Đốt rác phát điện: Lợi ích, quy trình và tiềm năng tại Việt Nam

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, vấn đề quản lý rác thải và tìm kiếm nguồn năng lượng bền vững trở thành bài toán cấp bách đối với Việt Nam. Công nghệ đốt rác phát điện nổi lên như một giải pháp kép, vừa xử lý hiệu quả lượng rác khổng lồ, vừa góp phần bổ sung nguồn điện cho lưới quốc gia. Bài viết này sẽ đi sâu phân tích lợi ích, quy trình hoạt động và tiềm năng phát triển của công nghệ đốt rác phát điện tại Việt Nam.

Đốt rác phát điện là gì?

Đốt rác phát điện, hay còn gọi là công nghệ chuyển hóa rác thải thành năng lượng (Waste-to-Energy – WtE), là quá trình sử dụng rác thải sinh hoạt và công nghiệp làm nhiên liệu để sản xuất điện. Thay vì chôn lấp, rác thải được đưa vào lò đốt ở nhiệt độ cao, sinh ra hơi nước để vận hành turbine phát điện.

Lợi ích vượt trội của công nghệ đốt rác phát điện

Công nghệ đốt rác điện mang lại nhiều lợi ích quan trọng, giải quyết đồng thời các thách thức về môi trường, năng lượng và kinh tế:

• Giảm thiểu đáng kể lượng rác thải chôn lấp: Đây là lợi ích rõ ràng và trực tiếp nhất. Thay vì chiếm diện tích đất lớn cho các bãi chôn lấp ngày càng quá tải, đốt rác có thể giảm đến 90% thể tích và 70% khối lượng rác. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp hiện có hoặc loại bỏ hoàn toàn nhu cầu xây dựng bãi chôn lấp mới, giải phóng quỹ đất quý giá cho các mục đích phát triển khác.
• Sản xuất năng lượng tái tạo: Rác thải, đặc biệt là rác thải sinh hoạt hữu cơ, được coi là một dạng nhiên liệu sinh khối. Việc đốt rác để phát điện biến rác thải từ một gánh nặng thành một nguồn tài nguyên năng lượng. Mặc dù không phải là năng lượng “sạch” hoàn toàn như điện gió hay điện mặt trời (do vẫn có phát thải khí), nhưng nó vẫn được coi là một hình thức năng lượng tái tạo vì sử dụng nguyên liệu đầu vào liên tục được tái tạo (rác thải).
• Hạn chế ô nhiễm môi trường:
  • Giảm phát thải khí methane (CH4): Bãi chôn lấp rác thải là nguồn phát thải khí methane đáng kể, một loại khí nhà kính mạnh hơn CO2 gấp 25 lần. Đốt rác giúp loại bỏ nguồn phát thải này, góp phần vào nỗ lực chống biến đổi khí hậu.
  • Kiểm soát mùi hôi và dịch bệnh: Các bãi chôn lấp là nơi phát sinh mùi hôi khó chịu và là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của côn trùng, chuột bọ mang mầm bệnh. Nhà máy đốt rác, với hệ thống xử lý khí thải và tro xỉ hiện đại, giúp kiểm soát tốt hơn các vấn đề này, cải thiện chất lượng môi trường sống xung quanh.
  • Xử lý nước rỉ rác: Nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp là nguồn gây ô nhiễm đất và nước ngầm nghiêm trọng. Đốt rác giúp loại bỏ hoàn toàn vấn đề này.
• Thu hồi vật liệu: Sau quá trình đốt, tro xỉ còn lại có thể được tái sử dụng làm vật liệu xây dựng (ví dụ: gạch không nung, san lấp mặt bằng) hoặc tách kim loại (nếu có công nghệ phù hợp), mang lại giá trị kinh tế bổ sung và giảm thiểu chất thải cuối cùng.
• Tạo việc làm và thúc đẩy kinh tế địa phương: Việc xây dựng và vận hành các nhà máy đốt rác phát điện tạo ra nhiều việc làm trực tiếp và gián tiếp, từ kỹ sư, công nhân vận hành đến các dịch vụ hỗ trợ, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.
• Đảm bảo an ninh năng lượng: Với nhu cầu điện ngày càng cao, việc đa dạng hóa các nguồn phát điện là cực kỳ quan trọng. Đốt rác phát điện cung cấp một nguồn điện ổn định, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết như điện mặt trời hay điện gió, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Quy trình công nghệ đốt rác phát điện cơ bản

Mặc dù có nhiều công nghệ đốt rác khác nhau (đốt ghi, tầng sôi, plasma gas hóa…), nhưng quy trình cơ bản của một nhà máy đốt rác phát điện thường bao gồm các bước chính sau:

• Thu gom và phân loại rác: Rác thải từ các khu dân cư, khu công nghiệp được thu gom và vận chuyển đến nhà máy. Tại đây, rác có thể được phân loại sơ bộ để loại bỏ các vật liệu không cháy (kim loại lớn, đá…) và các vật liệu có giá trị tái chế cao (nếu có thể).
• Lưu trữ rác: Rác thải được lưu trữ trong hố rác lớn (bunker) trong vài ngày để làm khô một phần và đảm bảo nguồn cung cấp liên tục cho lò đốt.
• Đưa rác vào lò đốt: Rác được đưa vào lò đốt bằng hệ thống cẩu gắp hoặc băng tải.
• Đốt rác và sinh hơi: Rác thải được đốt cháy ở nhiệt độ rất cao (thường từ 850°C đến 1000°C) để đảm bảo phân hủy hoàn toàn các chất hữu cơ và tiêu diệt mầm bệnh. Nhiệt năng từ quá trình đốt cháy được sử dụng để đun sôi nước trong các ống lò hơi, tạo ra hơi nước siêu nhiệt.
• Phát điện: Hơi nước siêu nhiệt với áp suất và nhiệt độ cao được dẫn tới turbine. Hơi nước làm quay turbine, và turbine này lại làm quay máy phát điện, tạo ra điện năng.
• Xử lý khí thải: Khí thải từ quá trình đốt cháy chứa các chất ô nhiễm như bụi, SOx, NOx, dioxin/furan… Để đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường, khí thải phải trải qua một hệ thống xử lý phức tạp gồm nhiều công đoạn:
  • Hệ thống khử bụi: Sử dụng bộ lọc túi vải (bag filter) hoặc bộ lọc tĩnh điện (electrostatic precipitator) để loại bỏ các hạt bụi mịn.
  • Hệ thống hấp thụ axit: Sử dụng vôi (lime) hoặc các chất hấp thụ khác để trung hòa các khí axit như SO2, HCl.
  • Hệ thống khử NOx: Sử dụng công nghệ khử xúc tác chọn lọc (SCR) hoặc khử xúc tác không chọn lọc (SNCR) để giảm lượng NOx.
  • Hệ thống hấp phụ carbon hoạt tính: Hấp phụ dioxin/furan và các kim loại nặng.
  • Ống khói: Khí thải đã qua xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường được thải ra ngoài qua ống khói cao.
• Xử lý tro xỉ: Sau khi đốt, còn lại tro đáy (bottom ash) và tro bay (fly ash). Tro đáy có thể được tái sử dụng làm vật liệu xây dựng. Tro bay, do chứa nồng độ kim loại nặng và các chất độc hại khác cao hơn, cần được xử lý và chôn lấp an toàn tại các bãi chôn lấp chất thải nguy hại hoặc được ổn định hóa/hóa rắn trước khi chôn lấp.
• Xử lý nước thải: Nước thải phát sinh từ quá trình làm mát hoặc xử lý khí thải cũng cần được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

Tiềm năng của công nghệ đốt rác phát điện tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng rất lớn để phát triển công nghệ đốt rác phát điện, dựa trên các yếu tố sau:

• Lượng rác thải khổng lồ và gia tăng nhanh chóng: Với dân số gần 100 triệu người và tốc độ đô thị hóa nhanh, lượng rác thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày tại Việt Nam là rất lớn và tiếp tục tăng lên. Theo ước tính, mỗi ngày Việt Nam phát sinh hàng chục ngàn tấn rác thải rắn đô thị. Tại các thành phố lớn như Hà Nội và TP.HCM, con số này có thể lên tới hơn 8.000-9.000 tấn/ngày/thành phố. Hầu hết rác thải hiện nay vẫn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp, gây quá tải cho các bãi rác và nhiều hệ lụy về môi trường. Đây chính là “nguồn nhiên liệu” dồi dào và liên tục cho các nhà máy WtE.
• Nhu cầu năng lượng tăng cao: Nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng. Việc đa dạng hóa nguồn cung cấp năng lượng, trong đó có năng lượng từ rác thải, là cần thiết để đảm bảo an ninh năng lượng và giảm phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch.
• Chính sách hỗ trợ của Nhà nước: Chính phủ Việt Nam đã và đang có những chính sách khuyến khích đầu tư vào năng lượng tái tạo và xử lý rác thải. Quyết định số 31/2014/QĐ-TTg về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án phát điện từ chất thải rắn tại Việt Nam (và các điều chỉnh, bổ sung sau này) đã tạo hành lang pháp lý và mức giá mua điện ưu đãi cho các dự án này, thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư.
• Công nghệ ngày càng hoàn thiện: Công nghệ đốt rác phát điện trên thế giới đã đạt đến trình độ cao về hiệu quả và kiểm soát ô nhiễm. Việt Nam có thể học hỏi và áp dụng các công nghệ tiên tiến này.
• Kinh nghiệm ban đầu: Một số dự án đốt rác phát điện đã và đang được triển khai tại Việt Nam (ví dụ: Nhà máy đốt rác Sóc Sơn – Hà Nội, Cần Thơ, TP.HCM…). Mặc dù còn gặp một số thách thức, nhưng những dự án này đã cung cấp những kinh nghiệm quý báu cho việc phát triển các dự án tiếp theo.

Thách thức và giải pháp cho công nghệ đốt rác phát điện tại Việt Nam

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển công nghệ đốt rác phát điện tại Việt Nam cũng đối mặt với không ít thách thức:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Xây dựng một nhà máy đốt rác phát điện hiện đại đòi hỏi nguồn vốn đầu tư rất lớn, lên tới hàng trăm triệu USD. Điều này đặt ra áp lực về vốn cho cả nhà nước và nhà đầu tư tư nhân.
  • Giải pháp: Cần có cơ chế huy động vốn đa dạng (ODA, PPP, vốn vay ngân hàng…), chính sách ưu đãi tín dụng, và cơ chế giá mua điện hợp lý để thu hút đầu tư.
• Đặc điểm rác thải Việt Nam: Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam có độ ẩm cao, hàm lượng chất hữu cơ lớn và nhiệt trị thấp hơn so với nhiều nước phát triển. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả đốt cháy và phát điện.
  • Giải pháp: Cần tăng cường phân loại rác tại nguồn để giảm độ ẩm và tăng nhiệt trị. Áp dụng công nghệ lò đốt phù hợp với đặc điểm rác thải Việt Nam (ví dụ: công nghệ lò ghi có khả năng xử lý rác không cần phân loại kỹ).
• Vấn đề ô nhiễm và công nghệ xử lý khí thải: Mặc dù công nghệ hiện đại có thể xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, nhưng lo ngại của cộng đồng về ô nhiễm môi trường (đặc biệt là dioxin/furan) vẫn là một rào cản lớn, thường dẫn đến phản đối dự án.
  • Giải pháp: Áp dụng công nghệ xử lý khí thải tiên tiến nhất (Best Available Technology – BAT) và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn môi trường quốc tế. Tăng cường giám sát môi trường minh bạch, công khai thông tin cho cộng đồng và nâng cao nhận thức của người dân về công nghệ.
• Quản lý tro xỉ: Tro bay từ quá trình đốt rác, đặc biệt là tro bay từ hệ thống xử lý khí thải, thường chứa kim loại nặng và dioxin, cần được xử lý và chôn lấp đúng cách để tránh ô nhiễm thứ cấp.
  • Giải pháp: Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ ổn định hóa/hóa rắn tro bay. Xây dựng các bãi chôn lấp chất thải nguy hại chuyên biệt, đạt tiêu chuẩn quốc tế. Khuyến khích nghiên cứu tái sử dụng tro đáy làm vật liệu xây dựng.
• Chính sách và cơ chế: Mặc dù đã có các chính sách hỗ trợ, nhưng đôi khi vẫn còn thiếu đồng bộ, chưa đủ hấp dẫn hoặc vướng mắc trong khâu triển khai, thủ tục hành chính.
  • Giải pháp: Rà soát, hoàn thiện khung pháp lý và cơ chế chính sách để tạo môi trường đầu tư thuận lợi, minh bạch và ổn định cho các dự án đốt rác phát điện.

Kết luận

Công nghệ đốt rác phát điện là một giải pháp toàn diện và bền vững cho Việt Nam, giúp giải quyết hiệu quả vấn đề rác thải đô thị, bổ sung nguồn năng lượng tái tạo, giảm phát thải khí nhà kính và tạo ra giá trị kinh tế. Mặc dù còn đối mặt với nhiều thách thức, nhưng với tiềm năng lớn về lượng rác thải, nhu cầu năng lượng và sự hỗ trợ của chính phủ, công nghệ này hứa hẹn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong bức tranh năng lượng và môi trường của Việt Nam trong tương lai. Để hiện thực hóa tiềm năng này, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà nước, các nhà đầu tư và cộng đồng, cùng với việc áp dụng các công nghệ tiên tiến và quản lý bền vững.