Từ rác thải nhựa đến hydrogen sạch: Bài toán nguồn cung tiềm năng của Việt Nam
Ngày 26 tháng 10 năm 2026 — Annie Nguyễn, Ban Thư ký VAHC
Việt Nam đang đối mặt với một nghịch lý: mỗi năm thải ra khoảng 1,8 triệu tấn rác thải nhựa, nhưng chỉ 27% trong số đó được thu gom và tái chế. Phần còn lại chủ yếu bị chôn lấp, đốt bỏ, hoặc rò rỉ ra môi trường – với 0,28 đến 0,73 triệu tấn trôi ra biển mỗi năm. Trong khi đó, ngành công nghiệp hydrogen toàn cầu đang tìm kiếm những nguồn nguyên liệu mới, không phụ thuộc vào điện phân nước và năng lượng tái tạo. Câu hỏi đặt ra: liệu rác thải nhựa – một vấn đề môi trường nhức nhối – có thể trở thành nguồn cung feedstock cho sản xuất hydrogen sạch tại Việt Nam?
Quy mô rác thải nhựa của Việt Nam: Những con số biết nói
Theo các báo cáo quốc tế (World Bank, UNDP), Việt Nam phát sinh khoảng 1,8 – 3,1 triệu tấn rác thải nhựa mỗi năm, trong đó 280.000 – 730.000 tấn (khoảng 9–12%) rò rỉ ra sông, biển và đại dương. Con số này đưa Việt Nam vào nhóm 5 quốc gia xả rác thải nhựa ra đại dương nhiều nhất thế giới, theo báo cáo của Liên Hợp Quốc năm 2023.
Các ước tính khác nhau về thứ hạng cụ thể, nhưng đều xác nhận vị trí của Việt Nam trong nhóm dẫn đầu. Một số nguồn xếp Việt Nam ở vị trí thứ 4 với khoảng 0,28 triệu tấn nhựa thải ra đại dương mỗi năm. Các nguồn khác ghi nhận con số 24.640 tấn hoặc 28.221 tấn tùy theo phương pháp ước tính. Dù chênh lệch, tất cả đều cho thấy một thực tế: lượng nhựa thất thoát ra môi trường biển của Việt Nam là đáng kể và cần được xử lý một cách hệ thống.
Điều đáng chú ý là tỷ lệ thu gom và tái chế hiện chỉ đạt khoảng 30–33%, chủ yếu nhờ các hoạt động thu gom phi chính thức. Điều này có nghĩa là phần lớn rác thải nhựa vẫn đang bị lãng phí như một nguồn tài nguyên.
Công nghệ: Từ nhựa thải đến hydrogen
Về mặt kỹ thuật, có nhiều con đường để chuyển hóa nhựa phế thải thành hydrogen. Theo các đánh giá khoa học, nhiệt phân (pyrolysis) và khí hóa (gasification) là những công nghệ chín muồi nhất và có khả năng mở rộng quy mô công nghiệp.
Nhiệt phân phân hủy nhựa trong môi trường không có oxy ở nhiệt độ khoảng 500°C, tạo ra dầu, sáp và khí giàu hydrocarbon. Khí này sau đó có thể được xử lý qua reforming xúc tác hơi nước (PCSR) hoặc reforming xúc tác khô (PCDR) để tăng sản lượng hydrogen.
Khí hóa sử dụng hơi nước hoặc chất oxy hóa có kiểm soát để tạo ra khí tổng hợp (syngas), sau đó qua phản ứng chuyển hóa khí nước (water-gas shift) để thu hydrogen. Khi tích hợp với thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) , khí hóa có thể giảm phát thải xuống còn 2–4 kg CO₂ tương đương cho mỗi kg H₂.
Các công nghệ mới nổi bao gồm khí hóa plasma (đạt tốc độ sản xuất hydrogen cao nhất trong mô phỏng), nhiệt phân hỗ trợ vi sóng, và xử lý nhiệt kiềm (alkaline thermal treatment) – có thể chuyển đổi trực tiếp nhựa hỗn hợp thành hydrogen có độ tinh khiết cao ở nhiệt độ thấp hơn.
Tiềm năng tính toán: 1,8 triệu tấn nhựa có thể tạo ra bao nhiêu hydrogen?
Các nghiên cứu về hiệu suất chuyển đổi cho thấy sản lượng hydrogen từ nhựa phế thải dao động tùy theo công nghệ và loại nhựa. Một nghiên cứu về khí hóa plasma ghi nhận tốc độ sản xuất lên tới 1,2 kg H₂/giây với đầu vào 5 kg nhựa/giây. Một nghiên cứu khác về nhiệt phân xúc tác cho thấy sản lượng 250 kg H₂/tấn feedstock, trong khi nhựa hỗn hợp đạt 0,29 kg H₂/kg nhựa.
Nếu lấy một con số thận trọng – 0,25 đến 0,3 tấn H₂ cho mỗi tấn nhựa phế thải – thì với 1,8 triệu tấn nhựa mỗi năm, Việt Nam có tiềm năng sản xuất từ 450.000 đến 540.000 tấn hydrogen. Con số này không nhỏ: nó tương đương với một phần đáng kể nhu cầu hydrogen công nghiệp hiện tại của Việt Nam (chủ yếu từ phân bón và lọc dầu), và có thể cung cấp nguồn nguyên liệu cho các ứng dụng mới như hóa chất, giao thông, hoặc phát điện.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đây là tiềm năng lý thuyết. Trong thực tế, hiệu suất chuyển đổi sẽ phụ thuộc vào thành phần nhựa (nhựa hỗn hợp khó xử lý hơn nhựa phân loại), quy mô và công nghệ nhà máy, và mức độ thu gom – hiện chỉ đạt khoảng 27–33% tổng lượng phát sinh.
Chi phí: LCOH của hydrogen từ nhựa
Về chi phí, các nghiên cứu techno-economic cho thấy chi phí hydrogen quy dẫn (LCOH) từ nhựa phế thải có thể dao động trong khoảng 2,18 đến 3,46 USD/kg H₂, tùy thuộc vào công nghệ và điều kiện cụ thể. Một số kịch bản tối ưu – như đồng khí hóa nhựa với sinh khối hoặc tích hợp CCS với tín chỉ carbon – có thể đưa chi phí xuống dưới 2 USD/kg. Các công nghệ mới nổi được kỳ vọng có thể đạt mức dưới 2,5 USD/kg.
Để so sánh, hydrogen xanh từ điện phân hiện có chi phí cao hơn đáng kể ở nhiều khu vực, và hydrogen xám từ khí tự nhiên thường dao động quanh mức 1,5–2,5 USD/kg tùy giá khí. Điều này có nghĩa là hydrogen từ nhựa phế thải có thể là một lựa chọn cạnh tranh về chi phí, đặc biệt khi tính đến lợi ích kép là xử lý rác thải.
Trên thực tế, một số dự án thương mại đang triển khai mô hình này. Protos Plastic Park tại Vương quốc Anh, do Powerhouse Energy phát triển, sử dụng công nghệ khí hóa nhiệt phân (DMG) để chuyển hóa 25–35 tấn nhựa hỗn hợp không tái chế mỗi ngày, sản xuất khoảng 2 tấn hydrogen mỗi ngày. Đây là một ví dụ về quy mô mô-đun có thể nhân rộng.
Thách thức không nhỏ
Dù tiềm năng là rõ ràng, con đường từ rác thải nhựa đến hydrogen sạch vẫn còn nhiều rào cản.
Thứ nhất, vấn đề thu gom và phân loại. Tỷ lệ thu gom nhựa của Việt Nam chỉ khoảng 27–33%, và phần lớn là nhựa có giá trị tái chế cao. Nhựa phế thải hỗn hợp, khó tái chế – loại nguyên liệu lý tưởng cho sản xuất hydrogen – thường bị thải bỏ hoặc rò rỉ ra môi trường. Để có nguồn cung ổn định, cần hệ thống thu gom bài bản, bao gồm phân loại tại nguồn và thu gom riêng cho nhựa không tái chế.
Thứ hai, tính ổn định của công nghệ. Các vấn đề như suy giảm xúc tác, hình thành hắc ín (tar), và kiểm soát khí thải vẫn là những thách thức kỹ thuật cần được giải quyết để đảm bảo vận hành lâu dài và ổn định.
Thứ ba, quản lý carbon. Mặc dù hydrogen từ nhựa có thể có lợi thế về chi phí, quá trình này vẫn tạo ra CO₂. Để được coi là "hydrogen sạch" theo các tiêu chuẩn quốc tế, cần tích hợp CCS hoặc các giải pháp thu giữ carbon khác – điều này làm tăng chi phí và độ phức tạp của dự án.
Thứ tư, khung chính sách và chứng nhận. Hydrogen từ nhựa phế thải hiện chưa có một khung chứng nhận rõ ràng tại Việt Nam. Các tiêu chuẩn như RFNBO của EU hoặc các cơ chế chứng nhận hydrogen carbon thấp cần được nghiên cứu và áp dụng để sản phẩm có thể tham gia thị trường quốc tế.
Hàm ý cho Việt Nam
VAHC mong cộng đồng hydrogen và các nhà làm chính sách tham khảo hướng tiếp cận này. Việt Nam có một cơ hội đặc biệt: biến một vấn đề môi trường thành một giải pháp năng lượng. Thay vì chỉ tập trung vào điện phân nước – vốn đòi hỏi hạ tầng điện tái tạo lớn và chi phí đầu tư cao – có thể xem xét sản xuất hydrogen từ nhựa phế thải như một trụ cột bổ sung trong chiến lược hydrogen quốc gia.
Một lộ trình ba bước có thể được xem xét:
Bước một, thí điểm một dự án quy mô nhỏ (5–10 tấn nhựa/ngày) tại một khu vực có nguồn cung nhựa phế thải ổn định – ví dụ, gần các đô thị lớn hoặc khu công nghiệp – để đánh giá hiệu suất thực tế, chi phí vận hành và chất lượng hydrogen trong điều kiện Việt Nam.
Bước hai, xây dựng chuỗi cung ứng nhựa phế thải có tổ chức, bao gồm hợp tác với các công ty môi trường, chính quyền địa phương và cộng đồng để đảm bảo nguồn cung ổn định cho các dự án hydrogen. Đồng thời, thiết lập khung chứng nhận hydrogen tái tạo từ nhựa phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế.
Bước ba, mở rộng quy mô và tích hợp với các dự án hydrogen khác – ví dụ, sử dụng hydrogen từ nhựa cho các nhà máy lọc dầu, hóa chất, hoặc giao thông – để tạo ra một hệ sinh thái hydrogen đa dạng nguồn cung, giảm rủi ro và tăng tính bền vững.
Như các nghiên cứu quốc tế đã chỉ ra, plastic-to-hydrogen không chỉ là một giải pháp xử lý chất thải, mà còn là một con đường bổ sung để sản xuất hydrogen sạch. Với tiềm năng từ 450.000 đến 540.000 tấn hydrogen mỗi năm từ nguồn nhựa phế thải hiện có, Việt Nam có đủ cơ sở để biến bài toán rác thải nhựa thành một cơ hội năng lượng thực sự.
