Trong bối cảnh tốc độ già hóa dân số diễn ra với tốc độ chóng mặt, nước Nhật đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng rác thải thầm lặng nhưng vô cùng nhức nhối: Lượng tã giấy dùng một lần đã qua sử dụng, đặc biệt là tã người lớn, đang chất cao như núi tại các bãi rác. Đứng trước thách thức mang tính thời đại này, Sumitomo Seika Chemicals Co., gã khổng lồ hóa chất có trụ sở tại Osaka, vừa đưa vào vận hành một nhà máy thí điểm tại Himeji (tỉnh Hyogo).
Nỗi đau đầu mang tên ‘rác thải ẩm ướt’
Polyme siêu thấm (SAP) cùng với bột giấy và nhựa là những thành phần cốt lõi cấu tạo nên chiếc tã dùng một lần. Với cấu trúc đặc biệt, SAP hoạt động như một “cỗ máy hút nước” siêu hạng khi có thể ngậm lượng chất lỏng gấp 40-50 lần trọng lượng của chính nó. Chính khả năng giữ nước này lại biến tã giấy đã qua sử dụng trở thành cơn ác mộng của các lò đốt rác.
Bộ Môi trường Nhật Bản ước tính, lượng tã giấy phế thải trong năm 2023 lên tới 2,16 triệu tấn, chiếm 5,5% tổng lượng rác thải sinh hoạt toàn quốc. Con số này được dự báo sẽ nhảy vọt lên 2,644 triệu tấn vào năm 2050, chiếm tới gần 13% tổng lượng chất thải tại xứ sở hoa anh đào.
Do đặc tính ẩm ướt, tã giấy làm chậm quá trình cháy một cách nghiêm trọng. Nhiều chính quyền địa phương tại Nhật đang phải cắn răng chi những khoản ngân sách không nhỏ để mua thêm các chất cải thiện quá trình đốt cháy, chỉ để xử lý loại rác thải này.
Đối với công ty hóa chất Sumitomo Seika, việc tham gia vào cuộc chiến tái chế này không chỉ là bảo vệ môi trường, mà còn liên quan sống còn đến trục kinh doanh cốt lõi. Trong năm tài chính kết thúc vào tháng 3/2025, mảng kinh doanh SAP mang về cho công ty tới 115,5 tỷ yên (khoảng 716 triệu USD), chiếm gần 80% tổng doanh thu của toàn tập đoàn. Với năng lực sản xuất toàn cầu lên tới 520.000 tấn SAP mỗi năm (riêng nhà máy Himeji đóng góp 200.000 tấn), có tới 90% sản lượng của hãng được đổ vào các nhà máy sản xuất tã giấy.
Ý thức được điều đó, năm 2022, một biệt đội gồm 11 chuyên gia đã được thành lập với sứ mệnh tìm ra công nghệ hồi sinh SAP. Đến mùa hè năm 2024, họ đã thành công trong phòng thí nghiệm. Không chần chừ, công ty đã đổ 900 triệu yên (bao gồm cả nguồn trợ cấp từ Bộ Môi trường) để xây dựng nhà máy thí điểm tại Himeji, nhằm thương mại hóa công nghệ này ở quy mô công nghiệp. Vừa đi vào hoạt động, nhà máy mới đã đạt công suất sản xuất 10 kg SAP tái chế mỗi ngày, gấp 100 lần quy mô phòng thí nghiệm.
Mục tiêu dài hạn của hãng là sẽ xử lý 5.000 tấn tã giấy đã qua sử dụng để thu về 170 tấn SAP tái chế chất lượng cao vào năm tài chính 2030.
Vòng tuần hoàn vô hạn
Về mặt cấu trúc, SAP là một mạng lưới chứa các sợi nhựa liên kết chặt chẽ với nhau bằng các cầu nối vững chắc. Công nghệ mang tính đột phá của Sumitomo Seika ứng dụng phương pháp hóa học để bẻ gãy các khớp nối này, đưa vật liệu trở lại trạng thái dạng sợi nguyên bản, sau đó tinh chế và làm sạch hoàn toàn. Quy trình này được gọi là “tái chế hóa học theo chiều ngang” (chemical horizontal recycling).
Điểm ưu việt của nó là cho phép tái sử dụng nguồn tài nguyên làm nguyên liệu thô mà không hề làm suy giảm chất lượng vật liệu. Về mặt lý thuyết, công nghệ này cho phép một hạt polyme có thể được tuần hoàn, tái sinh bao nhiêu lần tùy ý.
Để bảo chứng cho tính thân thiện với môi trường, Sumitomo Seika đang bắt tay với phòng thí nghiệm của Giáo sư Norihiro Itsubo thuộc Đại học Waseda, nhằm đánh giá toàn diện mức độ giảm phát thải khí carbon dioxide (CO2) của sản phẩm mới.
Tuy nhiên, dù công nghệ đã chín muồi, các nhà quản lý thừa nhận vẫn còn vô vàn rào cản mang tính hệ thống cần phải vượt qua. Khó khăn lớn nhất hiện nay là việc thiết lập một mạng lưới thu mua ổn định tã giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu đầu vào. Đồng thời tìm kiếm đầu ra thương mại vững chắc cho SAP tái chế. Những bước đi này đòi hỏi sự đồng thuận và cái bắt tay liên ngành của nhiều doanh nghiệp lẫn chính quyền các cấp, điều mà Sumitomo Seika vẫn đang trong quá trình đàm phán.
Đứng trước nhà máy mới vận hành, ông Imamura Eiji, Trưởng nhóm dự án kiêm Phó giám đốc Sumitomo Seika, không giấu được xúc động: “Là một nhà sản xuất vật liệu, việc trăn trở tìm ra cơ chế thu gom sản phẩm đã qua sử dụng để trả lại cho xã hội chính là trách nhiệm của chúng tôi. Tôi vô cùng hạnh phúc khi dự án thí điểm này cuối cùng cũng đã chính thức lăn bánh”.