Biến rác nhựa thành xăng giá rẻ: Lời giải kinh tế tuần hoàn từ Ấn Độ

Tại nhiều đô thị lớn, rác thải nhựa từ lâu bị xem là gánh nặng chi phí khổng lồ cho ngân sách môi trường và các đơn vị quản lý hạ tầng. Trong khi đó, người tham gia giao thông và các doanh nghiệp vận tải liên tục chịu sức ép từ những đợt leo thang của giá dầu mỏ. Sự kết hợp giữa hai bài toán hóc búa này bất ngờ tìm thấy lời giải chung tại Ấn Độ, đó là biến rác chôn lấp thành chuỗi giá trị nhiên liệu giá rẻ.

Tại Đại học Gati Shakti Vishwavidyalaya (GSV), một dự án kinh tế tuần hoàn do Tiến sĩ Venkat Chintala dẫn dắt đã chuyển hóa thành công nguồn rác nhựa hỗn hợp thành nhiên liệu tương đương xăng và dầu diesel. Thay vì nằm yên dưới lòng đất hàng trăm năm, rác thải nay được tuần hoàn trực tiếp trở lại bình nhiên liệu của các phương tiện giao thông.

Hóa giải chi phí: 100 kg rác đổi lấy 50kg nhiên liệu giá rẻ

Theo ghi nhận từ tờ The Times of India (TOI), điểm đột phá về mặt kinh tế của dự án nằm ở khả năng cắt giảm tối đa chi phí tiền xử lý. Thông thường, các mô hình tái chế cơ học đòi hỏi quy trình phân loại khắt khe và làm sạch tốn kém khiến giá thành đầu ra bị đội lên cao.

Tiến sĩ Venkat Chintala chia sẻ với TOI: “Tại nhiều công nghệ, nhựa phải được phân loại thành từng dòng riêng trước khi xử lý. Tuy nhiên, rác thải trong thực tế thường là hỗn hợp và bị nhiễm bẩn. Chúng tôi tập trung phát triển quy trình có thể xử lý loại rác này mà vẫn duy trì chất lượng nhiên liệu”.

Tại cơ sở thí điểm gần khu vực ga đường sắt Vadodara, khoảng 1,8 tấn rác thải nhựa thu gom từ bãi chôn lấp đô thị và cơ sở đường sắt được xử lý mỗi ngày. Cứ mỗi 100kg rác nhựa đưa vào dây chuyền, hệ thống thu hồi được gần 50kg nhiên liệu có thể sử dụng.

Về mặt giá thành, dầu nhiên liệu thô được sản xuất ở mức khoảng 24 rupee/lít, và sau khi nâng cấp đạt mức 32 rupee/lít (chỉ bằng khoảng 1/3 giá nhiên liệu thông thường). Hiệu quả vận hành thực tế cũng đã được chứng minh khi các mẫu xe máy 100cc chạy thử nghiệm đạt mức 60 km/lít (tiệm cận mức 62km/lít của xăng thương mại) và vượt qua bài kiểm tra kiểm soát ô nhiễm độc lập.

Mở rộng chuỗi giá trị và cơ hội hợp tác liên ngành

Khi rác thải chứng minh được giá trị thương mại, bài toán kinh tế tuần hoàn lập tức mở rộng quy mô sang các mắt xích công nghiệp lớn hơn. Sự xuất hiện của loại nhiên liệu từ nhựa (plasto-petrol) đã thu hút sự tham gia của các tập đoàn đa quốc gia.

Điển hình là tập đoàn hàng không Airbus đang hợp tác với GSV để nghiên cứu phát triển nhiên liệu hàng không bền vững từ nguồn rác thải đô thị. Bước đi chiến lược này nhằm giúp ngành hàng không tiếp cận nguồn nguyên liệu xanh với chi phí tối ưu, đồng thời giải quyết bài toán phát thải trong toàn chuỗi cung ứng.

Bên cạnh đó, mô hình này đang được tính toán nhân rộng tại các điểm nút giao thông và vùng địa lý đặc thù. Nhóm nghiên cứu đang xúc tiến kế hoạch đặt nhà xưởng tại cơ sở đường sắt Jhansi, một cơ sở quân sự ở Kolkata, cùng các địa bàn khó khăn về cung ứng nhiên liệu như Leh-Ladakh, Kedarnath và Badrinath.

Việc biến rác thải tại chỗ thành nhiên liệu phục vụ chính các phương tiện tại địa phương không chỉ cắt giảm chi phí logistics vận chuyển nhiên liệu đường dài, mà còn giúp khép kín vòng đời của chất thải nhựa ngay tại nguồn phát sinh.

Hạ giá thành sản xuất để khép kín vòng đời của nhựa

Để kinh tế tuần hoàn thực sự bền vững, công nghệ tái chế bắt buộc phải giải được bài toán tối ưu năng lượng đầu vào. Theo trang ScienceDaily và ANI, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ vừa công bố một hướng tiếp cận bổ trợ nhằm hạ giá thành chế biến rác polyethylene - loại nhựa dùng làm túi mua sắm và thớt nhựa.

Nghiên cứu trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Mỹ cho thấy nhóm ORNL đã sử dụng muối nóng chảy gốc nhôm có sẵn trên thị trường để biến rác nhựa thành các phân tử hydrocarbon tương tự xăng và dầu diesel. Quy trình này đạt tỷ lệ thu hồi xăng khoảng 60% ở nhiệt độ dưới 200 độ C.

Bà Zhenzhen Yang, nhà khoa học tại ORNL, nhấn mạnh tính kinh tế của giải pháp: “Khác với các kỹ thuật truyền thống, quy trình mới không cần chất xúc tác kim loại quý, dung môi hữu cơ hay hydro bổ sung từ bên ngoài. Đây là lần đầu tiên muối nóng chảy được sử dụng làm môi trường sản xuất hóa chất giá trị cao từ chất thải ở nhiệt độ tương đối ôn hòa”.

Việc loại bỏ các chất xúc tác kim loại quý đắt đỏ và giảm nhiệt độ phản ứng giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành cho các nhà máy xử lý rác trong tương lai. Dù vẫn còn rào cản kỹ thuật cần hoàn thiện như tính hút ẩm của vật liệu xúc tác, những kết quả nghiên cứu này cho thấy rác thải nhựa hoàn toàn có thể trở thành nguồn tài nguyên đầu vào sinh lời.

Khi các mô hình tái chế hóa học dần hoàn thiện từ phòng thí nghiệm đến đời sống, rác thải nhựa không còn là khoản chi phí mất đi của xã hội mà đang từng bước trở thành nguồn lực đầu vào giúp gia tăng an ninh năng lượng và năng lực cạnh tranh cho nền kinh tế.