Lộ trình Giảm phát thải Carbon cho Ngành Xi măng Nhật Bản: Hành động Khẩn cấp để Đạt Mục tiêu 1,5°C
16 tháng 10 năm 2025
Viện Năng lượng Tái tạo hôm nay đã công bố báo cáo "Lộ trình Giảm phát thải Carbon cho Ngành Xi măng Nhật Bản: Hành động Khẩn cấp để Đạt Mục tiêu 1,5°C".
Xi măng có lịch sử hơn 200 năm và là vật liệu cơ bản cho nhiều loại hình cơ sở hạ tầng xã hội, bao gồm nhà cửa, đường hầm, cầu cống và đập nước. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), ngành xi măng toàn cầu chiếm khoảng 6,2% tổng lượng khí thải CO₂ toàn cầu từ các nguồn trực tiếp. Tại Nhật Bản, ngành xi măng là ngành công nghiệp phát thải lớn thứ ba, sau ngành thép và hóa chất. Trong bối cảnh này, việc giảm phát thải carbon trong ngành xi măng là hết sức cấp thiết.
Trong quá trình sản xuất, khoảng 40% lượng khí thải CO₂ đến từ các nguồn liên quan đến năng lượng—chẳng hạn như quá trình đốt nhiên liệu để nung nguyên liệu thô ở nhiệt độ cao và nghiền nguyên liệu thô và sản phẩm. 60% còn lại phát sinh từ khí thải trong quá trình sản xuất, chủ yếu từ quá trình phân hủy nhiệt của đá vôi (CaCO₃ → CaO + CO₂), nguyên liệu thô chính. Ngay cả khi toàn bộ năng lượng được sử dụng được thay thế bằng nhiên liệu khử cacbon và điện tái tạo, thì lượng khí thải trong quá trình này vẫn là không thể tránh khỏi—khiến sản xuất xi măng trở thành một trong những ngành công nghiệp được gọi là “khó giảm thiểu”.
Tuy nhiên, các nghiên cứu kịch bản và phát triển công nghệ nhằm mục đích khử cacbon cho ngành xi măng toàn cầu đang tiến triển đều đặn, và các công ty hàng đầu đã bắt đầu thực hiện các hành động cụ thể. Báo cáo này đánh giá tình hình hiện tại và những thách thức của ngành xi măng, giới thiệu các kịch bản khử cacbon chính và nêu bật các hành động ưu tiên mà ngành xi măng Nhật Bản nên theo đuổi trong những năm tới. Thông qua ấn phẩm này, chúng tôi hy vọng sẽ nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc khử cacbon cho ngành xi măng và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi của ngành này hướng tới mục tiêu 1,5°C.
Bản tóm tắt bằng tiếng Anh cung cấp tổng quan về ngành công nghiệp xi măng, quy trình sản xuất, những thách thức và biện pháp giảm thiểu CO₂, lộ trình khử cacbon toàn cầu và Nhật Bản, và so sánh với các thông lệ tốt nhất toàn cầu. Bản tóm tắt nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp mạnh mẽ hơn để giảm thiểu phát thải trong quy trình và thu hẹp khoảng cách với các thông lệ tốt nhất toàn cầu.
Xem tóm tắt báo cáo bằng tiếng Anh
Xem phiên bản đầy đủ của báo cáo bằng tiếng Nhật
Tổng quan
1. Giới thiệu
2. Tình hình hiện tại và những thách thức của ngành công nghiệp xi măng Nhật Bản
3. Lộ trình toàn cầu hướng tới khử cacbon
4. Lộ trình và những thách thức của Nhật Bản đối với khử cacbon
5. Cam kết SBTi: Quan điểm toàn cầu và Nhật Bản
6. Các thông lệ hàng đầu toàn cầu
7. Kết luận
Tài liệu tham khảo
Thuật ngữ
Tóm tắt
Tổng quan về ngành công nghiệp xi măng
Lượng khí thải CO2 từ ngành công nghiệp xi măng toàn cầu chiếm khoảng 6,2% tổng lượng khí thải toàn cầu. Tại Nhật Bản, ngành công nghiệp xi măng là ngành công nghiệp phát thải lớn thứ ba, sau thép và hóa chất, do đó phải đối mặt với các yêu cầu khử cacbon mạnh mẽ. Lượng khí thải CO2 từ sản xuất xi măng chủ yếu phát sinh trong quá trình sản xuất. Khoảng 40% lượng khí thải này liên quan đến năng lượng, bắt nguồn từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than để sản xuất clinker, và tiêu thụ điện cho nguyên liệu thô và nghiền clinker. 60% còn lại, chiếm phần lớn, phát sinh từ quá trình phân hủy đá vôi, nguyên liệu chính của xi măng. Theo đó, khử cacbon trong ngành công nghiệp xi măng không chỉ đòi hỏi phải chuyển sang sử dụng nhiên liệu phi hóa thạch và điện tái tạo mà còn cần các biện pháp giảm phát thải quy trình từ nguyên liệu thô.
Ngành công nghiệp xi măng Nhật Bản vận hành 28 nhà máy xi măng, với công suất sản xuất clinker khoảng 50 triệu tấn mỗi năm. Các loại xi măng bao gồm Xi măng Portland thông thường (OPC), được sản xuất bằng cách nghiền clinker với thạch cao, và Xi măng xỉ lò cao, được sản xuất bằng cách trộn OPC với các chất phụ gia như xỉ lò cao nghiền mịn (GGBS). Về doanh số bán hàng trong nước, xi măng xỉ lò cao (OPC), được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng và dân dụng, chiếm hơn 70%. Tiếp theo là xi măng xỉ lò cao, chiếm khoảng 20% nhờ cường độ lâu dài, khả năng chống nước biển và độ bền hóa học được cải thiện, phù hợp cho các công trình đập, cảng và các ứng dụng dân dụng khác.
Quy trình sản xuất xi măng
Sản xuất xi măng bao gồm ba quy trình chính: chuẩn bị nguyên liệu thô, nung clinker và nghiền hoàn thiện. Trong quy trình sản xuất nguyên liệu thô, nguyên liệu thô được định lượng để đạt được thành phần hóa học cần thiết, sau đó được sấy khô và nghiền. Gần đây, một loạt các nguyên liệu thô thay thế, bao gồm cả sản phẩm phụ và chất thải, đã được sử dụng. Trong quy trình nung, bột thô đã chuẩn bị được nung nóng đến 1450℃ trong lò quay, tạo ra clinker. Trong giai đoạn này, cả quá trình đốt nhiên liệu và nung đá vôi đều tạo ra một lượng lớn khí thải CO2. Than và
Cốc dầu mỏ thường được sử dụng làm nhiên liệu lò nung, nhưng để giảm phát thải, các nhiên liệu thay thế như nhựa phế thải, dầu thải và dăm gỗ đang ngày càng được sử dụng rộng rãi. Trong quá trình nghiền hoàn thiện, clinker được trộn với thạch cao, nghiền mịn và tạo thành OPC. Hơn nữa, xi măng hỗn hợp được sản xuất bằng cách thêm GGBS hoặc tro bay vào OPC.
Những thách thức và biện pháp giảm thiểu CO₂
Quá trình khử cacbon trong xi măng và bê tông đòi hỏi phải giải quyết cả phát thải liên quan đến năng lượng và phát thải liên quan đến quy trình, bao gồm cả tiêu thụ điện. Dựa trên quy trình sản xuất xi măng, ứng dụng và đặc tính của xi măng và bê tông, các biện pháp giảm thiểu có thể được xây dựng theo các mốc thời gian ngắn hạn và trung hạn đến dài hạn.
Các con đường toàn cầu hướng tới khử cacbon trong xi măng
Ngay cả trong những điều kiện bất lợi, các nghiên cứu toàn cầu về khử cacbon trong xi măng vẫn đang được tiến hành. Hình dưới đây minh họa kế hoạch chuyển đổi khử cacbon cho xi măng và bê tông do Đối tác Mission Possible (MPP) công bố. Các đặc điểm chính của lộ trình MPP bao gồm:
• Các mục tiêu và biện pháp giảm phát thải rõ ràng cho năm 2030 và 2035 phù hợp với kịch bản 1,5°C của Thỏa thuận chung Paris.
• Bao gồm các biện pháp liên quan đến bê tông như cải thiện hiệu quả trong thiết kế và thi công, bên cạnh các biện pháp cụ thể cho xi măng.
Nguồn: MPP (2023), Thực hiện Bê tông và Xi măng Không Phát thải (có sửa đổi).
Ngành Xi măng Nhật Bản: Lộ trình và Thách thức
Năm 2022, Hiệp hội Xi măng Nhật Bản (JCA) đã công bố “Tầm nhìn Dài hạn về Trung hòa Carbon trong Ngành Xi măng”, đặt ra các mục tiêu tạm thời cho năm 2030 và đưa ra triển vọng đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050. Tuy nhiên, so với các mục tiêu của Hiệp hội Xi măng và Bê tông Toàn cầu (GCCA), có thể nhận thấy những điểm khác biệt sau:
• Đối với mốc thời gian năm 2030 hướng tới mục tiêu phi carbon hóa năm 2050, GCCA đặt ra các mục tiêu giảm phát thải dựa trên cường độ cho xi măng và bê tông, thúc đẩy triển khai tối đa các công nghệ hiện có như mở rộng xi măng hỗn hợp. Ngược lại, JCA chỉ đặt ra mục tiêu giảm CO2 tổng hợp, với các biện pháp đối phó chỉ giới hạn ở việc mở rộng nhiên liệu có nguồn gốc từ chất thải và cải thiện hiệu quả năng lượng.
• Về giả định hệ số clinker, GCCA dự báo giá trị là 0,58 vào năm 2030 và 0,52 vào năm 2050, trong khi JCA dự báo giá trị là 0,825 và 0,80, cho thấy lập trường thận trọng về việc mở rộng sử dụng xi măng pha trộn.
So sánh với các Thông lệ Tốt nhất Toàn cầu
Một cuộc so sánh đã được thực hiện giữa các nhà sản xuất xi măng Nhật Bản và năm công ty hàng đầu—ba "ông lớn xi măng" đa quốc gia và hai công ty châu Á đặc biệt tích cực trong quá trình khử cacbon. Cả năm công ty đều đã được phê duyệt Mục tiêu Dựa trên Khoa học (SBT), khẳng định phù hợp với kịch bản 1,5°C.
Dữ liệu hiệu suất gần đây cho thấy các nhà sản xuất hàng đầu này báo cáo cường độ phát thải Phạm vi 1+2 dao động từ 486 đến 592 kg-CO2/tấn, chủ yếu nhờ hệ số clinker giảm (0,6–0,7) đạt được thông qua việc áp dụng rộng rãi xi măng pha trộn ít cacbon. Điều này đặc biệt đáng chú ý trong trường hợp của Dalmia Bharat của Ấn Độ. Ngược lại, JCA báo cáo cường độ phát thải là 695 kg-CO2/t và hệ số clinker là 0,845, cả hai đều cao hơn khoảng 30%.
Nguồn: JCA (2025), Tổng quan Dữ liệu LCI và nhiều báo cáo tích hợp khác
Kết luận
So sánh các nỗ lực khử cacbon trong xi măng toàn cầu với tình hình hiện tại của ngành xi măng Nhật Bản nêu bật những thách thức chính sau:
1. Sự chậm trễ trong việc áp dụng xi măng pha trộn.
2. Tiếp tục phụ thuộc vào than.
3. Chậm trễ trong việc tiếp nhận điện tái tạo.
Để đạt được mục tiêu 1,5°C và tránh phụ thuộc quá mức vào CCUS, ngành xi măng Nhật Bản phải đẩy nhanh các nỗ lực hướng tới năm 2030 và 2035. Đặc biệt, việc áp dụng và mở rộng chiến lược xi măng pha trộn ít carbon hiện là cấp thiết, và việc đảm bảo khả năng tồn tại của doanh nghiệp và khả năng thâm nhập thị trường lâu dài là vô cùng quan trọng.
