Ngành Xi măng: Thách thức đa diện và đột phá công nghệ

Xi măng INSEE thực hiện đồng xử lý rất hiệu quả.

Thách thức đa diện

Theo ông Nguyễn Quang Cung, Chủ tịch Hiệp hội Xi măng Việt Nam, ngành Xi măng Việt Nam đã trải qua giai đoạn đầu tư thô và chuyển sang giai đoạn đầu tư chiều sâu, đầu tư giải pháp công nghệ cao để giảm khí thải, giảm ô nhiễm môi trường, giảm chi phí năng lượng, nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu thay thế, tăng cường năng lực tự động hóa, áp dụng công nghệ thông minh nhằm tăng chất lượng sản phẩm và giảm giá thành.

Ông Lương Đức Long, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Thư ký Hiệp hội Xi măng Việt Nam cho biết: Trong tổng số 92 dây chuyền của toàn ngành, có 29 dây chuyền công suất nhỏ dưới 2.000 tấn clinker/ngày, trong đó có 6 dây chuyền đã dừng hẳn; còn 23 dây chuyền thì thời gian trong một năm dừng rất nhiều và có nhà máy dừng vài năm nay. Tổng sản lượng 29 dây chuyền này chỉ chiếm 10% tổng sản lượng. Còn lại là các dây chuyền có công suất trên 2.500 tấn clinker/ngày.

Là ngành sử dụng nhiều nguyên nhiên liệu không tái tạo, hiện ngành Xi măng Việt Nam phải đối mặt với thách thức đó là đáp ứng các quy định chặt chẽ hơn về môi trường, cần đột phá về công nghệ, giảm tiêu hao năng lượng, tối ưu hóa quản trị hệ thống… giảm thiểu chi phí sản xuất, giảm giá thành để cạnh tranh và giảm phát thải CO2, tiến đến một nền sản xuất Net Zero trong tương lai.

Giám đốc Kinh doanh dịch vụ và hiện đại hóa nhà máy Gennadiy Matumov (Tập đoàn KHD Humboldt Wedag) cho rằng: Cam kết toàn cầu hướng đến tính bền vững cao hơn đang thúc đẩy ngành Xi măng bước vào giai đoạn chuyển đổi. Từ nhiên liệu và nguyên liệu thô thay thế đến nền kinh tế tuần hoàn và các kỹ thuật sản xuất mới, ngành Xi măng đang chuyển sang tương lai số hóa, phi carbon.

Tuy nhiên, không thể quên các nhu cầu kinh doanh truyền thống. Chi phí vốn và vận hành, kiểm soát quy trình, ngừng hoạt động để bảo trì và chất lượng sản phẩm – những thách thức đóng khung các trải nghiệm vận hành hàng ngày tại các nhà máy xi măng trên toàn thế giới. Ngành Xi măng đối mặt với thách thức đa diện: Làm thế nào để sản xuất xi măng hiệu quả về mặt chi phí nhất có thể, đồng thời cải thiện đáng kể tính bền vững của sản phẩm hoàn thiện?

Đáp ứng quy định ngặt hơn về môi trường

Theo Giám đốc Kinh doanh dịch vụ và hiện đại hóa nhà máy Gennadiy Matumov, để vượt qua thách thức này, lựa chọn nguyên nhiên liệu thay thế trở nên quan trọng. Cùng với việc giảm phát thải carbon dioxide, nitơ oxit và các chất gây ô nhiễm môi trường khác…, cải thiện hiệu quả của các dây chuyền sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm trở nên cấp thiết.

Ngành Xi măng đang chuyển đổi mạnh mẽ về mọi mặt.

Các cải tiến phải được áp dụng đồng bộ; từ khâu chuẩn bị liệu - nghiền và đồng nhất - trao đổi nhiệt và nung; đến khâu làm nguội clinker và nghiền xi măng. Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư và xu thế chuyển đổi số, cần ứng dụng tiến bộ công nghệ mới nhất trong các ngành khoa học nền tảng như công nghệ vật liệu mới, trí tuệ nhân tạo (AI), các thuật toán mô phỏng quản trị tối ưu trong sản xuất, công nghệ rô-bốt…

“Chìa khóa” đột phá công nghệ sản xuất xi măng?

“Chìa khóa” để mở ra con đường đột phá công nghệ sản xuất xi măng với những tiêu chí như: Xuyên thủng hạn mức về tiêu thụ năng lượng, phá vỡ các rào cản phát thải carbon với các nguyên liệu ngoài đá vôi, tối ưu hóa và tự động hóa quá trình vận hành, nhiên liệu thay thế AF, EPD và đồng xử lý… dường như vẫn nằm trong tay các nhà phát triển công nghệ nguồn, từ các nước G7.

Theo chuyên gia của KHD, KHD có công nghệ mới nhất tại hầu hết các công đoạn sản xuất xi măng. Trong đó, nổi bật là các kỹ thuật cải tiến công nghệ nghiền, hệ thống đốt rác và nhiên liệu thay thế, sản xuất xi măng từ đất sét… Thiết bị xi măng KHD hoàn toàn phù hợp với việc đầu tư hoàn chỉnh một dây chuyền sản xuất xi măng mới, đồng bộ với đầy đủ thiết bị công nghệ hiện đại, tiên tiến, giảm tiêu hao điện, tiêu hao nhiệt, giảm phát thải NOx và đảm bảo phù hợp yêu cầu về môi trường của Việt Nam.

Còn về cải tạo dây chuyền hiện có, theo chuyên gia, việc cải tạo các dây chuyền sản xuất xi măng công suất nhỏ, dưới 3.500 tấn clinker/ngày thành trên 5.000 tấn clinker/ngày nhằm giảm tiêu hao nhiệt, tiêu hao điện, cùng với hệ thống thiết bị sử dụng thay thế nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải CO2…

PYROROTOR - hệ thống lò đốt nhiên liệu thay thế của KHD.

Trong đó, thay thế máy nghiền bi nghiền liệu hiện có bằng máy nghiền liệu cán ép nhằm giảm tiêu hao điện cho các dây chuyền sản xuất xi măng trên 3.500 tấn clinker/ngày đang hoạt động. Cải tạo bổ sung thêm hệ thống thiết bị đốt nhiên liệu thay thế để giảm than cho các hệ thống lò nung hiện có gần các nguồn nhiên liệu thay thế. Thay thế vòi đốt than hiện đại, thay thế ghi làm lạnh clinker hiệu suất thu hồi nhiệt cao nhằm giảm tiêu hao nhiệt cho các lò nung.

Theo Chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050, các dây chuyền công nghệ sản xuất đã đầu tư hay đầu tư mới đều phải giảm phát thải xuống từ 650 kg CO2/tấn xi măng trở xuống vào năm 2030. Để đạt mục tiêu này, đến hết năm 2025, 100% các dây chuyền sản xuất xi măng có công suất từ 2.500 tấn clinker/ngày trở lên phải lắp đặt và vận hành hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải; sử dụng tối thiểu 20% tro bay nhiệt điện hoặc chất thải công nghiệp khác làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker và làm phụ gia trong sản xuất xi măng và tăng lên 30% vào năm 2030. Việc sử dụng nhiên liệu thay thế lên đến 15% tổng nhiên liệu dùng để sản xuất clinker xi măng.

Trong bối cảnh năng lượng và nguyên nhiên liệu truyền thống dần cạn kiệt; biến đổi khí hậu ngày càng trầm trọng, xanh hóa ngành Xi măng, hướng đến phát triển bền vững là hướng đi tất yếu của ngành Xi măng Việt Nam và thế giới. Chặng đường trước mắt còn dài và nhiều gian nan nhưng đây là giai đoạn các doanh nghiệp xi măng đang chuyển mình mạnh mẽ để giải quyết những thách thức trước mắt và lâu dài.