Tin thị trường và sản phẩm

Trong nhiều thập kỷ, ngành hóa học thường được xem là một ngành công nghiệp đã trưởng thành: thiết yếu nhưng mang tính hàng hóa phổ thông và có ít cơ hội cho đổi mới sáng tạo cũng như tăng trưởng. Giả định đó nay đã lỗi thời, nhưng nó vẫn tồn tại bởi hóa học xanh vẫn thường “vô hình” đối với những người hoạch định chiến lược công nghiệp. Quá ít nhà lãnh đạo nhận ra rằng hóa học xanh không đơn thuần chỉ là một cách sạch hơn hoặc ít độc hại hơn để sản xuất các sản phẩm cũ, mà là một phương thức hoàn toàn mới để thiết kế vật liệu, quy trình và chuỗi cung ứng – những yếu tố sẽ quyết định năng lực cạnh tranh trong tương lai.

Một cách âm thầm, những tiến bộ trong hóa học xanh đang bắt đầu tái định hình nhiều ngành công nghiệp, từ hạ tầng AI và pin cho đến sản xuất tiên tiến và chế biến khoáng sản quan trọng. Logic kinh tế ở đây khá rõ ràng: khi các doanh nghiệp tái thiết kế vật liệu và quy trình sản xuất ở cấp độ phân tử, lợi ích đạt được sẽ nhanh chóng cộng hưởng. Hiệu suất tốt hơn. Chức năng mới. Chi phí nguyên liệu và năng lượng thấp hơn. Quy trình phê duyệt pháp lý nhanh hơn. Những sản phẩm trước đây chưa thể tạo ra nay trở nên khả thi, đồng thời giảm nguy cơ kiện tụng trong tương lai và tăng khả năng chống chịu trước các cú sốc chuỗi cung ứng.

Các công ty dược phẩm đã sử dụng phương pháp sản xuất xúc tác – sử dụng các chất giúp tăng tốc phản ứng hóa học và giảm chất thải – để cải thiện hiệu suất trong sản xuất thuốc điều trị ung thư và nhiều loại thuốc khác.

Các công ty hàng tiêu dùng đang dần loại bỏ các “hóa chất vĩnh cửu” (forever chemicals) và tìm cách giảm thiểu vi nhựa. Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Tiên tiến Mars đang hợp tác với nhiều đối tác để phát triển nhựa sinh học từ vi sinh vật có khả năng phân hủy dễ dàng dùng cho bao bì thực phẩm, cùng các vật liệu tự nhiên có khả năng chống ẩm như chitin – chất được tạo ra bởi một số loài giáp xác.

Apple đang sử dụng cái gọi là “hóa học thông minh hơn” để thúc đẩy phát triển và ứng dụng các vật liệu đổi mới mà theo hãng này sẽ giúp tạo ra những sản phẩm an toàn hơn, dễ tái chế hơn và thúc đẩy thay đổi trong toàn ngành.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Arizona đã phát triển chất kết dính nhựa đường linh hoạt và bền hơn, trong khi nhóm các nhà khoa học từ King’s College London và Đại học Swansea đang nghiên cứu loại nhựa đường “tự phục hồi” có khả năng vá các vết nứt nhỏ và kéo dài tuổi thọ mặt đường thêm 30%. Những phát minh này có tiềm năng giảm chi phí sửa chữa đồng thời giảm phát thải.

Các loại dung dịch làm mát thế hệ mới không chứa PFAS – được thiết kế ở cấp độ phân tử – hiện đang được thử nghiệm để triển khai tại các trung tâm dữ liệu. Các giải pháp nhiệt động học tốt hơn và an toàn hơn cho việc làm mát chip sẽ giúp giảm tiêu thụ năng lượng và nước, từ đó phần nào giải quyết những lo ngại chính đáng của cộng đồng về việc mở rộng các trung tâm dữ liệu.

Đồng thời, các nhà hóa học xanh hiện cũng đang sử dụng AI để thiết kế các phân tử mới, tối ưu hóa phản ứng và mô phỏng vật liệu, qua đó rút ngắn thời gian nghiên cứu phát triển vốn trước đây phải mất nhiều năm. Kết quả là một mối quan hệ đôi bên cùng có lợi: hóa học xanh có thể giúp AI mở rộng quy mô, còn AI sẽ thúc đẩy những bước tiến trong hóa học xanh.

Một khảo sát gần đây đối với các lãnh đạo nghiên cứu, phát triển và công nghệ tại Mỹ do Morning Consult thực hiện thay mặt cho Quỹ Gordon và Betty Moore cho thấy 71% số người được hỏi sẵn sàng đầu tư vào hóa học xanh để giành lợi thế cạnh tranh.

Đó là tin tốt. Tuy nhiên, sự sẵn sàng không đồng nghĩa với việc áp dụng thực tế. Cũng theo khảo sát này, chỉ có 27% lãnh đạo cho biết hóa học xanh hiện là một phần trong chiến lược R&D của họ. Những rào cản chính được nêu ra bao gồm chi phí đầu tư ban đầu được cho là cao, hạn chế ngân sách và khó khăn trong việc tích hợp các phương pháp mới vào hạ tầng hiện có.

Khoảng cách giữa sự quan tâm chiến lược và triển khai thực tế trong công nghiệp chính là lý do khiến hóa học xanh cần được chuyển từ các dự án đổi mới riêng lẻ trở thành một phần cốt lõi của chiến lược kinh doanh.

Trong thời gian dài, chiến lược công nghiệp thường được nhìn nhận như một sự đánh đổi – hiệu suất đối lập với chi phí, tăng trưởng đối lập với tính bền vững. Nhưng khi vật liệu và quy trình sản xuất được thiết kế ngay từ đầu để vừa đạt hiệu suất cao vừa an toàn cho sức khỏe và môi trường, doanh nghiệp có thể đồng thời nâng cao lợi nhuận, giảm chất thải, giảm rủi ro pháp lý và kiện tụng, đồng thời tăng cường khả năng chống chịu của chuỗi cung ứng.

Mặc dù chi phí ban đầu có thể cao hơn, hóa học xanh vẫn giúp tiết kiệm tiền bạc và tài nguyên về lâu dài – điều mà 72% lãnh đạo R&D và công nghệ tham gia khảo sát của Morning Consult đã khẳng định. Có lẽ đã đến lúc xem chi phí triển khai như một khoản đầu tư chiến lược, đồng thời tài trợ cho các đội ngũ kỹ thuật, cơ sở thử nghiệm, quy trình mua sắm và năng lực pháp lý cần thiết để đưa hóa học xanh từ một lĩnh vực khoa học đầy triển vọng trở thành thực tiễn công nghiệp.

Những doanh nghiệp dẫn đầu kỷ nguyên công nghiệp tiếp theo sẽ không chỉ đơn giản xây dựng phần mềm tốt hơn hay các trung tâm dữ liệu lớn hơn. Họ sẽ tái thiết kế nền tảng vật liệu của chính hoạt động kinh doanh của mình. Những ai hành động trước sẽ định hình thế hệ lợi thế công nghiệp tiếp theo.