Nhận định - Phản biện

Dự báo về phát thải thủy ngân trong sử dụng than ở Việt Nam

06:11 |26/11/2019

 - 

Nguy cơ phát thải thủy ngân trong sử dụng than tại Việt Nam tuy được dự báo sẽ tăng, nhưng so với thế giới đang ở mức có thể chấp nhận được và có khả năng kiểm soát được. Tất nhiên, chúng ta cần tiếp tục hoàn thiện các công nghệ lọc/thu gom thủy ngân sau khi đốt than trong lò hơi tại các nhà máy nhiệt điện chạy than.

Công ước Minamata và vấn đề quản lý phát thải thủy ngân Tin có ảnh
Giám sát phát thải thủy ngân trong phát điện
Giải pháp giảm phát thải thủy ngân trong phát điện



Dự báo nhu cầu than

1/ Tiêu hao than (nhu cầu than cho các nhà máy nhiệt điện chạy than) ở Việt Nam thường được dự tính chi tiết cho từng dự án (theo hiệu suất nhiệt chung toàn nhà máy) trong các qui hoạch, tổng sơ đồ phát triển ngành than, ngành điện.

2/ Tiêu hao than trong sản xuất xi măng được dự tính trên cơ sở tiêu hao các nguyên vật liệu. Cụ thể như sau:

Tiêu hao nguyên vật liệu để sản xuất 1 tấn clinker:

- Đá vôi: 1,2 tấn/tấn clinker.

- Đất sét: 0.35 tấn/tấn.

- Quặng sắt: 15÷20kg/tấn.

- Than cám tốt: 110÷120 kg/tấn.

- Điện năng: 60 kWh/tấn.

Tiêu hao nguyên vật liệu để sản xuất 1 tấn xi măng PCB40:

- Clinker: 0.65 tấn/tấn.

- Thạch cao: 0.004 tấn/tấn.

- Các phụ gia khác (vôi, tro bay, xỉ): >0.30 tấn/tấn.

- Điện năng: 40 kWh/tấn.

3/ Tiêu dùng than trong luyện kim ở Việt Nam được dự tính như sau:

- Tỷ trong các loại lò luyện thép: Lò cao- 58%; lò hồ quang điện EAF- 32%; và lò cảm ứng IF- 10%.

- Tiêu hao than cho sản xuất 1 tấn thép trong lò cao: Coke- 0.75 tấn/tấn; than phun- 0.095 tấn/tấn.

- Tiêu hao than để sản xuất 1 tấn coke: 1.425 tấn/tấn.

4/ Tiêu dùng than trong công nghiệp hóa chất, sản xuất phân bón và trong sản xuất vật liệu xây dựng khác (vôi, gạch ngói, gốm, sứ, thủy tinh v.v...) được dự tính tương tự như trong phát điện.

5/ Than chất đốt sinh hoạt ở Việt Nam hiện đang được sử dụng chủ yếu trong các bếp (lò) đốt than tổ ong với khối lượng ngày càng giảm (từ 1.5 triệu tấn vào những năm 1990, xuống còn 0.15 triệu tấn vào năm 2019). Than chất đốt sinh hoạt ở Việt Nam giảm tới 100 lần như vậy là do gần hơn 99.5% các bếp than tổ ong đã được thay thế bằng bếp dùng khí hóa lỏng và bếp điện.

Bảng 9. Dự báo nhu cầu sử dụng than ở Việt Nam (triệu tấn):

Lĩnh vực sử dụng

Loại than

Công nghệ đốt

2019

2020

2025

2030

2050

Tổng số

-

80.85

91.33

136.30

176.20

176.20

Nhiệt điện

nhiệt

lò hơi

55.00

65.00

105.00

145.00

145.00

Xi măng

nhiệt

lò quay

9.20

9.20

9.20

9.20

9.20

Luyện kim

nhiệt+coke

lò cao/lò coke

9.50

10.00

15.00

15.00

15.00

Hóa chất

nhiệt

lò khí hóa

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

Vật liệu xây dựng

nhiệt

lò tunel

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

Dân dụng

nhiệt

bếp than tổ ong

0.15

0.13

0.10

0.00

0.00


Số liệu bảng trên cho thấy, khối lượng than được sử dụng tại Việt Nam vẫn có xu hướng tăng đến khoảng 176 triệu tấn vào năm 2030 và sẽ duy trì ở mức độ này.

Dự báo phát thải khí Hg vào không khí trong quá trình đốt than:

1/ Nhiệt điện:


Với các công nghệ kiểm soát phát thải hiện đại và tiên tiến trong công nghệ đốt than để phát điện như trên, lượng Hg được lọc và thu gom tới 99.95%.

Như vậy, lượng thủy ngân phát thải vào không khí trong quá trình đốt than ở Việt Nam được dự báo như sau:


Số liệu trên cho thấy:

Thứ nhất: Tổng lượng Hg (kg) có nguy cơ phát thải vào không khí trong quá trình sử dụng than ở Việt Nam năm dự tính khoảng 57 kg/2019. Trong đó, nhiệt điện - 31.9, xi măng - 9.5, thép - 6.8, phân bón - 3.6, vật liệu xây dựng - 3.6, dân dụng - 1.5.

Thứ hai: Dự báo tổng lượng Hg (kg) có nguy cơ phát thải vào không khí ở Việt Nam sẽ tăng lên đến 112 kg/2050. Trong đó, nhiệt điện - 75.4, xi măng - 8.5, thép - 9.7, phân bón - 3.2, vật liệu xây dựng -3.2, dân dụng - 0.


Như vậy, nếu khối lượng than được tiêu dùng trên toàn thế giới duy trì được ở mức 6,25 tỷ tấn và tổng lượng phát thải HG vào không khí trên thế giới được duy trì ở mức khoảng 500 tấn/năm, “đóng góp” của Việt Nam vào nguy cơ phát thải toàn cầu từ sử dụng than được trình bày trong đồ thị sau:


Kết luận

1/ Nguy cơ phát thải thủy ngân trong sử dụng than tại Việt Nam tuy được dự báo sẽ tăng, nhưng so với thế giới đang ở mức có thể chấp nhận được và có khả năng kiểm soát được; Đặc biệt,

2/ Tổng lượng thủy ngân có nguy cơ phát thải vào không khí năm 2019 của tất cả các cơ sở công nghiệp có sử dụng than ở Việt Nam chỉ cao hơn 2,1 lần so với nguy cơ phát thải trong vụ cháy Nhà máy sản xuất bóng đèn Rạng Đông vừa qua.

Kiến nghị

1/ Cần tiếp tục hoàn thiện các công nghệ lọc/thu gom thủy ngân sau khi đốt than trong lò hơi tại các nhà máy nhiệt điện chạy than.

2/ Cần bổ sung các giải pháp kiểm soát ô nhiễm trong sản xuất thép bằng công nghệ lò cao và lò coke để đạt được mức độ kiểm soát như trong ngành điện.

3/ Cần giảm mạnh khối lượng và tiến tới cấm xuất khẩu clinker đang ngày càng dư thừa ở Việt Nam và/hoặc tăng mạnh phí môi trường trong lĩnh vực sản xuất clinker.

4/ Cần cấm sử dụng than trong các bếp than tổ ong, đặc biệt trong thành phố.

5/ Cần có các chế tài quản lý sử dụng thủy ngân trong các lĩnh vực sản xuất khác (chế biến vàng, sản xuất bóng đèn huỳnh quang, v.v...)./.


TS. NGUYỄN THÀNH SƠN - DƯƠNG TRUNG KIÊN (ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI)

Lưu ý: Mọi trích dẫn từ bài viết này cần được sự đồng ý chính thức của Tạp chí Năng lượng Việt Nam bằng văn bản.



Tài liệu tham khảo:

https://pechiexpert.ru/koksovaya-pech-01/

https://metallurgist.pro/metody-energosberezheniya-pri-proizvodstve-chuguna-stali-i-ee-razlivke/

https://pechiexpert.ru/koksovaya-pech-01/

Amar, P, C. Senior and R. Afonso (2008). NESCAUM Report: Applicability and Feasibility of NOx, SO2, and PM Emissions Control Technologies for Industrial, Commercial, and Institutional (ICI) Boilers (http://www.nescaum.org/activities/major-reports).

Amar, P, C. Senior, R. Afonso and J. Staudt (2010). NESCAUM Report “Technologies for Control and Measurement of Mercury Emissions from Coal-Fired Power Plants in the United States: A 2010 Status Report”.

ASTM D388 (2012). Standard Classification of Coals by Rank.

Babcock Power, Circulating Dry Scrubbers (CDS) Webinar Presentation, 2012 Mid-Atlantic Regional Air Management Association, 19 July 2012.

Chu, P. (2004). Effects of SCRs on Mercury, Mercury Experts Conference, Glasgow, Scotland, May 2004.

Clack, H.L. (2006). Mass Transfer within ESPs: Trace Gas Adsorption by Sorbent-covered Plate Electrodes, Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 56, pp. 759–766.

Clack, H.L. (2009). Mercury Capture within Coal-Fired Power Plant Electrostatic Precipitators: Model Evaluation, Environ. Sci. Technol., vol. 43, pp. 1460–1466.

DeVito, M.S., Rosenhoover, W.A. (1999). Hg Flue Gas Measurements from Coal-fired Utilities Equipped with Wet Scrubbers, 92nd Annual Meeting of the Air & Waste Management Association, St. Louis, MO, June 1999.

European IPPC Bureau (EIPPCB) (2013). Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Large Combustion Plants–first draft (not adopted), June 2013 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/LCP_D1_June2013_online.pdf.

Ito S., Yokoyama T., Asakura K. (2006). Emission of mercury and other trace elements from coal-fired power plants in Japan, Science of the Total Environment, vol.368, pp. 397–402.

Lawless, P. (1996). Particle Charging Bounds, Symmetry Relations, and Analytic Charging Rate Model for the Continuum Regime, J. Aerosol Sci., vol. 27, no. 2, pp. 191–215, 1996.

Massachusetts Department of Environmental Proteection (2015). Annual Compliance Reports for SO2, NOx, and Mercury Emissions from Coal-Fired Power Plants (also, similar annual compliance reports from power plants in States of New Jersey and Connecticut).

Niksa, S., Fujiwara, N. (2004). The Impact of Wet FGD Scrubbing On Hg Emissions From Coal-Fired Power Stations, The MEGA Symposium, Washington, DC, 2004.

Nolan, P., Downs, W., Bailey, R., Vecci, S. (2003). Use of Sulfide Containing Liquors for Removing Mercury from Flue Gases, US Patent 6,503,470, 7 January 2003.

Senior, C.L. (2000). Behavior of Mercury in Air Pollution Control Devices on Coal-fired Utility Boilers, Power Production in the 21st Century Conference, Snowbird, UT, USA, 2000.

Senior, C. (2004). Modelling Mercury Behavior in Combustion Systems: Status and Future Prospects, In Proceedings of the Mercury Experts Conference MEC-1, Glasgow, Scotland, May 2004.

Senior, C., Fry, A., Cauch, B. (2008). Modeling Mercury Behavior in Coal-Fired Boilers with Halogen Addition, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, August 2008.

Sloss, L. (2008). Economics of Mercury Control, Clean Coal Centre, ISBN: 978-92-9029-453-5, January 2008.

Sloss, L. (2009). Implications of emission legislation for existing coal-fired plants, Clean Coal Centre, ISBN: 978-92-90290464-1, February 2009.

Sloss, L. (2015). The emerging market for mercury control, IEA, CCC, February 2015.

Srinivasan, N. and Dene. C. (2013). Bromine Related Corrosion Issues, July 2013. Available at: http://aepevents.com/files/presentations/2013-general-session-bromine-additon-for-mercury-capturesrinivasan-and-dene-epri-1378922295.pdf.

Srivastava, R., Martin, B., Princiotta, F, Staudt, J. (2006). Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Electric Utility Boilers, Environ. Sci. Technol., vol. 40, pp. 1385–1392, 2006.

Tewalt, S.J., Belkin, H.E., SanFilipo, J.R., Merrill, M.D., Palmer, C.A., Warwick, P.D., Karlsen, A.W., Finkelman, R.B., and Park, A.J., comp., 2010, Chemical analyses in the World Coal Quality Inventory, version 1: U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1196,http://pubs.usgs.gov/of/2010/1196/.

Toole-O’Neil, B., Tewalt, S.J., Finkleman, R.B., Akers. R. (1999). Mercury Concentration in Coal-Unraveling the Puzzle, Fuel, vol. 78, pp. 47–54, 1999.

UNEP (2008-2013).

http://www.unep.org/chemicalsandwaste/Portals/9/Mercury/Documents/coal/FINAL%20Chinese_Coal%20Report%20-%2011%20March%202011.pdf.

http://www.unep.org/PDF/PressReleases/GlobalMercuryAssessment2013.pdf.

http://www.unep.org/chemicalsandwaste/Portals/9/Mercury/Documents/coal/Report%20Demo-Toliatti%20FINAL%20Report%2027%20Nov%202013.pdf.

USEPA (1997-2014). Mercury Study Report to Congress, Volume I, Office of Air Quality Planning and Standards and Office of Research and Development, Research Triangle Park, NC, EPA-452/R-97-004b.

WCA (2014). World Coal Association. Available at http://www.worldcoal.org/coal/what-is-coal/

Zhang, L. (2015). Mechanism of mercury transformation and synergistic removal from coal combustion. Postdoctoral Research Report, Beijing, China, 2015.

Từ khóa:


TÒA SOẠN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
Phòng 406-407-408, Tòa nhà Văn phòng, số 87 Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội
Điện thoại: 024.22113344 - Fax: 024.35147193
Email: toasoan@nangluongvietnam.vn
Hotline: 0969998811 - 0969998822 - 0942632014 Trang TTĐT của Tạp chí Năng lượng Việt Nam hoạt động theo Giấy phép số: 66/GP-TTĐT, cấp ngày 30/3/2018
của Cục Quản lý Phát thanh, Truyền hình và Thông tin Điện tử - Bộ Thông tin & Truyền thông.

Based on MasterCMS 2012 ver 2.3