Ngành khai thác mỏ – trụ cột của nhiều nền kinh tế – đang bước vào một giai đoạn chuyển mình đầy thách thức. Trước sức ép ngày càng lớn từ các quy định môi trường nghiêm ngặt, chi phí năng lượng truyền thống leo thang, cùng yêu cầu cấp thiết về phát triển bền vững, các doanh nghiệp trong ngành buộc phải hành động để thích nghi.

Thị trường khai thác xanh toàn cầu được dự báo sẽ đạt 16,00 tỷ USD vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) đạt 9,92% trong giai đoạn dự báo từ 2021 đến 2028. Việc tăng cường áp dụng các phương pháp khai thác bền vững được xem là yếu tố then chốt thúc đẩy sự phát triển của thị trường này. Ảnh: Open PR

Việc chuyển đổi sang năng lượng tái tạo không chỉ là giải pháp tuân thủ pháp lý hay xây dựng hình ảnh “xanh” cho doanh nghiệp. Đây còn là cơ hội chiến lược để tận dụng những đột phá công nghệ trong lĩnh vực năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió và thủy điện – những nguồn năng lượng vừa thân thiện với môi trường vừa tối ưu chi phí vận hành trong dài hạn. Chấp nhận thay đổi theo hướng bền vững chính là con đường để ngành công nghiệp khai khoáng tiếp tục phát triển trong kỷ nguyên mới.

Chuyển động toàn cầu hướng đến khai thác xanh

Dẫn đầu làn sóng chuyển đổi năng lượng là Canada – quốc gia nổi tiếng với tài nguyên thiên nhiên phong phú và chính sách môi trường chủ động. Chính phủ nước này đã đặt ra các mục tiêu cắt giảm khí thải đầy tham vọng, giảm 40–45% lượng phát thải nhà kính so với mức năm 2005 vào năm 2030. Những cam kết mạnh mẽ này đang thúc đẩy ngành khai khoáng Canada tăng cường áp dụng công nghệ năng lượng tái tạo, không chỉ để tuân thủ quy định mà còn thể hiện tầm nhìn dài hạn về phát triển kinh tế bền vững.

Canada cũng triển khai các chương trình hỗ trợ như Chương trình Tăng trưởng Sạch trong lĩnh vực khai thác mỏ, nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh thông qua đổi mới công nghệ và giảm thiểu tác động đến môi trường. Thủy điện – nguồn năng lượng dồi dào và tiết kiệm chi phí – hiện đang cung cấp năng lượng cho phần lớn các hoạt động khai thác mỏ ở nước này. Nhiều doanh nghiệp tài nguyên tại Canada cũng đã cam kết đạt trung hòa carbon vào năm 2050, thông qua các khoản đầu tư lớn vào điện mặt trời và điện gió.

Trên thế giới, nhiều tập đoàn khai khoáng cũng đang bắt nhịp với xu hướng năng lượng sạch. Tại Chile, nơi có bức xạ mặt trời cao, năng lượng mặt trời đang cung cấp điện cho một số mỏ đồng lớn nhất thế giới. Ở Australia, các hệ thống năng lượng lai kết hợp điện gió, điện mặt trời và lưu trữ bằng pin đang ngày càng phổ biến, được thúc đẩy bởi sự sẵn có của công nghệ cùng với áp lực từ khung pháp lý địa phương.

Sự chuyển đổi này cũng được hậu thuẫn bởi các yếu tố kinh tế. Năng lượng tái tạo thường có chi phí vận hành thấp hơn về lâu dài, đặc biệt trong bối cảnh giá nhiên liệu hóa thạch biến động khó lường. Tại Canada, các ưu đãi thuế dành cho doanh nghiệp áp dụng công nghệ xanh đang gia tăng tính khả thi cho các khoản đầu tư. Xu hướng này cũng đang lan rộng tại nhiều quốc gia khai khoáng khác khi chính phủ các nước đưa ra nhiều chính sách hỗ trợ như giảm thuế, ưu đãi tín dụng, hoặc đấu thầu năng lượng giúp tạo môi trường phát triển ổn định và giảm chi phí vốn. Điều này khuyến khích sự chuyển đổi toàn cầu sang các hoạt động thân thiện với môi trường hơn.

Đặc biệt, các khoáng sản đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống năng lượng tái tạo và xe điện như lithium, cobalt và các nguyên tố đất hiếm đang được giám sát chặt chẽ về nguồn gốc. Việc khai thác có đạo đức và bền vững không còn là lựa chọn mà là điều kiện tiên quyết để ngành công nghiệp khai khoáng tồn tại và phát triển trong kỷ nguyên mới.

Hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0 – xây dựng năng lực và củng cố chiến lược ESG để đảm bảo quá trình chuyển đổi năng lượng đáng tin cậy trong tương lai. Ảnh: Mining Magazine

Các công nghệ thúc đẩy sự thay đổi

Tích hợp năng lượng tái tạo

Năng lượng mặt trời: Các hệ thống quang điện hiện đại được thiết kế chuyên biệt cho môi trường khai khoáng, hiệu suất vượt trội ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu. Nhờ sử dụng tấm pin hai mặt hấp thụ ánh sáng từ nhiều hướng kết hợp với công nghệ theo dõi mặt trời thông minh, các hệ thống này tối ưu hóa khả năng thu năng lượng liên tục suốt ngày dài.

Năng lượng gió: Hiện nay, các tuabin gió tiên tiến đã sẵn sàng đối mặt với điều kiện khắc nghiệt tại các khu vực khai thác mỏ xa xôi. Với khả năng vận hành ổn định ở tốc độ gió thấp, cùng thiết kế khí động học cải tiến và vật liệu bền bỉ, các mô hình mới không chỉ tăng hiệu suất mà còn kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu nhu cầu bảo trì.

Thủy điện: Các nhà máy thủy điện nhỏ và siêu nhỏ đang dần được tích hợp vào hệ thống quản lý nước hiện có của các mỏ. Với thiết kế mô-đun linh hoạt và tuabin tiên tiến, các nhà máy này có thể triển khai nhanh chóng mà không gây xáo trộn lớn đến môi trường tự nhiên.

Năng lượng địa nhiệt: Công nghệ hệ thống địa nhiệt tăng cường (EGS) mang đến giải pháp khai thác nhiệt năng từ các tầng sâu dưới lòng đất ở những khu vực không có hoạt động núi lửa. Quy trình này cho phép sản xuất điện một cách bền vững, tận dụng nguồn năng lượng gần như vô tận trong lòng đất.

Giải pháp lưu trữ năng lượng

Công nghệ pin thể rắn đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng. So với pin lithium-ion truyền thống, chúng có mật độ năng lượng cao hơn, tốc độ sạc nhanh hơn và mức độ an toàn vượt trội nhờ ổn định hơn và ít bị quá nhiệt – lý tưởng cho các ứng dụng trong môi trường khai thác đầy thách thức.

Tự động hóa và điện khí hóa

Xe điện (EV): Thế hệ xe khai thác mỏ chạy điện mới nhất được trang bị công nghệ sạc nhanh và thu hồi năng lượng, giúp mở rộng phạm vi vận hành và nâng cao hiệu suất. Các phương tiện này được trang bị giao diện số để quản lý và giám sát năng lượng theo thời gian thực.

Khoan và đào tự động: Các hệ thống khoan tự động hiện nay ứng dụng GPS độ chính xác cao cùng trí tuệ nhân tạo để phân tích dữ liệu địa chất, cho phép điều chỉnh ngay lập tức trong quá trình khai thác. Công nghệ này không chỉ tối đa hóa thu hồi vật liệu mà còn giảm thiểu tiêu hao năng lượng và lượng chất thải phát sinh.

Lưới điện thông minh: Các mỏ khai thác đang từng bước chuyển đổi sang lưới điện thông minh với khả năng thích ứng linh hoạt giữa nguồn cung năng lượng tái tạo và nhu cầu năng lượng biến đổi các hoạt động khai thác. Nhờ áp dụng thuật toán học máy, hệ thống có thể dự đoán và điều phối nguồn điện một cách hiệu quả, giảm lãng phí và tăng tính bền vững.  

Công nghệ chế biến xanh

Các phương pháp chế biến khoáng sản tiên tiến như phân loại quặng bằng cảm biến và tách điện từ đang thay đổi cục diện khai thác. Chúng cho phép xử lý có mục tiêu, giảm thiểu tiêu hao năng lượng trên mỗi tấn quặng, đồng thời tích hợp phân tích dữ liệu thời gian thực để liên tục tối ưu quy trình sản xuất.

Góc độ kinh tế

Giảm chi phí vận hành

Sự kết hợp giữa đổi mới công nghệ, quy mô mở rộng và môi trường thị trường đã làm giảm đáng kể chi phí của sản xuất năng lượng tái tạo. Theo dữ liệu của Cơ quan Năng lượng tái tạo Quốc tế (IRENA), LCOE bình quân gia quyền toàn cầu của điện mặt trời quy mô tiện ích đã giảm mạnh trong hơn một thập kỷ qua, từ 0,381 USD/kWh năm 2010 xuống 0,049 USD/kWh vào năm 2023, giảm khoảng 87%. Tương tự, LCOE điện gió trên bờ đã giảm từ 0,089 USD/kWh vào năm 2010 xuống còn 0,03 USD/kWh vào năm 2023, tương đương mức giảm gần 70%.

Đối với các hoạt động khai thác mỏ, sử dụng nhiều năng lượng và thường nằm ở các vùng sâu vùng xa, việc giảm chi phí này có ý nghĩa rất quan trọng. Việc lắp đặt các hệ thống năng lượng mặt trời và gió có thể bù đắp phần lớn chi phí cao liên quan đến máy phát điện diesel, có thể lên tới 0,15 đến 0,30 USD/kWh, tùy thuộc vào vị trí và chi phí vận chuyển nhiên liệu.

Ưu đãi thuế và hỗ trợ tài chính

Nhiều quốc gia đang đẩy mạnh chính sách ưu đãi thuế và hỗ trợ tài chính nhằm khuyến khích phát triển các dự án năng lượng tái tạo trong lĩnh vực khai thác mỏ. Tại Mỹ, Tín dụng Thuế Đầu tư (Investment Tax Credit - ITC) dành cho năng lượng mặt trời cho phép doanh nghiệp khấu trừ 26% chi phí lắp đặt khỏi thuế liên bang, góp phần đáng kể vào việc giảm chi phí đầu tư ban đầu. Trong khi đó, Canada áp dụng chính sách Khấu hao tài sản cố định tăng tốc (Accelerated Capital Cost Allowance) cho thiết bị năng lượng sạch, cho phép doanh nghiệp khấu trừ toàn bộ chi phí đầu tư ngay trong năm đầu tiên.

Những chính sách này đang góp phần tạo điều kiện thuận lợi để các doanh nghiệp khai thác chuyển dịch sang mô hình phát triển bền vững, giảm phát thải khí nhà kính và tối ưu hóa hiệu quả tài chính.

Tăng thu hút đầu tư

Các chỉ số bền vững ngày càng ảnh hưởng đến các quyết định đầu tư. Theo một cuộc khảo sát năm 2020 của MSCI, 52% nhà đầu tư xem xét các yếu tố ESG trong việc xây dựng danh mục đầu tư của họ, tăng từ 36% vào năm 2018. S&P Global, một tập đoàn của Mỹ chuyên cung cấp thông tin tài chính và phân tích dữ liệu, cho biết các công ty có điểm ESG cao thường thể hiện chi phí nợ và vốn chủ sở hữu thấp hơn, đồng thời, các công ty khai thác mỏ cam kết thực hành bền vững thường được hưởng các điều kiện tài chính thuận lợi hơn.

Tuân thủ các quy định môi trường và giảm thiểu rủi ro pháp lý

Việc chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo giúp các doanh nghiệp khai thác mỏ giảm đáng kể chi phí tuân thủ và rủi ro pháp lý liên quan đến quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt. Tại Liên minh Châu Âu (EU), Cơ chế Điều chỉnh Biên giới Carbon (CBAM) đang dần được triển khai, áp dụng mức thuế carbon đối với các sản phẩm nhập khẩu có hàm lượng cacbon cao. Theo đó, những công ty chủ động cắt giảm lượng phát thải sẽ được hưởng mức chi phí CBAM thấp hơn, từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

Tăng khả năng tiếp cận thị trường và đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng

Nhu cầu đối với các loại khoáng sản “xanh” đang gia tăng nhanh chóng. Theo ước tính của Ngân hàng Thế giới, sản lượng các khoáng sản như than chì, lithium và coban có thể tăng gần 500% vào năm 2050 nhằm đáp ứng nhu cầu của các công nghệ năng lượng sạch. Đây sẽ là cơ hội có một không hai để các công ty khai thác khoáng sản định vị mình trong các thị trường mới nổi, nơi ngày càng đề cao các yếu tố bền vững.

Mặt trái của quá trình xanh hóa ngành khai thác mỏ

Việc ứng dụng công nghệ xanh trong ngành khai thác mỏ mang lại nhiều lợi ích cả về môi trường lẫn kinh tế. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi này cũng đặt ra không ít thách thức, với những phức tạp và giới hạn tiềm ẩn mà ngành buộc phải đối mặt. Nhận diện rõ những vấn đề này là điều kiện tiên quyết để xây dựng một ngành khai thác hiệu quả và thực sự bền vững.

Sự chuyển đổi sang năng lượng tái tạo và các công nghệ xanh khác đã thúc đẩy nhu cầu về các khoáng sản như lithium, coban và các nguyên tố đất hiếm gia tăng mạnh mẽ. Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nhu cầu toàn cầu đối với lithium có thể tăng gấp 40 lần vào năm 2040 trong kịch bản chuyển đổi năng lượng nhanh chóng. Mức tăng đột biến này không chỉ gây áp lực lớn lên chuỗi cung ứng mà còn làm dấy lên lo ngại về các tác động môi trường do khai thác quy mô lớn.

Lấy ví dụ, khai thác lithium – nguyên liệu then chốt cho sản xuất pin – vốn đòi hỏi lượng nước lớn, có nguy cơ dẫn đến sự khan hiếm và ô nhiễm nguồn nước tại các khu vực khai thác. Các nghiên cứu tại sa mạc Atacama (Chile) cho thấy hoạt động khai thác lithium đã làm thay đổi mực nước ngầm và ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái địa phương. Bên cạnh đó, quá trình chế biến nguyên liệu thô phục vụ công nghệ xanh – như tinh chế nguyên tố đất hiếm – tiêu tốn nhiều năng lượng và tạo ra lượng lớn chất thải nguy hại. Dù đã có nhiều nỗ lực cải thiện hiệu quả và giảm thiểu tác động môi trường, các quy trình này vẫn còn nhiều thách thức chưa được giải quyết triệt để.

Không chỉ có tác động sinh thái, quá trình “xanh hóa” ngành mỏ còn đặt ra các vấn đề kinh tế - xã hội. Việc tự động hóa và số hóa hoạt động khai thác có thể làm giảm cơ hội việc làm tại các cộng đồng vốn phụ thuộc vào lao động truyền thống. Thêm vào đó, sự tập trung tài nguyên khoáng sản vào một số khu vực nhất định có nguy cơ làm gia tăng bất bình đẳng xã hội và kinh tế – không chỉ ở cấp địa phương mà còn trong phân phối của cải toàn cầu.

Ngoài ra, việc quá phụ thuộc vào các giải pháp công nghệ tiên tiến có thể khiến ngành khai thác bỏ qua nhu cầu lớn hơn, đó là thay đổi toàn diện hệ thống. Các công nghệ như thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) hay tái chế vật liệu tiên tiến tuy đầy hứa hẹn, nhưng phần lớn vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Khả năng mở rộng quy mô hoặc đạt được hiệu quả kinh tế trong khung thời gian đề ra vẫn còn là dấu hỏi lớn.

Chuyển đổi sang năng lượng tái tạo không còn là xu hướng của tương lai, mà là yêu cầu cấp bách của hiện tại. Từ điện mặt trời, điện gió đến thủy điện, các công nghệ xanh đang mở ra hướng đi mới cho ngành khai thác mỏ theo hướng phát thải thấp và thân thiện môi trường. Tuy nhiên, để quá trình chuyển đổi này thực sự bền vững, cần có cách tiếp cận cân bằng – nơi lợi ích môi trường, xã hội và kinh tế được đánh giá một cách toàn diện. Đây là chìa khóa để ngành khai thác mỏ không chỉ đổi mới về công nghệ, mà còn phát triển theo hướng có trách nhiệm và công bằng hơn trong kỷ nguyên phát triển bền vững./.