Công nghệ tái sản xuất giúp tiết kiệm tài nguyên thế nào?

Vì vậy, phần tài nguyên được tiết kiệm không chỉ là lượng nguyên liệu chưa phải khai thác thêm. Việc giữ lại thân vỏ, chi tiết cơ khí, cụm linh kiện và những phần có giá trị cao còn giúp tránh một phần năng lượng, công đoạn gia công và chất thải vốn gắn với sản xuất mới.

Tái sản xuất tiết kiệm tài nguyên bằng cách giữ lại giá trị của sản phẩm cũ

Điểm quan trọng của công nghệ tái sản xuất là không coi một sản phẩm đã hết vòng sử dụng đầu tiên đồng nghĩa với một khối vật liệu phải phá bỏ. Sản phẩm được xem như tập hợp nhiều bộ phận có tình trạng khác nhau: một số đã hỏng, một số bị mòn nhưng có thể phục hồi, còn nhiều bộ phận vẫn giữ được chức năng hoặc giá trị kết cấu.

Quá trình tái sản xuất thường khai thác chính sự khác biệt này. Sản phẩm thu hồi được tháo rời để xác định bộ phận nào có thể tiếp tục sử dụng, bộ phận nào cần gia công phục hồi và bộ phận nào phải thay mới. Sau đó sản phẩm được lắp ráp và kiểm tra lại theo yêu cầu kỹ thuật của quy trình tái sản xuất.

Cơ chế tiết kiệm tài nguyên vì thế nằm ở một phép thay thế rất trực tiếp: càng giữ lại được nhiều giá trị từ sản phẩm cũ, càng ít giá trị phải tạo lại từ nguyên liệu mới.

Điều này khác với tái chế vật liệu. Khi tái chế, giá trị của sản phẩm và nhiều chi tiết đã được chế tạo thường bị phá vỡ để thu hồi vật liệu. Tái sản xuất cố gắng giữ sản phẩm hoặc linh kiện ở cấp giá trị cao hơn bằng cách phục hồi chúng để tiếp tục thực hiện chức năng.

Những bộ phận được giữ lại làm giảm lượng vật liệu mới phải sử dụng

Một sản phẩm mới có thể cần thép, nhôm, đồng, nhựa và nhiều vật liệu khác. Nếu sản phẩm cũ bị loại bỏ hoàn toàn, nhà sản xuất phải cung cấp lại phần lớn lượng vật liệu đó cho sản phẩm thay thế. Tái sản xuất làm thay đổi nhu cầu này bằng cách tái sử dụng các chi tiết vẫn còn đủ giá trị kỹ thuật.

Ví dụ, một cụm thiết bị có thể chỉ hỏng vòng bi, phớt, bề mặt ma sát hoặc một số linh kiện nhỏ, trong khi thân vỏ, trục, khung hay các bộ phận kim loại lớn vẫn sử dụng được. Nếu những phần này được kiểm tra và giữ lại, lượng vật liệu mới cần bổ sung chỉ tập trung vào phần bị hư hỏng hoặc không còn đạt yêu cầu.

Đây có thể là mức tiết kiệm rất đáng kể. International Resource Panel của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc cho biết, trong các lĩnh vực được nghiên cứu gồm phụ tùng ô tô, máy móc hạng nặng và thiết bị in công nghiệp, tái sản xuất có thể làm giảm 80–98% nhu cầu vật liệu mới so với sản xuất mới. Con số này không phải tỷ lệ mặc định cho mọi sản phẩm, nhưng cho thấy tiềm năng khi phần lõi có giá trị của sản phẩm được thu hồi hiệu quả.

Lợi ích này đặc biệt lớn với sản phẩm chứa nhiều vật liệu có giá trị hoặc những bộ phận cần nhiều công đoạn để chế tạo. Khi một vỏ động cơ, thân máy hoặc cụm cơ khí lớn có thể tiếp tục được sử dụng, tài nguyên được bảo toàn ở dạng một chi tiết đã hoàn thiện thay vì chỉ ở dạng nguyên liệu.

Giữ lại linh kiện còn giúp bảo toàn năng lượng đã dùng để chế tạo chúng

Tiết kiệm vật liệu mới kéo theo một lợi ích khác: nhiều công đoạn tiêu tốn năng lượng cũng không cần thực hiện lại.

Để tạo một chi tiết kim loại mới, chuỗi sản xuất có thể bắt đầu từ khai thác quặng, tinh luyện, luyện kim, tạo phôi rồi tiếp tục qua đúc, rèn, cắt gọt, xử lý nhiệt hoặc hoàn thiện bề mặt. Khi chi tiết cũ đủ điều kiện được giữ lại, một phần đáng kể chuỗi công đoạn đó được tránh.

Vì thế, một bộ phận tái sử dụng trong tái sản xuất chứa không chỉ vật liệu mà còn cả năng lượng hàm chứa từ quá trình chế tạo trước đó. Tái sản xuất bảo toàn một phần giá trị này và chỉ sử dụng thêm năng lượng cho các hoạt động như thu hồi, tháo rời, làm sạch, kiểm tra, phục hồi, thay thế và lắp ráp.

Trong tài liệu về thực hành môi trường tốt nhất đối với ngành sản xuất ô tô, Trung tâm Nghiên cứu Chung của Ủy ban châu Âu dẫn số liệu cho thấy linh kiện tái sản xuất trong trường hợp được đánh giá có thể tiết kiệm tới 88% vật liệu và 56% năng lượng so với sản xuất linh kiện mới.

Điều đó cũng giải thích vì sao hiệu quả tài nguyên của tái sản xuất không chỉ nên được đo bằng số kilogram vật liệu thu hồi. Hai phương án giữ lại lượng vật liệu tương đương vẫn có thể đem lại lợi ích khác nhau nếu một phương án bảo toàn được những chi tiết vốn cần nhiều năng lượng và công đoạn để chế tạo.

Tái sản xuất giảm nhu cầu khai thác tài nguyên ở nhiều công đoạn của chuỗi sản xuất

Khi nhu cầu sản xuất mới giảm, tác động tiết kiệm có thể lan ngược lên chuỗi cung ứng.

Ít vật liệu mới hơn đồng nghĩa với việc giảm nhu cầu tương ứng đối với khai thác và xử lý nguyên liệu. Ít chi tiết phải chế tạo mới cũng có thể giảm nhu cầu đối với những công đoạn trung gian như tạo phôi, gia công và hoàn thiện. Đồng thời, các bộ phận được giữ lại không phải trở thành phế liệu ngay sau vòng sử dụng đầu tiên.

Do đó, tái sản xuất có thể tạo ba lớp bảo toàn tài nguyên cùng lúc:

·         Bảo toàn vật liệu bằng cách giữ lại vật chất đang nằm trong sản phẩm

·         Bảo toàn linh kiện bằng cách giữ cấu trúc và chức năng đã được tạo ra

·         Bảo toàn năng lượng hàm chứa bằng cách tránh thực hiện lại một phần quá trình sản xuất

Giá trị lớn nhất nằm ở việc giữ tài nguyên ở trạng thái có giá trị cao. Một kilogram thép nằm trong chi tiết đã được gia công chính xác thường chứa nhiều giá trị sản xuất hơn một kilogram thép phế liệu. Nếu chi tiết có thể được phục hồi trực tiếp, phần giá trị đó không phải bị phá bỏ rồi xây dựng lại từ đầu.

Mức tiết kiệm phụ thuộc vào khả năng thu hồi và phục hồi từng sản phẩm

Tái sản xuất không tự động tiết kiệm cùng một tỷ lệ tài nguyên cho mọi sản phẩm. Hiệu quả thực tế phụ thuộc trước hết vào lượng bộ phận có thể giữ lại.

Nếu sản phẩm thu hồi bị hư hỏng nặng và hầu hết linh kiện phải thay mới, lợi thế vật liệu của tái sản xuất sẽ giảm. Ngược lại, nếu các bộ phận sử dụng nhiều vật liệu hoặc có giá trị chế tạo cao vẫn có thể phục hồi, lượng tài nguyên tránh phải sản xuất lại sẽ lớn hơn.

Thiết kế sản phẩm cũng ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả. Những sản phẩm có thể tháo rời, kiểm tra và thay thế từng bộ phận thuận lợi thường có khả năng giữ lại nhiều giá trị hơn những sản phẩm được liên kết theo cách khó tháo hoặc khiến việc tiếp cận linh kiện bên trong trở nên tốn kém.

Ngoài ra còn phải tính tới năng lượng và vật liệu sử dụng cho chính quá trình thu hồi, vận chuyển, làm sạch, phục hồi và kiểm thử. Vì vậy, đánh giá môi trường chính xác cần so sánh toàn bộ phương án tái sản xuất với phương án sản xuất mới trong cùng điều kiện và phạm vi đánh giá. Quyết định của EU về thực hành quản lý môi trường tốt nhất cũng đề xuất theo dõi lượng nguyên liệu tiết kiệm và phát thải tránh được so với sản phẩm mới, đồng thời nhấn mạnh việc chứng minh lợi ích bằng đánh giá vòng đời đối với sản phẩm tái sản xuất hoặc tân trang.

Nói cách khác, lợi ích không xuất phát đơn thuần từ việc một sản phẩm mang nhãn “tái sản xuất”, mà từ tỷ lệ giá trị thực sự được giữ lại so với lượng tài nguyên mới và công đoạn mới phải bổ sung.

Tái sản xuất hiệu quả nhất khi giữ được các bộ phận có giá trị tài nguyên cao

Nếu mục tiêu là tiết kiệm tài nguyên, không phải mọi bộ phận đều có giá trị giữ lại như nhau. Việc phục hồi thường tạo lợi ích lớn hơn khi tập trung vào những thành phần chứa nhiều vật liệu, có quy trình chế tạo phức tạp, sử dụng vật liệu có giá trị hoặc cần nhiều năng lượng để sản xuất mới.

Vì vậy, một hệ thống tái sản xuất hiệu quả cần làm tốt từ khâu thu hồi sản phẩm cũ đến kiểm tra tình trạng linh kiện. Sản phẩm thu hồi phải còn đủ chất lượng để trở thành “lõi” cho vòng sản xuất tiếp theo; quá trình tháo rời phải hạn chế làm hỏng các phần có thể sử dụng; việc kiểm tra phải phân biệt chính xác giữa phần có thể giữ lại, phần có thể phục hồi và phần cần thay.

Từ góc nhìn tài nguyên, câu hỏi quan trọng không chỉ là “có thể tái sản xuất sản phẩm này hay không?” mà còn là “tái sản xuất giữ lại được bao nhiêu vật liệu, linh kiện và công sức chế tạo so với việc làm một sản phẩm mới?”.

Khi tỷ lệ giữ lại cao, khoảng cách giữa hai phương án trở nên rõ rệt: sản xuất mới phải tái tạo phần lớn giá trị vật chất từ đầu, còn tái sản xuất chỉ cần bổ sung những gì đã mất hoặc không còn đáp ứng yêu cầu.

Công nghệ tái sản xuất giúp tiết kiệm tài nguyên bằng cách kéo dài thời gian tồn tại của vật liệu và linh kiện ở ngay trong chức năng sản phẩm, thay vì nhanh chóng biến chúng thành phế liệu hoặc nguyên liệu tái chế. Cơ chế cốt lõi là thu hồi sản phẩm cũ, giữ lại những bộ phận còn giá trị và chỉ đầu tư thêm tài nguyên cho phần cần phục hồi hoặc thay thế.

Nhờ đó, nhu cầu nguyên liệu mới, năng lượng chế tạo và lượng vật chất phải xử lý sau sử dụng đều có thể giảm. Tuy nhiên, mức tiết kiệm phải được đánh giá theo từng sản phẩm và quy trình cụ thể. Tái sản xuất tạo lợi ích tài nguyên lớn nhất khi sản phẩm được thiết kế dễ phục hồi, lõi thu hồi còn chất lượng tốt và phần lớn những bộ phận có giá trị cao có thể tiếp tục được sử dụng.