Sự lãnh đạo của Đảng đối với ứng dụng thành tựu cách mạng công nghệ 4.0 tại Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam

Cách mạng công nghiệp 4.0, hay còn gọi là cuộc cách mạng lần thứ tư trên thế giới đang diễn ra tại nhiều nước phát triển. Trong lịch sử loài người, con người đã và đang trải qua các cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN): Cách mạng 1.0 (CMCN lần thứ nhất, năm 1784); Cách mạng 2.0 (CMCN lần thứ hai, từ năm 1871 - 1914); Cách mạng 3.0 (CMCN lần thứ ba, từ năm 1969) và Cách mạng 4.0 (CMCN lần thứ 4). Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã và đang diễn ra một cách nhanh chóng chưa từng có trong lịch sử từ năm 2011, đặc trưng là điều khiển hệ và Robot; các hệ thống liên kết thế giới thực và thế giới ảo.

Ba trụ cột chính, hay động lực dẫn dắt cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, là kỹ thuật số, công nghệ sinh học và vật lý. Trong đó, các yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số trong CMCN 4.0 sẽ là Trí tuệ nhân tạo (AI), Vạn vật kết nối (IoT) và Dữ liệu lớn (Big Data); lĩnh vực Công nghệ sinh học tập trung vào nghiên cứu tạo ra những bước nhảy vọt trong Nông nghiệp, Thủy sản, Y dược, chế biến thực phẩm, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo, hóa học và vật liệu; lĩnh vực Vật lý tập trung vào chế tạo robot thế hệ mới, in 3D, xe tự lái, các vật liệu mới (graphene, skyrmioms, vật liệu siêu nhẹ, bền hơn, có thể tái chế và dễ thích ứng,…) và công nghệ nano,…

Ngày 27/9/2019, Bộ Chính trị đã ban hành Nghị quyết số 52-NQ/TW về một số chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) lần thứ tư. Bộ Chính trị nhận định đây là cuộc cách mạng mở ra nhiều cơ hội, đồng thời cũng đặt ra nhiều khó khăn, thách thức kể cả trong lãnh đạo, chỉ đạo, quản lý và thực thi ở nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, do trình độ phát triển của nước ta còn có khoảng cách so với các quốc gia công nghệ hàng đầu, tiềm lực công nghệ và tiềm lực tài chính cho đầu tư đổi mới, phát triển công nghệ còn hạn chế; thể chế, chính sách còn nhiều bất cập; cơ sở hạ tầng và cơ cấu, chất lượng nguồn nhân lực chưa đáp ứng được yêu cầu kịp yêu cầu, nhiệm vụ phát triển của con người và xã hội trong thời kỳ mới.

Nghị quyết đã thể hiện rõ quan điểm và sự quyết tâm của Đảng khi coi chủ động tích cực tham gia cuộc CMCN 4.0 là yêu cầu tất yếu khách quan, là nhiệm vụ có ý nghĩa chiến lược đặc biệt quan trọng vừa cấp bách vừa lâu dài của cả hệ thống chính trị và toàn xã hội, gắn chặt với quá trình hội nhập quốc tế sâu rộng, đồng thời nhận thức đầy đủ đúng đắn về nội hàm, bản chất của cuộc CMCN 4.0 để có quyết tâm đổi mới tư duy và hành động, coi đó là giải pháp đột phá với bước đi và lộ trình phù hợp, là cơ hội để Việt Nam bứt phát trong phát triển kinh tế xã hội.

Do đó, để đạt được các mục tiêu đề ra, Bộ Chính trị nhấn mạnh chủ trương phải đổi mới tư duy, thống nhất nhận thức, tăng cường vai trò lãnh đạo của Đảng, quản lý của Nhà nước nhằm ngăn chặn tiêu cực và ứng phó kịp thời với các hành vi vi phạm tinh vi phát sinh mới trong giai đoạn bùng nổ CMCN 4.0 hiện nay. 

Trong guồng quay đó, các hoạt động khoa học công nghệ nói chung và nghiên cứu khoa học - triển khai công nghệ hóa học nói riêng,một mặt, cần thực hiện các bước chuyển mình quan trọng trong việc nâng cao chất lượng công tác nghiên cứu - triển khai, mặt khác, còn cần tập trung phát triển các công nghệhóa học được coi là “xương sống” trong cuộc cách mạng 4.0, trong đó không thể bỏ qua các lĩnh vực như: Năng lượng tái tạo và năng lượng sạch, Công nghệ vật liệu Nano, chế phẩm phục vụ nông nghiệp sạch và nông nghiệp hữu cơ, Khử muối lọc nước ngọt từ nước biển và quản lý chất thải rắn.

Dựa trên cách tiếp cận như vậy, từ nhiều năm nay, Chi bộ Nghiên cứu 2 (Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu) - Đảng bộ Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam đã định hướng, chỉ đạo Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu tập trung nguồn lực cho các hoạt động nghiên cứu khoa học, triển khai công nghệ, đào tạo nhân lực theo một số hướng, như Năng lượng tái tạo và năng lượng sạch, Công nghệ vật liệu Nano, chế phẩm phục vụ nông nghiệp sạch và nông nghiệp hữu cơ. Điển hình là việc thực hiện Tiểu Dự án "Nâng cao năng lực nghiên cứu, thiết kế công nghệ chế tạo và ứng dụng vật liệu xúc tác dị thể và vật liệu nano trong lĩnh vực lọc dầu sinh học, sản xuất năng lượng mới vì sự phát triển bền vững", năm 2017 - 2019, trong khuôn khổ của Dự án FIRST “Đẩy mạnh đổi mới sáng tạo thông qua nghiên cứu, khoa học và công nghệ”, với sự tài trợ của Ngân hàng thế giới và Bộ Khoa học công nghệ.

Trong quá trình thực hiện Tiểu Dự án, KEYLAB PRT đã hoàn thiện được 9 qui trình công nghệ, ở qui mô pilot, thuộc hai mảng chính, gồm quá trình xúc tác dị thể trong lĩnh vực lọc dầu sinh học và vật liệu nano trong sản xuất năng lượng mới/năng lượng sạch. Từ các công nghệ này, KEYLAB PRT đã tạo ra được hàng chục chủng loại sản phẩm “xanh”, có các tính năng đặc biệt, thân thiện môi trường đã được thương mại hóa trên thị trường, nhiều công nghệ đã được chính KEYLAB PRT áp dụng trên thực tiễn, đồng thời KEYLAB PRT có đủ năng lực để triển khai ít nhất 3 dự án đầu tư ở qui mô công nghiệp, theo hình thức “chìa khóa trao tay”. Các công nghệ đã hoàn thiện đều đã được đăng ký bảo hộ độc quyền nên việc ứng dụng công nghệ ở quy mô công nghiệp là thuận lợi về mặt pháp lý. KEYLAB PRT sẽ đồng hành cùng doanh nghiệp trong suốt vòng đời công nghệ/sản phẩm. Nhờ đó, công nghệ luôn được hoàn thiện, nâng cấp về trình độ, quá trình sản suất sản phẩm liên tục được nâng cao về năng suất, chất lượng, giảm giá thành, nhờ đó tăng năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp. Đặc biệt, các công nghệ/sản phẩm được phát triển trong Tiểu dự án đều thân thiện với môi trường thể hiện ở các điểm, như không phát sinh phế thải thứ cấp nhờ tận thu và chế biến sâu mọi phế phụ phẩm thành các sản phẩm có giá trị, các thiết bị công nghệ đều được tích hợp với hệ thống công nghệ xử lý môi trường hiện đại, hiệu quả. Nguyên liệu sử dụng hầu hết có nguồn gốc tái tạo, không cạnh tranh với lương thực, thực phẩm. Những kết quả này có được là nhờ việc kế thừa thành tựu nghiên cứu triển khai mà KEYLAB PRT đã tích lũy được trong 15 năm qua.

Tính đến thời điểm hiện nay, KEYLAB PRT đã trực tiếp tham gia đào tạo tại KEYLAB PRT, cũng như gửi đi đào tạo tại nước ngoài (tại Đức, Cộng hòa Pháp, Hàn Quốc) và các cơ sở đào tạo khác trong nước, được 26 nghiên cứu sinh và 11 học viên cao học; công bố 30 công trình trên các tạp chí quốc tế chuyên ngành có uy tín, trên 140 công trình trên các tạp chí chuyên ngành trong nước có uy tín, xuất bản 3 cuốn sách chuyên khảo và tham khảo; được cấp 5 Bằng Độc quyền Sáng chế và 20 Bằng Độc quyền Giải pháp hữu ích, trong đó có 3 Bằng Độc quyền Sáng chế được cấp bởi Cơ quan Sáng chế Châu Âu, Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ và Cơ quan Sở hữu trí tuệ Brazil. Đây là thành tựu đặc biệt nổi bật của PTNTĐ, góp phần khẳng định năng lực đổi mới sáng tạo và trí tuệ của các cán bộ PTNTĐ.

Đến nay, nhiều kết quả nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ của KEYLAB PRT đã được ứng dụng vào đời sống xã hội. Điển hình là các công trình nghiên cứu về các quá trình xúc tác dị thể ứng dụng trong lọc dầu sinh học (sản xuất nhiên liệu sinh học, dung môi sinh học và các chế phẩm có nguồn gốc thực vật) và sản xuất vật liệu nano ứng dụng trong sản xuất năng lượng mới và công nghiệp hóa học. Cụ thể:

- Về phát triển các quá trình xúc tác dị thể ứng dụng trong lọc dầu sinh học

Trên cơ sở hợp tác nghiên cứu với Viện Nghiên cứu quá trình xúc tác và môi trường (Cộng hòa Pháp), KEYLAB PRT đã phát triển thành công công nghệ sản xuất và đang ứng dụng thử nghiệm, hướng tới thương mại hóa 10 dòng sản phẩm dung môi sinh học, trong các lĩnh vực sơn, in, nhựa trải đường, cao su, giấy, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ, vệ sinh công nghiệp, xử lý những vùng bờ biển bị nhiễm bẩn do sự cố tràn dầu. Đặc biệt, dung môi sinh học còn có thể ứng dụng trong ngành thực phẩm. Những ưu điểm nổi bật của sản phẩm do KEYLAB PRT chế tạo là ít bay hơi, khó bắt cháy, ít hoặc không độc hại, có khả năng phân huỷ sinh học, thân thiện với môi trường,...

Thông qua nghiên cứu thích nghi và làm chủ công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học biodiesel xuất xứ Hàn Quốc, sử dụng xúc tác dị thể, thuộc loại tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay, cùng với đối tác Hàn quốc (Công ty SMPOT và Viện Công nghệ Hoá học Hàn Quốc, KRICT), KEYLAB PRT đã tạo ra công nghệ sản xuất biodiesel Việt - Hàn, phù hợp với các nguồn nguyên liệu có chất lượng xấu, không cạnh tranh với thực phẩm. Hiện tại, các đối tác Hàn Quốc nêu trên đã chào bán được công nghệ này cho Công ty TNHH Kumho Petrochemical, Hàn Quốc (Kumho Petrochemical Co., Ltd.). Tháng 8/2018, đối tác Hàn Quốc và KEYLAB PRT đã phối hợp chạy thử nghiệm để trình diễn công nghệ ở qui mô pilot 200 tấn/năm, tại xưởng thực nghiệm của KEYLAB PRT, trước sự chứng kiến của đối tác mua công nghệ. Công ty TNHH Kumho Petrochemical đã đánh giá cao kết quả trình diễn, đồng thời yêu cầu đối tác Hàn Quốc tiếp tục hoàn thành Báo cáo nghiên cứu khả thi cho dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất biodiesel 30.000 - 100.000 tấn/năm theo công nghệ nêu trên (tại Việt Nam hoặc ở một quốc gia khác có nhu cầu).

Đặc biệt, bằng chính nội lực của mình, các nhà khoa học của KEYLAB PRT đã làm chủ công nghệ và phát triển được một công nghệ nguồn hoàn toàn mới, tiên tiến, liên quan đến sản xuất dung môi sinh học bằng quá trình “phản ứng một nồi”, sử dụng xúc tác dị thể. Tháng 10/2018, KEYLAB PRT đã kết thúc giai đoạn thử nghiệm công nghệ ở quy mô pilot và đã hoàn thành thủ tục đăng ký bảo hộ độc quyền sáng chế tại Việt Nam và Mỹ.

Như vậy, với việc nghiên cứu và sản xuất thành công các sản phẩm có nguồn gốc từ sinh khối, có thể thấy KEYLAB PRT đã tạo ra một tổ hợp lọc dầu sinh học dựa trên công nghệ xúc tác dị thể, có trình độ công nghệ tiên tiến vào loại bậc nhất trên thế giới.

- Về phát triển và ứng dụng cácvật liệu nano trong sản xuất năng lượng mới và công nghiệp hóa học

Với cụm công trình nghiên cứu phát triển công nghệ và nghiên cứu ứng dụng công nghệ về phụ gia tiên tiến, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khói thải ô nhiễm trong các hoạt động giao thông vận tải và công nghiệp (từ năm 2014), KEYLAB PRT đã bước đầu thương mại hóa được4 dòng sản phẩm phụ gia, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khói thải cho các phương tiện giao thông vận tải và hoạt động công nghiệp. Trong đó, có 2 dòng sản phẩm phụ gia là kết quả của quá trình nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ tại KEYLAB PRT, hai dòng sản phẩm là kết quả của quá trình nghiên cứu ứng dụng và nghiên cứu nội địa hóa sản phẩm nhập khẩu. Việc áp dụng đại trà các sản phẩm trên ở quy mô toàn quốc có thể mang lại hiệu quả kinh tế ước tính vài nghìn tỷ đồng mỗi năm, trong khi không cần đầu tư bất cứ cơ sở hạ tầng nào, cũng như không hề phải cải hoán, can thiệp vào các hệ thống hạ tầng, trang thiết bị sẵn có. Theo tính toán sơ bộ, sản phẩm phụ gia đa năng nếu được sử dụng đại trà trên toàn quốc, sẽ giúp tiết kiệm được khoảng 2 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm, tương đương khoảng trên 1.000.000.000 USD.

Cụm công trình nghiên cứu về vật liệu xúc tác nano trên cơ sở graphene ứng dụng trong sản xuất năng lượng mới đã giúp các nhà khoa học KEYLAB PRT tạo ra dòng sản phẩm xúc tác anot cho pin nhiên liệu có hoạt tính và độ bền siêu cao, có giá thành thấp hơn rất nhiều so với các xúc tác cùng loại đã được công bố trên thế giới và có khả năng triển khai sản xuất ở qui mô lớn. Hiện tại, KEYLAB PRT đã hoàn thành thủ tục đăng ký bảo hộ độc quyền công nghệ này tại Việt Nam và đang chuẩn bị nộp đơn đăng ký bảo hộ độc quyền hai Sáng chế tại Mỹ. Công nghệ này được đưa vào ứng dụng sẽ tạo ra bước đột phá trên thế giới giúp giảm đáng kể giá thành của pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp alcohol trong thời kỳ “hậu dầu mỏ” của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Cũng liên quan tới vật liệu graphen, kết hợp với việc chiết tách và biến tính thành công một hoạt chất có tác dụng hỗ trợ điều trị nhiều dòng ung thư, từ một loài thực vật sẵn có trong tự nhiên ở Việt Nam, không cạnh tranh với đất trồng lương thực và thực phẩm, KEYLAB PRT đang triển khai công trình nghiên cứu đưa thuốc chính xác tận nơi. Theo đó, các chấm lượng tử graphen sẽ đóng vai trò là các tác nhân mang thuốc hỗ trợ điều trị ung thư tới đích, với hai ưu điểm chính là có thể xuyên qua các rào cản sinh học và phóng thuốc tại chỗ không làm ảnh hưởng mô, cơ quan chung quanh.

Đầu năm 2019, từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp, KEYLAB PRT đã sản xuất thành công vật liệugel khí silica, với nhiều tính chất đặc biệt như trơ về mặt hóa học, không độc với cơ thể con người, tính dẫn nhiệt thấp, chỉ số khúc xạ và tốc độ truyền âm thấp, diện tích bề mặt riêng cao, tính bền nhiệt siêu cao, siêu nhẹ (có tỷ trọng chỉ cao hơn không khí 3 lần). Bên cạnh đó, công nghệ sản xuấtdung dịch phân bón đa dinh dưỡng chứa nano silic, có nguồn gốc thực vật, giúp tăng năng suất cây trồng lên 20% cũng đã được phát triển thành công bởi KEYLAB PRT và đã được bảo hộ độc quyền sở hữu trí tuệ.

Những thành công này là ví dụ điển hình về khả năng của KEYLAB PRT trong việc tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang xóa nhòa khoảng cách giữa thế giới thực và thế giới ảo thông qua các công nghệ tiên tiến, sự đổi mới, sáng tạo không ngừng.

Để đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường, việc sử dụng năng lượng bền vững cần phải được coi trọng và là một yếu tố không thể thiếu trong CMCN 4.0. Cùng với đó, công nghệ nano trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 cũng đóng vai trò hết sức quan trọng khi giao thoa hội tụ với các xu hướng công nghệ khác, để tạo ra những bước đột phá mới. Ngành công nghiệp hóa học cũng không ngoài cuộc. Để sản xuất ra những vật liệu mới mang những thuộc tính từng bị coi là viễn tưởng như siêu bền, siêu nhẹ, siêu dẫn/cách điện và nhiệt,.. hay để sản xuất ra các nguồn năng lượng tái tạo, sử dụng năng lượng tiết kiệm và bền vững,…các quá trình công nghiệp hóa học luôn đóng vai trò vô cùng quan trọng. Rõ ràng, công nghiệp hóa học thời 4.0 nên được tiếp cận ngay từ bây giờ.

Chi bộ Nghiên cứu 2 - Đảng bộ Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam

Đảng bộ Tập đoàn Hóa chất Việt Nam