0988.416.983
Tin tức

Tái chế hoá học 2025: Pyrolysis, depolymerization & pyrolysis oil thay thế naphtha — Cập nhật, rủi ro và cơ hội

Posted on by Nguyễn Trung
20
Th11

Mở đầu — Vì sao 2025 là năm quan trọng của “chemical recycling”?

Trong vài năm gần đây ngành tái chế hoá học (chemical recycling) — gồm các công nghệ như pyrolysis và depoymerization — di chuyển từ giai đoạn nghiên cứu/pilot sang thử nghiệm thương mại và mở rộng nhà máy. Năm 2025 ghi nhận nhiều nhà vận hành lớn công bố vận hành dây chuyền thử nghiệm hoặc xuất xưởng lô dầu pyrolysis đầu tiên, đồng thời có những liên doanh nhằm đưa “pyrolysis oil” vào chu trình nhà máy hóa dầu như một nguồn thay thế naphtha cho sản xuất polymer.

1. Tái chế hoá học là gì? Pyrolysis vs Depolymerization — khác nhau chỗ nào?

  • Pyrolysis (nhiệt phân trong môi trường không khí): quá trình phân hủy polymer bằng nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu hoặc không có oxy, tạo ra hỗn hợp khí, than (char) và chất lỏng gọi là pyrolysis oil (hay plastic-derived oil). Pyrolysis thường xử lý hỗn hợp nhựa (mixed plastics) và polyolefin khó tái chế cơ học.

  • Depolymerization (phân giải phân tử ngược): nhắm vào từng loại polymer cụ thể (ví dụ PET, nylon, polystyrene) bằng phản ứng hoá học để trả lại monomer ban đầu — có thể đem đi tinh chế và polymer hoá lại như nguyên liệu “virgin-equivalent”.

Ưu — nhược: pyrolysis phù hợp với dòng rác hỗn hợp, quy mô lớn; depolymerization cho chất lượng nhựa tái tạo cao hơn nhưng đòi hỏi nguồn liệu đồng nhất hơn và chi phí tinh chế. (Khi áp dụng trên quy mô thương mại, cả hai công nghệ thường được tích hợp trong chuỗi xử lý để tối đa hóa giá trị).

2. Tiến triển thương mại 2025 — ai đang đi đầu?

Năm 2025 đánh dấu một số mốc thương mại quan trọng: nhà vận hành chuyên về pyrolysis bắt đầu chạy thử và xuất lô dầu tái chế, trong khi tập đoàn năng lượng / hoá dầu lớn triển khai demo plant cho mixed plastics với mục tiêu sản xuất feedstock an toàn cho sản xuất polymer. Đây là bước từ “proof-of-concept” sang “pilot/commercial ramp-up”, với những hợp tác liên ngành (nhà thu gom, nhà vận hành công nghệ, nhà hóa dầu) để đảm bảo chất lượng đầu vào và tính tương thích sản phẩm đầu ra. Ví dụ cụ thể được công bố cho thấy công ty đã sản xuất lô dầu pyrolysis tại khu vực châu Âu và một số nhà hóa dầu đang thử nghiệm khả năng hòa nhập vào dây chuyền naphtha.

3. Pyrolysis oil — có thay thế naphtha được không?

Bản chất: pyrolysis oil là hỗn hợp phân đoạn hydrocarbon; tuỳ nguồn liệu và công nghệ, thành phần có thể nằm trong dải naphtha-range (lighter hydrocarbons) hoặc nặng hơn. Với xử lý (upgrading) hướng tới tách tạp chất, tách clo, hydro-treatment, pyrolysis oil có thể được sử dụng như alternative naphtha làm feedstock cho steam cracker hoặc nhà máy polymer — điều này đồng nghĩa giảm nhu cầu nguyên dầu mỏ cho chu trình sản xuất polymer. Tuy nhiên:

  • Pyrolysis oil cần nâng cấp (hydrotreating, distillation, tách halogen, kim loại) để đạt tiêu chuẩn hóa dầu tinh khiết cho cracker.

  • Độ ổn định đầu vào rất quan trọng — chất lượng hỗn hợp rác, hàm lượng PVC, độ ẩm, tạp chất sẽ ảnh hưởng mạnh tới sản phẩm cuối.

Nhiều nghiên cứu và báo cáo kỹ thuật đã xem xét khả năng sử dụng pyrolysis oil làm nguồn alternative naphtha — điều này khả thi về mặt hoá học nhưng cần hạ tầng nâng cấp và tiêu chuẩn quy trình.

4. Lợi ích tiềm năng (khi được triển khai đúng cách)

  1. Giảm nhu cầu dầu thô: sử dụng pyrolysis oil có thể giảm nhập naphtha từ dầu mỏ, góp phần circularity trong ngành polymerXử lý nhựa khó tái chế: mixed plastics, nhựa bẩn, đa lớp — những dòng không phù hợp cho cơ học.

  2. Giá trị kinh tế mới: từ rác nhựa chuyển sang feedstock cho sản xuất hóa chất, mở ra chuỗi giá trị mới cho nhà thu gom và trung gian.

  3. Tiềm năng giảm phát thải: một số LCA cho thấy, nếu tối ưu hóa và dùng năng lượng sạch, chemical recycling có thể giảm CO₂ tương đối so với đốt hoặc chôn lấp — nhưng kết quả rất nhạy cảm với giả định (energy mix, xử lý phụ phẩm…).

5. Những vấn đề bền vững & tranh luận chính

Tái chế hoá học không phải giải pháp “tự động bền vững”. Một số điểm tranh luận cần nắm:

  • Năng lượng & phát thải: pyrolysis và quá trình nâng cấp tiêu thụ năng lượng lớn; nếu nguồn năng lượng là nhiên liệu hóa thạch, hiệu quả giảm phát thải có thể kém. Do đó nguồn năng lượng & heat integration quyết định tính bền vững. Nghiên cứu LCA và báo cáo độc lập là then chốt.

  • Phát thải khí độc & tạp chất: quá trình nhiệt phân và xử lý tạp dễ sinh ra HCl, dioxin (nếu không kiểm soát PVC), kim loại, hoặc các hợp chất oxy hoá trị trung gian — đòi hỏi hệ thống xử lý khí thải, scrubber và kiểm soát chặt.

  • Chuỗi hậu xử lý (post-processing): pyrolysis oil phải được tinh chế; nếu nhà máy downstream (cracker) chưa thiết kế để xử lý tạp, việc hòa nhập có thể gây hư hỏng thiết bị hoặc xuống phẩm chất polymer.

  • Greenwashing & tính minh bạch: một số công ty quảng cáo “plastic-to-plastic” nhưng sản phẩm đầu ra có thể chủ yếu là nhiên liệu. Cần minh bạch qua LCA, chứng chỉ và truy xuất nguồn gốc. Báo cáo ngành cảnh báo rằng bất ổn quy định và thiếu chuẩn hóa đang cản trở việc chấp nhận rộng rãi của nhà hóa dầu

6. Trường hợp điển hình & ví dụ thực tế (2024–2025)

  • Plastic Energy: là một trong những nhà vận hành pyrolysis tiến tới thương mại; công ty đã công bố các dự án tại châu Âu và xuất lô dầu tái chế thử nghiệm, đồng thời công bố LCA ban đầu cho thấy tiềm năng tiết kiệm phát thải khi tích hợp với mạng lưới điện sạch và nâng cấp hợp lý. Đây là minh chứng cho việc pyrolysis oil có thể trở thành nguồn feedstock cho nhà hóa dầu

  • Tập đoàn hóa dầu & năng lượng: một số đơn vị lớn thử nghiệm demo plant chemical recycling (ví dụ: dự án demo mixed plastics) nhằm chuyển đổi sang vòng tuần hoàn polymer — động thái này cho thấy thị trường đang thử nghiệm khả năng hòa nhập feedstock tái chế vào chuỗi giá trị truyền thống

7. Yếu tố vận hành & kỹ thuật nhà quản lý phải lưu ý

  1. Tiền xử lý feedstock: tách PVC, kim loại nặng, sàng lọc để tránh halogen trong dầu pyrolysis.

  2. Thiết kế reactor & xúc tác: catalytic pyrolysis có thể tối ưu tỉ lệ naphtha-range hydrocarbon; lựa chọn reactor (batch vs continuous) ảnh hưởng chi phí OPEX/CAPEX.

  3. Upgrading: hydrotreating, distillation, hydrocracking để loại bỏ lưu huỳnh, clo và tăng giá trị phân đoạn.

  4. Quality control & spec: phối hợp với nhà hóa dầu xác định spec tối thiểu cho nhập naphtha thay thế (flash point, halogen content, aromatics…).

  5. Quản lý phụ phẩm: char, gas và nước ngưng phải được xử lý hoặc tái sử dụng — ví dụ sử dụng khí để tự cấp nhiệt cho lò, tăng hiệu suất năng lượng.

8. Khung pháp lý & tiêu chuẩn — rào cản hay động lực?

Khu vực pháp lý đang phát triển: một số thị trường còn lúng túng trong cách xếp loại pyrolysis oil (là sản phẩm tái chế hay nhiên liệu), dẫn đến bất định về khuyến khích thuế, truy xuất nguồn gốc và tiêu chuẩn an toàn. Sự thiếu thống nhất này làm chậm việc nhận diện pyrolysis oil là “alternative naphtha” bởi các nhà hóa dầu và người mua công nghiệp. Do vậy, minh bạch dữ liệu LCA, chứng nhận bên thứ ba và tiêu chuẩn hóa sẽ là chìa khoá để mở rộng thị trường.

9. Thị trường & kinh tế — khi nào có lợi?

  • Chi phí feedstock đầu vào (rác nhựa thu gom) và CAPEX nhà máy quyết định thời gian hoàn vốn.

  • Giá naphtha dao động mạnh theo dầu thô — khi giá dầu cao, giá trị kinh tế của pyrolysis oil tăng.

  • Quy mô & tích hợp với nhà hóa dầu (offtake agreements) giúp giảm rủi ro thị trường.

  • Hỗ trợ chính sách (thuế, yêu cầu tái chế bắt buộc, chứng chỉ) sẽ đẩy nhanh adoption.

Nói chung, các nhà đầu tư lớn đang hoà nhập vào hệ sinh thái (liên doanh feedstock, hợp tác với nhà thu gom) để đảm bảo chuỗi cung ứng ổn định và khả năng thương mại.

10. Đánh giá tổng quan: cơ hội — rủi ro

Cơ hội

  • Mở rộng thị trường cho phụ phẩm và nguồn feedstock thay thế.

  • Tạo giá trị cho dòng nhựa khó tái chế.

  • Hợp tác công — tư và chuỗi giá trị mới cho circular plastics.

Rủi ro

  • Phát thải & tiêu thụ năng lượng không được kiểm soát → mất lợi ích môi trường.

  • Bất định pháp lý gây khó khăn cho đầu tư.

  • Chi phí nâng cấp quá lớn nếu dầu tái chế không đạt spec.

11. Hướng đi và khuyến nghị cho doanh nghiệp (checklist hành động)

  1. Đánh giá feedstock: phân loại nhựa đầu vào, tỷ lệ PVC, độ ẩm, tạp chất.

  2. Yêu cầu LCA độc lập: cần số liệu minh bạch để chứng minh lợi ích khí nhà kính.

  3. Thương lượng offtake & hợp tác: ký MOUs với nhà hóa dầu để thử nghiệm pyrolysis oil; chia sẻ rủi ro thương mại.

  4. Đầu tư upgrading: hydrotreating & distillation để đạt spec; hoặc hợp tác với nhà cung cấp nâng cấp.

  5. Tuân thủ môi trường: lắp đặt scrubber, xử lý khí thải, giám sát dioxin/HCl, đóng dấu và báo cáo.

  6. Theo dõi khung pháp lý: chuẩn bị cho tiêu chuẩn EU/địa phương liên quan alternative naphtha.

12. Kết luận — có nên đặt cược vào chemical recycling?

Tóm tắt: chemical recycling — đặc biệt pyrolysis và depolymerization — đang chuyển sang giai đoạn thương mại thử nghiệm năm 2025. Pyrolysis oil có tiềm năng thay thế một phần naphtha cho sản xuất polymer, nhưng chỉ khi có quy trình nâng cấp phù hợp, nguồn năng lượng sạch và tiêu chuẩn/khung pháp lý rõ ràng. Lợi ích môi trường có thể hiện thực nhưng rất phụ thuộc vào thiết kế hệ thống, xử lý tạp chất và nguồn năng lượng. Các doanh nghiệp thông minh sẽ thử nghiệm liên kết chuỗi giá trị, minh bạch LCA, và bắt đầu pilot nhỏ trước khi mở rộng.

FAQ (thường gặp)

1. Pyrolysis oil có dùng trực tiếp như naphtha được không?
Không, thường cần nâng cấp (hydrotreating, destillation, tách halogen) để đạt spec naphtha cho cracker.

2. Chemical recycling có giúp giảm CO₂ không?
Có thể — nhưng kết quả LCA rất khác nhau; một số báo cáo cho thấy tiết kiệm lớn nếu tích hợp nguồn năng lượng sạch và tối ưu hoá xử lý.

3. Nhà sản xuất polymer có sẵn sàng chấp nhận pyrolysis oil?
Một số nhà hóa dầu và liên doanh đang thử nghiệm; việc chấp nhận rộng rãi phụ thuộc tiêu chuẩn hoá, ổn định cung cấp và khung pháp lý