Giải pháp giảm phát thải trong quá trình sản xuất gang thép

Mỗi công đoạn đều phát sinh các chất thải (rắn, khí, bụi và nước thải) gây ô nhiễm môi trường nếu không qua xử lý. Do đó, mỗi doanh nghiệp trong ngành gang thép Việt Nam cần hành động tích cực nhằm đảm bảo hài hòa giữa tăng trưởng và bảo vệ môi trường, đồng thời giảm lượng phát thải khí nhà kính trong quá trình sản xuất.

Phát sinh nguồn ô nhiễm

Theo Tiến sĩ Nghiêm Gia, Hội Khoa học Kỹ thuật đúc luyện kim Việt Nam, hiện cả nước có trên 300 doanh nghiệp nhỏ và vừa sản xuất gang thép (chiếm gần 30% tổng sản lượng gang thép sản xuất tại Việt Nam), góp phần tăng trưởng kinh tế, tạo việc làm cho xã hội. Song do đầu tư nhỏ lẻ nên hầu hết các doanh nghiệp đều gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường tại các làng nghề và các xí nghiệp nhỏ lẻ.

Nguồn chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất gang thép gồm nước thải, khí và bụi thải, chất thải rắn. Trong đó, nước thải phát sinh từ 2 nguồn là nước làm mát thiết bị và sản phẩm; nước dùng để pha chế các loại hóa chất để tẩy, rửa kim loại, sơn mạ màu. Khi thải ra chúng có một số khoáng chất, dầu, mỡ dư thừa, cặn bụi, ô xít sắt và các kim loại nặng khác là tác nhân gây ô nhiễm...

Để sản xuất 1 tấn thép sẽ thải ra từ 0,5-1 tấn xỉ, 10.000 m3 khí thải, 100 kg bụi và các chất ô nhiễm như axit, kiềm, các nguyên tố hợp kim... Trong các vùng luyện kim, khí quyển bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60%. Ngoài ra, việc sản xuất thép còn sử dụng nhiều năng lượng như than, gas, điện, dầu và các chất phụ trợ như hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò.

Đặc biệt, quá trình sản xuất gang thép đã tạo ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường với một lượng bụi lên tới hàng nghìn tấn/năm, thành phần chủ yếu là các oxit kim loại và những loại oxit khác (FeO, MnO, Al2O3, SiO2, CaO, MgO), các loại khí thải chứa CO, CO2, SO2, NO2 gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà trực tiếp là những công nhân làm việc trong nhà máy. Ngoài ra, ô nhiễm nhiệt, rung động, tiếng ồn cũng là những vấn đề ngành thép phải quan tâm.

Phát sinh khí thải ở các công đoạn

Đặc biệt, các nghiên cứu về khoa học khí hậu và hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu (GCOS) đã chỉ ra rằng, hoạt động của các ngành công nghiệp và hoạt động của con người đã phát thải ra nhiều loại khí thải nhà kính (CO2, CH4, N2O, PFCs, SF6).

Trong đó, sản xuất gang thép đã sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (quặng sắt, than, đá vôi, khí thiên nhiên…) và sử dụng nhiệt năng, điện năng từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) đã tạo nên nguồn phát thải khí nhà kính khá lớn.

Sản xuất gang thép qua các công đoạn nung sấy, thiêu kết, nấu chảy nguyên liệu để tạo ra gang, đúc phôi từ gang và cán đều tạo ra 3 dạng chất thải (nước thải; khí và bụi thải; chất thải rắn) với mức độ ô nhiễm khác nhau.

Tất cả các công đoạn của sản xuất gang thép đều phát sinh ra lượng khí thải. Đặc biệt, công nghệ luyện gang truyền thống (gồm các công đoạn thiêu kết, luyện cốc, luyện gang bằng lò cao) do tiêu thụ và sử dụng một lượng than khá lớn (than mỡ luyện cốc và than antraxit phun thổi) làm nhiên liệu nên đã phát ra lượng khí thải (CO2) lớn nhất so với các công đoạn luyện thép và cán thép.

Kỹ sư Vũ Trường Xuân, Tổng Công ty thép Việt Nam cho biết: Nếu như các nhà máy luyện gang theo công nghệ lò cao ở Nhật Bản tiêu hao than cốc là 382 kg/T HMT và than phun là 135 kg/T HMT, thì ở Việt Nam mức tiêu hao than cốc là 700÷800 kg/T HMT và than phun: 90÷100 kg/T HMT.

Vì thế, Việt Nam phải tìm mọi biện pháp để hạ dần xuống mức: 500 ÷ 600 (kg cốc/T HMT). Ngoài ra, các lò nung trong công nghệ cán nóng hiện nay phần lớn sử dụng 3 loại nhiên liệu là than, khí than, dầu (FO/DO), khí thiên nhiên (NG) nên đã phát thải khí nhà kính gây ô nhiễm môi trường.

Ở Việt Nam phổ biến dùng nhiên liệu trong các lò nung phôi là dầu FO, DO với lượng tiêu hao dầu FO lớn (từ 25 ÷ 36 lít/Tsp), ở các nước phát triển tiêu hao dầu trong cán thép thấp (15 ÷ 21 lít/Tsp).
Thực hiện các giải pháp giảm thiểu

Để nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường, ngành thép Việt Nam cần tiếp tục nâng cao nhận thức cho cán bộ lãnh đạo các doanh nghiệp nhận thức đầy đủ về bảo vệ môi trường đối với sự phát triển. Các doanh nghiệp đều phải có trách nhiệm triển khai và thực hiện nghiêm túc các văn bản pháp luật liên quan về tài nguyên khoáng sản và bảo vệ môi trường.

Cơ quan chức năng kiên quyết không phê duyệt những Dự án đầu tư với công nghệ lạc hậu, không đảm bảo điều kiện môi trường; đồng thời trang bị đủ hệ thống thiết bị kiểm soát ô nhiễm môi trường tại các cơ sở sản xuất thép theo TCVN và tiêu chuẩn ISO 14000, cũng như phối hợp với cơ quan chức năng tăng cường thanh tra, kiểm tra, xử phạt các vi phạm hoạt động khoáng sản và bảo vệ môi trường ở các đơn vị trong ngành gang thép.

Mặt khác, phải củng cố và nâng cao trình độ của đội ngũ cán bộ quản lý hoạt động khoáng sản và bảo vệ môi trường; chú trọng tổ chức đào tạo mới và đào tạo lại cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật, tăng cường hợp tác trong nước và ngoài nước về nghiên cứu khoa học công nghệ, đào tạo nhân lực thuộc lĩnh vực chuyên môn về bảo vệ môi trường.

Một giải pháp quan trọng nữa là lựa chọn, áp dụng công nghệ khai thác, chế biến và sản xuất thép tiên tiến; chú trọng công nghệ "Sản xuất sạch hơn" tại một số đơn vị trọng điểm; đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, lấy việc phòng ngừa ô nhiễm, giảm thiểu chất thải, hạn chế phát sinh gây tác động tiêu cực bằng việc sử dụng công nghệ ít tiêu tốn vật tư, nguyên nhiên liệu; kết hợp với biện pháp xử lý cuối nguồn để đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường; huy động nguồn vốn xã hội để đầu tư một số dự án trọng điểm và có hiệu quả cao; xây dựng danh mục các dự án để kêu gọi đầu tư.

Những năm gần đây, ngành thép Việt Nam và các ngành công nghiệp đã thực hiện thí điểm các "Chương trình kiểm toán năng lượng và sử dụng năng lượng hiệu quả" ở một số cơ sở sản xuất gang thép (Công ty Cổ phần gang thép Thái Nguyên (TISCO), Công ty Cổ phần thép Đà Nẵng…). Mục tiêu chung là sản xuất bền vững, giảm thiểu phát thải khí nhà kính, đổi mới thiết bị công nghệ, cải thiện sản xuất để nâng cao hiệu quả của từng nhà máy sản xuất thép ở Việt Nam.

Trong bối cảnh phát triển sản xuất bền vững và xu thế biến đổi khí hậu, việc lựa chọn địa điểm nhà máy sản xuất gang thép cần được tính đến cả những ảnh hưởng về điều kiện tự nhiên và thách thức do biến đổi khí hậu, nước biển dâng, bão, lụt…

Ngoài việc lựa chọn địa điểm hợp lý, kiến trúc nhà xưởng phải đáp ứng các yếu tố ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, công nghệ phải đảm bảo phát triển bền vững và tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu lượng khí nhà kính phát thải từ các lò luyện kim, đảm bảo điều kiện tốt cho môi trường lao động. Diện tích các khu công nghiệp luyện kim cần bố trí khu trồng cây xanh (tối thiểu bằng 15% tổng diện tích) để tạo môi trường xanh và hấp thụ một phần CO2 tại khu vực nhà máy.