Vật liệu xanh là gì? Định nghĩa và ứng dụng trong sản xuất

Trong bối cảnh phát triển bền vững trở thành ưu tiên hàng đầu, ngành sản xuất đang chứng kiến sự trỗi dậy mạnh mẽ của vật liệu xanh. Vậy, vật liệu xanh là gì và chúng đóng vai trò như thế nào trong việc định hình tương lai của sản xuất? Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện từ định nghĩa cơ bản đến những ứng dụng tiên tiến trong ngành sản xuất hiện đại.

Vật liệu xanh là gì?

Vật liệu xanh là gì? Đây là một khái niệm dùng để chỉ các loại vật liệu được thiết kế và sử dụng theo hướng thân thiện với môi trường và bền vững. Nói một cách đơn giản, vật liệu xanh là những vật liệu có tác động tiêu cực đến môi trường ở mức thấp nhất trong suốt vòng đời của chúng, từ khâu khai thác nguyên liệu, sản xuất, vận chuyển, sử dụng cho đến khi thải bỏ hoặc tái chế.

Đánh giá vật liệu xanh: Các tiêu chuẩn cần biết

Để được coi là “xanh” và thân thiện với môi trường, vật liệu sản xuất cần đáp ứng những tiêu chuẩn nào? Dưới đây là các tiêu chí then chốt cần xem xét.

• Không gây ô nhiễm môi trường: Quá trình sản xuất và sử dụng vật liệu không tạo ra chất thải độc hại, khí thải gây hiệu ứng nhà kính hoặc tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh.
• Tính linh hoạt cao trong thiết kế: Vật liệu dễ dàng được chế tạo, tạo hình để phù hợp với nhiều ứng dụng và yêu cầu thiết kế khác nhau.
• Giảm chi phí bảo trì và thay thế: Vật liệu có độ bền cao, tuổi thọ dài, giúp giảm thiểu chi phí bảo trì, thay thế trong quá trình sử dụng.
• Khả năng tái sử dụng: Vật liệu có thể tái chế hoặc tái sử dụng sau khi hết vòng đời, giảm thiểu lượng chất thải ra môi trường.

Việc xem xét toàn diện các tiêu chí này không chỉ giúp các nhà sản xuất đưa ra lựa chọn vật liệu phù hợp mà còn giúp người tiêu dùng và các bên liên quan có cái nhìn khách quan và chính xác về tính bền vững của sản phẩm.

Phân loại vật liệu xanh 

Có nhiều cách để phân loại vật liệu xanh, tùy thuộc vào tiêu chí và mục đích phân loại. Dưới đây là một số cách phân loại phổ biến:

1. Phân loại theo nguồn gốc vật liệu

– Vật liệu tự nhiên: Đây là các vật liệu có nguồn gốc từ tự nhiên và trải qua quá trình chế biến tối thiểu, ít gây tác động đến môi trường.

Ví dụ như gỗ (có chứng nhận FSC), đá tự nhiên, đất sét,….

– Vật liệu tổng hợp: Đây là các vật liệu được sản xuất thông qua các quy trình công nghiệp nhưng được thiết kế để giảm thiểu tác động môi trường so với vật liệu truyền thống.  Như nhựa tái chế, vật liệu sinh học, kim loại tái chế, bê tông xanh…

2. Phân loại theo đánh giá vòng đời và tác động môi trường

Cách phân loại này tập trung vào việc đánh giá toàn diện tác động môi trường của vật liệu từ giai đoạn khai thác nguyên liệu, sản xuất, vận chuyển, sử dụng, đến khi thải bỏ (vòng đời sản phẩm). Các vật liệu xanh thường được ưu tiên vì chúng có điểm LCA tốt hơn, thể hiện tác động môi trường thấp hơn trong suốt vòng đời.

Tiêu chí đánh giá:

• Tiêu thụ năng lượng: Năng lượng cần thiết để sản xuất và sử dụng vật liệu. Vật liệu xanh thường có quy trình sản xuất tiết kiệm năng lượng và/hoặc giúp tiết kiệm năng lượng trong quá trình sử dụng (ví dụ: vật liệu cách nhiệt).
• Phát thải khí nhà kính: Lượng khí nhà kính (như CO2) thải ra trong quá trình sản xuất và sử dụng vật liệu.  
• Sử dụng tài nguyên: Mức độ sử dụng tài nguyên thiên nhiên (như nước, khoáng sản) trong quá trình sản xuất.  
• Ô nhiễm: Mức độ gây ô nhiễm môi trường (nước, không khí, đất) trong quá trình sản xuất, sử dụng và thải bỏ. Vật liệu xanh thường ít gây ô nhiễm hơn và ít độc hại.
• Khả năng tái chế và phân hủy: Khả năng vật liệu được tái chế hoặc phân hủy sinh học sau khi hết vòng đời sử dụng.

3. Phân loại theo chức năng và mục đích sử dụng

Vật liệu xanh có thể được phân loại dựa trên ứng dụng cụ thể của chúng trong các lĩnh vực khác nhau:

• Vật liệu xây dựng xanh: Sử dụng trong xây dựng công trình bền vững, ví dụ: vật liệu cách nhiệt tự nhiên, gạch không nung, sơn sinh thái, gỗ tái chế.
• Vật liệu đóng gói xanh: Sử dụng để đóng gói sản phẩm thân thiện với môi trường, ví dụ: giấy tái chế, vật liệu sinh học phân hủy được, màng bọc thực phẩm làm từ tinh bột.
• Vật liệu trong ngành năng lượng xanh: Sử dụng trong các công nghệ năng lượng tái tạo, ví dụ: vật liệu cho pin mặt trời, tuabin gió, pin nhiên liệu.
• Vật liệu trong sản phẩm tiêu dùng xanh: Sử dụng trong sản xuất đồ gia dụng, đồ nội thất, thời trang bền vững, v.v.

>>>Có thể bạn muốn biết: Sản phẩm xanh là gì? Đặc điểm, lợi ích và các ví dụ thực tiễn

Lợi ích thiết thực của vật liệu xanh

Vật liệu xanh đang ngày càng được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm vượt trội so với vật liệu truyền thống, đặc biệt trong bối cảnh phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Những ưu điểm này không chỉ giới hạn ở khía cạnh môi trường mà còn bao gồm lợi ích kinh tế và xã hội. Cụ thể: 

Giảm tác động môi trường

Vật liệu sản xuất xanh giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính và ô nhiễm môi trường thông qua việc sử dụng nguyên liệu tái chế, tái tạo hoặc có khả năng phân hủy sinh học. Điều này đồng nghĩa với việc giảm sự phụ thuộc vào khai thác tài nguyên thiên nhiên không tái tạo, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và giảm lượng chất thải rắn.

Nâng cao hiệu quả sản xuất

Vật liệu xanh thường có các đặc tính kỹ thuật ưu việt, chẳng hạn như khả năng cách nhiệt tốt, giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất. Độ bền cao của nhiều vật liệu cũng góp phần giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng và thay thế, từ đó tối ưu hóa hiệu quả kinh tế trong dài hạn.

Bảo vệ sức khỏe người lao động và người tiêu dùng

Vật liệu xanh thường được sản xuất với hàm lượng chất độc hại thấp hoặc không chứa chất độc hại, giúp bảo vệ sức khỏe người lao động trong quá trình sản xuất và giảm nguy cơ tiếp xúc với các chất độc hại cho người tiêu dùng. Ngoài ra, một số vật liệu còn có khả năng cải thiện chất lượng không khí trong môi trường sản xuất.

Nâng cao uy tín, tăng sức cạnh tranh

Sử dụng vật liệu xanh giúp doanh nghiệp đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với các sản phẩm thân thiện với môi trường. Điều này không chỉ nâng cao uy tín và hình ảnh thương hiệu mà còn tạo ra lợi thế cạnh tranh, thu hút đầu tư và mở rộng thị trường.

Ứng dụng của vật liệu xanh trong lĩnh vực sản xuất

Vật liệu xanh đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, góp phần tạo ra các sản phẩm thân thiện với môi trường và phát triển bền vững. Có thể kể đến như:

Xây dựng và vật liệu xây dựng

Trong lĩnh vực này, vật liệu xây dựng xanh được sử dụng để thay thế các vật liệu truyền thống có tác động tiêu cực đến môi trường. Ví dụ, gạch không nung sử dụng nguyên liệu tái chế hoặc phế thải công nghiệp, giảm thiểu việc sử dụng đất sét và nhiên liệu đốt. Bê tông xanh kết hợp xi măng ít phát thải CO2 với cốt liệu tái chế, giảm lượng khí thải và chất thải xây dựng. 

Gỗ công nghiệp từ rừng trồng bền vững đảm bảo nguồn cung gỗ có trách nhiệm, giảm tác động đến rừng tự nhiên. Vật liệu cách nhiệt từ sợi tự nhiên thay thế vật liệu cách nhiệt truyền thống từ hóa chất tổng hợp.

Bao bì và đóng gói

Vật liệu xanh được ứng dụng để giảm thiểu lượng chất thải và ô nhiễm trong quá trình đóng gói. Bao bì giấy tái chế giảm thiểu việc sử dụng giấy từ rừng nguyên sinh. Nhựa sinh học sản xuất từ nguyên liệu thực vật có khả năng phân hủy sinh học, giảm ô nhiễm nhựa. Vật liệu đóng gói từ bã mía, bã cà phê tận dụng phế thải nông nghiệp, giảm thiểu chất thải và ô nhiễm môi trường.

Dệt may  

Trong ngành dệt may, vật liệu xanh được sử dụng để giảm thiểu tác động đến môi trường và sức khỏe con người. Sợi hữu cơ được trồng mà không sử dụng thuốc trừ sâu và hóa chất độc hại. Vải từ vật liệu tái chế sử dụng sợi polyester tái chế từ chai nhựa hoặc sợi nylon tái chế từ lưới đánh cá. Thuốc nhuộm tự nhiên sử dụng nguyên liệu từ thực vật và khoáng chất, giảm tác động đến môi trường nước.

Sản xuất đồ gia dụng và nội thất

Vật liệu xanh được ứng dụng để sản xuất các sản phẩm gia dụng và nội thất thân thiện với môi trường. Đồ nội thất từ gỗ tái chế hoặc gỗ công nghiệp bền vững giảm thiểu việc khai thác gỗ từ rừng tự nhiên. Sản phẩm từ vật liệu tái chế tận dụng các nguồn tài nguyên đã qua sử dụng, giảm lượng chất thải. Sơn và chất phủ không VOC giảm phát thải các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Ngành công nghiệp điện tử

Việc sử dụng vật liệu tái chế trong sản xuất linh kiện điện tử giúp giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên. Thiết kế sản phẩm có thể tái chế tạo ra các sản phẩm dễ dàng tháo rời và tái chế khi hết tuổi thọ. Sử dụng năng lượng tái tạo trong quá trình sản xuất giúp giảm lượng khí thải nhà kính và tác động đến môi trường.

>>>Xem thêm:

• Sản xuất xanh và câu chuyện thành công của doanh nghiệp tiên phong

• Tìm hiểu về công nghiệp xanh: Khái niệm, đặc điểm, lợi ích và xu hướng

Vật liệu xanh tại Việt Nam: Thực trạng và thách thức hiện nay

Thực trạng sử dụng vật liệu xanh tại Việt Nam hiện nay cho thấy cả tín hiệu tích cực và thách thức. 

Thực trạng

Nhận thức về tầm quan trọng của vật liệu xanh đã tăng lên đáng kể trong chính phủ, doanh nghiệp và cộng đồng, thể hiện qua các chính sách khuyến khích và sự tăng trưởng của thị trường vật liệu xanh, chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại công trình và các tiêu chuẩn, chứng nhận công trình xanh ngày càng phổ biến. 

Theo Mordor Intelligence, thị trường vật liệu xây dựng xanh Việt Nam được định giá 2,46 tỷ USD năm 2023 và dự kiến đạt 4,55 tỷ USD năm 2029. Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam (VGBC) ghi nhận hơn 300 công trình được chứng nhận xanh đến năm 2023. Sản xuất vật liệu xanh trong nước cũng phát triển, ví dụ như gạch không nung và vật liệu tái chế từ phế thải.

Thách thức

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc áp dụng vật liệu xanh tại Việt Nam đang gặp phải một số khó khăn:

• Giá thành cao: Vật liệu xanh thường có giá thành cao hơn so với vật liệu truyền thống, đây là một rào cản lớn đối với việc sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong các dự án có ngân sách hạn chế.
• Nhận thức chưa đồng đều: Mặc dù nhận thức về vật liệu xanh đã tăng lên, nhưng vẫn còn nhiều chủ đầu tư, nhà thầu và người dân chưa thực sự hiểu rõ về lợi ích và cách sử dụng hiệu quả loại vật liệu này.
• Thiếu thông tin và tiêu chuẩn: Thông tin về vật liệu xanh còn phân tán, chưa có nhiều kênh thông tin chính thống và dễ tiếp cận. Hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn chưa hoàn thiện, gây khó khăn cho việc lựa chọn và đánh giá chất lượng.
• Năng lực sản xuất và cung ứng: Mặc dù có nhiều doanh nghiệp sản xuất vật liệu xanh, nhưng năng lực sản xuất và cung ứng vẫn còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Đặc biệt là các loại vật liệu sử dụng công nghệ cao, vật liệu mới vẫn còn phụ thuộc vào nhập khẩu.
• Chính sách hỗ trợ chưa đủ mạnh: Mặc dù có các chính sách khuyến khích, nhưng các chính sách hỗ trợ cho sản xuất và sử dụng vật liệu xanh còn chưa đủ mạnh mẽ, chưa tạo ra động lực đủ lớn để thúc đẩy thị trường phát triển.

Tóm lại, việc sử dụng vật liệu xanh ở Việt Nam đang phát triển nhưng cần vượt qua nhiều thách thức để trở nên phổ biến. Sự phối hợp giữa chính phủ, doanh nghiệp, cộng đồng và các tổ chức là yếu tố then chốt để đạt được mục tiêu tăng cường sử dụng vật liệu xanh, hướng tới phát triển bền vững cho Việt Nam.

Xu hướng phát triển của vật liệu xanh trong sản xuất

Đẩy mạnh sử dụng vật liệu tái chế

Vật liệu tái chế (recycled materials) đang trở thành một xu hướng chủ đạo trong sản xuất xanh. Các ngành công nghiệp ngày càng chú trọng đến việc thu gom, tái chế và sử dụng lại các loại vật liệu như nhựa tái chế, kim loại tái chế, giấy tái chế, thủy tinh tái chế, và vật liệu xây dựng tái chế. Việc sử dụng vật liệu tái chế giúp giảm thiểu lượng chất thải ra môi trường, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và giảm chi phí nguyên liệu.

Phát triển vật liệu sinh học (bio-based materials)

Có nhiều loại vật liệu sinh học khác nhau, được tạo ra từ các nguồn tài nguyên tái tạo như thực vật, nông sản và phế thải nông nghiệp. Một số loại phổ biến bao gồm:

• Nhựa sinh học (bioplastics): Sản xuất từ tinh bột, đường hoặc cellulose.
• Vật liệu composite sinh học: Kết hợp sợi tự nhiên (như gỗ, tre, nứa, sợi lanh, sợi gai dầu) và nhựa sinh học.
• Gỗ công nghiệp bền vững: Sử dụng gỗ từ rừng trồng hoặc gỗ tái chế.

Nhờ khả năng phân hủy sinh học và giảm thiểu tác động môi trường, vật liệu sinh học đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi, thậm chí có thể thay thế vật liệu truyền thống trong một số lĩnh vực.

Vật liệu nhẹ 

Xu hướng sử dụng vật liệu nhẹ đang được thúc đẩy mạnh mẽ trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong ngành giao thông vận tải. Vật liệu nhẹ như hợp kim nhôm, hợp kim magie, composite sợi carbon, và nhựa kỹ thuật cao giúp giảm trọng lượng sản phẩm, từ đó giảm tiêu thụ năng lượng, giảm khí thải và tăng hiệu suất. 

Ví dụ, trong ngành hàng không và ô tô, việc sử dụng vật liệu nhẹ giúp giảm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu thụ và khí thải CO2.

Bao bì bền vững 

Ngành bao bì đang chịu áp lực lớn trong việc giảm thiểu tác động môi trường. Xu hướng phát triển bao bì bền vững tập trung vào việc sử dụng vật liệu tái chế, vật liệu sinh học, giảm thiểu lượng vật liệu sử dụng, thiết kế bao bì có thể tái sử dụng hoặc phân hủy sinh học. 

Các giải pháp bao bì bền vững bao gồm sử dụng giấy tái chế, carton tái chế, nhựa sinh học, màng bọc thực phẩm phân hủy sinh học, và thiết kế bao bì tối ưu hóa để giảm thiểu vật liệu và không gian vận chuyển.

Quy trình sản xuất xanh

Xu hướng phát triển vật liệu xanh không chỉ giới hạn ở việc lựa chọn vật liệu, mà còn bao gồm việc áp dụng các quy trình sản xuất xanh, tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu chất thải và khí thải. 

Các quy trình sản xuất xanh bao gồm sử dụng năng lượng tái tạo, tối ưu hóa quy trình sản xuất để giảm tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng, áp dụng các công nghệ xử lý chất thải và khí thải tiên tiến, và thực hiện vòng đời sản phẩm để đánh giá và cải thiện tác động môi trường.

Ứng dụng số hóa và tự động hóa trong quy trình sản xuất

Các công nghệ kỹ thuật số giúp tối ưu hóa việc quản lý và sử dụng tài nguyên trong sản xuất vật liệu xanh, giảm thiểu lãng phí và ô nhiễm. Tự động hóa giúp tăng hiệu suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất, góp phần giảm thiểu tác động môi trường. Mục tiêu là nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm tác động môi trường thông qua việc ứng dụng công nghệ.

Thông qua bài viết, hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về định nghĩa “vật liệu xanh” cũng như tiềm năng ứng dụng của chúng trong lĩnh vực sản xuất. Việc chủ động lựa chọn và sử dụng loại vật liệu này không những mang lại lợi ích thiết thực cho môi trường mà còn góp phần gia tăng uy tín và năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp trong bối cảnh thị trường ngày càng đề cao phát triển bền vững.