Trong quá trình chuyển dịch năng lượng toàn cầu, ngành khai khoáng đang đứng trước một yêu cầu kép: vừa phải cung cấp khối lượng lớn khoáng sản thiết yếu phục vụ các công nghệ năng lượng sạch, vừa phải giảm đáng kể lượng phát thải từ chính hoạt động khai thác. Áp lực ngày càng gia tăng từ các cam kết khí hậu đang buộc các doanh nghiệp khai khoáng phải đẩy nhanh tiến trình chuyển đổi.

 Tuy nhiên, nhiều khảo sát quốc tế cho thấy triển vọng không hoàn toàn bi quan. Khoảng 67% doanh nghiệp khai thác mỏ trên thế giới tin rằng họ có thể đạt được các mục tiêu phát triển bền vững vào năm 2030 nhờ sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại, sự đầu tư chiến lược và việc đổi mới phương thức vận hành.

Công nghệ, nhân lực và chuyển đổi vận hành - chìa khóa để ngành khai khoáng tiến tới mục tiêu net-zero.

Niềm tin vào các chiến lược khử cacbon

Theo báo cáo bền vững của ABB mang tên “Mining’s Moment”, phần lớn các nhà điều hành mỏ cho rằng các mục tiêu bền vững trong thập kỷ này là khả thi, đồng thời mở đường cho những mục tiêu khử cacbon tham vọng hơn trong trung và dài hạn. Nhận định này phản ánh những tiến bộ nhanh chóng của các công nghệ năng lượng sạch cũng như sự thay đổi rõ rệt trong chiến lược phát triển của ngành khai khoáng.

Sự lạc quan này được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố. Trước hết, các giải pháp điện khí hóa, tự động hóa và số hóa đã chứng minh hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất vận hành và giảm phát thải. Bên cạnh đó, các quan hệ đối tác công nghệ và dòng vốn đầu tư mới đang tạo ra một môi trường hợp tác rộng hơn cho quá trình chuyển đổi. Trong bối cảnh đó, nhiều lãnh đạo doanh nghiệp khai khoáng nhận thức rõ hơn phạm vi trách nhiệm môi trường của ngành, đồng thời xem quá trình chuyển dịch xanh không chỉ là nghĩa vụ mà còn là cơ hội tái cấu trúc hoạt động và nâng cao năng lực cạnh tranh.

Các công nghệ khử cacbon then chốt

Một trong những hướng tiếp cận có tác động lớn nhất đối với mục tiêu giảm phát thải trong khai thác mỏ là điện khí hóa thiết bị, đặc biệt là đối với các hệ thống máy móc hạng nặng và phương tiện vận tải mỏ. Trong nhiều thập kỷ, các thiết bị này chủ yếu vận hành bằng động cơ diesel và là nguồn phát thải đáng kể trong chuỗi giá trị khai khoáng. Việc chuyển sang các giải pháp chạy điện, đặc biệt khi kết hợp với nguồn năng lượng tái tạo, có thể giúp giảm đáng kể lượng khí nhà kính phát sinh từ hoạt động khai thác.

Điện khí hóa cũng mang lại những lợi ích kinh tế đáng kể khi giúp giảm chi phí nhiên liệu và hạn chế rủi ro liên quan đến chuỗi cung ứng năng lượng. Tại nhiều khu vực khai thác xa xôi, các mô hình microgrid kết hợp điện mặt trời, điện gió và hệ thống lưu trữ năng lượng đang được triển khai để cung cấp nguồn điện ổn định, qua đó giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Song song với điện khí hóa, các công nghệ kỹ thuật số và tự động hóa đang từng bước thay đổi cách thức quản lý năng lượng và vận hành mỏ. Phân tích dữ liệu tiên tiến cùng các hệ thống điều khiển tự động cho phép doanh nghiệp theo dõi và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng theo thời gian thực, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm phát thải. Tự động hóa cũng góp phần cải thiện an toàn lao động khi cho phép kiểm soát chính xác hơn các quy trình khai thác phức tạp.

Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT) và hệ thống cảm biến thông minh đang mở ra khả năng tối ưu hóa vận hành ở quy mô lớn. Các nền tảng phân tích dữ liệu giúp doanh nghiệp nhanh chóng xác định các điểm tiêu hao năng lượng, tối ưu hóa hoạt động thiết bị và giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu.

Trong xu hướng này, mô hình digital twin - bản sao số của toàn bộ hệ thống mỏ - đang nổi lên như một công cụ quan trọng. Thông qua mô phỏng và phân tích dữ liệu vận hành, doanh nghiệp có thể đánh giá các kịch bản khai thác, tối ưu hóa kế hoạch sản xuất và giảm thời gian dừng máy. Một số nghiên cứu cho thấy việc áp dụng digital twin có thể giúp doanh nghiệp khai khoáng cải thiện đáng kể hiệu quả tài chính, đồng thời nâng cao hiệu quả năng lượng và giảm phát thải trong toàn bộ vòng đời dự án.

Rào cản và chiến lược chuyển đổi bền vững

Mặc dù triển vọng công nghệ ngày càng rõ ràng, quá trình chuyển đổi của ngành khai khoáng vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Theo khảo sát của ABB, khoảng 46% lãnh đạo doanh nghiệp khai thác mỏ cho rằng rủi ro gián đoạn hoạt động là trở ngại lớn nhất khi triển khai các giải pháp khử cacbon.

Hoạt động khai thác mỏ vốn có đặc thù sản xuất liên tục và phụ thuộc vào nhiều hệ thống thiết bị phức tạp. Vì vậy, việc áp dụng công nghệ mới thường phải được triển khai theo từng giai đoạn nhằm hạn chế ảnh hưởng đến sản lượng và chi phí vận hành. Các chiến lược giảm thiểu rủi ro như xây dựng hệ thống dự phòng, triển khai công nghệ theo từng giai đoạn, hoặc tích hợp từng phần vào quy trình hiện hữu đang được nhiều doanh nghiệp lựa chọn.

Bên cạnh đó, sự thiếu hụt nguồn nhân lực lành nghề cũng là một thách thức đáng kể. Nhiều công nghệ khử cacbon - từ hệ thống điện khí hóa đến các nền tảng tự động hóa và phân tích dữ liệ - đòi hỏi lực lượng kỹ sư và kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao. Khoảng 70% doanh nghiệp khai khoáng cho biết đang tăng cường đầu tư vào các chương trình đào tạo và đào tạo lại nhằm trang bị kỹ năng mới cho lực lượng lao động hiện có.

Trong bối cảnh đó, sự hợp tác giữa doanh nghiệp khai khoáng, nhà cung cấp công nghệ và các cơ sở đào tạo đang trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Những chương trình đào tạo liên ngành không chỉ giúp thu hẹp khoảng cách kỹ năng mà còn góp phần thu hút thế hệ lao động mới vào một lĩnh vực đang ngày càng gắn với công nghệ cao và mục tiêu phát triển bền vững.

Triển vọng công nghệ cho khai thác mỏ tương lai

Ở tầm nhìn dài hạn, nhiều hướng nghiên cứu mới đang mở ra các giải pháp giảm thiểu tác động môi trường của hoạt động khai khoáng. Một trong những hướng đi đáng chú ý là ứng dụng vi sinh vật trong quá trình thu hồi kim loại và xử lý chất thải mỏ. Các chủng vi sinh vật đặc biệt có thể được sử dụng để tách kim loại từ nước axit mỏ hoặc dung dịch rửa trôi, đồng thời kết tủa các kim loại hòa tan và giảm nồng độ các chất gây ô nhiễm. Phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu quả thu hồi tài nguyên mà còn góp phần giảm rủi ro môi trường từ các bãi thải mỏ.

Ngoài ra, các nghiên cứu về thiết bị khai thác chạy bằng hydro, hệ thống lưu trữ năng lượng thế hệ mới và các nền tảng khai thác thông minh cũng đang mở ra khả năng hình thành những mỏ trung hòa carbon trong tương lai.

Kết luận

Quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu đang làm nổi bật vai trò chiến lược của ngành khai khoáng, bởi hầu hết các công nghệ năng lượng sạch - từ pin và hệ thống lưu trữ năng lượng, tuabin gió đến các công nghệ điện tái tạo - đều phụ thuộc vào nguồn cung khoáng sản ổn định. Điều đó đặt ngành vào vị trí vừa là nền tảng vật chất của quá trình chuyển dịch xanh, vừa phải tự chuyển đổi để giảm tác động môi trường của mình.

Trong bối cảnh đó, sự kết hợp giữa đổi mới công nghệ, phát triển nguồn nhân lực và cải tổ quy trình vận hành đang trở thành trụ cột cho chiến lược khử cacbon của ngành. Điện khí hóa thiết bị, tự động hóa, các nền tảng số và mô hình vận hành thông minh không chỉ giúp giảm phát thải mà còn nâng cao hiệu quả khai thác và khả năng thích ứng của doanh nghiệp.

Nếu được triển khai đồng bộ, những giải pháp này sẽ giúp ngành khai khoáng từng bước giải quyết hai yêu cầu quan trọng của quá trình chuyển dịch năng lượng: vừa đáp ứng nhu cầu khoáng sản ngày càng tăng của nền kinh tế xanh, vừa từng bước thu hẹp dấu chân carbon trong dài hạn./.