7. Những đóng góp khoa học mới của tác giả luận án
2.4. Cơ sở thực tiễn của việc sử dụng tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than làm vật liệu xây
2.4.5. Thực tiễn sử dụng tro, xỉ tại một số nước Châu Âu
Các nước đi đầu trong sử dụng tro, xỉ này là Anh và Đức (gần như 100%) và Pháp (90,5%), nơi chất thải tro gần như được xử lý hoàn toàn do các chính sách của chính phủ khuyến khích tái chế chất thải. Đối với EU-15, con số này chiếm khoảng 65 triệu tấn và EU-25 là khoảng 95 triệu tấn. Một lượng lớn CFA ở Châu Âu được sử dụng để sản xuất xi măng, nơi có khoảng 1,936 triệu tấn CFA được sử dụng hàng năm. Tại Ba Lan, việc ban hành luật quy định quá trình quản lý chất thải, bao gồm cả tro than bay, đã giúp mức độ tái sử dụng chúng tăng lên 3,5 lần trong 20 năm qua, đạt tới hơn 80% lượng chất thải tạo ra. Các nhà lập pháp Ba Lan đã tăng đáng kể chi phí thuê đất của các bãi chứa tro, điều này đã đánh vào kinh tế của các NMNĐT [90].
[90] Ở Nga tỷ lệ tái chế là khoảng 10%. Nhiều bãi tro và chất thải cơng nghiệp vẫn tích tụ và phát sinh hàng năm, chiếm hơn 28 nghìn hecta đất của Nga, ảnh hưởng đến cả kinh tế và mơi trường. Tính đến đầu năm 2017, lượng tro bay tích lũy ở Nga đã vượt 1,5 tỷ tấn. Khi tính đến lượng tro bay tạo ra hàng năm trong khoảng 22 – 23 triệu tấn, vào năm 2045, con số này có thể sẽ vượt qua 2 tỷ tấn. Tuy nhiên, kể từ những năm 1970, hơn 25 văn bản quy phạm (tiêu chuẩn của chính phủ) đã được xây dựng để điều chỉnh việc sử dụng tro than bay trong xây dựng và sản xuất vật liệu xây dựng. Theo các ước tính của nhiều chuyên gia, các khoản đầu tư vào việc xây dựng một bãi chứa tro, xỉ, đáp ứng đủ tất cả các yêu cầu hiện hành, dao động từ 2 – 4 tỷ RUB và đôi khi lên đến 10 tỷ RUB, trong khi chi phí lưu trữ một tấn tro bay có thể lên tới 5 – 7% chi phí sản xuất nhiệt và điện.
2.4.6. Một số tổ chức nghề nghiệp liên quan đến tro, xỉ tại một số nước trên thế giới
quan trọng (như Hoa Kỳ, Trung Quốc, Úc, Indonesia, Nga, Châu Âu, Nam Phi,…). Ở các quốc gia này thường có các tổ chức/hiệp hội về tro than, như: Hiệp hội tro than Hòa Kỳ (ACAA), Hiệp hội phát triển tro của Úc (ADAA), Ủy ban chuyên môn tro than Trung Quốc (CCAPC), Viện tro than của Ấn Độ (CAII), Hiệp hội các sản phẩm đốt than châu Âu (ECOBA), Trung tâm Năng lượng Than Nhật Bản (JCOAL), Uỷ ban tro than quốc gia Israel (NCAB), Hiệp hội tro than Nam Phi (SACAA), Hiệp hội chất lượng tro Vương Quốc Anh (UKQAA)…
- Ủy ban tro xỉ than quốc gia Israel (NCAB) là một cơ quan chính phủ được thành lập vào năm 1993 bởi Bộ Năng lượng và Cơ sở hạ tầng (ngày nay được gọi là Bộ Cơ sở hạ tầng Quốc gia), với sự hợp tác của Bộ Môi trường, Bộ Nội vụ, Israel, Công ty điện lực (IEC) và Công ty cung cấp than Quốc gia (NCSC), với mục tiêu phối hợp nỗ lực quốc gia giải quyết vấn đề tro, xỉ đang tích tụ tại các nhà máy nhiệt điện than. Bối cảnh việc thành lập NCAB là một thực tế đang tồn tại và một dự báo trong tương lai về sự tích tụ một lượng lớn tro xỉ than không được sử dụng và phải được xử lý như chất thải công nghiệp, với tất cả các hậu quả kinh tế và môi trường liên quan.
- Hiệp hội tro than Hoa Kỳ (ACAA), được thành lập vào năm 1968, là một hiệp hội nghề nghiệp phi lợi nhuận nhằm tái chế các phế thải thu được của quá trình đốt than của các nhà máy nhiệt điện. Các thành viên của ACAA bao gồm các chuyên gia hàng đầu thế giới về tro than (tro bay và tro đáy), xỉ lò hơi, thạch cao khử lưu huỳnh trong khí thải (FGD hoặc thạch cao “tổng hợp”) và các vật liệu khí thải khác được thu giữ bằng các biện pháp kiểm sốt khí thải. ACAA thúc đẩy việc quản lý và sử dụng các sản phẩm đốt than theo những cách có trách nhiệm với mơi trường, kỹ thuật đầy đủ và hoàn chỉnh, cạnh tranh thương mại và hỗ trợ cộng đồng toàn cầu.
- Hiệp hội tro than Nam Phi (SACAA): Hiệp hội được thành lập vào năm 1987. Vai trò của SACAA là trở thành hiệp hội bảo trợ cho các nhà sản xuất, nhà tiếp thị, người dùng, các tổ chức nghiên cứu… trong việc thúc đẩy sử dụng tro, xỉ có trách nhiệm. SACAA cung cấp một diễn đàn để trao đổi thông tin khoa học và kỹ thuật về sử dụng tro, xỉ. SACAA là hiệp hội ngành có tiếng nói về các vấn đề liên quan đến
tro, xỉ: Vận động chính sách bằng cách liên hệ với chính phủ, ban ngành để tác động đến hoạch định chính sách liên quan đến tro, xỉ; biên soạn các cơ sở dữ liệu nghiên cứu, liên kết với các trường đại học (cao đẳng) để tạo điều kiện thuận lợi và thương mại hóa sản phâm tro, xỉ…
- Ủy ban chuyên môn tro than Trung Quốc - CCAPC (tên cũ: Hiệp hội tro bay Trung Quốc, thành lập vào ngày 29/1/2002) là một tổ chức công nghiệp phi lợi nhuận và phi chính phủ. CCAPC Cung cấp hỗ trợ ra quyết định cho các cơ quan chính phủ; Thực hiện các đề tài nghiên cứu chính sách của Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin và các cơ quan ban ngành khác của Chính phủ; Tham gia sửa đổi các luật, quy định và văn bản về sử dụng toàn diện tro, xỉ than; Chỉnh sửa báo cáo hàng năm của ngành tro, xỉ và cung cấp các dịch vụ cơng khai để thực hiện các chính sách liên quan. CCAPC cịn cung cấp các dịch vụ tư vấn chính sách và kỹ thuật cho các địa phương dựa vào tài nguyên, các vùng công nghiệp nặng, than, điện và các công ty xây dựng các cấp; CCAPC đóng vai trị nền tảng của một tổ chức trung gian; tổ chức các diễn đàn kỹ thuật cấp cao về sử dụng toàn diện tro, xỉ và các hội nghị về các chủ đề khác nhau theo sự phát triển của ngành; công bố thông tin liên quan của quốc gia về các chính sách, quy định và xu hướng ngành sản xuất, vận hành, quản lý, phát triển công nghệ.
Hầu hết các hiệp hội tro than của các nước đều hoạt động rất hiệu quả, góp phần sử dụng có ích lượng tro, xỉ đáng kể. Việc tiêu thụ tro, xỉ tăng dần khi các hiệp hội này xuất hiện, tro, xỉ được sử dụng rộng rãi hơn trong đời sống đặc biệt là trong ngành xây dựng.
CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG VÀ CÁC CHÍNH SÁCH NHÀ NƯỚC VỀ SỬ DỤNG TRO, XỈ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN LÀM VẬT
LIỆU XÂY DỰNG TẠI VIỆT NAM
3.1. Thực trạng lượng phát thải, tồn trữ, tình hình sử dụng và dự báo lượng phát thải tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam
3.1.1. Thực trạng phát thải và tồn trữ tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than
Ở Việt Nam, tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than đã xuất hiện từ trước những năm 1970, tuy nhiên, khi đó lượng phế thải này rất ít vì chỉ có hai nhà máy nhiệt điện cơng suất nhỏ hoạt động (Nhà máy nhiệt điện ng Bí và Ninh Bình). Từ năm 1981 khi nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1 (công suất 440 MW) đưa vào hoạt động thì lượng tro, xỉ thải ra hàng năm khá lớn và vấn đề tro bay mới được quan tâm nghiên cứu [49].
3.1.1.1. Thực trạng phát thải tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than trong các năm gần đây
Năm 2016, nước ta có tổng cộng 20 nhà máy nhiệt điện hoạt động, trong đó có 12 nhà máy sử dụng công nghệ đốt than phun, 8 nhà máy sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi. Tổng công suất nhiệt điện 13.110 MW, tổng lượng tro, xỉ thực tế phát sinh năm 2016 theo lý thuyết khoảng 15,8 triệu tấn, lượng thực tế phát thải trong năm khoảng 12,5 triệu tấn. Tổng lượng tro, xỉ, thạch cao hiện đang tồn tại các bãi chứa khoảng 20,9 triệu tấn [67].
Năm 2018 cả nước có 23 nhà máy nhiệt điện đốt than với tổng công suất phát điện 16.260 MW, phát thải ra tổng lượng tro, xỉ là 14,2 triệu tấn/năm. Năm 2019, theo số liệu của Bộ Cơng Thương, hiện cả nước có 25 NMNĐT đang hoạt động, phát thải ra tổng lượng tro, xỉ khoảng hơn 13 triệu tấn/năm (trong đó tro bay chiếm từ 80 đến 85%). Lượng tro, xỉ, còn tồn đọng khoảng hơn 35 triệu tấn trên các bãi chứa với tổng diện tích chứa hơn 740 ha [10; 12].
Hình 3.1. Bản đồ phân bố nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam đang hoạt động (nguồn: NCS tổng hợp từ số liệu cuối năm 2020)
Năm 2020, nước ta có 25 NMNĐT đang hoạt động (sơ đồ phân bố các NMNĐT đang hoạt động tại Việt Nam được thể hiện tại Hình 3.1 như trên), phát thải ra tổng lượng tro, xỉ khoảng hơn 13 triệu tấn/năm (trong đó, tro bay chiếm từ 80% đến 85%). Lượng phát thải tập trung chủ yếu ở khu vực miền Bắc - chiếm 65%, miền Trung chiếm 23% và miền Nam chiếm 12% tổng lượng thải [11].
KHỐI LƯỢNG (TRIỆU TẤN) 49,61 41,84 34,94 20,92 2016 2018 2019 2020
Hình 3.2. Biểu đồ tồn trữ tro, xỉ qua các năm từ 2016-2020 (nguồn: NCS tổng hợp)
Lượng tro, xỉ phát thải từ 4 nhóm chủ đầu tư như sau: 13 nhà máy nhiệt điện của EVN là hơn 8,66 triệu tấn chiếm 64% tổng lượng phát thải của cả nước; 6 nhà máy của TKV khoảng 3,02 triệu tấn, chiếm 15% tổng lượng phát thải của cả nước; 1 nhà máy của PVN là 0,784 triệu tấn chiếm khoảng 6% tổng lượng phát thải của cả nước; 5 nhà máy còn lại (BOT và các chủ đầu tư khác) phát thải khoảng 2,0 triệu tấn, chiếm 15% tổng lượng phát thải của cả nước [11].
Hiện nay nhà máy có lượng phát thải tro, xỉ (theo thiết kế) lớn nhất là nhà máy Nhiệt điện BOT Vĩnh Tân I (1,6 triệu tấn/năm) tại tỉnh Bình Thuận. Địa phương có lượng phát thải tro, xỉ nhiệt điện lớn nhất là tỉnh Quảng Ninh khoảng 6,7 triệu tấn/năm chiếm khoảng 35% tổng lượng phát thải của cả nước.
3.1.1.2. Thực trạng tồn trữ tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than hiện nay
Số liệu về thực trạng tồn trữ tro, xỉ các NMNĐT trong các năm vừa qua được thể hiện tại Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Khối lượng tồn trữ tro, xỉ các NMNĐT tại Việt Nam từ năm 2016 đến 2020 (triệu tấn)
Công Tổng Tổng Tổng Tổng
khối khối khối khối STT Tên nhà máy suất Chủ đầu tư lượng lượng lượng lượng
(MW) lưu bãi lưu bãi lưu bãi lưu bãi 2016 2018 2019 2020 I Miền Bắc 17,241 24,219 27,934 32,463
1 Mông Dương I 1080 EVN 0,001 2,581 3,000 3,000
2 Mông Dương II AES (Mỹ) 1,640 3,070 3,070 4,420
(BOT) 1240
3 Cẩm Phả I, II 660 TKV 5,200 4,685 5,245 5,497
4 Quảng Ninh I, II 1200 EVN 4,000 4,885 5,518 6,152
5 ng Bí mở rộng EVN - 0,168 0,168 0,168 I, II 630 6 Mạo Khê 440 TKV 2,400 2,762 3,325 3,888 7 Hải Phòng I, II 1200 EVN 2,600 0,667 0,690 0,713 8 Cao Ngạn 100 TKV - 1,065 1,069 1,073 9 Sơn Động 220 TKV 1,400 2,330 2,568 2,805 10 An Khánh I 110 CTCPNĐ. 0,001 0,770 0,770 0,590 An Khánh 11 Na Dương I 110 TKV - 0,420 1,021 1,622 12 Phả Lại I, II 1040 EVN - 0,164 0,370 0,740 13 Ninh Bình 100 EVN - 0,008 0,008 0,008 14 Thăng Long 600 CTCPNĐ - 0,381 0,761 1,350 (2x300) Thăng Long 15 Thái Bình 600 EVN - 0,263 0,350 0,437 II Miền Trung 2,674 8,186 10,752 13,381
16 Nghi Sơn I 600 EVN - 1,091 1,158 1,242
17 Vũng Áng I 1200 PVN 1,302 1,942 2,297 2,684
Công Tổng Tổng Tổng Tổng khối khối khối khối STT Tên nhà máy suất Chủ đầu tư lượng lượng lượng lượng
(MW) lưu bãi lưu bãi lưu bãi lưu bãi 2016 2018 2019 2020
19 Vĩnh Tân II 1244 EVN 1,372 5,095 5,916 6,737
20 Vĩnh Tân IV 1200 EVN - 0,000 0,128 0,257
21 Vĩnh Tân 1 (BOT) 1200 CSG - 0,000 1,120 2,200
22 Formosa Hà Tĩnh 300 Formosa 0,00047 0,000 0,000 0,055
III Miền Nam 1,000 2,530 3,156 3,769
23 Formosa Đồng 450 Formosa - 0,000 0,000 0,000
Nai
24 Duyên Hải I 1200 EVN 1,000 2,369 2,956 3,543
25 Duyên Hải III 1245 EVN - 0,161 0,199 0,226
Tổng số (triệu tấn) 20,915 34,935 41,842 49,613
(Số liệu được NCS tổng hợp và xử lý từ báo cáo của Vụ Vật liệu xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng, EVN, PNV, TKV)
Lượng tro, xỉ tồn trữ có xu hướng tăng dần, năm sau cao hơn năm trước từ năm 2016 tới nay. Lượng tồn trữ có sự tăng mạnh giữa năm 2016 và 2018, điều này nguyên nhân chủ yếu là do đến năm 2018 có nhiều NMNĐT đi vào hoạt động ổn định. Tuy nhiên cũng theo số liệu điều tra thực tế và các đơn vị báo cáo, tổng lượng tro, xỉ đã được tiêu thụ không lớn so với tổng lượng được thải ra hàng năm và khơng phân bố đều đối với từng nhà máy. Có những nhà máy đã bán hầu hết lượng xỉ, tro bay thải ra, trong khi đó có những nhà máy phải thải toàn bộ tro, xỉ ra bãi chứa hoặc tro, xỉ tại bãi chứa không được các đơn vị xử lý, sử dụng thu mua. Có một số nguyên nhân như sau:
- Các nhà máy sử dụng công nghệ than phun sẽ tách được thạch cao ra khỏi tro bay, do đó tro bay sẽ dễ dàng tiêu thụ vào các mục đích khác nhau như làm phụ gia cho sản xuất xi măng, vật liệu xây khơng nung,… Trong khi đó đối với các nhà máy sử dụng công nghệ CFB, đá vôi được đưa vào đốt cùng với than để khử lưu huỳnh (SO2) trong khói, do đó thạch cao được tạo ra sẽ lẫn vào tro bay và không thể tách thạch cao ra khỏi tro bay, đồng thời hàm lượng SO3 và CaOtd(15% - 20%) và hàm
lượng mất khi nung lớn có màu đỏ, nâu dẫn đến việc sử dụng vào sản xuất vật liệu xây dựng gặp nhiều khó khăn.
- Khi tro, xỉ không được các đơn vị thu mua hoặc có thể xử lý tại chỗ thì tất cả đều được hòa trộn với nước và bơm ra bãi thải dẫn tới sự lẫn lộn giữa tro, xỉ, gây khó khăn trong quá trình xử lý tiếp theo. Một số nhà máy ở khu vực gần biển (Nhiệt điện Quảng Ninh, Nhiệt điện Mông Dương 2,…) do thiếu nước ngọt đã phải dùng nước mặn hoặc nước nhiễm mặn để vận hành hệ thống bơm thải xỉ ra bãi chứa dẫn tới tro, xỉ, bị nhiễm mặn, gây khó khăn hơn cho việc xử lý, sử dụng.
- Thơng thường tro bay tại NMNĐT có hàm lượng mất khi nung <12% được tiêu thụ gần hết trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng, tuy nhiên một số nhà máy thải ra tro bay có hàm lượng mất khi nung trên dưới 5% (Nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng 1) nhưng ở khu vực cách xa các đơn vị có tiềm năng sử dụng tro, xỉ với khối lượng lớn dẫn đến mặc dù tro bay, xỉ đạt tiêu chuẩn sử dụng hoặc sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành để sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng nhưng do chi phí vận chuyển cao dẫn tới giá thành cao hơn so với khoáng sản được khai thác tại chỗ.
- Có nhà máy do chất lượng than đốt làm cho tro bay và xỉ có mầu đỏ, nâu dẫn tới việc xử lý, sử dụng khó khăn. Nguyên nhân là ở màu sản phẩm, người tiêu dùng chưa có thói quen sử dụng.
- Việc tiêu thụ tro, xỉ chủ yếu vẫn là do sự chủ động, nỗ lực của các đơn vị phát thải và một số đơn vị thu mua. Cần có sự vào cuộc đồng bộ của nhiều cơ quan quản lý, các ngành cơng nghiệp có liên quan và cả những chính sách khuyến khích cho cả đơn vị phát thải và đơn vị thu mua.
Hiện nay đối với các nhà máy thuận lợi hơn trong việc tiêu thụ tro, xỉ thì đa số mới chỉ tập trung vào việc tiêu thụ về mặt số lượng đối với lượng tro, xỉ thải ra chứ chưa ý thức đến việc các đơn vị thu mua, xử lý, sử dụng có đảm bảo được các tiêu chuẩn về vệ sinh môi trường, các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành để sản xuất vật liệu xây dựng hay khơng.
3.1.2. Tình hình sử dụng tro, xỉ nhà máy nhiệt điện than làm vật liệu xây dựng ở Việt Nam
Tổng lượng tiêu thụ tro, xỉ trong năm 2017 đạt gần 4,5 triệu tấn (khoảng 30%