Vì sao hoàn nguyên sắt trực tiếp bằng amoniac có thể rẻ hơn hydro
Ngày 14 tháng 01 năm 2026
Các nhà khoa học Trung Quốc đã thử nghiệm thành công một hệ thống hoàn nguyên sắt trực tiếp (DRI) mới sử dụng amoniac, mở ra khả năng sản xuất sắt xanh với chi phí thấp hơn so với các công nghệ DRI sử dụng hydro vốn đang được triển khai rộng rãi.
Công nghệ này sử dụng amoniac (NH₃) trực tiếp làm tác nhân hoàn nguyên, thay vì phải sản xuất hydro xanh riêng biệt hoặc tách amoniac thành hydro trước khi đưa vào lò. Cách tiếp cận này giúp giảm số công đoạn, giảm tiêu thụ năng lượng và đơn giản hóa hệ thống, những yếu tố then chốt quyết định chi phí của thép xanh.
Ít công đoạn hơn, hiệu suất năng lượng cao hơn
Trong quy trình DRI bằng hydro truyền thống, hydro xanh phải trải qua nhiều bước: điện phân, nén hoặc lưu trữ, vận chuyển và cuối cùng đưa vào lò hoàn nguyên. Mỗi bước đều phát sinh chi phí, tổn thất năng lượng và yêu cầu hạ tầng phức tạp.
Ngược lại, hệ thống DRI bằng amoniac cho phép đưa NH₃ trực tiếp vào lò, nơi amoniac tự phân hủy ở nhiệt độ cao, giải phóng hydro để hoàn nguyên quặng sắt, trong khi nitơ được thải ra như sản phẩm phụ.
Theo nhóm nghiên cứu, quy trình này:
-
Giảm đáng kể số công đoạn công nghệ;
-
Tiết kiệm năng lượng tổng thể;
-
Đơn giản hóa thiết kế và vận hành nhà máy;
-
Giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành so với DRI dùng hydro thuần túy.
Amoniac – chất mang hydro hiệu quả
Amoniac từ lâu đã được coi là chất mang hydro lý tưởng, nhờ mật độ năng lượng thể tích cao hơn hydro nén và dễ dàng lưu trữ, vận chuyển hơn. Amoniac có thể hóa lỏng ở điều kiện tương đối nhẹ và hiện đã được giao dịch trên thị trường toàn cầu với quy mô lớn.
Đối với các nhà sản xuất thép, điều này đồng nghĩa với việc có thể nhập khẩu amoniac xanh và tận dụng hạ tầng hiện có, thay vì phải đầu tư hệ thống đường ống và kho chứa hydro mới.
Nhóm nghiên cứu cho rằng tại những khu vực thiếu nguồn điện tái tạo dồi dào hoặc hạ tầng hydro chưa phát triển, DRI bằng amoniac có thể là con đường khử carbon nhanh và kinh tế hơn.
Những thách thức cần vượt qua
Dù tiềm năng lớn, công nghệ này vẫn đối mặt với nhiều thách thức trước khi thương mại hóa, bao gồm kiểm soát quá trình phân hủy amoniac, xử lý dòng khí nitơ, và bảo đảm chất lượng sắt ổn định ở quy mô công nghiệp.
Ngoài ra, amoniac là hóa chất độc và ăn mòn, đòi hỏi tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt. Quan trọng hơn, lợi ích khí hậu chỉ thực sự đạt được nếu amoniac được sản xuất từ năng lượng tái tạo, không phải từ khí hóa thạch.
Ý nghĩa đối với lộ trình thép xanh
Việc thử nghiệm thành công DRI bằng amoniac bổ sung thêm một lựa chọn mới cho ngành thép trong quá trình giảm phát thải. Trong khi DRI bằng hydro vẫn là hướng đi chủ đạo tại châu Âu và Trung Đông, giải pháp dựa trên amoniac có thể đặc biệt hấp dẫn tại châu Á và các khu vực phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng.
Trong bối cảnh áp lực cắt giảm phát thải ngày càng lớn, cùng yêu cầu kiểm soát chi phí, hoàn nguyên sắt bằng amoniac có thể trở thành một phương án cạnh tranh và thực tế đối với nhiều nhà sản xuất thép.
