Từ rác thải thành kho báu: Giải thích về rác thải thành năng lượng
Mục lục
Quá trình chuyển đổi rác thải thành năng lượng diễn ra như thế nào?
Vai trò của CCUS và các công nghệ khác
Tương lai của rác thải
Rác thải trên thế giới thường bị gắn liền với việc góp phần gây ra biến đổi khí hậu – chứ không phải giúp giảm thiểu nó. Nhưng trong cuộc đua giảm thiểu carbon và đạt mức phát thải ròng bằng 0, các hệ thống chuyển đổi rác thải thành năng lượng (WtE) – sử dụng nhiệt từ quá trình đốt cháy của nhà máy xử lý rác thải để tạo ra điện – đang ngày càng được quan tâm trên toàn cầu.
Dân số toàn cầu ngày càng tăng đồng nghĩa với lượng rác thải cũng ngày càng tăng. Việc đốt một phần rác thải giúp kiểm soát các bãi chôn lấp. Và với việc thế giới đang trên đà tạo ra 3,8 tỷ tấn rác thải vào năm 2050, không khó để hiểu tại sao công nghệ “chuyển đổi rác thải thành kho báu” này lại hấp dẫn đến vậy.
Quá trình chuyển đổi rác thải thành năng lượng diễn ra như thế nào?
Sau khi rác thải đô thị được phân loại – với tất cả các vật liệu có thể tái chế và nguy hại được loại bỏ – các vật liệu còn lại sẽ được đốt. Với nhiệt độ lên tới hơn 1.000 độ C tại một nhà máy chuyển đổi năng lượng từ rác thải (WtE), đây là một nguồn năng lượng tiềm năng khổng lồ. Thay vì thải khí thải nóng ra môi trường, chúng được dẫn qua lò hơi để đun nóng nước, hơi nước từ đó tạo ra điện thông qua tua-bin. Trong khi đó, tro lắng xuống đáy lò có thể được thu gom và sử dụng, ví dụ như trong xây dựng.
Những người chỉ trích cho rằng người dân nên được khuyến khích tạo ra ít rác thải hơn thay vì tìm cách đốt mới. Tuy nhiên, với hàng triệu tấn rác thải được đưa đến các bãi chôn lấp lớn nhất thế giới mỗi năm, tạo ra khí thải mê-tan, WtE là một giải pháp để giải quyết vấn đề này. Ví dụ, theo Cục Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, cứ 45 kg rác thải đô thị tại Hoa Kỳ thì có 38 kg có thể được đốt làm nhiên liệu để tạo ra điện, giúp giảm khối lượng rác thải khoảng 87%.
Và, mặc dù việc đốt rác thải chắc chắn sẽ tạo ra các chất ô nhiễm, nhưng các nhà máy WtE mới nhất lại sử dụng hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí để giảm lượng khí thải.
Hệ thống chuyển đổi rác thải thành năng lượng của MHIEC góp phần giảm tải môi trường
Vai trò của CCUS và các công nghệ khác
Bên cạnh việc chuyển đổi để giảm lượng chất ô nhiễm thải ra, các nỗ lực cũng đang được thực hiện để giảm lượng khí thải CO2. Một chiến lược để đạt được điều này là thông qua việc kết hợp các công nghệ Thu hồi, Sử dụng và Lưu trữ Carbon (CCUS). Thật vậy, một phân tích gần đây tại Anh đã kết luận rằng các công nghệ WtE với CCS "có tiềm năng trở thành công nghệ phát thải âm".
Điện không phải là năng lượng duy nhất mà quá trình chuyển đổi chất thải có thể tạo ra. Công nghệ chuyển đổi rác thải thành hydro (WtH) sử dụng các phương pháp như khí hóa và nhiệt phân để chuyển đổi chất thải thành hydro.
Tại Ai Cập, một dự án WtH đang được triển khai, dự kiến sẽ chuyển đổi 4 triệu tấn rác thải đô thị hàng năm thành 300.000 tấn hydro xanh. Oman cũng có kế hoạch tương tự, với một dự án WtH trị giá 1,4 tỷ đô la đang được xây dựng, dự kiến sẽ sản xuất 67.000 tấn hydro xanh mỗi năm.
Tương lai của rác thải
Các dự án chuyển đổi năng lượng từ rác thải (WtE) đang xuất hiện trên khắp thế giới — từ Úc đến UAE — và thị trường này đang phát triển nhanh chóng. Được định giá 44,3 tỷ đô la vào năm 2023, dự kiến sẽ tăng lên 78,3 tỷ đô la vào năm 2032.
Thụy Điển đã đi đầu trong lĩnh vực xử lý rác thải. Chỉ 1% lượng rác thải được đưa đến các bãi chôn lấp, và các nhà máy chuyển đổi năng lượng từ rác thải đã hoạt động ở đây từ những năm 1940. Nhật Bản cũng là một quốc gia tiên phong trong lĩnh vực chuyển đổi năng lượng từ rác thải, và MHIEC gần đây đã đồng ý tái thiết một cơ sở chuyển đổi năng lượng từ rác thải tại Thành phố Yokohama, bao gồm việc tháo dỡ và di dời kết cấu hiện có và thay thế bằng ba lò đốt. Dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2031, cơ sở này sẽ có khả năng xử lý 1.050 tấn rác thải mỗi ngày.
MHIEC cũng là đơn vị đứng sau nhà máy TuasOne WtE của Singapore, có khả năng đốt 3.600 tấn chất thải và tạo ra 120 MW điện mỗi ngày. Đây là một trong nhiều nhà máy WtE tại quốc đảo này được Tập đoàn MHI thiết kế, xây dựng và vận hành với 25 năm kinh nghiệm vận hành và bảo trì (O&M).
Nhà máy WtE mới được đề xuất tại Yokohama sẽ có khả năng xử lý hơn 1.000 tấn chất thải mỗi ngày.
Trong bối cảnh thế giới đang chịu áp lực phải giảm phát thải carbon nhanh chóng, rác thải vừa là vấn đề môi trường, vừa là vấn đề sức khỏe và kinh tế. Các nhà máy WtE giúp giảm đáng kể khối lượng chất thải đưa đến các bãi chôn lấp, cũng như lượng khí mê-tan thải ra khi rác thải phân hủy. Theo một báo cáo gần đây của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc, việc quản lý chất thải hiệu quả như một phần của nền kinh tế tuần hoàn có thể giúp nền kinh tế toàn cầu tăng trưởng thêm 108,5 tỷ đô la mỗi năm.
Khi chúng ta đối mặt với những thách thức phức tạp của biến đổi khí hậu và tình trạng khan hiếm tài nguyên, các công nghệ chuyển đổi rác thải thành năng lượng bền vững mang đến một giải pháp đa năng. Bằng cách giải quyết các vấn đề quản lý chất thải, tạo ra năng lượng và hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn, các nhà máy điện rác thải (WtE) có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang một tương lai bền vững hơn.
