So sánh khí thải từ các loại nhiên liệu đốt lò hơi: Loại nào sạch nhất?

Trong bối cảnh các quy định về môi trường tại Việt Nam ngày càng thắt chặt và xu hướng “Net Zero” toàn cầu, việc lựa chọn nhiên liệu cho lò hơi không còn chỉ là bài toán về chi phí mà còn là bài toán về sự tồn vong của doanh nghiệp. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết phát thải của các loại nhiên liệu phổ biến: Than đá, dầu DO/FO, khí gas và sinh khối (Biomass) để tìm ra đâu là lựa chọn tối ưu nhất hiện nay.

1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát khí thải lò hơi

Lò hơi (nồi hơi) là trái tim của mọi quy trình sản xuất từ dệt nhuộm, thực phẩm đến hóa chất. Tuy nhiên, đây cũng là nguồn phát thải chính các chất gây ô nhiễm không khí như:

• Bụi mịn (PM): Gây các bệnh về hô hấp.

• Khí SOx​ (Lưu huỳnh đioxit): Tác nhân chính gây mưa axit.

• Khí NOx​ (Nitơ oxit): Gây hiệu ứng nhà kính và hiện tượng quang hóa.

• Khí CO2​: Tác nhân chính gây biến đổi khí hậu.

Việc lựa chọn nhiên liệu sạch không chỉ giúp doanh nghiệp tránh được các khoản phạt hành chính mà còn giúp nâng cao hình ảnh thương hiệu, dễ dàng xuất khẩu hàng hóa sang các thị trường khó tính như EU, Mỹ (nơi áp dụng thuế Carbon).

2. Phân tích phát thải từ các loại nhiên liệu truyền thống

2.1. Than đá: “Gánh nặng” môi trường

Than đá là nhiên liệu đốt lò hơi lâu đời nhưng cũng là loại “bẩn” nhất.

• Khí SO2​: Than đá chứa hàm lượng lưu huỳnh rất cao. Khi cháy, nó tạo ra lượng lớn SO2​, đòi hỏi hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) cực kỳ tốn kém.

• Tro xỉ và bụi: Lượng tro sau khi đốt than rất lớn (tới 30%), gây khó khăn trong việc lưu trữ và xử lý chất thải rắn.

• Phát thải CO2​: Cao nhất trong các loại nhiên liệu hóa thạch.

2.2. Dầu FO/DO: Hiệu suất cao nhưng chi phí môi trường lớn

Dầu FO thường có hàm lượng lưu huỳnh cao, phát thải SOx​ tương đương hoặc hơn than đá. Dầu DO sạch hơn nhưng giá thành lại rất đắt đỏ, không kinh tế cho sản xuất quy mô lớn.

2.3. Khí Gas (LPG/CNG): Lựa chọn sạch nhưng đắt đỏ

Khí gas được coi là nhiên liệu hóa thạch sạch nhất vì hầu như không có bụi và lưu huỳnh. Tuy nhiên, chi phí nhiên liệu này cực kỳ biến động và cao hơn gấp 3-4 lần so với các loại nhiên liệu khác. Tuy nhiên nhiên liệu hoá thạch trong thời gian hiện nay được khuyến khích hạn chế sử dụng.

3. Nhiên liệu Biomass (Sinh khối): Giải pháp “Xanh” đột phá

Biomass bao gồm các phế phẩm nông – lâm nghiệp như: Củi trấu, viên nén mùn cưa, dăm gỗ, vỏ hạt điều… Đây được coi là nhiên liệu tái tạo với những đặc tính phát thải đáng kinh ngạc.

3.1. Cơ chế trung hòa Carbon (Carbon Neutral)

Khác với than đá giải phóng Carbon đã bị chôn vùi hàng triệu năm, việc đốt Biomass chỉ giải phóng lượng CO2​ mà cây trồng đã hấp thụ trong quá trình sinh trưởng. Do đó, theo nghị định thư Kyoto, Biomass được tính là nhiên liệu có phát thải bằng 0 ($Net-Zero$).

3.2. Hàm lượng Lưu huỳnh cực thấp

Hàm lượng $S$ trong Biomass thường dưới 0.05%, thấp hơn hàng chục lần so với than đá và dầu FO. Điều này giúp khí thải lò hơi dễ dàng đạt chuẩn môi trường mà không cần đầu tư quá nhiều vào hệ thống hóa chất khử SOx​.

3.3. Tro bụi dễ tái chế

Tro từ Biomass (đặc biệt là tro trấu, tro gỗ) giàu Kali và Silica, có thể tận dụng làm phân bón hữu cơ hoặc nguyên liệu trong ngành xây dựng, thay vì là chất thải nguy hại như tro than.

4. Bảng so sánh chi tiết các thông số khí thải

Dưới đây là bảng tổng hợp dựa trên các báo cáo quan trắc môi trường phổ biến (số liệu mang tính tương đối tùy thuộc vào công nghệ đốt):

5. Lợi ích kinh tế khi chuyển đổi sang Biomass

Không chỉ sạch hơn, Biomass còn mang lại lợi thế kinh tế rõ rệt cho doanh nghiệp:

1. Tiết kiệm chi phí nhiên liệu: So với dầu FO, sử dụng Biomass (củi trấu, viên nén) có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm từ 30% – 50% chi phí hơi.

2. Giảm chi phí xử lý môi trường: Hệ thống lọc bụi túi vải hoặc lọc bụi tĩnh điện kết hợp với Biomass vận hành nhẹ nhàng hơn, ít tiêu tốn hóa chất xử lý khí thải hơn so với lò than.

3. Chứng chỉ xanh: Sử dụng Biomass giúp doanh nghiệp dễ dàng đạt được các chứng chỉ quốc tế như LEED, Green Label, giúp nâng cao năng lực cạnh tranh khi tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu.

4. Chủ động nguồn cung: Việt Nam là nước nông nghiệp, nguồn phụ phẩm Biomass cực kỳ dồi dào và không phụ thuộc vào giá dầu thế giới.

6. Các loại Biomass phổ biến và hiệu quả đốt

Để tối ưu hóa khí thải, doanh nghiệp cần chọn loại Biomass phù hợp với công nghệ lò hơi:

• Viên nén mùn cưa (Wood Pellet): Nhiệt trị cao, độ ẩm thấp, phát thải cực kỳ ổn định. Phù hợp cho lò hơi tầng sôi và lò ghi xích.

• Củi trấu nén: Giá thành rẻ, nhiệt trị tốt, nhưng cần lưu ý xử lý lượng Silica trong tro.

• Dăm gỗ (Wood Chips): Phù hợp cho các lò hơi công suất lớn, chi phí vận hành thấp nhất trong nhóm Biomass.

7. Giải pháp chuyển đổi lò hơi sang Biomass hiệu quả

Nhiều doanh nghiệp lo ngại việc chuyển đổi từ than sang Biomass sẽ tốn kém. Thực tế, có hai phương án chính:

Phương án 1: Cải tạo lò cũ (Retrofitting)

Nếu lò hơi hiện tại là lò ghi xích hoặc tầng sôi, việc cải tạo hệ thống cấp liệu và điều chỉnh chế độ gió để đốt Biomass là hoàn toàn khả thi với chi phí vừa phải.

Phương án 2: Đầu tư mới lò hơi tầng sôi (CFB)

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn là “cặp bài trùng” với Biomass. Công nghệ này giúp đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, kiểm soát nhiệt độ buồng đốt thấp để giảm NOx​ tối đa.

Phương án 3: Thuê hơi (Hơi thương phẩm)

Doanh nghiệp không cần đầu tư lò, chỉ cần trả tiền theo lượng hơi sử dụng. Đơn vị cung cấp hơi sẽ chịu trách nhiệm hoàn toàn về nhiên liệu Biomass và khí thải môi trường.

8. Kết luận: Loại nhiên liệu nào sạch nhất?

Tổng kết lại, nếu xét trên 3 tiêu chí: Môi trường – Chi phí – Tính bền vững, thì Biomass (Sinh khối) chính là câu trả lời thỏa đáng nhất cho các doanh nghiệp hiện nay.

• Sạch nhất về CO2​: Nhờ cơ chế trung hòa.

• Sạch nhất về SO2​: Nhờ hàm lượng lưu huỳnh nội tại thấp.

• Hợp lý nhất về kinh tế: Nhờ tận dụng phế phẩm nông nghiệp địa phương.

Việc chuyển đổi sang Biomass không chỉ là tuân thủ pháp luật mà còn là bước đi chiến lược để doanh nghiệp khẳng định cam kết phát triển bền vững.

Lò hơi tầng sôi đốt Biomass do Mayzer chế tạo lắp đặt.