1. Các yếu tố đầu vào

1.1. Nhóm nguyên vật liệu sản xuất xi măng chính

Thông thường để sản xuất 1 tấn xi măng, các nhà máy sẽ cần 1,1 tấn đá vôi, 0,3 tấn đất sét, 0,12 tấn than, 0,03 tấn thạch cao và 100 kWh điện. Cơ cấu này có thể dao động tùy thuộc vào công nghệ và kỹ thuật sản xuất của mỗi nhà máy, tuy nhiên đây là mức tiêu hao nguyên vật liệu phổ biển hiện nay trong ngành. Nếu xét theo tỷ trọng chi phí, than là nguyên vật liệu đắt đỏ nhất (chiếm ~30% chi phí sản xuất), đá vôi & đất sét (12%), phụ gia (5%)…

* Đá vôi và đất sét

Đặc điểm chính: Đá vôi là loại một loại đá trầm tích, về thành phần hóa học chủ yếu là canxi cacbonat (CaCO3) còn đất sét là nhóm đất có thành phần chủ yếu là silicat (SiO₂) và ôxit nhôm (Al₂O₃). Đá vôi có tính chịu lực cao, đóng góp khả năng chịu lực chính của vật liệu xi măng trong khi đất sét lại có tính chất mềm và dẻo khi tiếp xúc với nước, tạo nên tính linh hoạt về hình dáng của xi măng khi sử dụng vào các công trình xây dựng.

Phân bổ: Đá vôi, đất sét là các loại khoáng sản phổ biến ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, tuy nhiên trữ lượng đá vôi tập trung nhiều nhất ở một số nước như Trung Quốc, Mỹ và Ấn Độ. Những khu vực này dễ khai thác với những núi đá vôi và mỏ đất sét lộ thiên, giúp tiết giảm đáng kể chi phí khai thác nguyên liệu sản xuất xi măng.
 

Trữ lượng đá vôi trên thế giới* (năm 2016)​

Trữ lượng đất sét trên thế giới* (năm 2016)

 
Ngoài yếu tố thuận lợi về nguồn nguyên liệu sản xuất dồi dào, một số nước như Trung Quốc và Ấn Độ còn nới lỏng các chính sách về khai thác và quản lý tài nguyên môi trường, giúp cho các nước này có có lợi thế vượt trội hơn so với mặt bằng chung của thế giới về chi phí sản xuất xi măng. Cụ thể, chi phí khai thác nguyên liệu xi măng tại Ấn Độ và Trung Quốc luôn thấp hơn từ 10 - 20% so với các quốc gia châu Á khác với tỷ lệ khoáng sản được khai thác lộ thiên luôn được duy trì trên mức 70% trong nhiều năm trở lại đây.

Giá thành: Trong giá thành nguyên liệu đá vôi và đất sét, chi phí khai thác, bốc xúc và xử lý đá chiếm khoảng 40 - 45% giá thành, các loại thuế và phí liên quan tới hoạt động khai thác chiếm khoảng 10 - 15% và chi phí vận chuyển chiếm 25 - 30%. Do đó, ngoài yếu tố về điều kiện khai thác, chi phí vận chuyển cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định giá thành của các nguyên vật liệu này, vì đây là các vật liệu nặng, khó vận chuyển, chi phí vận chuyển cao. Do đó, các nhà máy xi măng trên thế giới hầu hết đều được đặt trong phạm vi 5 - 10km xung quanh các mỏ đá vôi và đất sét cần khai thác để tiết kiệm chi phí về nguyên liệu và đảm bảo hiệu quả sản xuất.

* Nhiên liệu than
 

Sản lượng khai thác than thế giới (năm 2019)

Top các quốc gia xuất khẩu than (năm 2019)​

Đặc điểm chính: Là một nhiên liệu hóa thạch được dùng làm chất đốt chính trong các ngành công nghiệp sản xuất. Các loại than trên thế giới chủ yếu được phân loại theo nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy của từng loại than (đơn vị đo: kcal/kg than), với loại than sử dụng phổ biến trong ngành xi măng hiện nay là than có nhiệt lượng từ 6000 tới 7000 kcal/kg và được nghiền thành hạt nhỏ (gọi là than cám).

Phân bổ: Các mỏ than có thể được tìm thấy ở khắp nơi trên thế giới với trữ lượng lớn, tuy nhiên lượng than tìm được lại chủ yếu là than dạng lỏng, nhiều tạp chất và có độ ẩm cao, phải xử lý qua nhiều công đoạn phức tạp và tốn kém trước khi đốt, đồng thời nhiệt lượng tỏa ra tương đối thấp (chỉ ~4000 kcal/kg so với yêu cầu từ 6000 - 7000 kcal/kg của các lò nung xi măng). Trong khi đó, 75% trữ lượng của các loại than dạng rắn, nhiệt lượng đốt cao phù hợp với yêu cầu của ngành lại chỉ tập trung ở sáu nước gồm có Trung Quốc, Mỹ, Nga, Ấn Độ, Úc và Indonesia, trong đó Trung Quốc đang là nước có sản lượng khai thác than lớn nhất thế giới.

Giá than: Giá than tại các tại các khu vực khai thác than chính trên thế giới là Úc, Trung Quốc và Indonesia đều có xu hướng biến động tương đồng với nhau. Tuy nhiên, giá than khai thác tại Trung Quốc lại đắt nhất với mức giá FOB tại cảng của Trung Quốc thường chênh lệch 20 - 30 USD/tấn so với than Indonesia và than Úc (tức cao hơn khoảng 30 - 45% tùy từng thời điểm) do nhu cầu than cho phát triển nhiệt điện tại quốc gia này rất lớn. Ngoài ra, giá than giữa các loại than có nhiệt trị khác nhau cũng có sự chênh lệch đáng kể do than nhiệt trị càng cao càng có trữ lượng thấp và khó để khai thác hơn.
 

Giá than tại các khu vực giai đoạn 2015 - 2020​

Giá than Úc trung bình theo nhiệt trị

Trong giai đoạn 5 năm trở lại đây, giá than liên tục biến động thất thường ảnh hưởng đến sản xuất xi măng ở các nước trên thế giới, do tác động từ nhiều yếu tố như: (1) Trung Quốc cắt giảm sản lượng khai thác than để đối phó với vấn đề ô nhiễm môi trường (2) Căng thẳng chính trị gia tăng giữa Trung Quốc và Australia (3) Dịch bệnh Covid-19 bùng phát trên thế giới. Điều này gây ảnh hưởng lớn tới hoạt động của các doanh nghiệp xi măng vì đây là loại nhiên liệu chiếm tỷ trọng chi phí lớn trong giá thành sản xuất. Trong giai đoạn tới, giá than thế giới được dự báo còn có thể tiếp tục biến động mạnh, do ảnh hưởng từ nhiều sự kiện khó dự đoán như căng thẳng giữa Trung Quốc và Australia tiếp diễn, các doanh nghiệp khai thác than tại Indonesia và Úc cân nhắc cắt giảm sản lượng, tình hình kinh tế thế giới rơi vào tình trạng suy thoái do dịch bệnh Covid-19…

* Phụ gia xi măng

Đặc điểm chính: Chất phụ gia chủ yếu được sử dụng trong sản xuất xi măng là bột thạch cao, chứa thành phần muối canxi sunfat (CaSO₄), được dùng để kéo dài thời gian đóng rắn (đông kết) của xi măng, hỗ trợ quá trình tạo hình khối cho các công trình xây dựng. Ngoài ra, một số công trình đặc biệt có thể yêu cầu các chất phụ gia khác để bổ sung thêm những tính năng như chống thấm, chống ăn mòn bởi muối biển hoặc chống hóa chất…

Phân bổ: Hiện tại, trữ lượng thạch cao phân tán ở nhiều khu vực trên thế giới. Hiện nay, Thái Lan, Oman, Đức và Tây Ban Nha là bốn nước xuất khẩu thạch cao lớn nhất thế giới. Giá thành: Chi phí khai thác thạch cao không lớn nhưng giá thạch cao trên thị trường bị ảnh hưởng đáng kể bởi chi phí vận chuyển do sản phẩm rất khó bảo quản khi vận chuyển đường dài. Tùy vào khoảng cách nhập khẩu thạch cao và phương tiện vận chuyển mà chi phí vận chuyển của thạch cao có thể chiếm tới 30 – 60% giá thành thạch cao, khiến giá thành thạch cao bị đội lên gấp nhiều lần so với chi phí khai thác ban đầu.

* Các nguyên vật liệu thay thế

Ngành xi măng đang bước vào một giai đoạn phát triển mới và tập trung nhiều hơn vào khả năng cắt giảm tối đa các chi phí sản xuất và tiết kiệm nguyên vật liệu sử dụng. Do đó, một số nguyên vật liệu thay thế đã được nghiên cứu để áp dụng thay cho các nguyên vật liệu sản xuất hiện tại trong ngành, tiêu biểu có thể kể đến như:

Xỉ lò cao ngành thép: Là phế thải của ngành công nghiệp luyện gang thép, chủ yế u ở dạng hạt có đường kính từ 10 - 200 mm. Trong quá trình luyện gang thép, người ta thường dùng chất phụ trợ là đá vôi để khử tạp chất silic dioxit (SiO₂ – một thành phần cũng trong đất sét) ra khỏi gang thép rồi lắng đọng lại thành xỉ lò cao (CaSiO₃). Xỉ lò cao vừa có tính chất của đá vôi, vừa có tính chất của đất sét và do đó thay thế được cả 2 nguyên liệu này trong sản xuất. Đồng thời, nhờ lẫn một số tạp chất sắt khác mà xỉ lò cao còn giúp tăng độ bền và kéo dài tuổi thọ của xi măng. Sử dụng xỉ lò cao sẽ giúp giá thành xi măng giảm từ 5 - 10% so với các nguyên liệu thông thường.

Tro bay nhiệt điện than: Là một loại bụi khí thải dưới dạng hạt mịn thu được sau quá trình đốt cháy nhiên liệu than trong các nhà máy nhiệt điện chạy than. Thành phần của tro bay chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, là tạp chất có trong than, đồng thời cũng là các thành phần có trong đá vôi, đất sét và phụ gia xi măng. Tro bay nếu dùng làm nguyên liệu thay thế có thể giúp hạ giá thành sản xuất xi măng từ 10 - 15%, tuy nhiên tạp chất trong tro bay có hàm lượng ngẫu nhiên nên chất lượng tro bay mua về từ các nhà máy nhiệt điện thường không ổn định.

Vỏ trấu, vỏ hạt điều trong nông nghiệp: Là phần vỏ cứng bao bên ngoài hạt gạo và hạt điều. Vỏ trấu và vỏ điều rất dễ cháy với nhiệt tượng tỏa ra ở mức trung bình (4000 - 5000 kcal/kg), có thể thay thế một phần nhiên liệu than trong sản xuất, tiết kiệm từ 10 - 15% chi phí sản xuất. Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của vỏ trấu, vỏ điều là khi đốt sẽ tạo ra gấp đôi lượng khí thải so với khi đốt bằng than, do đó các cơ sở sử dụng phải đầu tư khá tốn kém vào công nghệ xử lý khí thải khi sử dụng loại nguyên vật liệu thay thế này.

Một số loại nguyên vật liệu thay thế khác: Ngoài các nguyên vật liệu thay thế được sử dụng phổ biến như trên, ngành xi măng còn sử dụng các nguồn vật liệu khác như: rác thải sinh hoạt, vải vụn ngành công nghiệp may mặc, mùn cưa từ ngành công nghiệp chế biến gỗ,... Tuy nhiên, nguồn cung của các nguyên vật liệu thay thế phụ thuộc khá nhiều vào sự phát triển của các ngành sản xuất công nghiệp ở mỗi nước. Do đó, giá thu mua có thể có sự chênh lệch tương đối lớn giữa các khu vực, quyết định tới hiệu quả sử dụng của các nguyên vật liệu thay thế.

1.2. Máy móc thiết bị sản xuất xi măng

Máy móc thiết bị đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất xi măng và quyết định chất lượng sản phẩm đầu ra. Các doanh nghiệp xi măng trên thế giới hầu hết đều phải nhập máy móc thiết bị từ Trung Quốc và một số nước Châu Âu (Đan Mạch, Thụy Điển và Đức), với lượng máy móc sản xuất xi măng từ hai thị trường này chiếm ~80% tổng công suất xi măng trên thế giới. Đặc biệt các máy móc do Trung Quốc sản xuất được lắp đặt cho hơn 60% số nhà máy xi măng hiện tại của quốc gia này.
 

Doanh thu bán máy móc xi măng toàn cầu giai đoạn 2000 - 2018 (Nguồn: Uncomtrade, FPTS tổng hợp).

Trong giai đoạn đầu phát triển của ngành xi măng (trước năm 2000), phần lớn công nghệ sản xuất xi măng được làm chủ bởi các nước châu Âu. Trung Quốc chỉ có khả năng sản xuất những chi tiết máy móc và các thiết bị đơn giản phục vụ cho những công đoạn phụ trợ trong nhà máy. Kể từ năm 2000 trở lại đây, với nhu cầu xây mới nhà máy xi măng rất lớn tại Trung Quốc, thị trường này đã tiến tới nội địa hóa các máy móc sản xuất và dần làm chủ hầu hết các máy móc xi măng chính. Giá thành sản xuất của Trung Quốc cũng cạnh tranh hơn rất nhiều so với các máy móc nhập từ Châu Âu, với một số máy móc được báo giá chỉ bằng ½ so với máy móc của Châu Âu.

Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Tạp chí khoa học Viện Vật lý Vương quốc Anh (IOP Publishing), các máy móc chế biến khoáng sản được sản xuất tại Trung Quốc có chất lượng không ổn định, có sự chênh lệch đáng kể giữa 64% số nhà cung cấp được khảo sát. Các hợp đồng cung cấp thiết bị của doanh nghiệp Trung Quốc cũng thường có thời hạn bảo hành ngắn hơn, trong đó nhiều hợp đồng không bao gồm hỗ trợ chuyển giao công nghệ vận hành dẫn đến hiệu quả sử dụng thấp lúc tiến hành sản xuất thực tế. Do đó, tỷ trọng máy móc châu Âu được lựa chọn vẫn tương đối lớn, nhưng áp lực cạnh tranh gay gắt với các nhà cung cấp máy móc xi măng Trung Quốc đã khiến giá bán máy móc châu Âu gần đây phải giảm xuống từ 20 - 30% để thu hút sức mua trên thị trường.

1.3. Các yếu tố đầu vào quan trọng khác
 

Doanh thu bán máy móc xi măng toàn cầu giai đoạn 2000 - 2018 (Nguồn: Uncomtrade, FPTS tổng hợp).

Chi phí điện: Ngoài các yếu tố về nguyên vật liệu và máy móc sản xuất, chi phí điện sản xuất ở các nước cũng là yếu tố quan trọng khi chiếm tới 20% tổng chi phí sản xuất xi măng. Lợi thế của một số nước sản xuất xi măng lớn như Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam là giá điện rẻ và nhận được nhiều chính sách hỗ trợ như biểu giá điện ưu đãi hơn cho hoạt động sản xuất xi măng, giúp tạo lợi thế cạnh tranh đáng kể so với các quốc gia khác.
 
Chi phí nhân công: Ngành xi măng thuộc nhóm ngành có thâm dụng lao động ở mức trung bình, chi phí lao động hiện chiếm khoảng 5 - 10% tổng chi phí sản xuất. Theo Hiệp hội Xi măng Thế giới, các doanh nghiệp xi măng đã áp dụng tự động hóa ở tương đối nhiều khâu vận hành sản xuất, với tỷ lệ tự động hóa trong ngành ước tính khoảng 50 - 60% quy trình sản xuất trong năm 2018 và dự kiến tới năm 2030, ngành xi măng có thể tiến tới đạt mức tự động hóa khoảng 70 - 80% và giảm các chi phí lao động xuống chỉ còn dưới 5% chi phí sản xuất.
(Còn nữa)