Nhà máy điện rác lớn nhất Việt Nam hoạt động ra sao?

Việt Nam, với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và dân số ngày càng tăng, đang đối mặt với một thách thức lớn: quản lý rác thải. Lượng rác sinh hoạt khổng lồ mỗi ngày không chỉ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng mà còn lãng phí nguồn tài nguyên tiềm ẩn. Trong bối cảnh đó, các nhà máy điện rác nổi lên như một giải pháp kép: vừa xử lý rác thải hiệu quả, vừa tạo ra năng lượng sạch, góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.

Trong số đó, Nhà máy điện rác Sóc Sơn, Hà Nội, nổi bật là công trình quy mô lớn nhất Việt Nam, thu hút sự quan tâm đặc biệt của dư luận. Vậy, nhà máy này hoạt động ra sao? Quy trình biến rác thành điện năng diễn ra như thế nào? Và những lợi ích, thách thức mà nó mang lại là gì? Bài viết này sẽ đi sâu phân tích cách hoạt động của nhà máy điện rác để cung cấp cái nhìn toàn diện nhất.

Bối cảnh ra đời và tầm quan trọng của Nhà máy điện rác Sóc Sơn

Hà Nội, thủ đô của Việt Nam, mỗi ngày phải xử lý hàng ngàn tấn rác thải sinh hoạt. Bãi rác Nam Sơn, Sóc Sơn, từng là gánh nặng môi trường lớn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống người dân xung quanh. Với sự gia tăng lượng rác thải và áp lực về diện tích chôn lấp, việc tìm kiếm giải pháp xử lý rác thải tiên tiến, bền vững trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Chính trong bối cảnh đó, dự án Nhà máy điện rác Sóc Sơn, do Công ty cổ phần Môi trường Năng lượng Kính Môi trường (KEPC) làm chủ đầu tư, đã được khởi công xây dựng và chính thức đi vào hoạt động giai đoạn 1 vào đầu năm 2022. Đây không chỉ là nhà máy điện rác có quy mô lớn nhất Việt Nam mà còn là một trong những dự án xử lý rác thải phát điện lớn nhất khu vực, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong công tác quản lý rác thải và phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam.

Tầm quan trọng của nhà máy không chỉ dừng lại ở việc xử lý rác thải. Nó còn đóng góp đáng kể vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm phát thải khí nhà kính, và cung cấp một nguồn năng lượng tái tạo quan trọng cho lưới điện quốc gia.

Quy trình “biến rác thành điện” tại Nhà máy điện rác Sóc Sơn

Quy trình hoạt động của Nhà máy điện rác Sóc Sơn là một chuỗi các công đoạn phức tạp, sử dụng công nghệ tiên tiến để biến rác thải thành điện năng. Về cơ bản, quy trình này bao gồm các bước chính sau:

Tiếp nhận và phân loại sơ bộ rác thải

Tiếp nhận rác: Rác thải sinh hoạt từ các quận, huyện của Hà Nội được vận chuyển về nhà máy bằng các xe chuyên dụng. Tại cổng nhà máy, rác được cân và kiểm tra ban đầu.
Đổ rác vào hố chứa: Sau khi cân, xe rác sẽ đổ rác trực tiếp vào hố chứa rác khổng lồ. Hố chứa này được thiết kế kín để ngăn mùi và côn trùng.
Trộn và lưu trữ: Rác trong hố chứa được cần cẩu chuyên dụng đảo trộn liên tục. Việc này giúp rác được phân tán đều, giảm độ ẩm và đồng nhất hóa thành phần, chuẩn bị cho quá trình đốt. Rác cũng được lưu trữ trong một khoảng thời gian nhất định (thường là vài ngày) để phân hủy sinh học sơ bộ, tạo ra nhiệt lượng tốt hơn khi đốt.

Đốt rác phát điện

Đây là công đoạn quan trọng nhất, nơi rác thải được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt.

Cấp rác vào lò đốt: Rác sau khi được đảo trộn và lưu trữ sẽ được cần cẩu gắp đưa vào phễu nạp liệu của lò đốt.
Lò đốt ghi đa cấp: Nhà máy Sóc Sơn sử dụng công nghệ lò đốt ghi đa cấp (stoker grate furnace) tiên tiến. Đây là loại lò đốt được thiết kế đặc biệt để đốt rác thải sinh hoạt với hiệu suất cao và kiểm soát tốt các chất ô nhiễm. Rác sẽ di chuyển qua các ghi (ghi đốt) trong lò, trải qua các giai đoạn sấy khô, bốc hơi, cháy và cháy kiệt.
Nhiệt độ đốt: Nhiệt độ trong lò đốt được duy trì ở mức rất cao, thường từ 850℃ đến 1000℃ , thậm chí cao hơn. Nhiệt độ cao giúp đốt cháy hoàn toàn rác thải, giảm thiểu lượng tro xỉ và phân hủy các chất độc hại (như Dioxin/Furan) thành các hợp chất ít độc hơn.
Sinh hơi nước: Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt rác sẽ được sử dụng để đun sôi nước trong các ống lò hơi (boiler), tạo ra hơi nước siêu nhiệt có áp suất và nhiệt độ cao.

Phát điện

Hơi nước siêu nhiệt được tạo ra ở lò hơi sẽ được dẫn tới tuabin máy phát điện.

Quay tuabin: Áp lực của hơi nước siêu nhiệt sẽ làm quay các cánh quạt của tuabin.
Phát điện: Tuabin được nối với máy phát điện. Khi tuabin quay, máy phát điện sẽ tạo ra điện năng.
Hòa lưới: Điện năng được tạo ra sau đó sẽ được đưa qua hệ thống biến áp và hòa vào lưới điện quốc gia, cung cấp điện cho sinh hoạt và sản xuất.

Xử lý khí thải và tro xỉ

Đây là công đoạn cực kỳ quan trọng để đảm bảo nhà máy hoạt động thân thiện với môi trường, không gây ô nhiễm.

Xử lý khí thải: Khí thải từ quá trình đốt rác chứa nhiều chất ô nhiễm (bụi, SOx, NOx, HCl, kim loại nặng, Dioxin/Furan…). Trước khi thải ra môi trường, khí thải phải đi qua một hệ thống xử lý khí thải phức tạp bao gồm:
- Hệ thống khử bụi: Sử dụng bộ lọc túi vải (bag filter) hoặc lọc tĩnh điện (electrostatic precipitator) để loại bỏ các hạt bụi mịn.
- Hệ thống hấp thụ axit: Sử dụng vôi (lime) hoặc các dung dịch kiềm để trung hòa các khí axit như SOx, HCl.
- Hệ thống khử NOx: Sử dụng công nghệ SCR (Selective Catalytic Reduction) hoặc SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) để chuyển hóa NOx thành N2 và H2O.
- Hệ thống hấp phụ carbon hoạt tính: Hấp phụ Dioxin/Furan và các kim loại nặng.
- Giám sát liên tục: Khí thải sau xử lý được giám sát liên tục bằng các thiết bị đo tự động (CEMs – Continuous Emission Monitoring Systems) để đảm bảo đạt các tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt của Việt Nam và quốc tế.
Xử lý tro xỉ: Sau quá trình đốt, lượng rác thải ban đầu sẽ giảm đi đáng kể, chỉ còn lại tro đáy (bottom ash) và tro bay (fly ash).
- Tro đáy: Là phần tro nặng, thường được sử dụng làm vật liệu san lấp hoặc sản xuất vật liệu xây dựng (gạch không nung…). Tại nhà máy Sóc Sơn, tro đáy được tái chế thành vật liệu xây dựng.
- Tro bay: Là phần tro mịn, có thể chứa các kim loại nặng và chất độc hại. Tro bay được thu gom bằng bộ lọc bụi và xử lý đặc biệt (ổn định hóa, hóa rắn) trước khi được chôn lấp tại các bãi chôn lấp chất thải nguy hại theo quy định.

Công nghệ và Quy mô của Nhà máy điện rác Sóc Sơn

Nhà máy điện rác Sóc Sơn được trang bị công nghệ đốt rác phát điện tiên tiến nhất hiện nay, chủ yếu được cung cấp bởi các đối tác hàng đầu thế giới trong lĩnh vực này.

Công nghệ: Nhà máy điện rác sử dụng công nghệ đốt rác ghi đa cấp (stoker grate) kết hợp với hệ thống xử lý khí thải hiện đại. Công nghệ này đảm bảo hiệu quả đốt cháy cao, giảm thiểu tối đa lượng chất thải rắn còn lại và kiểm soát chặt chẽ các khí thải độc hại.

Quy mô:

Công suất xử lý rác: Giai đoạn 1 của nhà máy có công suất xử lý 4.000 tấn rác/ngày, chia thành 5 lò đốt, mỗi lò 800 tấn/ngày. Khi hoàn thành toàn bộ các giai đoạn, công suất dự kiến có thể lên đến 5000 tấn/ngày.
Công suất phát điện: Công suất phát điện của giai đoạn 1 đạt 75MW, tương đương với 600 kWh mỗi năm. Đây là một con số ấn tượng, đóng góp đáng kể vào nguồn cung năng lượng cho Hà Nội.

Tổng vốn đầu tư: Dự án có tổng mức đầu tư lên đến hơn 7000 tỷ đồng (khoảng 300 triệu USD), thể hiện sự đầu tư lớn vào công nghệ và cơ sở hạ tầng.

Lợi ích và Tác động của Nhà máy điện rác Sóc Sơn

Nhà máy điện rác Sóc Sơn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho môi trường, kinh tế và xã hội:

Lợi ích về môi trường

Giảm thiểu chôn lấp rác: Đây là lợi ích rõ ràng nhất. Thay vì phải chôn lấp hàng ngàn tấn rác mỗi ngày, gây ô nhiễm đất, nước, không khí và tốn diện tích, nhà máy đã giảm thiểu đáng kể lượng rác phải chôn lấp, kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp hiện có.
Giảm phát thải khí nhà kính: Quá trình đốt rác có kiểm soát giúp giảm phát thải khí mêtan (CH4) – một khí nhà kính mạnh hơn CO2 rất nhiều lần – từ các bãi chôn lấp. Đồng thời, việc sản xuất điện từ rác cũng thay thế việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch, góp phần giảm phát thải CO2.
Kiểm soát ô nhiễm: Với hệ thống xử lý khí thải và tro xỉ hiện đại, nhà máy đảm bảo các chất ô nhiễm được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến chất lượng không khí và sức khỏe cộng đồng.
Sản xuất năng lượng tái tạo: Điện năng từ rác là nguồn năng lượng sạch, tái tạo, góp phần giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt.

Lợi ích về kinh tế

Tạo ra nguồn năng lượng: Nhà máy cung cấp một lượng lớn điện năng cho lưới điện quốc gia, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng cho Hà Nội và các khu vực lân cận.
Giảm chi phí xử lý rác thải dài hạn: Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng về lâu dài, việc đốt rác phát điện có thể hiệu quả hơn so với chôn lấp truyền thống, đặc biệt khi tính đến chi phí đất đai, môi trường và khả năng tái tạo năng lượng.
Tạo việc làm: Nhà máy tạo ra nhiều việc làm trực tiếp và gián tiếp cho người dân địa phương và các ngành liên quan.
Tăng cường thu hút đầu tư: Thành công của dự án có thể thu hút thêm đầu tư vào lĩnh vực xử lý rác thải và năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

Lợi ích về xã hội

Cải thiện chất lượng cuộc sống: Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặc biệt là mùi hôi từ rác, giúp cải thiện đáng kể chất lượng cuộc sống của người dân sống gần các khu vực xử lý rác thải.
Nâng cao nhận thức: Dự án góp phần nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của việc xử lý rác thải và phát triển bền vững.
Thể hiện cam kết: Thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc giải quyết các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế theo hướng bền vững.

Thách thức và Giải pháp

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, Nhà máy điện rác Sóc Sơn nói riêng và các nhà máy điện rác nói chung tại Việt Nam vẫn đối mặt với một số thách thức:

Thách thức

Thành phần rác thải phức tạp: Rác thải sinh hoạt của Việt Nam thường có độ ẩm cao, nhiều tạp chất và thành phần không đồng nhất (nhiều chất hữu cơ, túi ni lông, ít chất cháy…). Điều này gây khó khăn cho quá trình đốt cháy hiệu quả và kiểm soát khí thải.
Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc xây dựng nhà máy điện rác đòi hỏi vốn đầu tư khổng lồ, là rào cản lớn đối với việc nhân rộng mô hình này.
Vấn đề công nghệ và vận hành: Đòi hỏi công nghệ hiện đại, đội ngũ kỹ thuật viên có trình độ cao để vận hành và bảo trì hệ thống phức tạp, đặc biệt là hệ thống xử lý khí thải.
Niềm tin của cộng đồng: Mặc dù công nghệ hiện đại, nhưng vẫn còn sự lo ngại của cộng đồng về tác động môi trường tiềm ẩn từ khí thải, đặc biệt là các chất độc như Dioxin/Furan, nếu quá trình xử lý không được kiểm soát chặt chẽ.
Chính sách và cơ chế hỗ trợ: Cần có những chính sách ưu đãi, hỗ trợ đủ mạnh để khuyến khích đầu tư và phát triển các dự án điện rác.

Giải pháp

Nâng cao hiệu quả phân loại rác tại nguồn: Đây là giải pháp căn cơ nhất để cải thiện chất lượng rác đầu vào, giúp quá trình đốt cháy hiệu quả hơn và giảm thiểu lượng chất thải cần xử lý. Cần đẩy mạnh tuyên truyền, giáo dục và có cơ chế khuyến khích người dân thực hiện phân loại rác.
Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phù hợp: Tiếp tục nghiên cứu, chuyển giao và làm chủ các công nghệ đốt rác tiên tiến, phù hợp với đặc điểm rác thải Việt Nam.
Đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao: Đầu tư vào đào tạo, nâng cao trình độ chuyên môn cho đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên vận hành và bảo trì nhà máy.
Minh bạch hóa thông tin và giám sát cộng đồng: Công khai các thông số về khí thải, chất lượng môi trường xung quanh nhà máy để người dân yên tâm và tham gia giám sát. Lắp đặt hệ thống giám sát online liên tục và công bố rộng rãi.
Hoàn thiện khung pháp lý và chính sách ưu đãi: Chính phủ cần tiếp tục hoàn thiện khung pháp lý, đưa ra các chính sách hỗ trợ hấp dẫn (giá mua điện, ưu đãi thuế, đất đai…) để khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực này.

Kết luận

Nhà máy điện rác Sóc Sơn là một điểm sáng trong nỗ lực giải quyết bài toán rác thải và phát triển năng lượng bền vững của Việt Nam. Với quy trình hoạt động tiên tiến, công nghệ hiện đại và quy mô lớn, nhà máy không chỉ biến rác thải thành nguồn năng lượng quý giá mà còn góp phần quan trọng vào việc bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân Hà Nội.

Tuy nhiên, để các dự án điện rác thực sự phát huy hết tiềm năng và nhân rộng trên cả nước, vẫn cần có những nỗ lực đồng bộ từ nhiều phía: từ việc nâng cao ý thức phân loại rác của người dân, đến việc hoàn thiện chính sách, áp dụng công nghệ phù hợp và tăng cường giám sát môi trường.

Thành công của Nhà máy điện rác Sóc Sơn không chỉ là minh chứng cho khả năng của Việt Nam trong việc áp dụng các giải pháp công nghệ cao mà còn là lời khẳng định về cam kết hướng tới một tương lai xanh, sạch và bền vững.