Italia: Biến rác thải thành an ninh năng lượng

Vẫy vùng giữa áp lực

Cách đây 1 một thập niên, Italia đã phải đối mặt những cuộc khủng hoảng rác thải tồi tệ tại Naples và Rome. Việc các bãi chôn lấp quá tải và rác tràn ngập những đô thị lớn đã tạo ra áp lực chính trị nghẹt thở.

Trong bối cảnh đó, Tập đoàn năng lượng quốc gia Eni đưa ra quyết định lịch sử vào năm 2014, khi chuyển đổi nhà máy lọc dầu truyền thống tại Porto Marghera (Venice) thành nhà máy lọc sinh học (Biorefinery) đầu tiên trên thế giới. Đây chính là tiền đề của kế hoạch chiến lược “tái sinh hạ tầng cũ” thay vì xây mới, giúp Italia tiết kiệm hàng tỷ euro chi phí đầu tư ban đầu.

Tuy nhiên, phải đến đại dịch COVID-19 và đặc biệt cuộc xung đột Ukraina năm 2022 đã làm bộc lộ điểm yếu của Italia nói riêng, châu Âu nói chung. Đó là sự phụ thuộc gần như hoàn toàn vào khí đốt và dầu mỏ nhập khẩu.

Chính vì thế, Chính phủ Italia năm 2021 đã công bố kế hoạch “Phục hồi và chống chịu quốc gia” (PNRR), trong đó chi hơn 2 tỷ euro chỉ để nâng cấp hệ thống quản lý rác thải.

Để tự chủ, quốc gia phải tìm thấy một mỏ năng lượng ngay trong lòng các đô thị của mình. Rome, Milan, hay Naples không còn nhìn nhận hàng triệu tấn rác thải là gánh nặng vệ sinh, mà là một “mỏ dầu lộ thiên” cần được khai thác để bảo vệ chủ quyền quốc gia.

Đây là lúc Italia bắt đầu chuyển dịch từ “xử lý rác vì môi trường” sang “khai thác rác vì an ninh năng lượng”. Chính nhờ sự thay đổi tư duy kịp thời, Italia đang dẫn đầu châu Âu về công nghệ biến rác thải thành nhiên liệu), đặc biệt là trong phân khúc sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) và dầu diesel sinh học thế hệ mới (HVO).

Hiện Italia tái chế khoảng 83% tổng lượng rác thải, gồm cả rác thải đô thị và công nghiệp. Con số này cao hơn nhiều so với mức trung bình của EU (khoảng 50 - 55%), vượt xa các nước lớn như Pháp hay Đức.

Sở dĩ có được điều này là bởi Italia là quốc gia ít tài nguyên thiên nhiên, do đó, rác thải được coi là tài nguyên duy nhất có sẵn. Tư duy này đã ăn sâu vào chiến lược công nghiệp của Italia từ sau Thế chiến thứ hai.

Những công nghệ trụ cột

Xuyên suốt thập niên qua, Italia đã hoàn thiện 2 loại công nghệ độc quyền. Trước hết là ecofining cho phép biến dầu ăn thải (UCO) và HVO - loại diesel sinh học cao cấp có thể dùng ngay cho động cơ hiện đại mà không cần pha trộn.

Thay vì xây mới, Italia cải tạo các nhà máy lọc dầu hóa thạch cũ thành các nhà máy lọc sinh học biorefineries. Đến năm 2025, Italia đã thiết lập được mạng lưới thu gom dầu ăn thừa tại hơn 100 thành phố, biến mỗi nhà bếp thành một “giếng dầu” nhỏ.

Cùng với đó, Italia phát triển công nghệ khí hóa thế hệ mới. Theo đó, với rác thải rắn đô thị không thể tái chế, như nhựa tạp, vải vụn và phế phẩm công nghiệp, Italia áp dụng quy trình khí hóa ở nhiệt độ cực cao (trên 1.0000C) trong môi trường thiếu oxy. Rác không bị đốt cháy (tránh tạo ra dioxin) mà bị bẻ gãy liên kết hóa học để tạo thành syngas.

Qua quy trình Fischer-Tropsch với các chất xúc tác độc quyền của tập đoàn Eni và NextChem, syngas được tổng hợp lại thành các chuỗi hydrocarbon dài, tạo ra SAF - nhiên liệu vốn cực kỳ khó sản xuất từ các nguồn tái tạo khác.

Hiệu quả từ công nghệ mới là rất lớn. Cho đến nay, SAF sản xuất nội địa giúp các hãng hàng không như ITA Airways cắt giảm được 20% chi phí vận hành so với việc phải mua dầu hỏa hóa thạch tại thời điểm giá đỉnh. Italia hiện sở hữu năng lượng sản xuất SAF lớn nhất châu Âu, biến rác thải từ gánh nặng thành mặt hàng xuất khẩu công nghệ sang các nước láng giềng.

Mỗi lô rác từ Rome nay được theo dõi như một loại hàng hóa chiến lược, được chuyển thẳng đến các tổ hợp khí hóa để “tiếp máu” cho sân bay Fiumicino - một cửa ngõ “xanh” của châu Âu.

Dù đang dẫn đầu, Italia vẫn đối mặt với thách thức về chi phí vận hành ban đầu cao. Tuy nhiên, chính phủ coi đây là khoản “phí bảo hiểm quốc gia”. Đến năm 2030, Italia đặt mục tiêu thay thế hoàn toàn 50% dầu mỏ nhập khẩu bằng nhiên liệu tái chế từ rác.

Hành trình của Italia giai đoạn 2014 - 2026 là một minh chứng rõ ràng cho tầm nhìn chiến lược. Thông qua kiên trì đầu tư vào công nghệ chuyển hóa chất thải và số hóa hệ thống quản trị rác thải suốt 12 năm qua, Italia đã biến một điểm yếu kinh niên thành một lợi thế cạnh tranh tuyệt đối.

“Cách mạng” về quản trị đô thị

Italia là quốc gia đầu tiên tại EU ban hành các sắc lệnh yêu cầu các tập đoàn nhà nước và các hãng vận tải lớn phải tiêu thụ một tỷ lệ nhất định nhiên liệu tái chế nội địa. Theo đó, chính phủ hỗ trợ bù giá cho SAF từ rác để mức giá này luôn thấp hơn hoặc bằng giá dầu hỏa nhập khẩu từ Trung Đông.

Điều này tạo ra một “vòng lặp kinh tế” khép kín. Rác thải của Rome không còn là chi phí, mà là nguyên liệu đầu vào có đầu ra bảo đảm bởi các hãng hàng không, như ITA Airways.

Một điểm cần chú ý về sự thành công của Italia đó là chúng được thực hiện thông qua mô hình đô thị điển hình, bởi thực tế rằng công nghệ biến rác thành nhiên liệu sẽ không hiệu quả nếu không có nguồn cung nguyên liệu ổn định.

Sau nhiều năm chật vật, Thủ đô Rome đã triển khai hệ thống phân loại rác bằng trí tuệ nhân tạo (AI) và Blockchain (2024 - 2026). Việc biến rác thải thành “vàng đen” tại Rome không chỉ là một dự án công nghệ mà là một cuộc cách mạng về quản trị đô thị, nhằm giải quyết dứt điểm cuộc khủng hoảng rác thải kéo dài hàng thập niên.

Các thùng rác trên đường phố Rome hiện nay được trang bị cảm biến dung lượng và phân loại sơ bộ. Khi thùng đầy, hệ thống sẽ tự động điều phối xe thu gom tối ưu hóa lộ trình để tiết kiệm nhiên liệu.

Rác được chia thành các nhóm, như hữu cơ (dành để sản xuất bio-methane), nhựa/vải không tái chế (cho SAF), và kim loại/thủy tinh để tái chế truyền thống. Phần “rác thải còn lại” vốn trước đây phải đem đi chôn lấp nay là nguyên liệu quý giá nhất cho các nhà máy biến rác thải thành nhiên liệu.

Cách tính phí môi trường cũng được thay đổi. Những hộ gia đình phân loại rác chính xác sẽ nhận được “tín dụng năng lượng”, dùng để giảm hóa đơn điện hoặc vé phương tiện công cộng. Điều này biến mỗi công dân thành một mắt xích trong chuỗi cung ứng năng lượng quốc gia.

Chính quyền Rome cũng tập trung xử lý rác tại chỗ thông qua các tổ hợp công nghiệp mới. Ngay gần Rome, các nhà máy sử dụng công nghệ khí hóa của NextChem để chuyển hóa rác thải rắn đô thị thành syngas.

Một phần syngas được dùng để tách lấy hydro nguyên chất. Lượng hydro này cung cấp cho hệ thống xe bus chạy bằng pin nhiên liệu của Rome (ATAC), giúp giảm ô nhiễm không khí và tiếng ồn tại các khu vực di sản trung tâm.

Rác thải thu gom từ các hộ gia đình ở Rome được xử lý thành SAF. Nhiên liệu này sau đó được bơm trực tiếp cho các chuyến bay của ITA Airways cất cánh từ Fiumicino.

Thông qua công nghệ mới, khu vực Malagrotta từng là bãi rác lớn nhất châu Âu và là nỗi ám ảnh của người dân Rome đã được chính quyền thành phố quy hoạch lại thành một công viên năng lượng sạch.

Thay vì mùi hôi thối và ô nhiễm, nơi đây đặt các lò phản ứng khí hóa hiện đại với tiêu chuẩn phát thải cực thấp, biến vùng đất “chết” thành trái tim năng lượng của thủ đô.

Khi rác trở thành hàng hóa có giá trị, chi phí xử lý rác của thành phố giảm xuống, giúp giảm gánh nặng thuế cho người dân. Rome đã biến “điểm yếu” lớn nhất của mình là rác thải thành “vũ khí” chiến lược. Từ một thành phố từng ngập trong rác, Rome đang trở thành hình mẫu toàn cầu về việc “vũ khí hóa rác thải” để bảo vệ an ninh năng lượng quốc gia./.