Tin thị trường và sản phẩm

Ba hướng phát triển đang song song diễn ra trong ngành lốp xe và cao su kỹ thuật: vi sinh học chuyển hóa khí metan thành nguyên liệu thay thế dầu mỏ, sợi carbon tái chế được tích hợp vào cấu trúc bánh xe để giảm rung động, và một bộ công cụ thực hành nhằm cải thiện việc xử lý hơn một tỷ lốp phế thải mỗi năm. Nhìn chung, cả ba đều phản ánh xu hướng giảm phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch mà nhiều doanh nghiệp trong ngành đang theo đuổi.

Từ khí metan đến cao su: hướng đi sinh học thay thế dầu mỏ

Ngành sản xuất cao su tổng hợp hiện vẫn phụ thuộc phần lớn vào các nguyên liệu xuất phát từ dầu mỏ, trong khi áp lực giảm phát thải carbon ngày càng được chú ý hơn trên phạm vi toàn cầu. Hướng đi sinh học — sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa các nguồn khí thành hóa chất công nghiệp — được xem là một trong những hướng tiếp cận đáng theo dõi, và hợp tác giữa Unibio (Đan Mạch) và BioVerde Tech (Mỹ) là một ví dụ cụ thể gần đây.

Theo thỏa thuận hợp tác vừa được công bố, BioVerde sẽ triển khai các chủng vi khuẩn Methylococcus capsulatus đã qua chỉnh sửa gen trên nền tảng lò phản ứng lên men khí U-Loop hình trụ đứng của Unibio. Đây là một kiến trúc phản ứng đặc thù, cho phép tiếp xúc khí-lỏng với hiệu suất cao hơn đáng kể so với các thiết kế bình thông thường, đã được kiểm chứng qua nhiều năm vận hành trong lĩnh vực sản xuất protein từ khí thiên nhiên.

Mục tiêu sản phẩm ban đầu là butadien sinh học — monomer nền tảng cho styrene-butadiene rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR) và nhiều loại nhựa kỹ thuật như ABS. Đây là hợp chất trung gian có nhu cầu công nghiệp rất lớn, hiện hầu như chỉ được sản xuất bằng con đường hóa dầu qua crackinh hơi nước.

"Nền tảng U-Loop cho phép chuyển đổi khí thành vật liệu với hiệu suất cao ở quy mô công nghiệp. Hợp tác với BioVerde giúp chúng tôi mở rộng ứng dụng công nghệ này ra ngoài lĩnh vực sản xuất protein, hướng đến một danh mục rộng hơn các hóa chất bền vững." — David Henstrom, CEO Unibio

Lộ trình phát triển được chia thành từng giai đoạn: từ quy mô phòng thí nghiệm, qua trình diễn, đến vận hành thử nghiệm trước khi hướng tới thương mại hóa. Cách tiếp cận từng bước này nhằm kiểm soát rủi ro kỹ thuật trong quá trình scale-up — một thách thức quen thuộc trong lĩnh vực công nghệ sinh học công nghiệp.

Điểm đáng chú ý trong thỏa thuận này là khí metan được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào. Không giống với các quy trình sinh học dựa trên đường hay sinh khối, metan có thể được thu từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm khí thiên nhiên, khí bãi rác và khí sinh học từ xử lý chất thải — tạo ra một biên độ linh hoạt đáng kể về nguồn cung và dấu chân carbon tùy thuộc vào nguồn gốc khí sử dụng.

Sợi carbon tái chế và bài toán rung động trong bánh xe hiệu năng cao

Trong kỹ thuật xe đạp đường trường và các phương tiện tốc độ cao, rung động mặt đường là một thách thức thiết kế dai dẳng và chưa bao giờ được giải quyết triệt để chỉ bằng cách điều chỉnh áp suất lốp. Thương hiệu bánh xe Parcours (Anh) và các đối tác của họ tại Lineat cùng Đại học Nottingham Trent đã tiếp cận vấn đề này từ góc độ vật liệu cấu trúc thay vì từ góc độ áp suất khí.

Công nghệ VibraCore — nền tảng của dòng bánh xe Strade GT vừa ra mắt — tích hợp trực tiếp sợi carbon tái chế có định hướng (Aligned Free-Form Technology, AFFT) vào cấu trúc vành tại khu vực tiếp xúc căm. Không giống với các vật liệu composite thông thường trong đó sợi carbon được phân bố ngẫu nhiên hoặc theo dạng tấm, AFFT cho phép kiểm soát hướng sợi ở cấp độ vi cấu trúc, từ đó can thiệp vào cách năng lượng rung động lan truyền qua vật liệu.

Nguyên lý hoạt động dựa trên thực tế rằng không phải mọi tần số rung đều gây hại như nhau. Cơ thể người có xu hướng khuếch đại một số dải tần số nhất định, đặc biệt trong vùng 40–300 Hz — nơi các rung động từ đường nhựa xốp, gờ giảm tốc hay bề mặt không đồng đều tập trung nhiều nhất. VibraCore nhắm mục tiêu cụ thể vào các dải tần này, hấp thụ và phân tán năng lượng trước khi nó truyền qua vành và lên tay lái và yên.

Dữ liệu thử nghiệm thực địa đa người dùng với cảm biến rung động và phân tích miền tần số (PSD) cho thấy bánh xe trang bị VibraCore giảm năng lượng rung RMS từ 19 đến 23% so với phiên bản vành không tích hợp công nghệ này.

Điều đáng chú ý là mức giảm rung này tương đương với việc hạ áp suất lốp khoảng 10–15 psi, nhưng không kéo theo các đánh đổi thường thấy: lực cản lăn không tăng, tính chính xác điều khiển không giảm, và nguy cơ hỏng lốp không xuất hiện. Về thông số kỹ thuật, Strade GT đạt 1.130g, cải thiện 3,2W về hiệu suất khí động học ở 48km/h và tăng độ ổn định xử lý 15% so với thế hệ trước.

Khía cạnh bền vững của dự án cũng đáng chú ý: sợi carbon sử dụng trong AFFT là sợi tái chế, không phải sợi nguyên sinh. Điều này cho thấy sợi tái chế có thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm hiệu năng cao — một câu hỏi mà ngành vật liệu composite vẫn đang tìm cách trả lời khi tỷ lệ tái chế sợi carbon toàn cầu còn ở mức thấp.

Hơn một tỷ lốp thải mỗi năm: bộ công cụ toàn cầu cho kinh tế tuần hoàn

Trong khi hai xu hướng trên tập trung vào đầu vào của chuỗi sản xuất, thách thức ở đầu ra không kém phần cấp bách: hơn một tỷ lốp xe đến cuối vòng đời mỗi năm trên toàn thế giới. Đây là một lượng vật liệu khổng lồ có giá trị tái chế cao — cao su lưu hóa, sợi thép, sợi vải tổng hợp — nhưng các hệ thống thu gom và xử lý hiện nay vẫn rất phân mảnh và thiếu nhất quán giữa các khu vực địa lý.

Trước thực trạng đó, Dự án Công nghiệp Lốp xe (Tire Industry Project, TIP) — tổ chức đa quốc gia quy tụ các nhà sản xuất lốp lớn nhất thế giới — vừa phát hành phiên bản 2.0 của Bộ công cụ Quản lý Lốp phế thải (End-of-Life Tire Toolkit). Đây là tài liệu thực hành được thiết kế cho nhiều đối tượng: từ nhà hoạch định chính sách muốn xây dựng khung pháp lý, đến hiệp hội ngành tìm kiếm tiêu chuẩn vận hành, đến đơn vị tái chế cần hướng dẫn kỹ thuật.

Bộ công cụ nâng cấp so với phiên bản 2021 ở nhiều phương diện: tích hợp nghiên cứu điển hình từ chín quốc gia với mức độ trưởng thành hệ thống khác nhau, bổ sung khung đánh giá từng bước có thể áp dụng trực tiếp vào thực tiễn địa phương, và mở rộng phạm vi bao phủ toàn bộ chuỗi giá trị từ thu gom, phân loại, xử lý đến quản lý vật liệu đầu ra.

"Quản lý lốp phế thải hiệu quả vừa là nghĩa vụ môi trường vừa là nguồn tạo giá trị lâu dài. Chúng tôi xây dựng ELT Toolkit 2.0 để mọi bên liên quan — dù đang ở đâu trong hành trình quản lý lốp thải — đều có nền tảng thực tiễn vững chắc cho nỗ lực bền vững của mình." — Tania Paratian, Giám đốc Hành động và Gắn kết, TIP

Một điểm đáng chú ý là bộ công cụ được căn chỉnh rõ ràng với hệ thống Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên Hợp Quốc, cụ thể là SDG 8.4 về hiệu quả tài nguyên, SDG 12.2 về quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên và SDG 12.5 về giảm phát sinh chất thải. Sự gắn kết này không chỉ mang tính biểu tượng: nó giúp các quốc gia đang xây dựng hoặc cải cách luật quản lý rác thải có một ngôn ngữ chung và một khung tham chiếu được quốc tế thừa nhận.

Đối với Việt Nam, nơi lượng lốp phế thải đang tăng nhanh theo tốc độ tăng trưởng của đội xe cơ giới nhưng hệ thống xử lý còn chưa đồng bộ, ELT Toolkit 2.0 là một tài liệu tham khảo đáng theo dõi cho các nhà quản lý và doanh nghiệp trong ngành.

Nhìn chung: ba hướng đi cùng phản ánh một xu hướng chung

Ba câu chuyện trên, dù đến từ các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, phản ánh một logic chuyển đổi chung: ngành lốp xe và cao su kỹ thuật đang dần thoát khỏi mô hình tuyến tính truyền thống — khai thác dầu mỏ, sản xuất, sử dụng, thải bỏ — để hướng tới một vòng đời sản phẩm khép kín và ít phát thải carbon hơn.

Công nghệ sinh học metan-to-chemical của Unibio và BioVerde hướng đến việc đa dạng hóa nguồn nguyên liệu đầu vào; VibraCore của Parcours cho thấy sợi carbon tái chế có thể ứng dụng được trong sản phẩm hiệu năng cao; ELT Toolkit 2.0 của TIP cung cấp khung thực hành cho quản lý lốp phế thải. Cả ba, dù ở các giai đoạn phát triển khác nhau, đều phản ánh nỗ lực của nhiều tổ chức trong ngành nhằm giảm dần phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch và cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên.

Nhìn rộng hơn, các tin tức này cho thấy ngành đang tích cực thử nghiệm nhiều hướng tiếp cận khác nhau — dù phần lớn vẫn đang ở giai đoạn phát triển sớm và còn nhiều thử thách phía trước trước khi có thể triển khai ở quy mô thương mại.

Nguồn: Tire Technology International & Tire Technology Review. 

https://www.tiretechnologyinternational.com/news/materials/unibio-and-bioverde-co-develop-methane-based-manufacturing-processes-for-sustainable-chemical-intermediates.html
https://www.tiretechnologyinternational.com/news/research-development/bridgestone-and-three-universities-collaborate-on-genetic-analysis-of-para-rubber-trees-to-boost-natural-rubber-production.html
https://www.tiretechnologyinternational.com/news/new-tires-news/parcours-introduces-new-high-performance-carbon-wheels.html