Sự tăng trưởng không ngừng của các nền kinh tế then chốt trên thế giới khiến nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng. Sản lượng xi măng toàn cầu năm 2030 được dự tính cao gấp 5 lần so với năm 1990. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu vì cứ mỗi tấn xi măng được sản xuất ra thì khoảng 1,89 tấn CO2 được phát thải. Để hướng tới một ngành công nghiệp xi măng “xanh”, các chuyên gia nhấn mạnh sự thay đổi cần phải diễn ra đồng thời trên cả hai mặt: sản xuất và tiêu dùng.
Đối với sản xuất xi măng, các biện pháp cần thiết là cải thiện hiệu suất nhiệt của các lò nung, gia tăng tỷ lệ sinh khối trong nhiên liệu lò nung, cải thiện hiệu quả sử dụng điện của các nhà máy, và phát triển công nghệ Thu – Giữ các bon.
Cải thiện hiệu suất nhiệt của các lò nung
Giải pháp hiệu quả nhất trong sản xuất clinke xi măng trong các lò nung mới (các lò luyện xoay mới) ngày nay đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả những nhà máy mới xây dựng phải được áp dụng công nghệ mới nhất có thể. Đối với các nhà máy cũ, tính hiệu quả của các nhà máy dạng này có thể được tăng cường thông qua việc nâng cấp công nghệ. Các công nghệ lỗi thời phải bị thải loại do tính hiệu quả thấp vì các nhà máy sử dụng những công nghệ này thường gây ô nhiễm nặng nề và sản xuất ra xi măng kém chất lượng.
Gia tăng tỷ lệ sinh khối trong nhiên liệu lò nung
Việc sử dụng sinh khối trong các lò nung xi măng vẫn còn ít phổ biến ở các nước đang phát triển, ngay cả ở Brazil, một quốc gia có ngành công nghiệp xi măng phát triển, tỷ lệ này cũng chưa vượt quá 40%. Tuy thời tiết nhiệt đới thuận lợi cho phép sinh khối tăng trưởng nhanh nhưng tỷ lệ sinh khối trong nhiện liệu lò nung vẫn dưới 5% ở hầu hết các nước đang phát triển. Mục tiêu dài hạn sử dụng 40% sinh khối bền vững trong nhiên liệu đến năm 2050 đang là một thách thức, song vẫn có thể đạt được. Mục tiêu này đòi hỏi một dây chuyền cung cấp nhiên liệu sinh khối bền vững lâu dài có nguồn gốc từ chất thải sinh học và lâm nghiệp hay cây trồng.
Cải thiện hiệu quả sử dụng điện của các nhà máy
Chúng ta hoàn toàn có thể đạt được những tiến bộ đáng kể trong hiệu quả sự dụng điện. Mỗi tấn xi măng được sản xuất bằng nhiệt lượng tái tạo (WHR) và các thiết bị tiết kiệm khác tiêu tốn chưa đến 40kwh. Con số này tương đương với lượng điên tiêu thụ ở các nhà máy hiện nay giảm 2/3. Điều này đặc biệt quan trọng ở những nước đang phát triển có hàm lượng phát thải CO2 cao trên mỗi đơn vị sản lượng xi măng.
Phát triển công nghệ Thu và Giữ Các-bon
Cô lập CO2 bị phát thải là một trong những giải pháp cho một thế giới tương lai ít khí nhà kính. Công nghệ này sẽ giúp kiểm soát được phần lớn lượng phát thải của ngành xi măng vào năm 2050. Điều quan trọng là các nhà máy mới phải được thiết kế sao cho có thể nâng cấp để sử dụng công nghệ Thu & Giữ Các-bon (CCS). Các nhà máy sử dụng sinh khối và được trang bị công nghệ CCS sẽ loại cacbon ra khỏi chu kì khí quyển và như vậy việc giảm CO2 trong không khí là có tiềm năng.
Trong việc sử dụng xi măng, chúng ta cần tiết kiệm hơn, tăng cường sử dụng các chất phụ gia và các vật liệu thay thế cho lò nung clinke xi măng.
Sử dụng tiết kiệm hơn
Trong một số trường hợp, lượng bê tông tiêu thụ có thể giảm, thậm chí giảm hơn 50% bằng cách áp dụng thiết kế phù hợp, và chuyển sang sử dụng các loại bê tông đặc biệt hay chất lượng cao. Điều này đòi hỏi ngành xi măng phải tăng cường phối hợp với các khách hàng cũng như tăng cường đào tạo, giáo dục và cung cấp thông tin về các vật liệu thay thế mà các nhà cung cấp đầu vào cho ngành xi măng đang cung cấp. Điều này cũng đòi hỏi áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học và kiểm soát chất lượng hiệu quả trong suốt vòng đời của xi măng từ khâu sản xuất đến sử dụng.
Tăng cường sử dụng các chất phụ gia và các vật liệu thay thế cho lò nung clinke xi măng
Sử dụng xi măng pooclăng thông thường là phương thức sản xuất quen thuộc trong ngành xây dựng của hầu hết các nước trên thế giới. Tuy nhiên, những vật liệu thay thế tiên tiến và truyền thống cho xi măng pooclăng có thể giảm khí CO2 từ 20 đến 80% tùy từng trường hợp. Cho đến nay, việc sử dụng các chất phụ gia và vật liệu thay thế cho lò nung xi măng pooclăng là một trong những phương pháp thành công nhất trong việc giảm lượng phát thải CO2 của ngành xi măng. Tỷ lệ clinke trong dài hạn ở mức 0,75 là lý tưởng. Mục tiêu này vẫn còn là thách thức do nguồn cung các chất phụ gia sẽ không tăng cùng nhịp với nhu cầu xi măng. Tiến trình này cần phải được bắt đầu càng sớm càng tốt, nhất là ở những quốc gia vẫn còn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu.
Trên đây là những lựa chọn mang tính kỹ thuật để giảm phát thải khí nhà kính trong ngành công nghiệp xi măng. Để nhanh chóng hướng tới một nền sản xuất xi măng thải ít cacbon, cần phải kết hợp các biện pháp khác nhau để triển khai các lựa chọn kỹ thuật như: tích hợp các biện pháp giảm phát thải khí nhà kính vào mô hình kinh doanh, tăng cường năng lực và kiến thức trong lĩnh vực này cho các nước đang phát triển, cập nhật các tiêu chuẩn mới về xi măng v.v…
Hoàng Thanh Tâm tổng hợp
