Biến chất thải thành xi măng: Tiềm năng cao nhưng nhiều rào cản

Lợi ích thấy rõ nhưng mở rộng không dễ

Ngành xi măng Việt Nam hiện có 61 nhà máy với 87 dây chuyền công nghệ đồng bộ, tổng công suất thiết kế đạt hơn 108 triệu tấn clinker/năm, tương đương khoảng 121 triệu tấn xi măng. Công nghệ sản xuất chủ yếu là lò quay phương pháp khô, sử dụng hệ thống preheater 5 tầng có calciner – tiêu chuẩn công nghệ hiện đại đang phổ biến trong khu vực.

Trong giai đoạn 2019–2024, sản lượng xi măng duy trì mức cao, trung bình hơn 80 triệu tấn/năm, trong đó 20 triệu tấn được xuất khẩu. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu sản xuất này, ngành tiêu thụ hơn 9–11 triệu tấn than/năm, trở thành lĩnh vực có mức phát thải carbon đáng kể. Điều đó khiến việc tận dụng chất thải làm nguyên – nhiên liệu thay thế trở thành hướng đi tất yếu nhằm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải CO₂.

Theo thống kê, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam đạt khoảng 23,3 triệu tấn/năm, tương đương hơn 64.000 tấn/ngày, với nhiệt trị trung bình 1.500–2.000 kcal/kg – tương đương 5,8 đến 7,8 triệu tấn than nếu được tận dụng. Đây là nguồn năng lượng tiềm năng rất lớn cho các lò nung xi măng.

Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy mới chỉ có 15/61 nhà máy xi măng sử dụng chất thải làm nhiên liệu thay thế, chủ yếu là rác công nghiệp có nhiệt trị trên 3.500 kcal/kg, và tỷ lệ thay thế toàn ngành chỉ đạt 3–4%. Một số đơn vị tiên phong đạt mức 35–45%, nhưng phần lớn vẫn ở quy mô thử nghiệm hoặc gián đoạn. Việc sử dụng tro, xỉ, bùn thải hay xỉ thép làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker cũng còn hạn chế do nguồn nguyên liệu tự nhiên dồi dào và giá rẻ hơn.

Theo PGS.TS Lương Đức Long – Phó Chủ tịch Hiệp hội Xi măng Việt Nam (VNCA), các mục tiêu quốc gia đã được định hướng rõ trong Quyết định 1266/QĐ-TTg (2020): Đến năm 2025, tối thiểu 20% nguyên liệu trong sản xuất clinker phải là vật liệu tái sử dụng. Đến năm 2030, tỷ lệ nhiên liệu thay thế đạt 15% và hướng tới 30% vào giai đoạn 2031–2050.

Dẫu vậy, việc mở rộng đồng xử lý vẫn đối mặt nhiều rào cản: Nguồn rác không ổn định, chưa có chuỗi cung ứng hoàn chỉnh từ thu gom – sơ chế – cung cấp; Thiếu tiêu chuẩn kỹ thuật cho nhiên liệu thay thế (RDF, SRF…); Chính sách ưu đãi chưa cụ thể, khiến doanh nghiệp khó tiếp cận vốn hoặc hưởng lợi từ tín chỉ carbon; Thủ tục pháp lý phức tạp, mỗi dự án đồng xử lý phải xin nhiều giấy phép môi trường riêng biệt.

Như vậy, dù có tiềm năng lớn và công nghệ sẵn có, nhưng ngành xi măng Việt Nam vẫn cần khung chính sách, tiêu chuẩn kỹ thuật và cơ chế khuyến khích rõ ràng để đồng xử lý trở thành giải pháp phổ biến, thay vì chỉ dừng lại ở mô hình tiên phong.

Những mô hình tiên phong

Nếu như bức tranh toàn ngành còn nhiều trở ngại, thì INSEE Ecocycle và Công ty Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình (HBHTE) đang cho thấy hướng đi thực tế và hiệu quả của mô hình đồng xử lý tại Việt Nam.

INSEE Ecocycle, thành viên của Siam City Cement Vietnam, là doanh nghiệp tiên phong triển khai đồng xử lý chất thải trong lò nung clinker từ năm 2003. Với mạng lưới gồm 7 kho lưu trữ, 2 trạm trung chuyển và hơn 330 đối tác tại 34 tỉnh thành, INSEE đã xử lý hơn 1,8 triệu tấn chất thải và giảm phát thải 1,7 triệu tấn CO₂ trong 18 năm qua.

Công nghệ đồng xử lý của INSEE hoạt động ở nhiệt độ lên đến 2000°C, thời gian lưu cháy dài (8 giây với khí và 30 phút với rắn), trong môi trường kiềm và khép kín, không tạo ra chất thải thứ cấp. Hệ thống được giám sát khí thải 24/7, đảm bảo không vượt ngưỡng các chỉ tiêu NOx, SO₂, HCl hay CO₂. Nhờ đó, tỷ lệ thay thế nhiệt (TSR) tại nhà máy Hòn Chông tăng đều qua các năm, đạt gần 50% vào 2025 – mức cao nhất ngành xi măng Việt Nam.

Theo đại diện INSEE, thách thức lớn nhất hiện nay là cơ chế kinh tế: đồng xử lý không được hưởng phí xử lý hay trợ cấp như các phương án đốt rác phát điện hoặc chôn lấp, trong khi chi phí đầu tư và kiểm soát chất lượng cao hơn nhiều. Ngoài ra, việc phân loại rác tại nguồn kém làm tăng chi phí tiền xử lý, ảnh hưởng đến chất lượng nhiên liệu RDF. Dù vậy, doanh nghiệp vẫn kiên định theo đuổi hướng đi bền vững này, xem đó là “nền tảng cho kinh tế tuần hoàn trong sản xuất công nghiệp”.

Cùng với INSEE, Công ty CP Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình cũng đang trở thành hình mẫu kết nối ngành xử lý rác với ngành xi măng thông qua nhiên liệu RDF (Refuse Derived Fuel). Với vốn đầu tư 600 tỷ đồng và dây chuyền hiện đại công suất 1,4 triệu tấn/năm, doanh nghiệp này sản xuất viên nhiên liệu RDF từ rác nhựa khó tái chế, đạt nhiệt trị 5.570–7.168 kcal/kg, độ ẩm dưới 10%, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật cho lò nung xi măng.

Theo TS. Phạm Văn Diễn, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình, trực thuộc Công ty HBHTE, công nghệ RDF của Hòa Bình không chỉ giúp giảm 25–30% phát thải CO₂ so với than đá, mà còn tiết kiệm 15–25% chi phí nhiên liệu cho nhà máy xi măng. RDF đã được ứng dụng thực tế tại Xi măng Vicem Bút Sơn, thay thế một phần than và dầu FO mà không ảnh hưởng đến chất lượng clinker.

RDF mang lại lợi ích kép – vừa giảm áp lực lên bãi chôn lấp, vừa tạo nguồn năng lượng tái tạo phục vụ công nghiệp. Tuy nhiên, đại diện doanh nghiệp cũng nhấn mạnh các rào cản pháp lý và thị trường: Việt Nam chưa có tiêu chuẩn quốc gia cho RDF/RPF, chưa có cơ chế giá minh bạch, và hạn chế về hạ tầng logistics trong thu gom, vận chuyển chất thải.

Công ty Hòa Bình kiến nghị ban hành tiêu chuẩn quốc gia cho RDF, hỗ trợ tín dụng xanh và miễn giảm thuế cho dự án năng lượng tái tạo, đồng thời phát triển thị trường tín chỉ carbon để khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào xử lý rác theo hướng tuần hoàn. Đây cũng là cách Việt Nam thực hiện cam kết Net Zero vào năm 2050.

Từ góc nhìn toàn ngành đến các mô hình cụ thể, có thể thấy đồng xử lý không chỉ là giải pháp môi trường, mà còn là chiến lược năng lượng bền vững cho ngành xi măng Việt Nam. Việc kết hợp công nghệ tiên tiến, chính sách phù hợp và hợp tác công – tư sẽ giúp tận dụng hàng triệu tấn rác thải mỗi năm, giảm phụ thuộc vào than đá, tiến tới một ngành công nghiệp xi măng xanh, kinh tế và tuần hoàn.