà máy CCU đang tăng lên trên toàn cầu.
• Vật liệu xây dựng có nguồn gốc từ CO2: Các công ty đang tạo ra các vật liệu xây dựng có lượng carbon âm như bê tông, sử dụng CO2 thu được làm nguyên liệu đầu vào, giúp giảm lượng khí thải trong ngành xây dựng.
• Sản xuất thực phẩm bằng CO2: Một số công ty đang thử nghiệm sản xuất thực phẩm giàu protein bằng cách sử dụng vi khuẩn tiêu thụ CO2. Phương pháp tiếp cận sáng tạo này có thể cung cấp nguồn thực phẩm bền vững đồng thời có thể giảm được lượng khí nhà kính.

8. Tích hợp kinh tế tuần hoàn

Xu hướng tương lai quan trọng nhất trong các công nghệ từ chất thải đến giá trị là sự tích hợp của chúng vào khuôn khổ kinh tế tuần hoàn rộng hơn. Một nền kinh tế tuần hoàn hướng đến mục tiêu loại bỏ chất thải khỏi các hệ thống sản xuất, giữ cho các nguồn tài nguyên được sử dụng lâu nhất có thể. Các công nghệ từ chất thải đến giá trị đóng vai trò trung tâm trong cách tiếp cận này vì chúng biến các sản phẩm hết vòng đời thành tài nguyên cho các chu kỳ sản xuất mới.

Xu hướng tương lai:

• Chính sách và ưu đãi cho các hoạt động tuần hoàn: Chính phủ đang có xu hướng triển khai các chính sách và ưu đãi tài chính khuyến khích áp dụng các hoạt động kinh tế tuần hoàn, bao gồm các công nghệ từ chất thải đến giá trị.
• Nền tảng kỹ thuật số để trao đổi chất thải: Các nền tảng kết nối những người tạo ra chất thải với các công ty có thể tái sử dụng chất thải đó thành các sản phẩm có giá trị đang gia tăng, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên và tạo ra các cơ hội kinh doanh mới.
• Hợp tác giữa các ngành: Hợp tác giữa các ngành đang trở nên phổ biến hơn, với các doanh nghiệp hợp tác với nhau để tận dụng các sản phẩm chất thải, chẳng hạn như các nhà máy bia hợp tác với các công ty nông nghiệp để tái sử dụng ngũ cốc đã qua sử dụng thành thức ăn chăn nuôi hoặc nhiên liệu sinh học.

Kết luận

Tương lai của công nghệ chuyển đổi chất thải thành giá trị rất có triển vọng, với những cải tiến liên tục hứa hẹn sẽ chuyển đổi chất thải thành tài nguyên trong nhiều ngành công nghiệp. Từ sản xuất khí sinh học và nhiệt phân nhựa đến tái chế rác thải điện tử và CCU, những công nghệ này rất cần thiết để góp phần xây dựng nền kinh tế tuần hoàn bền vững. Bằng cách áp dụng và đầu tư vào các công nghệ này, chính phủ và các ngành công nghiệp có thể giảm chất thải, giảm lượng khí thải carbon và tạo ra các cơ hội kinh tế có giá trị, hướng đến một thế giới xanh hơn, kiên cường hơn.

Tài liệu tham khảo

1. Andritz (n.d.) Be innovative with chemical recycling. Available at: https://www.andritz.com/products-en/recycling/be-innovative-with-chemical-recycling.
2. Earth.org (n.d.) What is e-waste recycling?. Available at: https://earth.org/what-is-e-waste-recycling/.
3. Ecdpm.org (2020) Integration of Climate Change and Circular Economy in Foreign Policies. Available at: https://ecdpm.org/application/files/5616/5546/8624/Integration-Climate-Change-Circular-Economy-Foreign-Policies-Discussion-Paper-274-June-2020-ECDPM.pdf.
4. Emerald Insight (2021) Circular Economy Integration. Available at: https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/JEEE-10-2021-0411/full/html.
5. European Commission, MDPI (n.d.) Specialty Fabrics Review: Chemical Recycling. Available at: https://specialtyfabricsreview.com/2023/10/01/chemical-recycling-may-offer-a-solution-to-textile-waste/.
6. GreenTek Reman (2022) The 5-step process of e-waste recycling. Available at: https://greentekreman.com/2022/11/02/the-5-step-process-of-e-waste-recycling/.
7. IEA (n.d.) Carbon Capture, Utilisation, and Storage. Available at: https://www.iea.org/energy-system/carbon-capture-utilisation-and-storage.
8. Kiu.ac.ug (n.d.) Advancements in Carbon Capture and Utilisation (CCU) Technologies. Available at: https://kiu.ac.ug/assets/publications/2143_advancements-in-carbon-capture-and-utilization-ccu-technologies.pdf.
9. LinkedIn (n.d.) E-Waste Recycling Process. Available at: https://www.linkedin.com/pulse/e-waste-recycling-process-step-by-step-guide-e-waste-mart.
10. MDPI (2024) Hydrothermal Carbonization: A Sustainable Solution. Available at: https://www.mdpi.com/2571-8797/4/4/73.
11. Nature (2024) Advancements in Carbon Capture and Utilisation Technologies. Available at: https://www.nature.com/articles/d41586-024-02210-1.
12. Nordic Innovation (n.d.) Circit Circular Economy Integration. Available at: https://www.nordicinnovation.org/programs/circit-circular-economy-integration-nordic-industry-enhanced-sustainability-and.
13. Ohio State University (n.d.) Hydrothermal Carbonization Process. Available at: https://ohioline.osu.edu/factsheet/fabe-6622.
14. Refashion (2024) Chemical Recycling Study Report. Available at: https://refashion.fr/pro/sites/default/files/rapport-etude/synthese_recyclage_chimique_refashion_juin_2024_EN.pdf.
15. RTS (n.d.) The Complete E-Waste Recycling Process. Available at: https://www.rts.com/blog/the-complete-e-waste-recycling-process/.
16. Sims Lifecycle Services (n.d.) E-Waste Recycling. Available at: https://www.simslifecycle.com/business/e-waste-recycling/how-we-do-it/.
17. UNWTO (n.d.) Sustainable Development and the Circular Economy. Available at: https://www.unwto.org/sustainable-development/circular-economy.
18. Yale E360 (n.d.) Algae Biofuel Carbon Footprint. Available at: https://e360.yale.edu/digest/algae-biofuel-carbon-footprint.

Giới thiệu về GTST

GTST, viết tắt của Green Technology Solutions Trading, nổi trội trong thương mại quốc tế bằng cách tập trung vào các mặt hàng xanh và cung cấp vật liệu bền vững, ít carbon cho các nhà sản xuất để giảm lượng khí thải CO2 và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn. Bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến, chúng tôi giúp các doanh nghiệp giảm thiểu lượng khí thải carbon và đóng góp vào các nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu, định vị mình là đơn vị dẫn đầu trong các hoạt động thương mại thân thiện với môi trường.