Việt Nam: Rất cần một nhà máy phát điện tận dụng nhiệt khí thải từ sản xuất xi măng

Trong những năm qua, ngành sản xuất Xi măng nước ta đã có những bước tiến đột phá về công nghệ cũng như quy mô sản xuất. Tính đến năm 2009, đã có tổng số 97 dây chuyền sản xuất xi măng đi vào hoạt động, với tổng công suất thiết kế là 57,4 triệu tấn. Năm 2010, dự kiến có thêm 13 dây chuyền hoàn thành, nâng công suất lên 11,7 triệu tấn. Năm 2011, dự kiến có 12 dây chuyền mới đi vào hoạt động, với công suất 9,36 triệu tấn.

Nhà máy Xi măng Thăng Long

Ngành Xi măng đã trở thành ngành kinh tế then chốt, góp phần vào công cuộc xây dựng cơ sở hạ tầng, thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, ngành Xi măng phải đối mặt với nhiều khó khăn về vấn đề sử dụng và tái sử dụng nguồn năng lượng. Đây là vấn đề đang được các nhà khoa học, các nhà đầu tư cũng như lãnh đạo các nhà máy chú ý quan tâm. Tuy nhiên, vẫn chưa có giải pháp nào được áp dụng nhằm giải quyết triệt để và hiệu quả nhất vấn đề này.

Công nghệ sản xuất xi măng hiện nay sử dụng nguồn năng lượng chính là than và điện. Đá vôi, đất sét sau khi đập, sấy và nghiền sơ bộ được chuyển vào lò nung clinker ở nhiệt độ 1.450oC, sau  khi nung xong sẽ tiến hành làm nguội và đưa vào nghiền thành phẩm. Đây là hai công đoạn quan trọng nhất của quy trình sản xuất xi măng. Trong quá trình sản xuất, một lượng nhiệt khí thải và bụi khá lớn đã thải ra làm ô nhiễm môi trường, lãng phí năng lượng, lãng phí nguồn tài nguyên và giảm hiệu quả đầu tư.

Đến năm 2010, ngành sản xuất Xi măng có sản lượng clinker là 120.000 tấn/ngày. Điều đó có nghĩa là, sẽ có nguồn nhiệt khí thải lãng phí trong một ngày tương đương với 4.100.000 kWh. Nếu như tất cả các dây chuyền xi măng lò quay hệ khô của Việt Nam được trang bị hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải, thì công suất tổng các trạm phát điện khoảng 200 MW, phát ra một lượng điện chiếm 25% lượng điện tiêu thụ từ lưới điện. Đây là một sự lãng phí đáng quan tâm, trong lúc nền kinh tế còn khó khăn, nguồn năng lượng thiếu thốn, tình trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra ngày một phức tạp.

Đứng trước thực tế đó, Đảng và Nhà nước đã có những đường lối chính sách rất cụ thể và chỉ đạo mạnh mẽ thực hiện chính sách tiết kiệm, sử dụng hiệu quả năng lượng, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên, quan tâm đầu tư cho lĩnh vực môi trường, nhất là các hoạt động thu gom, tái chế, sử dụng lại nguồn nhiệt thải. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật sử dụng nguồn nhiệt thải để phát điện trong ngành Xi măng là việc làm cần thiết, hiệu quả hơn bao giờ hết. Chính phủ cùng các bộ, ngành và Tổng công ty Công nghiệp Xi măng Việt Nam đã có các văn bản chỉ đạo về chương trình tận dụng nhiệt khí thải phát điện trong các nhà máy xi măng.

Thực tế trên thế giới đã có nhiều nước lắp đặt trạm phát điện khí thải vào dây chuyền xi măng. Ở châu Á, Nhật Bản đã nghiên cứu và chế tạo các lò hơi tận dụng nhiệt khí thải và các  tuốc bin sử dụng hơi nước. Năm 2000, Tổ chức phát triển nguồn năng lượng mới NEDO của Nhật đã tặng cho Việt Nam một hệ thống thiết bị trạm phát điện nhiệt khí thải công suất 2.950 kWh lắp vào dây chuyền xi măng hệ khô lò quay công suất clinker 3.000 tấn/ngày tại Nhà máy xi măng Hà Tiên 2. Sau 7 năm hoạt động, trạm phát điện nhiệt khí thải tại Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 đã phát ra 105 triệu kWh, mang lại lợi ích rõ rệt trên các phương diện kinh tế xã hội, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, làm giảm đáng kể giá thành sản xuất xi măng, hệ thống thiết bị của trạm phát điện làm việc ổn định, không ảnh hưởng tới sản xuất xi măng.

Từ chủ trương của Nhà nước và các kết quả nghiên cứu và thực nghiệm trên, có thể nói, việc phải thiết lập hệ thống nhà máy tận dụng nhiệt khí thải để phát điện, nhằm phục vụ cho việc tái sản xuất trong ngành công nghiệp đang gặp khó khăn về vấn đề nguồn điện năng là cần thiết. Vừa qua, trong khuôn khổ của Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Công ty TNHH ABB Thụy Sỹ đã phối hợp với Văn phòng Tiết kiệm Năng lượng - Bộ Công Thương, Ngân hàng phát triển Việt Nam, Công ty cổ phần Năng lượng Môi trường RCEE cùng với đại diện cơ quan các Bộ và Chính phủ đã tổ chức Hội thảo về việc xây dựng một nhà máy thu hồi nhiệt thải trong ngành sản xuất Xi măng. Công ty ABB giới thiệu một mô hình nhà máy nhỏ tận dụng nguồn nhiệt thừa thải ra trong quá trình sản xuất xi măng. Các tính toán đã chỉ ra, khi lắp đặt hệ thống này trong nhà máy xi măng có thể tiết kiệm 20% chi phí điện năng hàng năm và giảm đáng kể khí CO2 thải ra ngoài môi trường.

Với công nghệ ORC (Organic Rankine Cycle) có thể sử dụng nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp để phát điện và thiết kế theo kiểu module tiêu chuẩn, hệ thống thu hồi nhiệt thải của ABB có thể tích hợp vào gần như tất cả các dây chuyền sản xuất công nghiệp. Phương án này được đánh giá là thích hợp và dễ tiến hành đối với các nhà máy xi măng ở Việt Nam.

Kinh tế nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn, nhiều hơn, trong khi đó điện lại thiếu trầm trọng, tốc độ phát triển các nhà máy điện chưa đáp ứng yêu cầu, thường chậm tiến độ, các nguồn nhiên liệu hóa thạch trở nên đắt đỏ, một số nguồn năng lượng đang bị bỏ phí hoặc sử dụng không hiệu quả. Việc xây dựng một tổ hợp, bộ phận  bên cạnh nhà máy thu hồi nhiệt thải công nghiệp nói chung và trong ngành xi măng nói riêng là một lựa chọn mang tính kinh tế và góp phần bảo vệ môi trường trong sạch. Đưa vào thực tế mô hình này là một thành tựu về khoa học công nghệ đột phá về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, đưa năng suất xanh vào ngành công nghiệp sản xuất xi măng, giúp ngành Xi măng phát triển theo hướng bền vững, an toàn và hiệu quả.

Theo EVN