Nhôm là một trong những vật liệu có khả năng tái chế tốt nhất trên Trái Đất. Nó có thể được nung chảy và tái tạo hình dạng lặp đi lặp lại mà vẫn giữ nguyên chất lượng như mới. Nghe thì có vẻ đơn giản, nhưng thực tế phức tạp hơn rất nhiều. Hoa Kỳ hiện chỉ tái chế chưa tới một nửa số lon nhôm tiêu thụ, khiến gần 800 triệu USD phế liệu có giá trị bị chôn lấp mỗi năm. Trong khi đó, những quốc gia như CHLB Đức và Brazil có thể tái chế gần như toàn bộ số lon nhôm của họ.

Trong bài viết lần này, ban biên tập technologyMAG chia sẻ video của kênh Business Insider, nói về giá trị của ngành công nghiệp tái chế nhôm và một số thông tin về lĩnh vực này tại Hoa Kỳ.

Điều đáng chú ý là Hoa Kỳ từng là quốc gia tiên phong trong lĩnh vực tái chế nhôm. Năm 1904, hai trong số những cơ sở tái chế đầu tiên trên thế giới đã được mở tại Chicago và Cleveland. Hoạt động tái chế tăng tốc mạnh mẽ trong giai đoạn sau đó khi nhu cầu về nhôm gia tăng. Người dân được khuyến khích quyên góp kim loại phế liệu từ gia đình, và họ đã tham gia với quy mô rất lớn. Khi đó, người dân Hoa Kỳ đã quyên góp xoong nồi và các vật dụng bằng nhôm để phục vụ nhu cầu.

Sau này, các bãi thu mua phế liệu bắt đầu xuất hiện khắp Hoa Kỳ, nơi mọi người có thể đổi đồ kim loại cũ lấy tiền. Đến thập niên 1970, các thành phố bắt đầu triển khai chương trình tái chế ven đường và trong nhiều thập kỷ tiếp theo, mô hình thùng tái chế trở nên phổ biến. Người dân có thể bỏ tất cả vật liệu tái chế vào chung một thùng mà không cần phân loại trước.

Hệ thống tái chế hỗn hợp và những vấn đề kéo dài nhiều thập kỷ
Sự tiện lợi đó cuối cùng lại trở thành một trong những điểm yếu lớn nhất của hệ thống tái chế tại Hoa Kỳ. Việc trộn tất cả vật liệu vào cùng một nơi khiến hệ thống bị ô nhiễm nghiêm trọng. Quá trình tách kính, giấy, nhôm, nhựa, rác thực phẩm và các loại bao bì không thể tái chế vừa tốn kém vừa mất nhiều thời gian, trong khi không phải thành phố nào cũng có cơ sở xử lý phù hợp.

Hoa Kỳ cũng không có một hệ thống tái chế thống nhất trên toàn quốc. Thay vào đó, quốc gia này có gần 10.000 hệ thống tái chế khác nhau, phần lớn hoạt động với ngân sách rất hạn chế. Trong hơn 20 năm, Hoa Kỳ xuất khẩu phần lớn lượng rác được gọi là “có thể tái chế” sang Trung Quốc, với tổng giá trị hơn 11 tỷ USD vật liệu. Trung Quốc từng chấp nhận gần như mọi loại rác chưa phân loại, khiến các trung tâm tái chế Hoa Kỳ không có nhiều động lực đầu tư vào hạ tầng phân loại hiện đại.

Tuy nhiên, vào năm 2018, Trung Quốc bắt đầu cắt giảm mạnh nhập khẩu rác tái chế. Điều đó khiến các chính quyền địa phương và doanh nghiệp tái chế Hoa Kỳ rơi vào tình trạng lúng túng khi phải tìm cách xử lý khối lượng khổng lồ vật liệu mà thực tế nhiều loại vốn không thật sự có thể tái chế.

Tính đến năm 2024, khoảng một phần tư hộ gia đình tại Hoa Kỳ vẫn không có quyền tiếp cận bất kỳ dịch vụ tái chế nào. Trong khi đó, lượng nhôm khổng lồ tiếp tục chất đống tại các bãi phế liệu trên khắp cả nước.

Bên trong các bãi phế liệu và công nghệ phân loại nhôm
Tại những cơ sở ở bang Michigan, lượng lớn phế liệu sau tiêu dùng, bao gồm dây điện, khung cửa sổ và xe hơi phế thải, được xử lý mỗi ngày. Dù phần lớn vật liệu trong các bãi này cuối cùng sẽ được tái chế, khoảng 2,4 triệu tấn phế liệu sau tiêu dùng vẫn bị chôn lấp trong năm 2018, tương đương hàng trăm triệu USD giá trị bị thất thoát.

Quá trình tái chế thường bắt đầu bằng những máy nghiền khổng lồ có khả năng nghiền nát cả tủ lạnh hoặc ô tô thành các mảnh nhỏ cỡ nắm tay chỉ trong vài giây. Sau đó, nam châm, tia X và hệ thống nhiệt sẽ tách kim loại, nhựa và vải thành các nhóm riêng biệt.

Một trong những thách thức lớn nhất là nhôm thường được tạo thành hợp kim với các kim loại khác như đồng hoặc kẽm, trong khi tại Hoa Kỳ có rất ít cơ sở đủ khả năng tách các hợp kim này một cách hiệu quả. Để giải quyết vấn đề, công ty Padnos đã hợp tác với nhà sản xuất Na Uy Hydro để đưa công nghệ phân loại mới vào Hoa Kỳ. Hệ thống này có thể phân tách nhôm theo từng loại hợp kim ở quy mô công nghiệp và xử lý hơn 10 tấn vật liệu mỗi giờ – cao hơn khoảng 30% so với các hệ thống tương tự tại Hoa Kỳ.

Theo công ty Hydro, những hệ thống chỉ xử lý được 1-3 tấn mỗi giờ không có hiệu quả kinh tế vì sẽ cần quá nhiều dây chuyền đắt đỏ để đạt quy mô đủ lớn.

Nhà máy của Hydro và quy trình tái chế nhôm chất lượng cao
Các hợp kim sau khi phân loại được chuyển tới nhà máy tái chế trị giá 150 triệu USD của Hydro tại Cassopolis, bang Michigan. Tại đây, công nhân xử lý nhiều loại phế liệu sau tiêu dùng như các dải nhôm viền mái nhà thường thấy trên các mái lợp nhựa đường (asphalt) ở Hoa Kỳ.

Một trong những cải tiến quan trọng của nhà máy là lò tẩy lớp phủ (decoating kiln). Hệ thống này sử dụng không khí nóng để đốt lớp sơn hoặc lớp phủ trên bề mặt nhôm mà vẫn giữ kim loại ở trạng thái rắn. Thay vì xả các chất hữu cơ sinh ra vào khí quyển, nhà máy thu hồi chúng và sử dụng như nhiên liệu hỗ trợ quá trình nung chảy nhôm.

Các loại lò tương tự đã xuất hiện trong ngành tái chế lon nhôm từ nhiều thập kỷ trước, nhưng Hydro là một trong số rất ít công ty tại Hoa Kỳ sử dụng công nghệ này để biến phế liệu chất lượng thấp thành vật liệu tái chế chất lượng cao.

Ngoài phế liệu sau tiêu dùng, Hydro còn mua lượng lớn phế liệu trực tiếp từ các nhà sản xuất. Khi doanh nghiệp sử dụng nhôm để sản xuất sản phẩm, họ tạo ra các mảnh cắt thừa và vụn kim loại. Tại Hoa Kỳ, phần lớn lượng phế liệu này đến từ ngành ô tô và xây dựng. Vì tương đối sạch nên khoảng 90% được tái chế mỗi năm.

Tuy nhiên, chúng vẫn phải được đưa vào lò nung ở nhiệt độ khoảng 750 độ C. Trong quá trình nung chảy, các tạp chất gọi là dross nổi lên bề mặt và được loại bỏ bằng thiết máy gạt xỉ (skimming machine) – một công cụ giống chiếc thìa lớn chuyên dùng để gạt bỏ tạp chất.

Từ nhôm phế liệu đến phôi nhôm công nghiệp
Tại nhà máy, phế liệu trước tiêu dùng và sau tiêu dùng được trộn chung. Công nhân phủ lớp bảo vệ lên các vòng graphite trước khi đúc nhôm nóng chảy thành các thỏi dài khoảng 7 mét. Nhân viên mô tả các thỏi này giống như khúc gỗ, chỉ khác là chúng được làm hoàn toàn từ nhôm.

Kim loại nóng chảy được đổ vào các rãnh đúc, kiểm tra chất lượng rồi chảy qua các vòng graphite để làm nguội và đông cứng gần như ngay lập tức. Sau đó, các thỏi nhôm tiếp tục được phun nước để giảm nhiệt nhanh hơn.

Những thỏi nhôm này thường được bán cho các hãng ô tô để sản xuất linh kiện như viền trang trí hoặc khung gầm xe. Công ty Hydro sản xuất hơn 310 tấn thỏi nhôm mỗi ngày và mọi phần nhôm dư thừa từ dây chuyền đúc đều được tái chế lại vào các mẻ tiếp theo.

Việc xây dựng một nhà máy chuyên tái chế nhôm sau tiêu dùng đòi hỏi chi phí cực kỳ lớn, vì vậy công ty Hydro chỉ đầu tư tại những khu vực có nguồn phế liệu được phân loại tốt và có nhu cầu cao đối với sản phẩm tái chế. Ngoài Hoa Kỳ, công ty còn vận hành cơ sở tại Luxembourg, Na Uy và Tây Ban Nha.

Sau khi các thỏi nhôm được cắt đúng kích thước, công nhân tiến hành kiểm tra chất lượng cuối cùng bằng thiết bị siêu âm. Hệ thống này gửi sóng âm vào bên trong vật liệu để phát hiện vết nứt hoặc khuyết tật.

Công ty Hydro cho biết quy trình tái chế của họ sử dụng ít hơn 95% năng lượng so với việc sản xuất nhôm nguyên sinh. Việc sản xuất nhôm mới bắt đầu từ quặng bauxite (1) – một quy trình tiêu tốn hóa chất, hơi nước và lượng điện khổng lồ. Chỉ riêng việc tinh luyện một tấn nhôm đã tiêu thụ lượng điện tương đương mức sử dụng của một hộ gia đình Hoa Kỳ trung bình trong khoảng một năm rưỡi.
(1) Bauxite (bô-xít) là nguyên liệu đầu vào quan trọng nhất trong ngành công nghiệp nhôm do có chứa nhiều hợp chất giàu nhôm. Bauxite thường có màu đỏ hoặc nâu đỏ do chứa hàm lượng sắt cao.

Hệ thống thu gom lon nhôm tại Hoa Kỳ
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của nhôm là tạo ra các lon nước giải khát. Những người đóng góp quan trọng nhất cho hoạt động tái chế lon tại Hoa Kỳ lại chính là những người thu gom chai lon để đổi lấy tiền.

Tại New York, có những người có thể dành hàng giờ liền để thu gom các vỏ lon nhằm đổi lấy tiền. Họ có thể mang số chai lon tới Sure We Can, một trung tâm thu gom ở Brooklyn – nơi người tái chế nhận được 5 cent cho mỗi lon hoặc chai hợp lệ.

Để có được số tiền đáng kể, họ phải thu gom khối lượng vỏ lon rất lớn. Chỉ riêng việc kiếm 1 USD đã cần tới 20 vỏ lon, còn để thu được khoảng 85 USD phải chất lon thành một đống cao gần bằng một người.

Hiện chỉ có 10 bang tại Hoa Kỳ áp dụng luật Bottle Bill (hoàn tiền vỏ chai) – cơ chế hoàn tiền nhằm khuyến khích tái chế. Tại New York, người tiêu dùng trả thêm 5 cent khi mua đồ uống và sẽ được hoàn lại khoản này khi đem vỏ chai lon đi trả. Các cửa hàng sau đó gửi số vỏ lon này cho nhà phân phối để lấy lại khoản đặt cọc cùng phí xử lý 3,5 cent.

Nếu chai lon bị vứt ra bãi rác thay vì được hoàn trả, khoản tiền đặt cọc chưa được nhận lại sẽ thuộc về bang hoặc nhà phân phối đồ uống. Riêng năm 2021, New York ghi nhận tổng số tiền đặt cọc không được nhận lại lên tới 139 triệu USD. Bang giữ lại 80% số tiền đó, trong đó khoảng 16% được chuyển vào Quỹ Bảo vệ Môi trường và 64% được đưa vào ngân sách chung của bang.

Vì sao hệ thống tái chế lon tại Hoa Kỳ đang suy giảm
Rất nhiều người không tận dụng hệ thống hoàn tiền này, vì vậy những người thu gom lon được xem là một phần thiết yếu giúp hoạt động tái chế vận hành hiệu quả tại New York City. Các thành viên của Sure We Can đã thu gom 12 triệu vỏ trong năm 2023, đủ để lấp đầy khoảng 47 xe chở rác.

Tuy nhiên, họ chỉ được trả tiền cho các vỏ lon từng chứa soda, bia, nước tăng lực hoặc nước lọc. Những chai chứa trà, rượu vang hoặc rượu mạnh thường không đủ điều kiện hoàn tiền dù bao bì gần như giống hệt nhau. Các nhà vận động cho rằng điều này hoàn toàn phi lý.

Dù phí xử lý đã tăng theo thời gian, mức đặt cọc 5 cent tại New York vẫn không thay đổi kể từ khi luật Bottle Bill có hiệu lực vào năm 1983. Những người ủng hộ cho rằng lao động trong ngành tái chế thực tế đã không được tăng thu nhập trong hơn 40 năm, bất chấp chi phí vận hành ngày càng leo thang. Kết quả là nhiều trung tâm hoàn trả vỏ lon trên khắp bang đang phải đóng cửa.

Những bang có mức đặt cọc cao hơn như Maine, Oregon và Michigan thường đạt tỷ lệ tái chế vượt 80%. Trong khi đó, tỷ lệ tái chế lon nhôm tại Hoa Kỳ đã suy giảm liên tục kể từ thập niên 1990 và dao động quanh mức 45% trong những năm gần đây.

CHLB Đức, mô hình châu Âu và tương lai của tái chế tại Hoa Kỳ
CHLB Đức là ví dụ đối lập rõ rệt với Hoa Kỳ. Quốc gia này tái chế tới 99% lon nhôm trong năm 2020. Người dân CHLB Đức nhận lại khoảng 27 cent cho mỗi vỏ lon dùng một lần được hoàn trả – cao gấp hơn 5 lần mức phổ biến tại các bang áp dụng Bottle Bill ở Hoa Kỳ.

Ngoài ra, CHLB Đức còn triển khai hệ thống phân loại rác nhiều thùng trên toàn quốc sau khi áp dụng chương trình đặt cọc vào năm 2003, giúp nước này nhanh chóng cải thiện hiệu quả tái chế.

Tại Hoa Kỳ, việc thông qua các luật Bottle Bill mới ngày càng khó khăn hơn. Các tập đoàn đồ uống và thậm chí một số công ty quản lý rác thải đã vận động hành lang để phản đối các chính sách này vì chai lon đồ uống là một trong những nguồn doanh thu ổn định nhất của các trung tâm tái chế. Nếu các vỏ lon có giá trị bị tách khỏi dòng rác thông thường, hiệu quả kinh tế của phần còn lại trong hệ thống tái chế sẽ suy giảm đáng kể.

Một số chuyên gia cho rằng Hoa Kỳ cần áp dụng luật Trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất (Extended Producer Responsibility – EPR), tức cơ chế buộc nhà sản xuất phải chịu trách nhiệm cho vòng đời cuối cùng của sản phẩm mà họ tạo ra. Cho đến khi các cải cách như vậy được triển khai, những tổ chức như Sure We Can cùng các lao động thu gom lon vẫn sẽ đóng vai trò then chốt trong việc ngăn những lon nhôm có giá trị bị biến thành rác thải.

Để xem các tin bài khác về “Tái chế”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Business Insider