Từ kho báu trở thành rác và ngược lại (Phần cuối)

Viết bởi Dan Ferber – Nguồn: https://link.medium.com/FQeriC3P46

Mặc dù rác có thể rất dồi dào nhưng các tài nguyên khác thì không, và khi các nhà sản xuất đối mặt với tình trạng thiếu nguồn cung, chắc chắn thiệt hại sẽ xảy ra. Robert Frosch đã thấy rõ điều đó hơn 30 năm trước, và ông đã lấy cảm hứng từ tự nhiên để giải quyết vấn đề này. Frosch, một nhà vật lý và là phó phòng nghiên cứu của General Motors Corporation, đã đắm chìm trong suy ngẫm về cách thức hoạt động của nền kinh tế công nghiệp. Trong một bài viết đột phá năm 1989 trên tạp chí Scientific American, ông và Nicholas Gallopoulos, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu động cơ của GM, đã tìm hiểu làm thế nào để sản xuất bền vững hơn – và giải thích lý do tại sao bắt buộc phải làm như vậy.

Họ dự đoán trong bài báo của mình rằng đến năm 2030, sẽ có sự thiếu hụt các vật liệu quan trọng, bao gồm đồng – thành phần chính của động cơ điện và coban, molypden và niken – các kim loại chính để tạo ra các hợp kim sử dụng trong động cơ máy bay, pin, tua bin khí , chân vịt tàu và các công nghệ quan trọng khác. Họ cũng thấy trước sự thiếu hụt dầu mỏ – nguyên liệu thô của nhiên liệu, nhựa đường và một danh mục hóa chất khác. Theo dự đoán, lượng chất thải được tích tụ đủ để chôn vùi Los Angeles dưới 100m.

Nhưng nếu rác thải từ một quy trình công nghiệp – sử dụng chất xúc tác từ tinh chế dầu mỏ, tro từ sản xuất điện hoặc thùng nhựa từ các sản phẩm tiêu dùng – có thể đóng vai trò là nguyên liệu thô cho quy trình công nghiệp khác, điều này sẽ tạo ra sự cộng sinh làm giảm cả tài nguyên tiêu thụ và chất thải. Giống như các động vật san hô và tảo cộng sinh tạo nên một rạn san hô sống, cả hai thực thể công nghiệp sẽ phụ thuộc lẫn nhau, và cả hai đều có lợi.

Cộng sinh công nghiệp có thể được thực hiện giữa hai quy trình của cùng một công ty hoặc giữa hai công ty khác nhau. Thậm chí, việc cộng sinh cũng có thể được vận hành phức tạp hơn như một hệ sinh thái sinh học, minh họa bởi khu công nghiệp tiên phong ở Kalundborg, Đan Mạch. Theo tên hiện tại – Symbiosis Kalundborg đã hình thành dần dần, từ năm 1972, khi một nhà máy lọc dầu bắt đầu cung cấp khí đốt dư thừa cho một nhà máy sản xuất thạch cao. Cùng lúc đó, nhà máy lọc dầu này khai thác nước từ một hồ nước ở gần và khi một nhà máy nhiệt điện than tại khu công nghiệp mở rộng, nhà máy lọc dầu bắt đầu chuyển nước nóng từ hệ thống làm mát đến nhà máy điện. Nhà máy điện đã cho nước nóng, chứ không phải nước ở nhiệt độ phòng, vào nồi hơi để tạo ra hơi nước chạy tua-bin. Điều này giúp làm giảm chi phí nhiên liệu của nhà máy điện. Sau đó, nhà máy điện đã chuyển hơi nước dư thừa cho một công ty công nghệ sinh học sản xuất insulin, giúp cho công ty công nghệ sinh học này đóng cửa một lò hơi không hiệu quả. Khi nhà máy điện bắt đầu lọc lưu huỳnh từ khí thải, quá trình cọ rửa đã tạo ra canxi sunfat – thạch cao, và bán nó lại cho công ty sản xuất thạch cao, làm giảm nhu cầu khai thác mới.

Qua nhiều thập kỷ, Symbiosis Kalundborg đã phát triển phức tạp hơn. Ngày nay, nó được tạo thành từ sáu công ty tư nhân và ba cơ quan công lập, với 25 luồng trao đổi sản xuất khác nhau, bao gồm nước, hơi nước làm nóng và năng lượng, điện, khí đốt tự nhiên, tro, cát, cũng như đường, bio-ethanol, lignin (chất thải chính từ việc làm giấy) và phân bón. Trong một báo cáo phân tích vòng đời năm 2015, các nhà nghiên cứu đã so sánh lượng khí thải nhà kính của Kalundborg với mức độ khí thải nếu các công ty hoạt động độc lập; kết quả cho thấy sự cộng sinh làm giảm lượng khí thải CO2 tương đương với lượng khí CO2 do 40.000 người Đan Mạch tạo ra hàng năm. Khu công nghiệp này, với hơn 5.000 người, đã được Ellen MacArthur Foundation và nhiều tổ chức khác công nhận là một ví dụ hàng đầu về sự cộng sinh trong công nghiệp.

Để tạo nên sự bền vững toàn cầu về năng lượng và nguyên vật liệu, việc tái sử dụng rác và tạo ra các khu công nghiệp cộng sinh là một khởi đầu tốt. Nhưng cho đến khi các nhà lãnh đạo doanh nghiệp và những người ra quyết định tự tin trong việc các công ty của họ có thể thu lợi từ việc cắt giảm tiêu thụ tài nguyên và giảm chất thải, nền kinh tế tuần hoàn sẽ khó có khả năng mở rộng quy mô. May mắn thay, các nhà phân tích và các doanh nghiệp đang phát minh ra các mô hình kinh doanh tuần hoàn mới có thể giúp tạo dựng sự tự tin đó, và một số công ty tiên phong đã đưa những mô hình này vào sử dụng nhằm tạo ra lợi nhuận.

Walter Stahel là một trong những người đầu tiên chứng minh rằng mô hình kinh doanh tuần hoàn có thể mang lại lợi nhuận. Hiện tại, ông là giám đốc của Product Life Institute ở Geneva, Thụy Sĩ, một tổ chức phi lợi nhuận tập trung vào việc xây dựng các chiến lược và chính sách bền vững cho Châu Âu. Năm 1973, Stahel 27 tuổi, là một kiến trúc sư và đang thực hiện nghiên cứu chiến lược kinh doanh tại Trung tâm nghiên cứu Battelle Geneva. Lúc bấy giờ, lệnh cấm vận dầu mỏ của Ả Rập đang diễn ra mạnh mẽ và Châu Âu, giống như Hoa Kỳ, buộc phải mua dầu với giá cao. Trong khi đó, thất nghiệp đã tăng vọt trong số những công dân trẻ ở Châu Âu.

Stahel là một nhà bảo vệ môi trường, và ông bắt đầu nghĩ về cách để vừa tiết kiệm năng lượng và vừa tạo ra việc làm. “Tôi biết rằng trong xây dựng công trình, nếu bạn tân trang hoặc cải tạo một tòa nhà, bạn sẽ cần nhiều lao động hơn và tiết kiệm năng lượng hơn so với việc xây dựng một kiến trúc mới”, Stahel nói với Moonshot Catalog. Cải tạo một tòa nhà giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách tái sử dụng phần móng và, nếu có thể, tái sử dụng cả dầm, cột, hệ thống ống nước và hệ thống dây điện. Điều này giúp làm giảm việc tiêu thụ năng lượng dùng để sản xuất các thành phần xây dựng này từ các nguyên vật liệu mới. Và đồng thời, việc cải tạo một tòa nhà cần đến lao động, và do đó tạo ra việc làm. “Tôi nghĩ rằng các lĩnh vực khác cũng có thể giống như vậy”, Stahel nói.

Stahel và một đồng nghiệp ở Battelle, Geneviève-Mulvey, đã thực hiện một nghiên cứu cho thấy rằng quả thật là như vậy. Các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu nhiều thập kỷ của các ngành ô tô và xây dựng trong việc sử dụng nhiên liệu và nhân công. Theo một báo cáo năm 1977, việc sử dụng sắt thép và xi măng trong các ngành trên chỉ chiếm ¾ lượng năng lượng so với việc sản xuất một chiếc xe hay xây dựng một tòa nhà mới. Tuy nhiên việc sản xuất, xây dựng mới chỉ đòi hỏi ba phần tư lao động. Điều này chỉ ra rằng việc giữ cho nguyên vật liệu được xử lý tuần hoàn, trái ngược với việc sản xuất chúng từ các nguồn tài nguyên thô, giúp tiết kiệm năng lượng và tạo việc làm.

Ban đầu, các nhà phê bình cho rằng mô hình sản xuất tuần hoàn chỉ đơn giản là sẽ không thể hoạt động, lập luận rằng các công ty tăng doanh thu bằng cách bán nhiều sản phẩm hơn, và một khi sản phẩm đã được bán ra, họ không có cách nào để kiếm thêm tiền. Nhưng Stahel vẫn kiên trì, và 5 năm sau ông đã viết một bài báocó tầm ảnh hưởng lớn bằng việc đề xuất một loại mô hình kinh doanh mới cho thấy các công ty có thể thu lợi nhiều hơn bằng cách tiêu thụ ít hơn.

Thay vì tăng doanh thu theo cách thông thường – bằng việc gia tăng sản xuất và bán hàng – một công ty có thể kéo dài tuổi thọ của sản phẩm thông qua việc tái sử dụng, sửa chữa, trang bị thêm hoặc nâng cấp. Sau đó, họ sẽ có thể thu tiền nhiều lần khi khách hàng sử dụng sản phẩm và kiếm lợi nhuận cao hơn số tiền họ có được thông qua việc bán món hàng đó. Theo Stahel, vẻ đẹp của mô hình kinh doanh này chính là loại bỏ sự khuyến khích của các công ty trong việc tạo ra các mẫu mã sản phẩm được định sẵn sẽ lỗi thời. Hiện tại ở Product Life Institute, Stahel tiếp tục theo đuổi tầm nhìn này, lập luận rằng nó sẽ tạo ra một nền kinh tế bền vững hơn để tiết kiệm năng lượng, tạo công ăn việc làm và giảm đáng kể chất thải. Ngày nay, mô hình này là một trụ cột của nền kinh tế tuần hoàn, Reid Lifset, một nhà sinh thái công nghiệp tại Đại học Yale và là tổng biên tập của Journal of Industrial Ecology cho biết.

Một trong những tổ chức đầu tiên áp dụng chiến lược này là Caterpillar, nhà sản xuất thiết bị nặng. Từ năm 1980, công ty đã mua các động cơ cũ và các thiết bị khác, sau đó tân trang lại, tái sản xuất và bán lại chúng. Điều này giúp công ty tiết kiệm chi phí mua thép, nhôm và các vật liệu khác cần thiết để chế tạo các máy xúc đất của họ. Điều này cho phép Caterpillar tính giá thấp hơn cho các thiết bị nặng và giúp giảm chi phí vận hành của các công ty xây dựng, công ty khai khoáng và công ty khai thác gỗ cần sử dụng sản phẩm của họ. Và nó đồng thời xây dựng lòng trung thành của khách hàng. Ngày nay, 4.000 trên tổng số 100.000 nhân viên của Caterpillar hoặc hơn làm việc trong khâu thu hồi và tái sản xuất các bộ phận và sản phẩm, với sản lượng tương đương với 75.000 tấn sắt thép mỗi năm.

Ngoài việc cải thiện lợi nhuận bằng cách thu hồi, tân trang và tái sản xuất, một số công ty kiếm lợi nhuận bằng cách bán hiệu suất thay vì sản phẩm. Ngày nay, hầu hết các nhà sản xuất kiếm tiền bằng việc bán sản phẩm thường xuyên nhất có thể – một mô hình ủng hộ cho sự lỗi thời có kế hoạch, làm tăng tiêu thụ tài nguyên và gây lãng phí. Ví dụ, các nhà sản xuất điện thoại thông minh và thiết bị điện tử cung cấp các bản nâng cấp nhằm khuyến khích khách hàng mua mẫu mới cứ sau vài năm. Trong khi các thiết bị điện tử có thể được tái chế, tại nhiều nơi chúng vẫn bị vứt bỏ, đặc biệt là ở châu Á, nơi chúng có thể rò rỉ các thành phần độc hại xuống đất. Ngược lại, bằng cách bảo lưu quyền sở hữu và chịu trách nhiệm bảo trì và nâng cấp, một công ty có thể tính phí khách hàng nhiều lần để sử dụng cùng một sản phẩm trong lâu dài.

Điều này có thể tạo ra một động lực tài chính để làm cho sản phẩm tồn tại lâu dài, giúp giảm nhu cầu sản xuất mới, từ đó giảm mức tiêu thụ tài nguyên, năng lượng và chi phí sản xuất nói chung. Mô hình quyền-sở-hữu-thuộc-về-nhà-sản-xuất này tách rời tăng trưởng kinh tế với việc tiêu thụ tài nguyên. Nếu được áp dụng trên quy mô toàn cầu, mô hình này sẽ tiếp tục là nguồn gốc của sự bền vững.

Rolls-Royce, nhà sản xuất động cơ máy bay lớn thứ hai thế giới, đã áp dụng mô hình như vậy. Rolls-Royce cung cấp cho khách hàng một tùy chọn không cần phải mua động cơ. Thay vào đó, họ tính phí theo số giờ động cơ hoạt động ở trên không. Họ cũng giám sát việc bảo dưỡng động cơ, giúp giảm khả năng trục trặc động cơ khiến máy bay rơi và tiêu tốn tiền của cả Rolls-Royce lẫn hãng hàng không. Theo khảo sát năm 2015 của Rolls-Royce, 92% các hãng hàng không nhận được động cơ từ Rolls-Royce cảm thấy hình thức kinh doanh mới đã cải thiện công việc kinh doanh của họ. “Họ (Rolls-Royce) thật sự đã giải quyết được vấn đề của khách hàng” – theo Aleyn Smith-Gillespie, đồng tác giả của một báo cáo gần đây về các chương trình kinh tế tuần hoàn của Rolls-Royce và là phó giám đốc của Carbon Trust, một tổ chức phi chính phủ có trụ sở tại Luân Đôn hoạt động trong lĩnh vực kinh tế bền vững và khuyến khích giảm khí thải carbon.

Bằng cách sở hữu các động cơ mà chính mình sản xuất, Rolls Royce chỉ cần lấy lại chúng thay vì mua lại khi chúng bị hao mòn. Điều này giúp họ dễ dàng tân trang các bộ phận. Khi không thể cải tạo những bộ phận đó, Rolls Royce vẫn thu hồi các vật liệu có giá trị, bao gồm 20.000 tấn/năm rhenium, hafnium, niken, titan và các kim loại đắt tiền khác. Những vật liệu này, lần lượt, có thể chuyển lại để sản xuất các hợp kim chuyên dụng mà các động cơ có hiệu suất cao của máy bay yêu cầu.

Khi nền kinh tế tuần hoàn thu hút được sự chú ý, một nhóm các học giả tự gọi mình là nhà sinh thái công nghiệp đã đánh giá tiềm năng lợi ích và tác hại của nó ngày càng khắt khe hơn. “Hầu hết những người đề xướng kinh tế tuần hoàn đều cho rằng nếu nó tuần hoàn thì nó “xanh”, và điều này là hiển nhiên” theo lời của nhà nghiên cứu Lifset, đại học Yale. Thay vào đó, ông nói, phải mất nhiều nghiên cứu để xác định chiến lược kinh doanh tuần hoàn nào thực sự làm giảm sử dụng tài nguyên, sự ô nhiễm và mang lại lợi ích kinh tế xã hội.

Tạo ra một ngôn ngữ chung cho tất cả các bên liên quan sẽ là một sự khởi đầu bởi vì không có bất kỳ đồng thuận nào về việc một nền kinh tế tuần hoàn thực sự là gì – Jonathan Cullen, giảng viên về năng lượng, giao thông và cơ sở hạ tầng đô thị tại Đại học Cambridge và là đồng tác giả của cuốn sách Sustainable Materials Without the Hot Air: Making Buildings, Vehicles and Products Efficiently and with Less New Material, xuất bản năm 2015 cho biết.

Tại Châu Âu, phong trào kinh tế tuần hoàn chủ yếu là giảm chất thải và sử dụng tài nguyên vật chất một cách hiệu quả, Cullen nói. Ở Trung Quốc, người ta nói về cộng sinh trong công nghiệp và quốc gia này đã xây dựng hơn 150 khu công nghiệp sinh thái lấy cảm hứng từ Kalundborg. “Nó có ý nghĩa khác nhau tại những nơi khác nhau trên thế giới”.

Cũng có những cạm bẫy ngăn cản một dự án kinh tế tuần hoàn thực sự trở nên “xanh”. Mặc dù việc tái chế có thể tiết kiệm năng lượng và tài nguyên, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Ví dụ, “từ góc nhìn về năng lượng và carbon, không có ý nghĩa gì trong việc tái chế bê tông”, Cullen cho biết. Việc sản xuất xi măng (một hỗn hợp giúp kết dính cát, sỏi và đá với nhau), đòi hỏi phải nung đá vôi, đất sét và các thành phần khác đến 2700°F trong một lò nung khổng lồ. Quá trình đó tiêu thụ rất nhiều năng lượng đến mức tạo ra 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu. Có thể tiêu tốn nhiều xi măng để giữ cho bê tông tái chế kết dính với nhau hơn là tạo ra một mẻ mới từ cát, sỏi và đá nghiền, Cullen nói.

Để hiểu được việc sử dụng tài nguyên toàn cầu, điều quan trọng là phải theo dõi từng nguyên liệu khi nó luân chuyển trong nền kinh tế. Các nhà khoa học đã thực hiện rất tốt trong việc giám sát mức tiêu thụ năng lượng và khí thải carbon toàn cầu và quốc gia. Nhưng vật liệu là một câu chuyện khác, theo Cullen. “Chúng ta có cơ quan năng lượng quốc tế, nhưng chúng ta không có cơ quan vật liệu quốc tế”.

Dữ liệu theo dõi vật liệu rất khan hiếm vì rất khó để theo dõi dòng nguyên liệu giữa các chuỗi cung ứng, giữa các ngành và giữa các biên giới, và đồng thời bởi vì mỗi một vật liệu trong tổng số hàng trăm vật liệu của kinh tế toàn cầu sẽ phải được theo dõi riêng biệt. Để xử lý những lỗ hổng kiến thức và dữ liệu này, các nhà sinh thái công nghiệp đã phát triển các phương pháp phân tích dòng nguyên liệu mà các nhà nghiên cứu có thể sử dụng để theo dõi đầu vào, đầu ra và tổng trữ lượng vật liệu trong nhà máy, khu công nghiệp hoặc thành phố.

Cho đến nay, các nhà sinh thái công nghiệp đã thực hiện các phân tích như vậy trong tình trạng mù mờ. Nhưng họ nói rằng đây là thời gian thích hợp để các bên liên quan trong các ngành công nghiệp và chính phủ nắm lấy tư duy và bộ công cụ mà họ cung cấp để đạt được lợi ích về kinh tế và môi trường. “Đã đến lúc đưa kinh tế tuần hoàn lên một tầm cao mới”, Lifset cho biết.

Có khá nhiều công ty đang theo đuổi các chiến lược tuần hoàn đầy hứa hẹn và chứng minh khả năng thương mại của họ cho các nhà đầu tư bắt đầu quan tâm . Một trong số đó là Closed Loop Partners, một tổ chức đầu tư có trụ sở tại New York tập trung vào các công ty kinh tế tuần hoàn giai đoạn đầu. Họ cũng điều hành Trung tâm Kinh tế Tuần hoàn, nơi tập trung các thương hiệu, tổ chức phi chính phủ và các công ty khởi nghiệp lại với nhau để hỗ trợ các ý tưởng mới trong ngành. “Tại Hoa Kỳ, chúng ta chi hơn 10 tỷ đô la mỗi năm để chôn lấp những gì mà một hệ thống tuần hoàn có thể tạo ra doanh thu 15 tỷ đô la”, Kate Daly, giám đốc điều hành trung tâm cho biết “Chúng tôi xem rác thải là một lỗ hổng thiết kế”.

Để mở rộng nền kinh tế tuần hoàn, cần phải có nhiều đầu tư hơn – các nhà đầu tư thiên thần, các nhà đầu tư giai đoạn đầu và đầu tư tăng trưởng, Daly nói. “Việc đầu tư vốn trong giai đoạn đầu là một nhu cầu cấp thiết trong việc hỗ trợ các ý tưởng mới để xem ai sẽ là người chiến thắng”.

Những khoản đầu tư như vậy có thể tạo nên sự cải tiến mà nền kinh tế tuần hoàn đang cần có, chẳng hạn như đột phát trong việc vận chuyển chuỗi cung ứng ngược mà Caterpillar sử dụng. Trong chuỗi cung ứng này, các sản phẩm sẽ được đưa trở lại nhà sản xuất để tân trang, tái sản xuất hoặc tái chế, “Đó là thử thách khó khăn hơn nhiều so với việc đưa sản phẩm ra ngoài” – Daly cho biết.

Vì tham vọng kinh tế tuần hoàn không có con đường và đích đến rõ ràng và cũng không phải một mô hình kinh doanh ngắn hạn, các hoạt động thiện nguyện có thể giữ vai trò quan trọng, bỏ qua lợi tức đầu tư (ROI) và hướng đến tương lai dài hạn rằng nó có thể mang đến những thay đổi lớn . “Các nhà thiện nguyện có thể là đòn bẩy lớn bằng việc trở thành người bước đi đầu tiên trong những lĩnh vực mà tiền vốn là thứ cấp thiết nhất” – Stephanie Potter, giám đốc cấp cao của chương trình kinh tế bền vững và tuần hoàn thuộc Tổ chức Thương mại Hoa Kỳ.

Daly cũng lưu ý rằng các nghiên cứu ứng dụng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi vật liệu (như robot phân loại vật liệu trong cơ sở tái chế theo cách khiến cho đầu ra dễ sử dụng hơn hoặc công nghệ biến vải bị loại bỏ thành sợi cho quần áo mới) cũng sẽ tiếp tục đẩy mạnh kinh tế tuần hoàn. Đi sâu hơn nữa, các hệ sinh thái công nghiệp tuần hoàn sẽ được hưởng lợi từ các công nghệ tốt hơn để giải mã các vật liệu phức tạp của nền kinh tế toàn cầu thành các nhân tố cấu thành của chúng. Ví dụ, các nhà sản xuất dựa vào hợp kim kim loại – hỗn hợp của hai hoặc nhiều kim loại nguyên tố – để sản xuất tất cả các loại phụ tùng công nghiệp và sản phẩm thương mại. “Thân của một chiếc xe hơi điện hiện đại kết hợp hơn một chục hợp kim thép và nhôm” – Stahel viết trên Nature vào năm 2016. Để giảm sự phụ thuộc vào các quặng kim loại, đòi hỏi phải phân rã các hợp kim này để thu được các nguyên tố thành phần của chúng, bao gồm sắt, nikel, mangan, crom. Nhưng có rất ít quy trình đủ tốt để thu hồi kim loại nguyên tố từ các hợp kim đó và việc thực hiện ở quy mô lớn hơn nhiều sẽ đòi hỏi những tiến bộ trong ngành luyện kim, Stahel viết.

Một thách thức tương tự có trong ngành công nghiệp hóa chất và nhựa, cả hai đều tập trung trong việc tạo ra các phân tử và vật liệu phức tạp hơn là giải mã chúng trở lại thành hóa chất thành phần. Các nhà tiên phong về sinh thái công nghiệp và hóa học xanh như Paul Anastas của Đại học Yale và John Warner của Viện Hóa học xanh Warner Babcock đã từ lâu vận động để khuyến khích văn hóa thiết kế và sản xuất trong công nghiệp sao cho đảm bảo khả năng tái sử dụng, tái chế và các lợi ích khác trong việc giảm sử dựng tài nguyên, năng lượng và giảm ô nhiễm.

Để mở đường cho việc triển khai các hoạt động kinh tế tuần hoàn toàn cầu, tất cả các bên sẽ cần phải tham gia.”Chúng tôi đã sự chú ý, chúng tôi đã có sự nhiệt tình”, Lifset nói, “Bây giờ hãy cùng nhau nắm lấy rắc rối”. Sẽ cần đến hàng ngàn chiến lược và hàng ngàn sáng kiến để chuyển đổi nền kinh tế toàn cầu từ tuyến tính sang tuần hoàn mà các thế hệ tương lai cần thiết để tồn tại. Nhưng thời điểm hành động chính là bây giờ.

======================