(Xây dựng) – Cùng với việc tiên phong sử dụng tro, xỉ, thạch cao – chất thải của các ngành Công nghiệp khác, ngành Xi măng (XM) cũng đang đẩy mạnh áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện, chuyển đổi rác thải thành nhiên liệu thay thế trong sản xuất. Những nỗ lực này không chỉ giúp ngành XM phát triển kinh tế tuần hoàn, sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm phát thải, xanh và bền vững hơn.
 |
| Ngành Xi măng đang đẩy mạnh áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện, chuyển đổi rác thải thành nhiên liệu thay thế trong sản xuất. |
Tận dụng nhiệt thừa để phát điện
Trong các nhà máy XM, quá trình sản xuất clinker thải ra môi trường một lượng nhiệt lớn tại đầu ra vị trí sau tháp trao đổi nhiệt và khu vực làm nguội clinker. Một phần lượng nhiệt tại tháp trao đổi nhiệt được sử dụng cho quá trình sấy nghiền liệu và nghiền than. Một phần nhiệt lượng phát thải tại thiết bị làm nguội clinker dùng để sấy nghiền than và nghiền XM.
Lượng nhiệt thừa này có thể thu hồi để sản xuất điện nhằm tự cung cấp một phần điện tiêu thụ tại các dây chuyền sản XM, tiết kiệm điện năng từ lưới điện quốc gia, đồng thời góp phần làm giảm chi phí sản xuất XM, giảm phát thải bụi và khí CO2 ra môi trường. Muốn vậy, các nhà máy XM sẽ phải đầu tư công nghệ sử dụng nhiệt thừa để phát điện (WHR).
Tại Việt Nam, hiện có 3 công nghệ đang được áp dụng, trong đó sử dụng các chất lỏng khác nhau để tăng hiệu quả, hiệu suất thu hồi nhiệt và cấp cho hệ thống phát điện là công nghệ Kalina (amoniac); công nghệ dung môi hữu cơ; công nghệ hơi nước.
Là đơn vị sản xuất XM lớn nhất Việt Nam (chiếm tới 30% - 32% thị phần XM cả nước), Tổng Công ty XM Việt Nam (VICEM) là đơn vị đi tiên phong trong việc nghiên cứu, định hướng sử dụng công nghệ hơi nước nhằm tận dụng nhiệt thừa để phát điện. Ông Đinh Quang Dũng, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty VICEM cho biết, tính đến thời điểm hiện tại, VICEM có 9/10 Công ty thành viên đã triển khai lắp đặt, vận hành hệ thống WHR, bao gồm: VICEM Hải Phòng, VICEM Hoàng Thạch, VICEM Tam Điệp, VICEM Sông Thao, VICEM Hạ Long, VICEM Bút Sơn, VICEM Bỉm Sơn, VICEM Hoàng Mai và VICEM Hà Tiên.
Các dự án tận dụng nhiệt thừa để phát điện đang triển khai có tổng công suất lắp đặt dự kiến khoảng 71,45MW, tổng công suất phát điện dự kiến khoảng 63,4MW.
 |
| 9/10 Công ty thành viên thuộc VICEM đã triển khai lắp đặt, vận hành hệ thống tận dụng nhiệt thừa để phát điện. |
Tương tự, Công ty XM INSEE Việt Nam cũng là một trong những đơn vị đi tiên phong tại Việt Nam áp dụng công nghệ thu hồi nhiệt thừa để phát điện, nhằm tạo ra lượng điện năng bù vào một phần năng lượng phải mua từ lưới điện quốc gia.
Từ năm 2011, Nhà máy XM Hòn Chông của INSEE Việt Nam bắt đầu thu hồi nhiệt thải trong quá trình sản xuất XM để chạy máy phát điện. Ước tính, lượng điện tạo ra từ lượng nhiệt khí thải đáp ứng tới 25% nhu cầu điện năng của nhà máy XM Hòn Chông. Lượng điện này tương đương với lượng điện năng cho khoảng 18.000 hộ dân và gián tiếp tiết kiệm khoảng 25.000 tấn khí thải CO2 trong một năm.
Thực tế triển khai các dự án thu hồi nhiệt thải để phát điện trong quá trình sản xuất XM cho thấy, doanh nghiệp có thể tiết kiệm từ 25%-30% chi phí điện năng. Nhưng theo báo cáo của Vụ Vật liệu Xây dựng (Bộ Xây dựng), việc đầu tư công nghệ chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện chưa được quan tâm đúng mức. Trong tổng số 92 dây chuyền sản xuất XM đang hoạt động trong cả nước, với tổng công suất khoảng 122 triệu tấn/năm, thì mới chỉ có 34 dây chuyền sản xuất clinker đầu tư hệ thống WHR đi vào hoạt động, với tổng công suất khoảng 248MW. Như vậy, khoảng 2/3 dây chuyền XM trên cả nước chưa được đầu tư hệ thống phát điện từ nhiệt khí thải, dẫn đến sự thất thoát năng lượng rất lớn.
Từ thực tế tại Tổng Công ty VICEM, đại diện của VICEM cho biết, việc phát triển các dự án tận dụng nhiệt thừa để phát điện có nhiều thuận lợi nhưng cũng không ít khó khăn. Thuận lợi là vì dự án nằm trong mặt bằng nhà máy XM nên không phải thực hiện đền bù giải phóng mặt bằng; chủ động đầu vào nguồn nguyên liệu cho sản xuất là nguồn khí thải trong sản xuất XM và lượng điện sản xuất (đầu ra) nhà máy XM tiêu thụ.
Các dự án phát điện tận dụng nhiệt khí thải của VICEM được triển khai vào thời điểm công nghệ đã đi vào ổn định, phổ biến trên thế giới, đặc biệt là tại các nước châu Á có điều kiện tương tự Việt Nam, do đó, các chỉ tiêu về kỹ thuật được áp dụng phù hợp. Các dự án có tính khả thi, thời gian lắp đặt và thu hồi vốn nhanh, khoảng 4,5 – 6,5 năm. Tuy nhiên, việc phát triển các dự án cũng gặp rào cản lớn vì nguồn vốn triển khai dự án tương đối lớn. Với tình hình khó khăn chung hiện nay, ngành XM rất khó bố trí nguồn vốn để triển khai các dự án.
Hơn nữa, theo Luật Điện lực, các dự án phải được đưa vào danh mục nguồn điện phát triển lưới điện trung và hạ áp, thuộc quy hoạch phát triển điện lực tại các địa phương nơi có dự án. Việc bổ sung quy hoạch điện lực cần được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Thời gian để hoàn thành các thủ tục bổ sung quy hoạch phát triển điện lực trên từ 3 - 6 tháng, dẫn đến kéo dài thời gian thực hiện so với dự kiến.
Ngoài ra, việc lựa chọn nhà thầu chính của dự án phải thực hiện đấu thầu quốc tế, cần nhiều thời gian triển khai thực hiện. Sau khi trúng thầu, các nhà thầu quốc tế cũng phải thực hiện các thủ tục xin giấy phép hoạt động xây dựng nên kéo dài thời gian ký kết, dẫn đến thời gian thực hiện hoàn thành dự án kéo dài theo.
Mặt khác, Thông tư số 06/2021/TT-BXD ngày 30/06/2021 của Bộ Xây dựng quy định về phân cấp công trình xây dựng và hướng dẫn áp dụng trong quản lý hoạt động đầu tư xây dựng chưa quy định cụ thể về loại, cấp công trình đối với công trình tận dụng nhiệt khí thải phát điện. Do đó, trong quá trình thẩm định dự án tại cơ quan chuyên môn ở các tỉnh, thành phố vẫn phải xin hướng dẫn của Bộ Xây dựng để làm rõ về loại, cấp công trình làm cơ sở để triển khai thực hiện…
Sử dụng rác thải làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất XM
Bên cạnh việc đầu tư công nghệ chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện thì việc đồng xử lý chất thải, sử dụng rác thải làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất cũng là một thành công khác của ngành XM trong thời gian qua.
 |
| Một số nhà máy xi măng đã sử dụng chất thải làm nhiên liệu thay thế, chủ yếu là rác thải công nghiệp. |
Theo Vụ VLXD, nhiên liệu sử dụng chính trong sản xuất XM là than cám có nhiệt trị từ 4.800 đến 6.200 kcal/kg than. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, một số nhà máy đã sử dụng chất thải làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất XM, chủ yếu là vải vụn, mảnh nhựa, ni-lon, cao su vụn, dăm gỗ, lốp xe, da giày, nhựa, rác thải, bã điều, vỏ cây, trấu, dầu thải và các dung môi... Và VICEM tiếp tục là một trong những doanh nghiệp tiên phong nghiên cứu, thử nghiệm xử lý chất thải thông thường làm nhiên liệu thay thế trong nhà máy sản xuất XM.
Từ cuối năm 2019, VICEM đã triển khai thử nghiệm đốt rác thủ công tại các đơn vị Hoàng Thạch 2, Bút Sơn 1&2 và Bình Phước. Tỷ lệ thay thế bình quân từ 3% - 5%.
Sau khi thử nghiệm tại các đơn vị, từ năm 2020, VICEM đã tập trung nghiên cứu, đầu tư dây chuyền thiết bị và phát triển từ mô hình đốt rác thủ công sang mô hình đốt rác bán tự động (không tự động hóa công việc bốc xúc rác thải và sử dụng thiết bị cơ giới để đưa rác thải vào hệ thống xử lý).
Đến nay, VICEM đã thực hiện xử lý rác thải bán tự động tại 6 dây chuyền tại 4 đơn vị thành viên (VICEM Bút Sơn, VICEM Hà Tiên, VICEM Sông Thao, VICEM Hoàng Mai) với tỷ lệ thay thế nhiên liệu tại các đơn vị này là 24% - 26%. Một số dây chuyền đạt tỷ lệ thay thế cao hơn (trên 30%) như: Bút Sơn 1&2, Bình Phước.
Công ty XM INSEE Việt Nam cũng là một trong những đơn vị đi tiên phong áp dụng công nghệ đồng xử lý chất thải trong lò nung XM - Ecocycle (từ năm 2005), qua đó giúp các nhà máy sản xuất của Công ty giảm tiêu hao nhiên liệu truyền thống như than, dầu diesel…
Riêng Nhà máy XM Hòn Chông (nhà máy sản xuất XM lớn nhất của INSEE Việt Nam) đã đồng xử lý hơn 1,6 triệu tấn chất thải để thay thế than đá và gián tiếp giảm phát thải hơn 1,5 triệu tấn CO2. Công nghệ đồng xử lý chất thải còn giúp tạo ra tỷ lệ nhiệt thay thế (TSR) hơn 30% trong các năm qua. Hiện nay, INSEE Việt Nam đạt tỷ lệ nhiệt thay thế từ việc đồng xử lý chất thải (TSR) khoảng 38%.
Ông Đào Nguyên Khánh, Trưởng Bộ phận Phát triển Bền vững và Truyền thông Doanh nghiệp INSEE Việt Nam chia sẻ: “Trong thời gian tới, Nhà máy XM Hòn Chông sẽ tiếp tục đầu tư vào các công nghệ tiên tiến để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất và tăng thêm nguyên nhiên liệu thay thế thông qua giải pháp quản lý chất thải Ecocycle”.
Cũng giống như VICEM và INSEE Việt Nam, Công ty XM FICO Tây Ninh đang đẩy mạnh sử dụng rác thải làm nhiên liệu thay thế. Ông Nguyễn Công Bảo, Giám đốc điều hành của FICO Tây Ninh cho biết, FICO Tây Ninh đồng xử lý khoảng 30.000 tấn chất thải công nghiệp trong lò nung clinker…
Rõ ràng, việc đồng xử lý chất thải trong các nhà máy XM đem lại nhiều lợi ích, là giải pháp toàn diện, an toàn và hiệu quả. Thứ nhất, về yêu cầu bảo vệ môi trường, các lò nung sản xuất clinker đốt ở nhiệt độ cao nên xử lý được hầu hết các loại chất thải khác nhau với công suất lớn, không để lại tro thải, giảm chôn lấp, giảm phát thải CO2 và khí thải, độc hại ra môi trường.
Thứ hai, các dây chuyền sản xuất XM đã có sẵn các thiết bị đốt (lò nung, tháp trao đổi nhiệt...) và các thiết bị bảo vệ môi trường (lọc bụi túi, lọc bụi điện, ống khói...), nên chi phí đầu tư xây dựng, lắp đặt thiết bị để đồng xử lý chất thải trong lò nung XM thấp hơn đầu tư xây dựng các lò đốt rác.
Thứ ba, đối với doanh nghiệp XM, việc đồng xử lý chất thải đem lại hiệu quả kinh tế do thay một phần nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất, nhất là trong bối cảnh hiện nay, chi phí năng lượng, vật tư đầu vào tăng cao…
Song ông Đinh Quang Dũng, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty VICEM cũng nêu ra nhiều khó khăn trong hoạt động sử dụng rác thải làm nhiên liệu thay thế. Theo đó, Nhà nước chưa có cơ chế, chính sách rõ ràng để khuyến khích, hỗ trợ doanh nghiệp xử lý chất thải. Các đơn vị XM vẫn phải mua chất thải và gặp khó khăn trong việc tiếp cận nguồn phát thải, trong đầu tư mở rộng quy mô và tăng lượng chất thải xử lý.
Nguồn cung ứng chất thải không ổn định về chất lượng, số lượng, gây khó khăn trong việc kiểm soát thành phần chất thải để xác định loại chất thải đưa vào sử dụng phải đáp ứng quy định của Nhà nước.
Bên cạnh đó, các đơn vị sản xuất XM còn gặp vướng mắc trong việc cải tạo hệ thống lò nung nhằm đảm bảo vận hành ổn định, tăng tỷ lệ sử dụng rác thải, đảm bảo chất lượng sản phẩm clinker, XM và đáp ứng các quy định về môi trường; Đầu tư hệ thống thiết bị để lưu trữ, vận chuyển, phối trộn rác thải, bảo vệ môi trường, phòng chống cháy nổ...
 |
| INSEE Việt Nam đi tiên phong áp dụng công nghệ đồng xử lý chất thải trong lò nung giúp nhà máy giảm tiêu hao nhiên liệu truyền thống như than, dầu diesel… |
Để giải quyết những khó khăn nêu trên, VICEM đề xuất Chính phủ, Bộ Xây dựng và các cơ quan liên quan nghiên cứu sửa đổi, bổ sung một số quy định hiện hành đối với việc xử lý chất thải, đồng xử lý chất thải trong sản xuất XM. Cụ thể, VICEM kiến nghị sửa đổi quy chuẩn QCVN 41:2011/BTNMT cho phép các đơn vị sản xuất XM được xử lý chất thải công nghiệp thông thường và đồng xử lý chất thải nguy hại. Nhà nước sẽ kiểm soát mức độ phát thải của các nhà máy này theo quy định.
VICEM đồng thời kiến nghị Chính phủ, Bộ Xây dựng và các cơ quan liên quan có thẩm quyền xem xét từng bước thí điểm xây dựng thị trường chất thải. Cơ quan quản lý Nhà nước cần xem xét thí điểm xây dựng thị trường chất thải công nghiệp thông thường, thực hiện trước tiên đối với chất thải tại các cụm, khu công nghiệp, làng nghề… Với khối lượng chất thải lớn, cần phải xử lý ngay, ưu tiên cho ngành XM tiếp cận trực tiếp và tham gia xử lý.
Một đề xuất khác VICEM đề xuất là xây dựng hạn ngạch (quota) phát thải chất thải các loại đối với cụm, khu công nghiệp và các làng nghề, từ đó hình thành thị trường tín dụng chất thải (mua bán phát thải chất thải), hình thành cơ chế tự phân loại, sơ chế chất thải tại nguồn khi thị trường tín dụng rác thải đi vào hoạt động.
Chính phủ cần sắp xếp các nguồn vốn ưu đãi (tín dụng xanh) cho việc đầu tư thiết bị, máy móc phục vụ quá trình xử lý chất thải và hỗ trợ chi phí xử lý, chi phí vận chuyển đối với các chất thải đã và đang tồn đọng tại các bãi chứa thuộc thành phố, địa phương đang quản lý.
Đồng quan điểm, đại diện của INSEE Việt Nam cũng đề xuất Chính phủ hỗ trợ tạo lập thị trường cho hoạt động đồng xử lý trong lò nung XM, xem xét công nhận hoạt động đồng xử lý là một trong những giải pháp đáp ứng cho EPR (trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất) đối với các loại nhựa có giá trị thấp. Điều này sẽ góp phần tạo ra một thị trường chất thải khả thi để các lò nung XM tham gia và cho phép một lượng lớn chất thải được đồng xử lý một cách có trách nhiệm.
Cần ban hành các cơ chế, chính sách hỗ trợ doanh nghiệp
Để tháo gỡ khó khăn nói trên cho ngành XM trong hoạt động chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện; chuyển đổi rác thải thành nhiên liệu thay thế trong sản xuất, ông Lê Trung Thành, Vụ trưởng Vụ Vật liệu Xây dựng (VLXD) cho rằng, các Bộ, ngành cần tiếp tục nghiên cứu, ban hành các cơ chế, chính sách hỗ trợ doanh nghiệp.
Bên cạnh đó, các doanh nghiệp cần tập trung đầu tư triển khai các dự án chuyển đổi nhiệt khí thải thành điện, dự án chuyển đổi rác thải sinh hoạt thành nhiên liệu. Các đơn vị nghiên cứu cần đồng hành, giúp đỡ các doanh nghiệp để triển khai các đề tài nghiên cứu khoa học về tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên, giảm phát thải và sử dụng rác thải trong nhà máy XM.
Cũng theo đại diện Vụ VLXD, hệ thống các văn bản pháp luật về quản lý môi trường của Việt Nam đến nay tương đối đầy đủ. Quan điểm sử dụng hiệu quả tài nguyên, triệt để tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu, nhiên liệu trong sản xuất VLXD đã được lồng ghép trong nhiều văn bản quy phạm pháp luật.
 |
| Chính phủ và các Bộ, ngành cần tiếp tục nghiên cứu, ban hành các cơ chế, chính sách hỗ trợ doanh nghiệp xi măng. |
Chiến lược phát triển VLXD Việt Nam thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050 (được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 18/8/2020) đã nêu rõ quan điểm: Phát triển ngành VLXD hiệu quả, bền vững; Sử dụng hiệu quả tài nguyên, triệt để tiết kiệm năng lượng, nguyên liệu, nhiên liệu; Hạn chế tối đa ảnh hưởng tới môi trường trong quá trình khai thác, chế biến khoáng sản làm VLXD và sản xuất VLXD…
Riêng với ngành XM, Chiến lược nêu rõ mục tiêu, trong giai đoạn 2021 – 2030, chỉ đầu tư mới nhà máy sản xuất clinker XM có công suất một dây chuyền không nhỏ hơn 5.000 tấn clinker/ngày, gắn với vùng nguyên liệu và đầu tư đồng thời hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu về công nghệ và môi trường.
Đến hết năm 2025, 100% các dây chuyền sản xuất XM có công suất từ 2.500 tấn clinker/ngày trở lên phải lắp đặt và vận hành hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải; Nhiên liệu thay thế phải chiếm 15% tổng nhiên liệu dùng để sản xuất clinker XM.
Chiến lược nhấn mạnh, các nhà máy XM cần sử dụng tối đa các chất thải, phế thải của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và chất thải sinh hoạt làm nguyên liệu, nhiên liệu, phụ gia cho quá trình sản xuất XM.
Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2021 – 2030, tầm nhìn 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cũng nêu rõ định hướng: Tập trung nỗ lực cơ cấu lại nền kinh tế gắn với đổi mới mô hình tăng trưởng, giảm cường độ phát thải khí nhà kính thông qua khai thác và sử dụng tiết kiệm, hiệu quả năng lượng, tài nguyên…
Bộ Xây dựng cũng đã ban hành Kế hoạch triển khai thực hiện các nội dung, nhiệm vụ về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn từ năm 2020 đến năm 2030, với các mục tiêu, nhiệm vụ và giải pháp trọng tâm để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong lĩnh vực sản xuất VLXD.
Kế hoạch nhấn mạnh nhiệm vụ: “Tăng cường sử dụng các loại phụ gia, chất thải rắn công nghiệp thông thường trong sản xuất VLXD; Nghiên cứu sử dụng các lò nung clinker để xử lý các loại chất thải rắn sinh hoạt, công nghiệp, nguy hại nhằm tận dụng năng lượng từ chất thải và góp phần xử lý ô nhiễm, bảo vệ môi trường…”.
Mới nhất, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị số 28/CT-TTg ngày 26/08/2024 về một số giải pháp tháo gỡ khó khăn, vướng mắc, thúc đẩy sản xuất, tiêu thụ XM, sắt thép và VLXD. Trong đó, Thủ tướng Chính phủ nhấn mạnh quan điểm: Khai thác sử dụng tiết kiệm tài nguyên khoáng sản; Sử dụng tối đa các chất thải, phế thải của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và chất thải sinh hoạt làm nguyên liệu, nhiên liệu, phụ gia cho quá trình sản xuất theo hướng kinh tế tuần hoàn; Hạn chế tối đa ảnh hưởng tới môi trường trong quá trình khai thác, chế biến, sử dụng khoáng sản và sản xuất VLXD theo hướng sản xuất xanh...
Thực thi các chính sách và chiến lược này, có thể thấy ngành VLXD nói chung, ngành XM nói riêng ngày càng hướng đến phát triển ổn định và bền vững hơn.
Bài 4: Xử lý phế thải xây dựng làm nguyên liệu sản xuất
Tâm Anh – Mạnh Mai
Theo
