Nguồn: Internet

Những vật liệu, thiết bị từ các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy điện năng lượng tái tạo tìm thấy cuộc sống mới ở thị trường tái chế

Thị trường linh kiện thiết bị điện được tái chế đang tăng lên do các vấn đề về chuỗi cung ứng toàn cầu đang diễn ra, đặc biệt là trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Chuỗi cung ứng “vòng tròn”, trong đó nguyên liệu được tái chế và tái sử dụng trong cùng một loại sản phẩm, cung cấp giải pháp cho các công ty gặp khó khăn trong việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu thô.

Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ cho biết tái chế chất thải từ các tấm pin mặt trời hết thời hạn sử dụng giúp thu hồi các vật liệu có giá trị và tạo thêm việc làm. Họ cũng dự báo rằng đến năm 2030, giá trị tích lũy của các nguyên liệu thô thu hồi từ tấm pin hết niên hạn sử dụng trên toàn cầu sẽ vào khoảng 450 triệu USD, tương đương với chi phí nguyên vật liệu cần để sản xuất khoảng 60 triệu tấm pin mới. Việc chuyển đổi từ chôn lấp sang tái chế các tấm pin mặt trời không chỉ giúp tiết kiệm không gian trong các bãi chôn lấp mà còn tiết kiệm các nguyên liệu thô.

Hình 1. Nhà để xe đạp ở Đan Mạch được làm từ cánh tuabin gió tái chế (Nguồn: POWER)

Một số vật liệu có thể được tái chế từ nhà máy điện mặt trời và điện gió, bao gồm nhôm, đồng, thủy tinh và nhựa. Theo ENGIE, công ty tiện ích đa quốc gia của Pháp, các thành phần trong tuabin gió về cơ bản có thể tái chế 100%. Các bộ phận khác nhau của chúng được tháo dỡ, phân loại, gửi đến các kênh thu hồi chuyên dụng và sau đó được tái chế thành các sản phẩm hữu ích khác.

Tương tự, các thành phần từ nhà máy nhiệt điện cũng có thể được tái chế. Hợp kim niken, hợp kim coban, hợp kim sắt, các siêu hợp kim khác nhau (vonfram, molypden, niobi, tantali, v.v.), titan, nhôm, inconels, hợp kim thép không gỉ v.v. có thể được tái chế từ các tuabin khí hết niên hạn sử dụng.

Theo ông Dan Scholz, Giám đốc ngành Năng lượng & Dịch vụ phụ trợ tại Arthur D. Little, một công ty tư vấn quản lý quốc tế, các thiết bị chính của các nhà máy điện, chẳng hạn như tuabin và máy phát điện, có thể được chuyển giao cho các nhà máy điện khác hoặc bán cho các đơn vị thu mua sắt vụn.

Hình 2. Gạch được làm từ tro bay của nhà máy điện than (Nguồn: POWER)

Tro bay là một sản phẩm phụ từ việc đốt than trong nhà máy nhiệt điện và đã được tái sử dụng trong nhiều năm nay để làm phụ gia trong sản xuất vách thạch cao (ván tường), bê tông đầm lăn, phụ gia xi măng, vật liệu lợp mái, gạch (Hình 2) và một số sản phẩm khác phục vụ xây dựng.

Frank Bodami, Chủ sở hữu của Công ty phá dỡ Total Wrecking & Environmental có trụ sở tại New York, cho biết công ty của ông đang nỗ lực tái chế hoặc tái sử dụng ở mức tối đa tại mỗi dự án. Tùy thuộc vào dự án, vật liệu tái chế có thể bao gồm kim loại, gạch, bê tông, đá, nhựa đường, gỗ, thủy tinh, giấy, nhựa, điện tử, dầu hoặc bất kỳ vật liệu nào khác có thể tiêu thụ trên thị trường tái chế.

Bodami chia sẻ:“Các kim loại được phân loại theo loại và kích thước để tái chế theo yêu cầu của khách hàng, và được vận chuyển đến các nhà máy thép và các xưởng sản xuất kim loại màu và phôi khác. Gạch, bê tông, đá và thủy tinh có thể được nghiền nát và tái sử dụng làm vật liệu san lấp tại khu vực dự án hoặc bán ra thị trường làm vật liệu tổng hợp cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau”.

Tái chế nhiên liệu hạt nhân và các vật liệu khác

Mỹ tiếp tục nghiên cứu việc sử dụng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng để cung cấp năng lượng cho các lò phản ứng tiên tiến, nhưng việc sử dụng nhiên liệu hạt nhân tái chế đã bị cấm ở Hoa Kỳ kể từ năm 1977. Tuy nhiên, ở một số quốc gia khác, nhiên liệu hạt nhân được tái sử dụng, vì nhiên liệu đã sử dụng thường giữ lại khoảng 95% uranium ban đầu của nó. Pháp đã sử dụng nhiên liệu hạt nhân tái chế trong các lò phản ứng của mình trong nhiều thập kỷ.

Ông Scholz cũng cho biết:“Mặc dù chưa mang lại lợi nhuận, nhưng việc tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ đầy hứa hẹn. Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương có kỹ thuật tái chế nhiên liệu mới bằng cách quay ly tâm bùn hóa học của uranium đã qua sử dụng thông qua một máy ly tâm công suất lớn. Ngoài ra, các kỹ thuật cung cấp năng lượng cho các lò phản ứng bằng nhiên liệu đã qua sử dụng đang được nghiên cứu bởi các công ty, trong đó có TerraPower, được tài trợ bởi Bill Gates (người sáng lập Microsoft)”.

Khi việc lưu trữ năng lượng trở nên phổ biến hơn, việc tái chế pin và vật liệu cũng là một chủ đề đáng để thảo luận, đặc biệt là xung quanh những thách thức trong việc xử lý các vật liệu thường được phân loại là chất thải nguy hại.

Theo ông Peter Wright, một đối tác tại Barnes & Thornburg (công ty luật có trụ sở tại Washington, D.C), một trong những thách thức lớn nhất khi tham gia vào quá trình tái chế thiết bị nhà máy điện là các nhà sản xuất đổi mới thiết kế và thành phần của thiết bị liên tục để giảm chi phí, nâng cao công suất và nâng cao độ tin cậy. Các nhà tái chế cũng gặp khó khăn trong việc điều chỉnh để thực hiện các khoản đầu tư, cũng như xây dựng và lắp đặt các thiết bị cần thiết để bắt kịp với những thay đổi này. Ông cũng cho rằng, cùng với sự đổi mới trong công nghệ sản xuất điện và lưu trữ năng lượng, cũng cần phải đổi mới và cải thiện khả năng tái chế các vật liệu có giá trị trong công nghệ đó.

Bodami cho biết công ty của ông có thể đạt được tỷ lệ tái chế và tái sử dụng từ 95% đến 99% các vật liệu xây dựng từ một dự án. Ông cũng làm rõ thêm: “Có thể bán lại hoặc tái chế nhiều vật liệu, bao gồm các thiết bị công nghiệp còn đang hoạt động được, bồn chứa, van, máy bơm, động cơ, máy phát điện, máy biến áp và những thiết bị tương tự. Những thiết bị này có thể được tiếp thị cho các công ty trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các nhóm thu hồi tài sản của chúng tôi thực hiện theo hướng dẫn kỹ lưỡng để xác định và lập danh mục các vật liệu, thiết bị có giá trị bán lại cao hơn giá trị phế liệu hoặc tái chế”.

Tái chế trong ngành năng lượng tái tạo

Phần lớn các cuộc thảo luận về việc tái chế các vật liệu, thiết bị của ngành năng lượng xoay quanh năng lượng tái tạo - phải làm gì với các tấm pin mặt trời và cánh tuabin gió khi chúng hết niên hạn sử dụng?

Tuổi thọ của các vật liệu, thiết bị trong các nhà máy điện năng lượng tái tạo thường từ 20 đến 30 năm. Tuy nhiên, tốc độ phát triển công nghệ nhanh chóng đồng nghĩa với việc thiết bị có thể bị lỗi thời tương đối nhanh và có thể tạo ra các loại rác thải phức tạp. Rác thải phát sinh từ cơ sở hạ tầng năng lượng sạch hết niên hạn được dự báo sẽ tăng lên gấp 30 lần trong vòng 10 năm tới. Điều này mở ra cơ hội giảm tiêu thụ nguyên liệu thô thường được sử dụng trong công nghệ pin bằng cách tái chế kim loại và đưa các nguyên liệu quý giá khác trở lại hệ thống sản xuất.

Ken Irvin, đồng trưởng nhóm ngành năng lượng toàn cầu của Sidley, phát biểu rằng: “Làm thế nào để tái sử dụng và tái chế các cấu phần từ năng điện lượng gió, năng lượng điện mặt trời và pin lưu trữ là một vấn đề quan trọng cần được quan tâm sớm. Chúng tôi thấy một thị trường đầy tiềm năng để tái chế thép và các vật liệu khác, hy vọng sẽ trở thành một thị trường sôi động và phát triển. Thật vậy, từ sự phức tạp của chuỗi cung ứng và xung đột toàn cầu mà chúng ta đang thấy ngày nay, việc tái sử dụng kim loại và các thành phần khác là một giải pháp rất quan trọng để giúp giảm thiểu rủi ro chính trị và gián đoạn nguồn cung cấp”.

Ông Scholz cho biết thêm:“Một trong những thách thức lớn nhất đối với các công ty tái chế thiết bị phát điện là hiệu quả về chi phí. Nhưng chúng tôi nhận thấy rằng công nghệ có thể giúp giải quyết vấn đề này”.

Như vậy, việc tái chế, tái sử dụng các cấu phần của nhà máy điện dừng vận hành không chỉ mang lại lợi ích to lớn về kinh tế, nó còn giúp giảm tác động tới môi trường, giảm phát thải cacbon cho các ngành liên quan như xây dựng, chế tạo, luyện kim,v.v. Theo xu hướng phát triển năng lượng sạch và giảm phát thải cacbon trên toàn thế giới, nhiều nhà máy điện sẽ dừng hoạt động và tháo dỡ trong thời gian sắp tới. Trong bối cảnh đó, việc tái chế và tái sử dụng các cấu phần của nhà máy điện sẽ trở thành vấn đề cấp thiết.

Thực hiện: Phạm Quốc Việt

Tham khảo:

[1] Darrell Proctor. (May 2, 2022). There’s Value in Old Power Generation Components. Trích dẫn ngày 20/5/2022, từ
https://www.powermag.com/theres-value-in-old-power-generation-components.