Tận dụng nhiệt thừa khí thải để phát điện: Mũi tên trúng nhiều đích

Trước tình cảnh giá điện, than, dầu… liên tục tăng cao cùng với tình trạng thiếu điện thường xuyên, các ngành công nghiệp nặng như sản xuất xi măng, thép… đã và đang đối mặt với nhiều thách thức to lớn trong sản xuất và kinh doanh. Trong hoàn cảnh khó khăn đó, việc tận dụng lượng nhiệt thừa khí thải từ quá trình sản xuất để tạo ra điện năng trở thành giải pháp ưu tiên của các doanh nghiệp.

Lợi đủ đường

 Đầu tháng 1-2011, Công ty TNHH Xi măng Holcim Việt Nam (HVL) đã ký kết hợp đồng vay vốn với Ngân hàng Standard Chartered và hợp đồng thi công với nhà thầu Sinoma Energy (Trung Quốc) để xây dựng một trạm phát điện từ việc tận dụng nhiệt thải của hệ thống lò nung tại Nhà máy xi măng Hòn Chông (Kiên Giang) của HVL. Trạm điện này có công suất 6,3 MW, tổng vốn đầu tư khoảng 28 triệu USD (trong đó có 10 triệu USD dành cho giai đoạn bảo trì nhà máy).

Hiện tại HVL đang tiến hành các thủ tục cần thiết để giữa năm nay sẽ khởi công xây lắp trạm điện này. Ông Nguyễn Công Minh Bảo, Giám đốc Phát triển bền vững của HVL cho biết, trạm điện này có thể sản xuất được khoảng 44 triệu kWh điện/năm, tương đương lượng điện năng mà Nhà máy xi măng Hòn Chông tiêu thụ trong 88 ngày vận hành hoặc đủ nhu cầu điện sử dụng cho 18.300 hộ gia đình trong một năm với định mức 2.400 kWh/hộ/năm. Tuy nhiên, cái lợi lớn hơn mà HVL nhận được từ dự án này là khi trạm điện hoạt động (dự kiến khoảng cuối năm 2012) thì HVL sẽ tiết kiệm được khoảng 9.000 tấn than đá hoặc 6.500 tấn dầu mỗi năm đồng thời cắt giảm được đến 25.300 tấn khí CO2 hàng năm.

Thật ra, nhiều năm trước khi HVL triển khai trạm điện nói trên thì việc tận dụng nhiệt thừa để phát điện đã được ngành sản xuất vật liệu xây dựng nói chung và xi măng nói riêng của Việt Nam quan tâm và tiếp thu. Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam đã phối hợp với các đối tác nước ngoài tổ chức nhiều cuộc hội thảo giới thiệu về lợi ích của công nghệ này.

Từ cuối năm 1997, Tổng Công ty Xi măng Việt Nam đã tiến hành tìm hiểu công nghệ tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện sử dụng trong các nhà máy xi măng. Sau đó vài năm, Tổ chức phát triển nguồn năng lượng mới (NEDO) của Nhật Bản đã tài trợ cho Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 một trạm phát điện nhiệt khí thải công suất 2.950 kW, lắp vào dây chuyền xi măng công suất 3.000 tấn clinker/ngày. Đến nay hệ thống này vẫn đang hoạt động tốt, vừa giúp Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 tiết kiệm cả trăm triệu kWh điện và hàng triệu lít dầu, giảm chi phí sản xuất lẫn giá thành sản phẩm vừa hạn chế ô nhiễm môi trường.

Nhận thức được xu thế hữu ích đó, cách nay một năm Nhà máy xi măng Công Thanh (Thanh Hóa) cũng lắp một trạm thu nhiệt thừa để phát điện với công suất 4 MW. Ngoài ra, Công ty cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 cũng đang dự định lắp một trạm điện tương tự có công suất khoảng 6 MW.

Cần có chế tài và luật hóa

Ở nước ta, xi măng là một ngành kinh tế quan trọng, có đóng góp khá lớn vào quá trình phát triển của đất nước. Năm nay dự kiến cả nước sẽ có thêm 12 dây chuyền sản xuất xi măng với công suất 10,18 triệu tấn/năm đi vào vận hành, nâng tổng sản lượng xi măng cả năm 2011 lên trên 60 triệu tấn. Với sản lượng khổng lồ đó, chưa kể đầu ra tiêu thụ, những yếu tố đầu vào và mặt trái của quá trình sản xuất xi măng là vấn đề hóc búa. Quy trình sản xuất xi măng hiện nay sử dụng nguồn năng lượng chính là than và điện. Quá trình sản xuất thải ra một lượng nhiệt khí thải và bụi khá lớn, vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa lãng phí năng lượng và giảm hiệu quả đầu tư.

Theo tính toán của các chuyên gia chuyên ngành, để sản xuất ra một tấn xi măng phải tiêu hao trên 100 KWh điện. Với sản lượng xi măng hiện nay và lượng nhiệt khí thải thừa thất thu, mỗi ngày nước ta lãng phí gần 5 triệu kWh điện. Và nếu tất cả các nhà máy xi măng lò quay hệ khô của Việt Nam được trang bị hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải thì sẽ thu lại được một lượng điện chiếm 25% lượng điện tiêu thụ từ lưới điện của các nhà máy xi măng, chưa kể việc giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường.

Bên cạnh xi măng, thép cũng là một ngành sản xuất chiến lược nhưng tiêu hao năng lượng và tác động tiêu cực khá lớn đến môi trường. Và cũng khá giống ngành xi măng, quá trình sản xuất thép cũng tạo ra lượng nhiệt khí thừa không nhỏ nhưng gần như chưa có nhà máy thép nào có hệ thống thu nhiệt khí thừa để phát điện.

Lý giải cho sự hiếm hoi của các trạm điện tận thu nhiệt thừa từ quá trình sản xuất xi măng, Chủ tịch Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam Trần Văn Huynh cho rằng lý do chính là suất đầu tư một hệ thống phát điện nói trên còn khá cao, dao động từ 1,5 đến 2 triệu USD/MW điện. Vì vậy, hầu hết các nhà máy xi măng đều e dè khi đề cập chuyện này.

Tuy nhiên, theo ông Huynh, không thể vì lý do đó mà né tránh việc đầu tư, bởi hệ thống này có thể giúp các dây chuyền sản xuất xi măng tiết kiệm 20% - 25% lượng điện tiêu thụ, chưa kể những hiệu ứng tích cực khác. Hơn nữa, thời gian hoàn vốn của hạng mục này chỉ khoảng 3-5 năm, trong khi hiệu quả kéo dài hàng chục năm.

Ông Huynh cho biết, nhiều nước có ngành công nghiệp xi măng phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Thái Lan đã ứng dụng công nghệ trên từ rất lâu, và có quy định bắt buộc nên đa số các nhà máy xi măng ở các nước này đều lắp hệ thống phát điện từ nhiệt khí thải. Để công nghệ này nhanh chóng phổ biến ở Việt Nam, ông Huynh kiến nghị cần sớm kiên quyết có chế tài và luật hóa việc đầu tư hệ thống này vào các nhà máy xi măng, trong một thời hạn nhất định mà dây chuyền sản xuất xi măng không gắn hệ thống này thì nên cắt giảm lượng điện cung cấp. Và trong thủ tục cấp phép đầu tư dự án xi măng mới phải đưa hạng mục này vào dự án, nếu không có thì cơ quan chức năng nên từ chối cấp phép.

HOÀNG LIÊM