Ngành nhiệt điện mắc kẹt trong sự mất cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường

Ở Việt Nam, nhiệt điện đóng vai trò chủ đạo trong hệ thống điện quốc gia. Theo số liệu thống kê của Tập đoàn điện lực Việt Nam, tính từ năm 1954 đến 2013, tổng công suất của ngành nhiệt điện lên tới 15.539 MW, chiếm 50% tổng công suất đặt trong toàn bộ hệ thống điện quốc gia. Mặc dù vậy, khí thải từ ngành nhiệt điện lại gây ra hàng loạt vấn đề nghiêm trọng cho con người và môi trường, đòi hỏi các cơ quan chức năng cần có những phương pháp cụ thể và phù hợp.

Nhiệt điện than đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp điện nhưng lại gây ra các vấn đề lớn về môi trường

Nhiệt điện than là nguồn cung cấp điện chính trong hiện tại và tương lai

Nhà máy nhiệt điện được chia thành nhiều loại khác nhau trong đó, nhiệt điện than là ngành cơ bản. Với cả thế giới và Việt Nam, nhiệt điện than đóng vai trò quan trọng, có mặt trên 77 quốc gia và 13 nước đang có kế hoạch phát triển. Các nước đi đầu trong ngành công nghiệp này gồm có: Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Công hòa Liên bang Đức, Nhật Bản, Nam Phi, Hàn Quốc, Indonesia. Theo dự báo của Tổ chức Năng lượng quốc tế (IEA World Energy Outlook) trong giai đoạn từ năm 2015 đến 2040, tổng công suất điện than trên thế giới tăng 947GW.

Tại Việt Nam, theo Quyết định 428/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ban hành ngày 18/3/2016, kế hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 hướng đến tổng công suất các nhà máy nhiệt điện than ở mức trên 50 nghìn MW. Điều này cho thấy Nhà nước đánh giá cao vai trò của nhà máy nhiệt điện than trong việc cung cấp điện quốc gia. Tính đến năm 2020, ngành nhiệt điện than chiếm 53.2% điện năng toàn hệ thống.

Nhiệt điện than đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện quốc gia

Song song với sự phát triển, ngành nhiệt điện than gây ra nhiều vấn đề về môi trường

Với 20 nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động với tổng công suất khoảng 13.110 MW, môi trường Việt Nam đang phải hứng chịu một lượng lớn các khí thải và chất thải rắn, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người.

Theo Dự báo chất lượng không khí tại Hà Nội và khu vực phía Bắc Việt Nam, dự án hợp tác giữa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST) và Viện Phân tích Hệ thống Ứng dụng Quốc tế (IIASA) của Áo, tình trạng không khí ở Hà Nội gia tăng là do sự xất hiện của các nhà máy nhiệt điện tập trung xung quanh.  Trong khi các phương tiện giao thông đường bộ là nguyên nhân chủ yếu gia tăng nồng độ bụi mịn PM2.5 thì ngành nhiệt điện và công nghiệp lớn đứng ở vị trí thứ 2 (20%).

Các nhà máy nhiệt điện xuất hiện ngày càng nhiều ở phía Bắc và Đông Bắc là một trong những nguyên nhân khiến tình trạng ô nhiễm không khí ở Hà Nội ngày căng tăng

Tác động của ngành nhiệt điện than đến môi trường không khí

Theo Quy chuẩn QCVN 22: 2009/BTN-MT về các thành phần gây ô nhiễm không khí phát sinh từ các nhà máy nhiệt điện than, bụi, NOx, SO2, CO2 là các thành phần cơ bản, gây ra hàng loạt các tác động tiêu cực đến sức khỏe của con người. Cụ thể như sau:

1.     Bụi

Bụi than thường là các hạt bụi mịn có kích thước PM2.5 nên dễ dàng phát tán và xâm nhập vào trong cơ thể con người, gây ra các vấn đề như: Dị ứng mắt, mũi, cổ hỏng, thâm nhập vào trong phổi và máu. Chúng đặc biệt gây hại cho trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai, người già và những người có tiền sử bị hen suyễn

2.     Nito oxit (NOx)

NOx có nhiều dạng nhưng dạng có độc tính cao nhất là NO2. Con người tiếp xúc với NO2 chỉ trong thời ngắn cũng có thể gây ảnh hưởng xấu đến phổi, tim, gan, thậm chí là tử vong

3.     Sunfu Dioxit (SO2)

SO2 được xem là thành phần chính gây ô nhiễm không khí, chúng gây ra hiện tượng mưa axit, làm chết cây cối, ăn mòn công trình xây dựng. Với con người, SO2 gây ra tình trạng khó thở, nóng rát cổ họng, nghẹt mũi, viêm phổi, viêm đường hô hấp. Chưa dừng lại ở đó, SO2 còn tham gia vào nhiều phản ứng hóa học, làm rối loạn chuyển hóa đường và protein từ đó dẫn đến thiếu vitamin B và C, gây tắc nghẽn mạch máu, giảm khả năng chận chuyển oxy của hồng cầu.

4.    Carbon dioxide (CO2)

Bản thân CO2 không phải là khí độc nhưng ở nồng độ cao, chúng làm giảm nồng độ O2 trong không khí, khiến con ngời có cảm giác mệt mỏi, hệ thần kinh bị kích thích, đau đầu thậm chí là tử vong.

Ngoài các chất khí gây hại kể trên, trong khí thải từ nhà máy nhiệt điện còn xuất hiện nhiều chất độc hại khác, gây ra những tác động nhất định đến con người cũng như môi trường.

CO2, SO2, NO2, bụi và tro xỉ là những chất thải hàng đầu sinh ra từ nhà máy nhiệt điện than

Tác động của ngành nhiệt điện than đến môi trường nước

Không chỉ sinh ra chất khí độc hại, nước thải từ các nhà máy nhiệt điện than còn gây ô nhiễm môi trường nước. Nguồn nước thải chủ yếu phát sinh từ các hệ thống thiết bị, nước làm sạch trong các nhà xưởng, nước từ tro xỉ, nước sinh hoạt của công nhân.

Cần có các biện pháp kiểm soát chất thải từ nhà máy nhiệt điện than

Trước những ảnh hưởng không nhỏ của ngành nhiệt điện than đến môi trường và con người, song song với sự phát triển, các cơ quan chức năng yêu cầu doanh nghiệp cần có các giải pháp phù hợp để giảm thải, xử lý chất gây ô nhiễm trước khi đưa chúng quay trở lại môi trường. Các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam cũng đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để loại bỏ tối đa các chất gây hại.

1.     Hệ thống khử lưu huỳnh (FGD)

Hệ thống FGD là phương pháp khử lưu huỳnh sinh ra từ nhà máy nhiệt điện than hiệu quả nhất hiện nay. Khí đi ra từ nhà máy được lọc thô sau đó đi qua màng lọc đá vôi. Tại đây, khí SOx bị oxy hóa tạo ra thạch cao (CaSO4). Thạch cao sinh ra được cô đặc và loại bỏ nhờ bộ lọc chân không hoăc máy ly tâm.

Mô hình hệ thống khử lưu huỳnh (FGD)

Ngoài FGD, lưu huỳnh còn được khử bằng nhiều phương pháp khác. Xem thêm tại đây 4 giải pháp cơ bản được áp dụng để giảm phát thải Dioxit Lưu huỳnh (SO2)

2.     Bộ khử khí NOx (SCR)

SCR thực hiện khử khí NOx bằng việc đưa một chất làm giảm chất lỏng thông qua một xúc tác đặc biệt. Chất khử thường được dùng là DEF. Khi DEF được đưa vào trong hệ thống, chúng thực hiện một phản ứng hóa học nhằm chuyển đổi NOx thành Nito và CO2 cùng các chất thân thiện khác. Ước tính, công nghệ SCR có thể làm giảm 90% lượng NOx.

Mô hình xử lý NOx (SCR)

3.     Bộ lọc tĩnh điện (ESP)

Bộ lọc tĩnh điện được viết tắt là ESP. Chúng được ứng dụng trong hệ thống xử lý khói bụi từ các nhà máy. Nhiệm vụ chính của chúng là hấp thụ khói, bụi, dầu mỡ, …

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ESP là ion hóa các hạt bụi, khiến chúng trở thành ion âm và ion dương. Các ion sinh ra khi đi qua các ống lọc sẽ bị bản cực hút về theo chiều trái dấu: Cực dương hút ion âm và ngược lại.

Với nguyên lý nêu trên, lọc tĩnh điện có thể xử lý 98% các hạt bụi, kể cả hạt bụi có kích thước siêu nhỏ. Ngay cả với môi trường có nhiệt độ cao, áp suất lớn, bụi khô và bụi lỏng đều có thể xử lý với ESP.

Máy lọc tĩnh điện (ESP)  có khả năng loại bỏ 90% lượng bụi trong khí thải nhà máy nhiệt điện than (Ảnh máy lọc tĩnh điện Rama)

Ngoài 3 phương pháp xử lý khí thải nêu trên, nhiều nhà máy nhiệt điện tháp còn áp dụng hệ thống tháp rửa khí, hấp phụ để loại bỏ tối đa các chất gây ô nhiễm, đảm bảo tiêu chuẩn phát thải quốc gia.

4.     Xử lý tro xỉ

Tro xỉ là lượng chất thải rắn lớn sinh ra từ nhà máy nhiệt điện than. Trong quá trình vận chuyển, lưu trữ, tro xỉ gây ô nhiễm bụi, nước thải. Do đó, phương pháp được đề xuất là tái sử dụng. Việc làm này đã được nhiều quốc gia áp dụng với tỉ lệ tái sử dụng trung bình đạt 53.5% (Theo “World Wide Coal Combustion Products Networks”).

Tro xỉ thường được tái sử dụng để làm phụ gia khoáng cho xi măng, nguyên liệu sản xuất clinke xi măng, gạch xi măng, gạch nhẹ, lót đường giao thông, …

Tại Việt Nam, việc tái sử dụng tro xỉ cũng đạt hiệu quả cao, tiêu thụ khoảng 30%  lượng tro xỉ thải ra hàng năm. Các nhà máy nhiệt điện than tại miền Bắc và miền Trung cũng đã có hợp đồng kí kết với các đối tác, hướng đến tiêu thụ toàn bộ tro xỉ thải ra mỗi năm.