Giraffe Bio và cuộc đua giải bài toán thiếu hụt đồng toàn cầu bằng phân tử sinh học

Sự bùng nổ của các trung tâm dữ liệu phục vụ trí tuệ nhân tạo cùng quá trình điện khí hóa nền kinh tế đang đẩy nhu cầu về đồng lên mức chưa từng thấy. Theo các dự báo, đến năm 2040, nguồn cung đồng toàn cầu có thể thiếu hụt tới 25% so với nhu cầu thực tế.

Đây là một thách thức không nhỏ đối với ngành khai khoáng, vốn chủ yếu gia tăng sản lượng bằng cách mở các mỏ mới — một quá trình tốn kém và phụ thuộc nhiều vào may mắn. Trên thực tế, chỉ khoảng 0,3% số mỏ tiềm năng được khảo sát là đi vào khai thác thành công.

Làn sóng công nghệ sinh học trong khai khoáng

Một thế hệ startup khoáng sản quan trọng mới đang tìm cách "vắt" thêm đồng từ những mỏ hiện hữu bằng công nghệ sinh học, chủ yếu tập trung vào phương pháp ngâm chiết đống (heap leach), nơi vi sinh vật giúp tách khoáng sản khỏi đất đá thải.

• Endolith đã tạo ra những chủng vi sinh vật được ví như "đẳng cấp Olympic"
• Ceibo đang phát triển các chủng vi khuẩn riêng
• Transition Metal Solutions phát triển prebiotic nhằm tăng cường hoạt tính vi sinh vật

Giraffe Bio lại chọn một hướng đi hoàn toàn khác.

Phân tử "đo may" cho từng mỏ đồng

Startup này phát triển các hóa chất chuyên biệt theo từng loại khoáng sản, giúp các mỏ thu hồi thêm tới 5% lượng đồng. Trong ngành khai khoáng, con số này được đánh giá là "cực kỳ đáng kể", theo lời Alejandro Buffo Sempé, đồng sáng lập kiêm CEO của Giraffe Bio, chia sẻ với TechCrunch. Phần lớn các mỏ chỉ mong đợi mức tăng thêm 1% đến 2%.

"Chúng tôi có thể khai thác nhiều đồng hơn vì có khả năng thiết kế các hợp chất riêng cho từng thành phần khoáng vật của mỗi mỏ."

Để đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thực tiễn, Giraffe Bio vừa gọi vốn thành công 6,4 triệu USD ở vòng hạt giống, do Orion Industrial Ventures dẫn dắt, với sự tham gia của BHP Ventures, Twynam, Air Capital và Baruch Future Ventures.

Cơ chế hoạt động: nuôi vi khuẩn trong lò phản ứng sinh học

Thay vì đổ trực tiếp vi khuẩn vào quặng với hy vọng chúng hỗ trợ tách đồng, Giraffe Bio nuôi các vi sinh vật đã được thiết kế trong lò phản ứng sinh học (bioreactor) để sản sinh ra những hợp chất chuyên biệt. Sau đó, các hóa chất này được đưa vào quy trình hiện có của mỏ.

"Chúng tôi có thể tận dụng toàn bộ bộ máy sinh học mà không cần phải duy trì sự sống của vi khuẩn — điều vô cùng phức tạp trong môi trường khai khoáng," Buffo Sempé giải thích.

Các hợp chất của startup được sử dụng trong công đoạn tuyển nổi (flotation). Trong quy trình này, hóa chất giúp khoáng sản hoặc nổi lên hoặc chìm xuống trong bể nước, cho phép vận hành viên hớt lớp khoáng sản mong muốn ở trên bề mặt. Hóa chất càng liên kết chặt với khoáng sản mục tiêu thì lượng thu hồi được càng lớn.

"Chúng tôi đặc biệt giỏi trong việc chỉ 'bắt' đúng đồng," CEO Giraffe Bio nhấn mạnh.

Mở rộng sang vàng, bạc và giảm độc hại môi trường

Các mỏ cũng dùng hóa chất gọi là depressor để liên kết với những hợp chất không mong muốn như arsenic và làm chúng chìm xuống, giúp sản phẩm tinh khiết hơn nổi lên trên. Giraffe Bio cũng đang dùng chính nền tảng công nghệ sinh học này để phát triển các depressor sinh học.

Không chỉ cải thiện sản lượng, startup còn có thể thay thế các hóa chất độc hại trong quy trình tuyển nổi.

"Thay vì đổ những hóa chất thường rất hại cho môi trường, chúng tôi thay thế chức năng của chúng trong quy trình tuyển nổi bằng một phân tử sinh học," Buffo Sempé nói. "Chúng tôi đang giảm thiểu ma sát để tối đa hóa sản lượng."

Startup khởi đầu với đồng, nhưng khẳng định nền tảng của mình có thể tùy biến cho các khoáng sản khác.

"Điểm tuyệt vời là chúng tôi có thể nhắm vào đồng, vàng hoặc bạc."

Ý nghĩa với Việt Nam

Với Việt Nam — quốc gia đang đẩy mạnh phát triển hạ tầng trung tâm dữ liệu, sản xuất điện tử và xe điện — nhu cầu đồng cho lưới điện, dây dẫn và linh kiện sẽ tiếp tục tăng. Việc ứng dụng công nghệ sinh học vào khai khoáng không chỉ giúp tối ưu nguồn tài nguyên hạn chế mà còn giảm thiểu tác động môi trường, phù hợp với định hướng phát triển bền vững. Những mô hình như Giraffe Bio cho thấy sự giao thoa giữa công nghệ sinh học, tự động hóa và AI trong ngành công nghiệp nặng có thể mở ra cơ hội mới cho các doanh nghiệp khai khoáng trong khu vực.