Từ rác thành kho báu: Giải thích về rác thành năng lượng
Tác giả: Madeleine North
15-05-2025
Mục lục
Rác thành năng lượng hoạt động như thế nào?
Vai trò của CCUS và các công nghệ khác
Tương lai của rác
Rác thải trên thế giới thường được liên kết với việc góp phần gây ra biến đổi khí hậu – chứ không phải giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu. Nhưng trong cuộc đua khử cacbon và đạt mức phát thải ròng bằng 0, các hệ thống chuyển đổi rác thành năng lượng (WtE) — sử dụng nhiệt từ quá trình đốt cháy của nhà máy xử lý rác để tạo ra điện — đang ngày càng được ưa chuộng trên toàn cầu.
Dân số toàn cầu ngày càng tăng thì lượng rác thải cũng ngày càng tăng. Đốt một số loại rác thải đó giúp kiểm soát các bãi chôn lấp. Và với việc thế giới đang trên đà sản xuất ra 3,8 tỷ tấn rác thải vào năm 2050, không khó để hiểu tại sao công nghệ "biến rác thành kho báu" này lại hấp dẫn.
Rác thành năng lượng hoạt động 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 — thì các vật liệu còn lại sẽ được đốt. Với nhiệt độ lên tới hơn 1.000 độ C trong một nhà máy WtE, thì đó là một lượng năng lượng tiềm năng lớn được tạo ra. Thay vì khí thải nóng được bơm ra môi trường, chúng được dẫn qua lò hơi để đun nóng nước, hơi nước từ đó tạo ra điện thông qua một tuabin. Trong khi đó, tro lắng xuống đáy có thể được thu gom và sử dụng, ví dụ, trong xây dựng.
Những người chỉ trích cho rằng mọi người nên được khuyến khích tạo ra ít chất thải hơn thay vì tìm cách mới để đốt chúng. Nhưng với hàng triệu tấn chất thải được đưa đến các bãi chôn lấp lớn nhất thế giới mỗi năm, tạo ra khí thải mê-tan, WtE cung cấp một cách để giải quyết vấn đề này. Ví dụ, 85 pound trong số 100 pound chất thải đô thị ở Hoa Kỳ có thể được đốt làm nhiên liệu để tạo ra điện, giúp giảm khối lượng chất thải khoảng 87%, theo Cục Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ.
Và, trong khi việc đốt rác thải chắc chắn sẽ tạo ra chất gây ô nhiễm, các nhà máy WtE mới nhất sử dụng hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí để giảm khí thải.
Hệ thống chuyển đổi chất thải thành năng lượng của MHIEC góp phần giảm tải môi trường
Vai trò của CCUS và các công nghệ khác
Ngoài 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 giữ, Sử dụng và Lưu trữ Carbon (CCUS). Thật vậy, một phân tích gần đây tại Vương quốc Anh đã kết luận rằng 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 chất 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 tiến hành, dự án này sẽ biến 4 triệu tấn chất thải đô thị hàng năm thành 300.000 tấn hydro xanh. Oman cũng có kế hoạch tương tự, với 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 chất thải
Các dự án 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 trước trong cuộc chơi về chất thải của mình. Chỉ có 1% chất thải được đưa vào bãi chôn lấp và các nhà máy WtE đã hoạt động ở đó từ những năm 1940. Nhật Bản là một quốc gia tiên phong khác về WtE và MHIEC gần đây đã đồng ý xây dựng lại một cơ sở WtE tại Thành phố Yokohama, bao gồm việc tháo dỡ và di dời cấu trúc hiện có và thay thế bằng ba lò đốt stoker. Dự kiến sẽ mở cửa vào năm 2031, cơ sở này sẽ có khả năng xử lý 1.050 tấn chất thải mỗi ngày.
MHIEC cũng là đơn vị đứng sau cơ sở TuasOne WtE của Singapore, có thể đốt 3.600 tấn chất thải và tạo ra 120MW điện mỗi ngày. Đây là một trong nhiều nhà máy WtE tại thành phố này được Tập đoàn MHI thiết kế, xây dựng và vận hành với 25 năm dịch vụ vận hành và bảo dưỡng (O&M).
Cơ sở WtE mới được đề xuất tại Yokohama sẽ có thể xử lý hơn 1.000 tấn chất thải mỗi ngày
Với áp lực phải giảm phát thải carbon trên toàn thế giới, chất thải vừa là vấn đề về môi trường, sức khỏe vừa là vấn đề kinh tế. Các nhà máy WtE làm giảm đáng kể khối lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp, cũng như lượng khí mê-tan thải ra khi rác thải phân hủy. Theo báo cáo gần đây của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc, 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 giải quyết 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 cung cấp một giải pháp đa diện. Bằng cách giải quyết các vấn đề quản lý rác thải, tạo ra năng lượng và hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn, các nhà máy WtE có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi của chúng ta sang một tương lai bền vững hơn.
