Phát triển năng lượng tái tạo gắn với triển khai quy hoạch khai thác khoáng sản

Trong 10 năm qua, nhu cầu về nguyên liệu sản xuất ra các thiết bị cho ngành năng lượng tái tạo như các turbine gió, pin mặt trời, ắc quy… liên tục gia tăng từ 12-20%. Những nguyên liệu này không chỉ bao gồm các kim loại thường sử dụng trong công nghiệp như đồng, thép mà còn là các khoáng sản ít phổ biến hơn như lithium dùng cho pin sạc, titans để chế tạo cánh quạt và các nguyên tố hiếm trên trái đất dùng để làm nam châm mạnh cho các turbine gió và ô tô điện.

Titan là kim loại quý, có nhiều ứng dụng trong luyện kim nhưng bị khai thác và xuất bán dạng thô.

Trong thập kỷ vừa qua, sản xuất các khoáng sản thiết yếu này tăng trưởng rất mạnh và không hề có dấu hiệu sẽ giảm xuống. Trong đó nhiều quốc gia liên tục khai thác và xuất khẩu dưới dạng quặng một cách ồ ạt mà không chú trọng khai phát công nghệ luyện kim, tổng hợp chất liệu mới. Việc phát triển ồ ạt năng lượng tái tạo không chỉ là tăng đột biến mức tiêu thụ các nguyên liệu thô (như xi măng, thép, nhôm, đồng, kính) mà còn là tăng nhu cầu lớn của các hợp kim khác trong công nghiệp chế tạo.

Có thể so sánh cụ thể như sau, vào thế kỷ 18, khởi nguyên của công nghiệp thế giới, con người sử dụng các công nghệ, chế tạo máy móc chỉ trong khoảng 5-7 loại kim loại. Ngày nay, chúng ta sử dụng hơn 50 kim loại trong công nghiệp chế tạo, chiếm gần hết bảng tuần hoàn kim loại. Tuy vậy, giống như các nhiên liệu hóa thạch, nguồn kim loại từ khoáng thạch trong vỏ trái đất cũng chỉ có giới hạn.

Các nhà khoa học địa chất cho rằng nếu sử dụng cách tiếp cận truyền thống để khai thác các khoáng sản thiết yếu thì chỉ trong vài thập kỷ nữa sẽ chẳng còn gì để khai thác và chúng ta sẽ đối mặt với một cuộc khủng hoảng thiếu nguyên liệu. Đặc biệt là nhân loại vẫn chưa biết làm thế nào để đảm bảo nguồn cung các khoáng sản này khi nhu cầu đang tiếp tục tăng lên.

Vấn đề này càng trở nên phức tạp bởi yếu tố địa chính trị. Trung Quốc là một nhà sản xuất lớn, chiếm hơn 60% các nguyên tố hiếm trên trái đất và một lượng đáng kể tungsten, bismuth và germanium. Điều đó khiến cho các nước khác phụ thuộc vào Trung Quốc trong hàng loạt công nghệ chế biến chế tạo, đặc biệt là các tấm pin mặt trời, cột trụ và cánh quạt của turbine điện gió.

Trong những năm gần đây, các cơ sở nghiên cứu khoa học ở một số nước đã tập trung nghiên cứu để xác định những khoáng sản thiết yếu đi cùng với các quặng thường. Ví dụ, galium và indium thường được tìm thấy là sản phẩm phụ của các lớp đọng chì và kẽm.

Để tìm ra nơi giàu khoáng chất thiết yếu nhất, chúng ta cần hiểu được các quá trình vận động địa chất đã tạo ra sự tập trung các khoáng chất này ở lớp vỏ trái đất. Các khoáng chất này thường có trong đá magma có nguồn gốc trong lớp vỏ trái đất, ngoài ra còn có trong đá biến chất, là đá biến tính của magma khi hình thành các ngọn núi.

Đối với hầu hết các nền kinh tế phương Tây, các nguyên tố kim loại hiếm của trái đất là vô cùng cần thiết. Chúng có chứa điện từ nên trở thành nguyên liệu thiết yếu để tạo ra nam châm vĩnh cửu, pin sạc, bộ chuyển đổi xúc tác, màn hình LCD... Một số chất như cobalt và lithium lại cần thiết cho pin ion, gallium dùng cho hệ thống cảm biến quang và quang điện, indium tạo dẫn điện trong các màn hình. Hiện nay, khai thác các khoáng sản này được coi là cơ hội kinh tế chưa từng có cho lĩnh vực khai thác, chiết xuất và xuất khẩu.

Việt Nam là quốc gia có nguồn khoáng sản phong phú. Theo các chuyên gia của Tổng cục Địa chất, Việt Nam có tới 40 loại khoáng sản khác nhau từ năng lượng, kim loại đến vật liệu xây dựng. Trong đó trữ lượng lớn phải kể đến là dầu khí, than đá, apatit, đất hiếm, đá vôi và titan. Trong đó, trừ dầu khí là có sự hoàn thiện chuỗi khai thác đến chế biến, còn lại thì hầu hết được khai thác và xuất bán ra nước ngoài dưới dạng quặng, nguyên liệu thô.

Gần đây, Chính phủ đã ban hành Quyết định số 295/QĐ-TTg Phê duyệt Nhiệm vụ lập Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng các loại khoáng sản thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050. Đây là quyết định cực kỳ cần thiết để quy hoạch lại về tài nguyên khoáng sản trên cả nước, để từ đó có sự điều tiết, khai thác chế biến một cách hiệu quả nhất.

Có thể thấy rằng, để phát triển năng lượng tái tạo, Việt Nam phải tiếp cận ngay các công nghệ, kỹ thuật hiện đại. Trong đó, phải chú trọng đầu tư vào khoa học địa chất, chế tạo ra những công cụ mới để khai thác, chiết xuất, sử dụng và khôi phục khoáng sản quý; xử lý triệt để các nguyên liệu thừa do khai mỏ để sử dụng thay vì bỏ đi, tìm ra các chất thay thế và các quy trình tái chế hiệu quả.

Tùng Dương