BIOMASS VÀ RÁC THẢI – GIẢI PHÁP NĂNG LƯỢNG CHO NGÀNH GIẤY

Ngày 11-11-2022

VPPA-Ngành giấy là một trong 5 ngành công nghiệp có mức độ tiêu thụ năng lượng lớn trên thế giới – đứng vị trí thứ 5 và tỷ trọng sử dụng chiếm tới 4% năng lượng toàn cầu mỗi năm. Do mức độ tiêu thụ năng lượng lớn như vậy nên nhu cầu tiêu hao nhiên liệu tương ứng cũng vô cùng lớn.

biomass-va-rac-thai-giai-phap-nang-luong-cho-nganh-giay

Cơ hội và thách thức trong ngành giấy Việt Nam

Ngành giấy là một trong 5 ngành công nghiệp có mức độ tiêu thụ năng lượng lớn trên thế giới – đứng vị trí thứ 5 và tỷ trọng sử dụng chiếm tới 4% năng lượng toàn cầu mỗi năm. Do mức độ tiêu thụ năng lượng lớn như vậy nên nhu cầu tiêu hao nhiên liệu tương ứng cũng vô cùng lớn.

Hiện nay, các nguồn nhiên liệu chính được sử dụng trên toàn cầu chia thành ba nhóm gồm Nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu, gas; nhiên liệu biomass và nhiệt/điện.

Hình 1. Các nguồn nhiên liệu chính sử dụng trên toàn cầu

Theo số liệu thống kê, than và biomass đều chiếm tỷ trọng 40% tại thị trường châu Á; tại các quốc gia thuộc vùng lãnh thổ châu Âu, châu Mỹ và châu Úc thì dầu, gas và điện là các nguồn nhiên liệu được ưa chuộng hơn hết, chiếm tỷ trọng từ 25% – 65%, trong khi đó, nhiên liệu sinh khối chỉ chiếm khoảng 15% trong tổng cơ cấu. (Nguồn: atiofny.com)

Trong những năm gần đây, tại Việt Nam, biomass là nguồn nhiên liệu chính phục vụ cho hoạt động sản xuất của ngành giấy và chiếm khoảng 45%, tiếp theo đó là than đá chiếm 30%, còn lại là các nhiên liệu khác như dầu, khí đốt,…

Hình 2. Cơ cấu nhiên liệu sử dụng trong ngành Giấy tại Việt Nam

Điều này chứng tỏ, cơ cấu năng lượng trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng đang có sự chuyển dịch.

Thời gian qua, chuỗi cung ứng nhiên liệu trên toàn cầu liên tục gặp thách thức.

Nền kinh tế Việt Nam đang phát triển với tốc độ cao, kéo theo đó là sự gia tăng mạnh mẽ nhu cầu về năng lượng. Đây là vấn đề đang đặt ra nhiều thách thức rất lớn khi mà các nguồn năng lượng sơ cấp như than đá, dầu khí… đang cạn kiệt, không đủ cho nhu cầu trong nước. Trong khi đó, các nguồn nhiên liệu được sử dụng trong ngành công nghiệp giấy hiện nay chủ yếu vẫn bao gồm than đá, gas, dầu,…

Theo sau đó, các quốc gia vừa bước vào giai đoạn bình thường mới sau đại dịch Covid, thì gần đây, xung đột giữa Nga – Ukraine đẩy giá dầu và nhiều loại nguyên, nhiên liệu tiếp tục tăng vọt khiến chi phí xuất – nhập khẩu trở thành gánh nặng vượt quá sức chịu đựng của nhiều doanh nghiệp.

Bên cạnh chi phí mua nhiên liệu, doanh nghiệp phải chi trả hàng loạt các chi phí khác trong vận hành. Vấn đề đau đầu hơn mà các doanh nghiệp phải đối mặt chính là phải tiêu tốn khoảng chi phí cực kì lớn cho việc xử lý lượng rác thải khổng lồ mỗi ngày từ nhà máy sản xuất.

Trong thời gian gần đây, những thông tin về xu hướng chuyển đổi nhiên liệu đang xuất hiện khắp các kênh truyền thông. Đây là vấn đề được các quốc gia trên toàn cầu đặc biệt quan tâm và muốn đẩy mạnh thực hiện. Chỉ riêng Việt Nam đã đưa ra cam kết đạt mục tiêu Net Zero vào năm 2050 tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc năm 2021 (COP26).

Hình 3. Cơ cấu chuyển dịch năng lượng ngành Giấy đến 2030. Nguồn: www.iea.org

Kèm theo đó là Thông tư số 24/2017/TT-BCT về Định mức tiêu thụ năng lượng (SEC) trong ngành giấy Việt Nam. Cơ sở sản xuất sản phẩm giấy phải đảm bảo suất tiêu hao năng lượng không vượt quá định mức tiêu hao năng lượng theo quy định.

Cụ thể giai đoạn từ năm 2021 đến năm 2025 như sau:

Bảng 1.Cơ cấu định mức tiêu hao năng lượng giữa các lĩnh vực trong ngành Giấy

Trong thông tư còn đề cập việc lập và thực hiện các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất giấy phải tận dụng tối đa các giải pháp quản lý và công nghệ; Khuyến khích các cơ sở sản xuất giấy áp dụng các tiêu chuẩn quản lý năng lượng tiên tiến và áp dụng các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất giấy.

Cơ hội nào cho ngành giấy tại Việt Nam?

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp phát triển lâu đời, vậy nên các phế phẩm từ nông nghiệp tương đối đa dạng và có đủ khả năng trở thành nguồn nhiên liệu chính tạo ra năng lượng cung cấp cho nhà máy. Các loại nhiên liệu chủ yếu như trấu rời, trấu viên, củi băm, vỏ dừa, bã mía,… Còn tùy thuộc vào đặc tính nông nghiệp của mỗi vùng miền mà phân bổ nhiên liệu tại đó khác nhau.

Ngoài ra, lượng rác thải từ các nhà máy giấy có thể lên đến hàng trăm tấn mỗi ngày là con số khổng lồ tạo nên áp lực nặng nề đối với môi trường nhưng lại là một cơ hội mới cho ngành giấy nếu có giải pháp và công nghệ thích hợp.

Hình 4. Tiềm năng nhiên liệu sinh khối tại Việt Nam đến năm 2035

Các nguồn nhiên liệu gọi chung là Biomass này giúp cắt giảm 70% khí CO2 và 30% các khí thải độc hại khác. Bên cạnh đó, nếu biết cách tận dụng tốt, rác và bùn thải từ sản xuất giấy có thể chuyển đổi thành năng lượng hữu ích giúp giảm từ 10 – 15% chi phí năng lượng.

Giải pháp cho ngành giấy trong giai đoạn sắp tới

Bên cạnh các phương pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm, cách mà các doanh nghiệp có thể thực hiện để nắm bắt cơ hội hiện nay là áp dụng công nghệ tiên tiến nhằm chuyển đổi nhiên liệu hiệu quả – cải thiện hiệu suất nhiệt và tăng cường sử dụng nhiên liệu phát thải thấp có thể giảm lượng khí thải ô nhiễm.

Tại Hội thảo Kỹ thuật ngành Công nghiệp giấy Việt Nam 2022 diễn ra vào 22 – 23/09, Công ty Cổ phần Mạc Tích – một trong những doanh nghiệp Việt Nam chuyên cung cấp các giải pháp năng lượng đã trình bày các nội dung liên quan đến sử dụng năng lượng hiệu quả.

Được biết, để có thể sử dụng năng lượng hiệu quả, cần nắm rõ các nguyên nhân gây ảnh hưởng trong quá trình sử dụng. Nhìn chung là do thất thoát năng lượng trong quá trình vận hành và không tận dụng được nguồn nhiên liệu triệt để. Từ đó phải đề ra các giải pháp chiến lược phù hợp với tình hình hiện tại của doanh nghiệp như:

Sử dụng các thiết bị phụ trợ để bảo ôn cách nhiệt, hạn chế tình trạng tỏa nhiệt ra môi trường bên ngoài;
Điều chỉnh chế độ khi vận hành và kiểm tra tình trạng hoạt động của các thiết bị nhằm kiểm soát việc đốt cháy nhiên liệu như nhiệt độ buồng đốt, độ ẩm nhiên liệu, nồng độ Oxi trong lò, phân phối nhiên liệu và thời gian lưu khói.

Bên cạnh đó, cũng tại Hội nghị, Công ty đã đề cập đến giải pháp công nghệ chuyển đổi từ sử dụng nhiên liệu hóa thạch sang Biomass và Rác thải tạo Hơi – Nhiệt – Điện cho ngành công nghiệp giấy.

Hình 5. Sơ đồ chuyển đổi rác thải thành năng lượng với công nghệ của Martech

Bài toán áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiên liệu đã được thực hiện và cho thấy hiệu quả với chi phí tiết kiệm được 1 năm lên đến hàng tỷ đồng.

Dựa trên cùng một lượng nhiệt cung cấp, nhiên liệu Biomass có chi phí rẻ hơn từ 30 – 80% so với các loại nhiên liệu như dầu DO, các loại khí gas như LPG, và điện. Các chi phí phải chi trả cho việc xử lý rác thải tại nhà máy cũng được cắt giảm.

Kết hợp giữa việc chọn lựa nguồn nhiên liệu phù hợp nhằm tối ưu chi phí đầu vào, công nghệ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và làm tăng hiệu suất lò hơi.

Bảng 2. So sánh hiệu quả sử dụng giữa lò hơi tầng sôi và lò hơi ghi xích

Là một doanh nghiệp Việt Nam, Martech JSC là minh chứng cho sự phát triển của công nghệ nước nhà đã và đang đáp ứng được nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của các doanh nghiệp.

Công nghệ hiện đại và đa dạng có thể đốt được đa nhiên liệu giúp cho các doanh nghiệp trong ngành giấy có thêm nhiều sự lựa chọn phù hợp như: Chuyển đổi rác thải thành năng lượng (WTE), Thu hồi nhiệt thải (HRSG) và kết hợp đồng thời tạo ra nhiệt – điện (Co-generation).

Như đã nói đến ở trên, vấn đề môi trường trong tiêu thụ năng lượng phải được đảm bảo. Đơn vị giới thiệu cũng tin rằng khi áp dụng công nghệ được giới thiệu có khả năng giải quyết được vấn đề năng lượng cho ngành giấy và đảm bảo đạt tiêu chuẩn phát thải của quốc gia (TCVN).