3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
1.3.3. Chất thải rắn của nhà máy nhiệt điện đốt than và ảnh hƣởng của nó tớ
môi trƣờng
* Chất thải rắn phát sinh từ lò CFB:
- Thành phần tro, xỉ có chứa thạch cao, các oxít của sắt, nhôm, canxi…Tro bay là một loại “puzzolan nhân tạo” bao gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3 (chiếm khoảng 84%)… là những tinh cầu tròn, siêu mịn, độ lọt sàn từ 0,05 – 50 nanomet (1 nanomet = 1x10-9m) tỉ diện 300 – 600m2 /kg.[2]
* Chất thải rắn sinh hoạt
- Chất thải rắn sinh hoạt của cán bộ công nhân làm việc tại nhà máy có thành phần chủ yếu gồm các chất hữu cơ, giấy vụn các loại, nylon, nhựa, kim loại, các vật dụng sinh hoạt hàng ngày bị hƣ hỏng,… khi thải vào môi trƣờng mà không đƣợc thu gom xử lý thích hợp sẽ gây ra tác hại cho môi trƣờng sống. Rác thải hữu cơ khi phân huỷ sinh ra mùi hôi; các loại rác hữu cơ làm ô nhiễm đất, rác thải sinh hoạt là môi trƣờng sống và phát triển của các loài ruồi muỗi, chuột bọ và vi khuẩn gây bệnh.
* Ảnh hưởng của nó tới môi trường
Các loại chất thải rắn sinh hoạt và sản xuất nếu không đƣợc thu gom xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng đất khu vực, khí phát thải gây mùi khó chịu, day sẽ là nơi sinh sôi phát trển của các côn trùng, vi sinh vật gây bệnh, làm mất mỹ quan khu vực nhà máy và dân cƣ xung quanh...
Đất bùn rửa trôi từ bãi xỉ sẽ làm bồi lắng các vùng đất trũng và một số thủy vực xung quanh bãi thải.
Đặc biệt, đối với các loại chất thải nguy hại phát sinh, nếu không có phƣơng án quản lý, xử lý tốt sẽ gây ra một số hậu quả nghiêm trọng:
Dầu, mỡ thải nếu không đƣợc quản lý tốt sẽ theo các cống rãnh thoát nƣớc mƣa chảy vào nguồn tiếp nhân gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và môi trƣờng đất khu vực nguồn tiếp nhận.
Dầu, mỡ khi xâm nhập vào nƣớc có khả năng loang thành màng mỏng che phủ mặt thoáng của nƣớc gây cản trở sự trao đổi ôxy của nƣớc, cản trở quá trình quang hợp của các loài thực vật trong nƣớc, giảm khả năng thoát khí cacbonic và các khí
độc khác ra khỏi nƣớc dẫn đến là chết các sinh vật. Một phần dầu mỡ tan trong nƣớc hoặc tồn tại dƣới dạng nhũ tƣơng, cặn dầu khi lắng xuống sẽ tích tụ trong bùn đáy ảnh hƣởng đến các loài động vật đáy.
Dầu, mỡ không những là hợp chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học mà còn chứa nhiều các hợp chất hữu cơ mạch vòng độc hại khác gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, ảnh hƣởng tiêu cực đến đời sống thuỷ sinh nhƣ tôm, cá và ảnh hƣởng đến mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và nuôi trồng thuỷ sản. Mặt khác dầu mỡ và các chất lơ lửng có trong nguồn nƣớc ô nhiễm bịt kín các mao quản, ảnh hƣởng tới quá trình trao đổi ôxy, trao đổi chất trong đất và không khí. Việc thiếu ôxy trên tầng đất thổ nhƣỡng sẽ làm ảnh hƣởng trực tiếp tới đời sống các loài vi sinh vật và các loài côn trùng có ích sống trong đất. Các loài sinh vật này có khả năng làm tơi xốp và cải tạo đất. Các tác động tiêu cực tới đời sống các loài sinh vật này đã gián tiếp ảnh hƣởng tới chất lƣợng đất trồng.
1.4. THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN GÂY RA
1.4.1.Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng do nhà máy nhiệt điện đốt than gây ra trên thế giới
Quỹ Quốc tế bảo vệ Thiên nhiên (The World Wide Fund for Nature - WWF) vừa công bố danh sách 30 nhà máy điện ở châu Âu gây ô nhiễm nhiều nhất. Đây là những nhà máy có hiệu suất kém nhất Châu Âu nhƣng lại thải khí CO2 nhiều nhất.
Trong năm 2006, những nhà máy điện nằm trong danh sách “Dirty Thirty” bị quy trách nhiệm về 393 triệu tấn khí thải CO2 tƣơng đƣơng với 10% lƣợng khí thải CO2 của toàn Châu Âu. Các nhà máy điện ô nhiễm nhất Châu Âu đều sử dụng than để sản xuất điện, với 10 nhà máy chủ yếu hoạt động thải khí CO2 bằng than non. Khi mà khí thải CO2 đƣợc coi là nguyên nhân chính cho việc trái đất ấm dần và làm thay đổi các tác động của khí hậu thì việc phải đƣa ra một “Kế hoạch kinh doanh khí thải của Liên minh Châu Âu” một cách cụ thể và kiên quyết hơn nhằm giảm đáng kể lƣợng khí thải bằng việc khuyến khích đầu tƣ nhiều nhà máy sạch và hiệu quả.
Theo báo cáo của Tổ chức Hòa bình Xanh mang tên “Cái giá thực sự của than đá, cuộc điều tra về tro than ở Trung Quốc” đƣợc công bố hồi giữa tháng 9 cho thấy
mỗi 2 phút rƣỡi, các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than ở Trung Quốc đã thải ra một lƣợng tro ô nhiễm có thể lấp đầy một hồ bơi thế vận hội. Trung Quốc là nƣớc đứng đầu về tiêu thụ than đá với khoảng 70% năng lƣợng điện đƣợc sản xuất từ nhiên liệu này.
Quá trình đốt than không chỉ khiến Trung Quốc là nƣớc sản sinh khí thải gây hiệu ứng nhà kính đứng đầu thế giới mà còn đƣa vào môi trƣờng lƣợng tro than độc khổng lồ, cao gấp hai lần rác thải sinh hoạt đô thị ở Trung Quốc. Nhật báo Pháp Le Monde dẫn báo cáo của nhóm khảo sát thuộc Tổ chức Hòa bình Xanh, đánh giá chi tiết về tác hại môi trƣờng của 14 kho trữ tro than của các nhà máy nhiệt điện tại miền Bắc, Trung và Tây Nam Trung Quốc, trong thời gian từ tháng 1 đến tháng 8. Mỗi kho dự trữ có diện tích vài km2, sâu hơn 20 m là những kho chứa chất thải lớn nhất so với mọi loại chất thải khác.
Phân tích mẫu cho thấy có hơn 20 chất ô nhiễm độc hại hiện diện trong đất, nƣớc, không khí và đặt ra khả năng dƣ lƣợng chất ô nhiễm tồn tại trong sản phẩm trồng trọt và chăn nuôi ở khu vực xung quanh nhà máy. Trong số các chất độc này có kim loại nặng nhƣ chì, thủy ngân, thạch tín, cadmium... đƣợc ƣớc lƣợng thải ra môi trƣờng khoảng 25.000 tấn mỗi năm. Một trong những tác giả của báo cáo, chuyên gia Dƣơng Ái Luân, cho biết cứ mỗi 4 tấn than nhiên liệu đào thải 1 tấn bụi tro. Ông Triệu Hƣng Dân, một thành viên của đoàn khảo sát, mô tả: “Đa số trƣờng hợp, tro than đƣợc trữ dƣới dạng khô và rất dễ bay. Khi gặp gió, tro than bị thổi bùng lên nhƣ một cơn bão cát. Khi gặp nƣớc, tro than trở thành bùn và nƣớc rò rỉ từ những đống bùn này chảy trực tiếp vào các con sông hoặc đồng ruộng”.
Tổ chức Hòa bình Xanh cho rằng 14 kho trữ tro than nói trên chỉ chiếm 4% trong tổng số 375 triệu tấn tro than các nhà máy thải ra mỗi năm và con số này cao gấp 2,5 lần so với năm 2002. Trung Quốc tiêu thụ 3 tỉ tấn than hồi năm 2009, nhiều gấp ba lần nƣớc tiêu thụ thứ nhì là Mỹ. Dù gây ô nhiễm nhƣ vậy nhƣng khuynh hƣớng lấy than làm nhiên liệu sản xuất điện vẫn tăng do nhu cầu sử dụng điện quá
cao ở Trung Quốc. Tính bình quân, trong 8 năm qua, cứ mỗi tuần có một nhà máy nhiệt điện chạy than đƣợc xây dựng thêm tại Trung Quốc.
Ngày 22 tháng 12 năm 2008 đã xẩy ra một sự cố tại Mỹ, sự cố tràn tro xỉ tại nhà máy nhiệt điện than Kingston thuộc Tennessee Valley Authority (Mỹ) Sự cố đã làm thức tỉnh ngƣời dân Mỹ nhận thức rõ hơn về các vấn đề liên quan tới các bãi thải tro xỉ của các công ty điện lực nếu nhƣ chúng không đƣợc bảo trì đúng cách.
Cũng tại Hoa Kỳ và nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đều dùng than đá để tạo thành điện, và nguồn năng lƣợng này cũng là nguồn ô nhiễm không khí nhiều nhất. Theo thống kê, tại Hoa Kỳ, ô nhiễm không khí qua than nhiệt điện chiếm 59% lƣợng khí sulfur dioxide (SO2), 18% tổng lƣợng nitrogen oxides (NOx), 50% hạt bụi lơ lững trong không khí, 40% tổng lƣợng carbon dioxide (CO2) phát thải. Hoá chất sau cùng là nguyên nhân chính của sự hâm nóng toàn cầu. Đặc biệt, kỹ nghệ của 1.100 nhà máy than nhiệt điện này còn phát thải tổng cộng hàng năm 48 tấn Thuỷ ngân (mercury).
Tại Âu châu, vì các mỏ than không còn ở mức dự trữ dồi dào nữa, do đó đa số các quốc gia này nhƣ Anh, Pháp, Đức, Ý dần dần chuyển sang việc dùng nguồn năng lƣợng hạch nhân và nguồn than nhiệt điện chỉ còn chiếm từ 30 đến 40% nhu cầu quốc gia mà thôi. Ở các quốc gia đang phát triển nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, than nhiệt điện vẫn còn chiếm đa số, nhƣng hiện tại hai quốc gia này có khuynh hƣớng sử dụng nguồn thủy điện và điện hạt nhân.
1.4.2. Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng do nhà máy nhiệt điện đốt than gây ra ở Việt Nam
Riêng tại Việt Nam, thủy điện chiếm 60% nhu cầu trong nƣớc, và than nhiệt điện chiếm 34%. Theo thống kê năm 2002, Việt Nam đã sản xuất 34,5 tỷ Kw/giờ than nhiệt điện, và có trữ lƣợng than là 165 triệu tấn, trong đó tuyệt đại đa số là than anthracite, cho nhiều năng lƣợng và có hiệu quả kinh tế cao. Năm 2005, Việt Nam dự trù sản xuất 30 triệu tấn than. Theo ƣớc tính vào năm 2030, toàn thế giới sẽ xử
dụng khoảng 1.440 GW (gigawatts); riêng Trung Quốc sẽ tiêu thụ 700 GW từ than nhiệt điện. ( 1GW = 4,2 triệu kwh).
Các nhà máy nhiệt điện chạy bằng than là một nguồn gây ô nhiễm và chất thải xỉ than cần phải xử lý đúng cách.
Ở Việt Nam ngƣời ta thƣờng xử lý thành vật liệu xây dựng, nơi nào không xử dụng hết thì chôn lấp, mà san lấp sẽ gây ô nhiễm. Vật liệu xây dựng cũng chỉ dùng trong xây dựng các công trình tạm thôi nhƣ làm hàng rào, đƣờng nông thôn thôi chứ không làm nhà ở đƣợc vì không ai dám ở trong loại nhà làm bằng vật liệu đó.
Về mặt lý thuyết là nhƣ thế nhƣng trong thực tế thì ngƣời ta cứ đổ đi. Xỉ than sẽ làm ô nhiễm nƣớc ngầm cũng nhƣ nƣớc mặt. Mƣa xuống sẽ làm chảy ra các chất nhƣ lƣu huỳnh, đặc biệt trong than có chất phóng xạ, dù tƣơng đối nhỏ nhƣng cũng gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng chung quanh. Tình trạng ô nhiễm từ xỉ than thải ra từ các nhà máy nhiệt điện tại Khu Kinh tế Vũng Áng tại huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh là mối lo ngại của nhiều ngƣời dân tại xã Kỳ Trinh. Theo họ, kế hoạch xây dựng một bãi chứa xỉ than cao đến 30 mét, và chỉ cách chỗ ở của dân làng 400 mét, sẽ gây ra những tác hại cho môi trƣờng và sức khỏe của ngƣời dân. Chƣa nói đến ô nhiễm, mà bãi chứa cao nhƣ thế sẽ tác động đến nguồn gió vào làng. Tại đây thời tiết rất khắc nghiệt: mùa hè nóng và mùa mƣa bão gió cuồng- gió quật sẽ không sống nổi.
Hoạt động của các nhà máy nhiệt điện đốt than thải ra một khối lƣợng lớn bụi khí, đó là tro bay. Bụi này phát tán trong không khí gây ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng trực tiếp tới sức khỏe con ngƣời.
Theo thống kê, các nhà máy nhiệt điện ở nƣớc ta hiện nay mỗi năm thải ra 1.261.000 tấn chất thải cần phải xử lý. Riêng nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (Quảng Ninh) trung bình mỗi giờ vận hành thải ra khoảng 100 tấn tro bay/giờ. Dự kiến đến năm 2020 sẽ có thêm 28 nhà máy nhiệt điện đốt than đi vào hoạt động.
Lúc đó lƣợng tro, xỉ thải ra hàng năm vào khoảng 60 triệu tấn. Cùng với hàng loạt lò cao ở các khu gang thép sử dụng nhiên liệu là than cũng sẽ thải ra một lƣợng tro bay khá lớn. Lƣợng tro bay thải ra hiện vẫn còn nằm ở các bãi chứa, lấp đầy các hố nƣớc, sông bãi và đất ruộng chiếm diện tích và gây ô nhiễm môi trƣờng. Nếu hít
phải không khí có bụi tro, lâu ngày sẽ bị mắc các bệnh về đƣờng hô hấp, bệnh bụi phổi … cây xanh thì không quang hợp đƣợc, cằn cỗi.
Vì vậy, việc đƣa các biện pháp tăng cƣờng phạm vi xử lý tro xỉ nhiệt điện để giảm mức tối thiểu khối lƣợng tồn chứa, hạn chế ở mức tối đa những ảnh hƣởng của chúng đến môi trƣờng đất, nƣớc và sức khoẻ con ngƣời là cần thiết.
Phải thừa nhận rằng: Nhà máy nhiệt điện là một cơ sở sản xuất có công nghệ rất phức tạp, bao gồm nhiều hệ thống với nhiều thiết bị công nghệ khác nhau nhƣng có liên hệ mật thiết với nhau. Các nhà máy nhiệt điện cũ có công nghệ chu trình hơi nƣớc truyền thống, các thông số không cao, chu trình có một cấp áp lực dẫn đến hiệu suất chu trình thấp so với các nhà máy có công nghệ hiện đại hiện nay.
Nhiệt điện đốt than ở Việt Nam có vai trò quan trọng trong cơ cấu sản xuất điện năng. Ƣu thế cơ bản của nhiệt điện đốt than là giá than ổn định và có thể cạnh tranh với các nguồn nhiên liệu khác. ở Việt Nam, than có trữ lƣợng khá lớn với hai loại chủ yếu là than antraxit Quảng Ninh và than nâu vùng đồng bằng Bắc Bộ. .
Công nghệ trong tƣơng lai phải đáp ứng yêu cầu cơ bản là hiệu suất cao, thân thiện với môi trƣờng và có chi phí đầu tƣ hợp lý. Hiệu suất cao một mặt làm giảm tiêu hao nhiên liệu, mặt khác làm giảm lƣợng phát thải các chất ô nhiễm ra môi trƣờng. Vấn đề môi trƣờng đang đòi hỏi các nhà máy điện đốt than phải áp dụng các kỹ thuật và thiết bị hạn chế các chất phát thải độc hại nhƣ NOX, SO2, bụi và thu giữ CO2.
Hiện nay, nhà máy điện đốt than đang áp dụng các công nghệ sau: Đốt than phun, đốt than tầng sôi tuần hoàn, đốt than tầng sôi áp lực, khí hóa than.
Lò hơi đốt than phun là công nghệ đã rất phát triển và đang là nguồn sản xuất điện năng chủ yếu trên thế giới. Than đƣợc nghiền mịn và đƣợc đốt cháy trong buồng lửa lò hơi. Nhiệt từ quá trình đốt cháy sẽ gia nhiệt cho nƣớc và hơi trong các dàn ống và thiết bị bố trí trong lò hơi. Công nghệ này trong tƣơng lai vẫn sẽ là một lựa chọn ƣu thế cho các nhà máy điện. Hiệu suất phát điện dự kiến khoảng 50-53% vào năm 2020 và 55% vào năm 2050.
Lò hơi tầng sôi tuần hoàn đƣợc phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trƣớc. Công nghệ này gần nhƣ công nghệ đốt than phun. Sự khác biệt là than đốt trong lò tầng sôi có kích thƣớc lớn hơn và đƣợc đốt cùng chất hấp thụ lƣu huỳnh (đá vôi)
trong buồng lửa, hạt than đƣợc tuần hoàn trong buồng lửa cho tới khi đủ nhỏ. Công nghệ này cho phép đốt các nhiên liệu xấu có chất lƣợng thay đổi trong khoảng rộng, nhiên liệu có hàm lƣợng lƣu huỳnh cao. Các lò hơi tầng sôi tuần hoàn hiện nay có công suất dƣới 300 MW. Than antraxit sau sàng tuyển có phụ phẩm chất lƣợng xấu, tính thƣơng mại thấp, nhƣng hoàn toàn có thể sử dụng trong lò hơi tuần hoàn tầng sôi. Do vậy, với lò hơi loại này, sẽ tận dụng đƣợc các phụ phẩm cấp thấp cho cung cấp điện, mà vẫn đảm bảo các yếu tố môi trƣờng.
Công nghệ tầng sôi áp lực cũng là một công nghệ mới. Về mặt cấu tạo, loại lò hơi này phức tạp hơn hai loại lò hơi trên. Quá trình cháy cũng giống nhƣ lò hơi tầng sôi tuần hoàn, nhiệt độ buồng đốt vào khoảng 800 - 8500C, áp suất 12-16 bar. Khói nóng đƣợc làm sạch và đƣa vào sinh công tuabin khí sau đó cấp nhiệt cho nƣớc - hơi trong lò thu hồi nhiệt để chạy tuabin hơi. Lò hơi tầng sôi áp lực đƣợc kiến nghị áp dụng khi nhiên liệu cháy có độ ẩm cao nhƣ than nâu. Hiệu suất cao, ít phát thải, chi phí vận hành thấp là những ƣu điểm của công nghệ này. Tuy nhiên, cho đến nay tính thƣơng mại của công nghệ này chƣa cao.
Công nghệ khí hóa than là công nghệ triển vọng trong tƣơng lai. Than đƣợc khí hóa trong thiết bị khí hóa để sinh hỗn hợp khí trong đó chủ yếu là CO và H2 và