Thử nghiệm và đánh giá chất lượng nhiên liệu sinh học rắn, nhiên liệu tái chế dạng rắn

Waste to Energy - WtE (“chuyển hóa chất thải thành năng lượng”), bao gồm công nghệ quan trọng là “sản xuất điện từ chất thải rắn”, là xu hướng xử lý chất thải rắn tại Việt Nam cũng như ở nhiều quốc gia trên thế giới (Mỹ, Nhật Bản, Đan Mạch, Trung Quốc, Singapore…). Đây được xem là một trong những chính sách chiến lược quan trọng nhằm bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên và hướng tới phát triển bền vững.

WtE là giải pháp hiệu quả và cấp thiết, góp phần giảm thiểu lượng rác thải chôn lấp, sản xuất năng lượng bền vững, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát thải khí nhà kính.

Nhiên liệu sinh học rắn và nhiên liệu tái chế dạng rắn có cần kiểm soát chất lượng?

Chất thải ở đây được hiểu là nguồn sinh khối (hay còn gọi là biomass) chủ yếu từ thực vật. Chúng có thể là một dạng nguyên liệu đơn lẻ về thành phần, cũng có thể là dạng phối trộn nhiều loại với nhiều thành phần khác nhau, bao gồm cả gỗ, gỗ thừa và các phụ phẩm từ ngành nông nghiệp, cây trồng công nghiệp: mùn cưa, bột gỗ, cỏ, trấu, rơm rạ, lá cây, vỏ trái cây, và cả các loại từ rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp: giấy thải, bao bì nhựa, tro xỉ, lốp xe, vải… Trữ lượng sinh khối này khi chuyển về năng lượng sinh khối sẽ chiếm phần trăm rất lớn so với tổng tiềm năng năng lượng tái tạo của cả nước. Nhóm này được gọi chung là sản phẩm nhiên liệu sinh học rắn và nhiên liệu tái chế dạng rắn.

Tổng quan về hệ thống đốt chất thải phát điện.

Tổng quan về hệ thống đốt chất thải phát điện.

Thực tế cho thấy, khối lượng rác thải phát sinh (bao gồm cả rác thải sinh hoạt lẫn rác thải công nghiệp…) tại các đô thị đang ngày càng gia tăng, tạo áp lực lên môi trường sống con người rất lớn nếu không được xử lý kịp thời và đúng phương pháp. Việc tận dụng nguồn rác thải này làm nhiên liệu đốt không những giải quyết các vấn đề về môi trường như giảm thiểu chất thải, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải khí nhà kính mà còn giúp tiết kiệm chi phí năng lượng và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn (tức là tạo ra một vòng lặp, nơi chất thải trở thành tài nguyên, thúc đẩy mô hình kinh tế bền vững).

Để có một sản phẩm đầu vào đảm bảo chất lượng, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, việc thử nghiệm và đánh giá chất lượng nhiên liệu sinh học rắn và nhiên liệu tái chế dạng rắn là cực kỳ cần thiết nhằm đảm bảo hiệu suất sử dụng, bảo vệ môi trường và tuân thủ các quy định nghiêm ngặt. Nhờ các thử nghiệm này, có thể xác định chính xác giá trị năng lượng của nhiên liệu, đảm bảo quá trình đốt cháy ổn định và hiệu quả, từ đó tránh gây hư hỏng thiết bị và tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.

Hơn nữa, việc kiểm soát chặt chẽ hàm lượng các chất độc hại như clo, lưu huỳnh và kim loại nặng giúp giảm thiểu tối đa lượng khí thải ô nhiễm ra môi trường, hạn chế phát sinh các hợp chất nguy hại. Đặc biệt, việc đánh giá chất lượng nhiên liệu theo các tiêu chuẩn quốc tế không chỉ tăng thêm niềm tin nơi khách hàng mà còn tạo cơ sở cho phát triển bền vững ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.

Chính sách và định hướng của Việt Nam

Nhà nước Việt Nam không ngừng khuyến khích và ban hành những quyết sách định hướng cho sự phát triển khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo nói chung, cũng như trong lĩnh vực năng lượng nói riêng, đặc biệt là vấn đề khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng sạch như điện mặt trời, điện gió, tận dụng nhiệt từ các nguồn phụ phẩm, phát thải của các ngành công nghiệp… góp phần đảm bảo bền vững nguồn cung năng lượng và bảo vệ môi trường hướng tới Net Zero. Cụ thể:

- Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (gọi tắt là Quy hoạch điện VIII): ưu tiên, khuyến khích phát triển các loại hình điện sinh khối (tiềm năng khoảng 7.000 MW), điện sản xuất từ rác, chất thải rắn (tiềm năng khoảng 1.800 MW), nhằm tận dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp, chế biến gỗ, thúc đẩy trồng rừng, xử lý môi trường ở Việt Nam.

- Quyết định số 08/2020/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 24/2014/QĐ-TTg ngày 24/3/2014 về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện sinh khối tại Việt Nam.

- Quyết định số 2068/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050.

- Quyết định số 24/2014/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện sinh khối tại Việt Nam.

Bên cạnh đó, theo cam kết quốc tế và định hướng chiến lược (Cam kết tại COP26 năm 2021), Việt Nam tuyên bố đạt Net Zero vào năm 2050, khuyến khích tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo, trong đó có sinh khối, đồng thời loại bỏ dần điện than. Theo đó, nhiều doanh nghiệp đã chuyển đổi nguồn nhiên liệu đốt từ nhiên liệu hóa thạch sang sử dụng viên nén gỗ do nguồn cung dồi dào, năng lượng ổn định và phù hợp với chủ trương khuyến khích của Nhà nước về sử dụng năng lượng sạch, ít ảnh hưởng đến môi trường và giảm thiểu phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Trên thế giới, chi phí khai thác nguyên liệu hóa thạch gia tăng và sự hạn chế thương mại tại một số khu vực kinh tế do biến động chính trị khiến giá nguyên liệu hóa thạch tăng, làm thiếu hụt năng lượng sử dụng. Sự giá lạnh khắc nghiệt của thời tiết tạo nhu cầu sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế như viên nén gỗ gia tăng mạnh tại các thị trường châu Âu, Hàn Quốc và Nhật Bản…

Một số dẫn chứng tại các nhà máy điện rác lớn đã đưa vào vận hành trong nước

- Nhà máy điện rác Sóc Sơn (đặt tại Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn, huyện Sóc Sơn, Hà Nội), xử lý khoảng 5.000 tấn rác/ngày, công suất phát điện khoảng 90 MW. Đây là nhà máy điện rác lớn nhất Đông Nam Á, khánh thành vào tháng 10/2025, đánh dấu bước ngoặt trong công tác xử lý rác thải và phát triển kinh tế tuần hoàn của Thủ đô.

- Nhà máy điện rác Seraphin (đặt tại Khu xử lý rác thải Xuân Sơn, thị xã Sơn Tây, Hà Nội), xử lý khoảng 2.250 tấn rác/ngày đêm, công suất phát điện khoảng 37 MW. Nhà máy đã chính thức tiếp nhận xử lý rác từ 1/5/2025, góp phần giải quyết vấn đề rác thải đô thị, ô nhiễm môi trường của Thủ đô Hà Nội.

-Nhà máy đốt rác phát điện Cần Thơ (đặt tại ấp Trường Thọ, xã Trường Xuân, huyện Thới Lai, Cần Thơ) chính thức hoạt động từ tháng 12/2018, lượng rác trung bình tiếp nhận mỗi ngày hơn 453 tấn (chiếm khoảng 70% lượng rác sinh hoạt thải ra hằng ngày của TP. Cần Thơ).

Ngoài ra, còn một số nhà máy đang được nghiên cứu, triển khai tại các địa phương như TP. Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Thái Nguyên, Quảng Trị…

Dẫn chứng về những dạng nguyên liệu đầu vào cho điện rác:

Một số nhà máy điện rác có hệ thống phân loại sơ bộ để loại bỏ các vật liệu không cháy như kim loại, thủy tinh... Rác thải sau đó được trộn đều để đảm bảo tính đồng nhất về nhiệt lượng. Nguyên liệu đầu vào có thể là dạng được cắt nhỏ sơ bộ hoặc được nén dạng viên (SRF/RDF), để thuận tiện trong việc bảo quản, vận chuyển và nạp liệu.