Tăng cường sử dụng nguyên liệu thay thế và tận dụng nhiệt thừa để giảm phát thải khí nhà kính

(Xây dựng) – Đó là kinh nghiệm của Tổng Công ty Xi măng Việt Nam (VICEM) về giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất xi măng.

Ngành Xi măng có tỷ trọng phát thải khí nhà kính lớn.

Theo số liệu của Bộ Xây dựng, cả nước đang có 92 dây chuyền sản xuất xi măng (XM) với tổng công suất khoảng 122 triệu tấn/năm, trong đó VICEM chiếm 30 - 32%. Đây là ngành có tỷ trọng phát thải khí nhà kính (KNK) lớn, chiếm gần 75% tổng phát thải của ngành sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD).

Quá trình sản xuất clinker có 2 nguồn phát thải chính. Một là phát thải trực tiếp từ nguyên liệu chiếm khoảng 59% và phát thải từ nhiên liệu cho quá trình nung luyện chiếm khoảng 35%. Hai là phát thải gián tiếp từ việc sử dụng điện chiếm khoảng 6%. Hiện nay, phát thải cho sản xuất clinker trong nước bình quân khoảng 900kg CO2/tấn clinker. Đối với sản xuất XM, lượng phát thải khoảng 670kg CO2/tấn 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 tại Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/08/2020 đặt ra mục tiêu, đến năm 2030, các dây chuyền XM đã đầu tư đạt mức phát thải dưới 650kg CO2/tấn XM và giai đoạn 2031 – 2050 là dưới 550kg CO2/tấn XM.

Tại VICEM, theo công cụ đo đạc báo cáo thẩm định MRV, phát thải trung bình cho sản xuất clinker trong vài năm gần đây ở mức 872kg CO2/tấn clinker. Đối với XM, mức phát thải trong năm 2023 khoảng 617kg CO2/tấn XM (PCB40 dân dụng) và trong 9 tháng đầu năm 2024 khoảng 610kg CO2/tấn XM, đáp ứng mục tiêu đặt ra trong Chiến lược phát triển VLXD Việt Nam thời kỳ 2021 – 2030, định hướng đến năm 2050.

Để đạt được những kết quả trên, VICEM đã triển khai áp dụng đồng bộ 5 giải pháp trọng tâm. Giải pháp thứ nhất là quản lý và kiểm soát mức phát thải KNK thông qua việc sử dụng hiệu quả nguyên liệu hóa thạch, tăng cường sử dụng nguyên liệu thay thế.

Nhận thức rõ việc sử dụng nguyên liệu là nguồn phát thải KNK chủ đạo, VICEM đưa ra mục tiêu sử dụng hiệu quả nguyên liệu không tái tạo. Từ năm 2018, Tổng công ty đã xây dựng chiến lược phát triển bền vững và sản xuất xanh. Tất cả hoạt động sản xuất kinh doanh của các đơn vị đều tiến tới mục tiêu của Chiến lược đề ra, đó là giảm tối đa nhu cầu về nguyên liệu hóa thạch và tăng cường sử dụng nguyên liệu thay thế như bùn thải, chất thải công nghiệp thông thường…

Trong những năm gần đây, tỷ lệ sử dụng bùn thải làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker tại VICEM có xu hướng tăng dần từ 10% lên 19% (VICEM Bút Sơn) và các đơn vị của VICEM đều đang tập trung triển khai hiệu quả chương trình này.

Về việc kiểm soát phát thải KNK, từ năm 2019, VICEM đã kiểm soát lượng phát thải CO2 (trực tiếp và gián tiếp) theo tấn sản phẩm bằng phần mềm Đo đạc - Báo cáo - Thẩm định (MRV) nhằm quản lý kế hoạch thực hiện chiến lược phát triển bền vững và sản xuất xanh. Bên cạnh đó, hàng năm VICEM luôn dành chi phí để bảo dưỡng, sửa chữa, nâng cấp thiết bị dây chuyền, đồng thời tối ưu hóa chế độ vận hành nhằm tiết kiệm năng lượng, hướng tới sản xuất XM có phát thải thấp.

VICEM đang tăng cường sử dụng nhiên liệu thay thế trong sản xuất xi măng.

Giải pháp thứ hai là sử dụng hiệu quả nhiên liệu hóa thạch, đồng thời tăng cường sử dụng nhiên liệu thay thế. VICEM luôn tối ưu hóa tiêu hao nhiệt cho sản xuất bằng các giải pháp sử dụng các vòi đốt hiệu quả để sử dụng than phẩm cấp thấp và làm kín hệ thống thông qua hoạt động cân bằng nhiệt cho từng dây chuyền.

Tại một số nhà máy của VICEM (VICEM Bút Sơn, VICEM Sông Thao, VICEM Hoàng Mai, VICEM Hà Tiên) đã thực hiện đồng xử lý chất thải trong lò nung làm nhiên liệu thay thế, có tỷ lệ sử dụng rác thải công nghiệp thông thường thay thế than lên đến 30% nhu cầu nhiệt cho sản xuất clinker, giúp giảm lượng tiêu thụ than, tối ưu hóa lợi ích kinh tế. Đồng thời, giải pháp này cũng góp phần giảm phát thải KNK và tiết kiệm tài nguyên không tái tạo.

Giải pháp thứ ba là giảm tỷ lệ clinker trong sản xuất XM. Đây là giải pháp cốt lõi để giảm cường độ phát thải KNK theo tấn XM. Cụ thể, VICEM đang thực hiện kế hoạch giảm phát thải KNK bằng giải pháp tăng cường sử dụng tro, xỉ và thạch cao nhân tạo cho quá trình sản xuất XM. Việc giảm tỷ lệ clinker trong XM không chỉ giúp giảm lượng phát thải CO2 cho sản xuất, mà còn góp phần xử lý các phế thải công nghiệp, hạn chế ô nhiễm môi trường và giải quyết vấn đề tồn đọng chất thải từ ngành điện, thúc đẩy phát triển nền kinh tế tuần hoàn.

Tại VICEM, tỷ lệ sử dụng tro xỉ làm phụ gia cho sản xuất XM trong năm 2023 đạt 10,7% (tương đương 2,04 triệu tấn) và tăng lên 10,8% trong 9 tháng đầu năm 2024 (tương đương 1,45 triệu tấn). Mức tăng này cho thấy sự cải thiện tích cực và ổn định trong việc tích hợp tro xỉ vào sản xuất, phản ánh cam kết của VICEM trong việc giảm phát thải và thúc đẩy sản xuất xanh theo hướng bền vững.

Trong khi đó, việc chuyển đổi sang sử dụng thạch cao nhân tạo đã mở ra cơ hội lớn giúp giảm chi phí sản xuất và tăng cường tính chủ động trong nguồn cung. Từ năm 2014, VICEM đã nghiên cứu sử dụng thạch cao nhân tạo thay cho thạch cao tự nhiên. Đến nay, tỷ lệ sử dụng thạch cao nhân tạo toàn VICEM bình quân khoảng 42%.

Mặt khác, VICEM cũng tập trung nâng cao chất lượng clinker bằng cách tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải tiến công nghệ, đưa ra thị trường những sản phẩm XM mới với tỷ lệ sử dụng clinker thấp (khoảng 50%) như MC25 và C91.

Các nhà máy xi măng thuộc VICEM đang lắp đặt hệ thống tận dụng nhiệt thừa để phát điện.

Giải pháp thứ tư là sử dụng nhiệt thừa để phát điện. Theo Chiến lược phát triển VLXD Việt Nam thời kỳ 2021 – 2030, định hướng đến năm 2050, 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 thừa khí thải.

Theo tính toán sơ bộ, các nhà máy thuộc VICEM có khả năng lắp đặt hệ thống tận dụng nhiệt thừa để phát điện với công suất lên đến khoảng 70 MW. Việc đầu tư hệ thống tận dụng nhiệt thừa sẽ giúp các công ty sản xuất XM tự sản xuất khoảng 25 - 30% lượng điện dùng cho sản xuất. Điều này có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế trong bối cảnh giá năng lượng đang tăng cao, đồng thời góp phần giảm áp lực về an ninh năng lượng quốc gia, giảm phát thải KNK.

Hiện nay, các nhà máy thuộc VICEM đang tập trung đầu tư xây dựng các dự án tận dụng nhiệt điện thừa để phát điện, dự kiến hoàn thành và đi vào hoạt động trong năm 2025.

Giải pháp thứ năm là thực hiện việc thu hồi CO2 từ khí thải lò nung để đáp ứng nhu cầu xã hội. Hiện nay, CO2 lỏng và rắn được sử dụng rộng rãi cho nhiều ngành công nghiệp (cơ khí, đóng tàu, kết cấu thép), chế biến thực phẩm, sản xuất đồ uống có gas và y tế. Nắm bắt được nhu cầu nêu trên, VICEM đang nghiên cứu, triển khai thử nghiệm dự án sản xuất hoặc thu hồi CO2 tại Nhà máy Bình Phước - VICEM Hà Tiên nhằm góp phần đem lại hiệu quả kinh tế và giảm phát thải ra môi trường.

Trong thời gian tới, VICEM cam kết sẽ tiếp tục thực hiện chiến lược phát triển bền vững và sản xuất xanh, nghiên cứu những giải pháp cụ thể để giảm phát thải KNK. Nhưng để tạo thuận lợi cho quá trình đó, VICEM cũng kiến nghị Nhà nước sớm có chính sách cụ thể để thúc đẩy sản xuất xanh, phát thải KNK thấp để tạo động lực cho các doanh nghiệp đầu tư, duy trì sản xuất theo hướng phát triển bền vững và phát thải KNK thấp.