» Công nghệ thu CO₂ sau quá trình đốt sử dụng hoàn toàn bằng điện đang mở ra hướng đi mới cho ngành Xi măng trong cuộc đua giảm phát thải. CapsolEoP là giải pháp kỹ thuật của Capsol Technologies - công ty công nghệ có trụ sở tại Na Uy chuyên phát triển giải pháp thu giữ CO₂ khi kết hợp dung môi kali cacbonat với thiết kế tối ưu quy trình, giúp tận dụng hiệu quả nhiệt thải và giảm chi phí vận hành đáng kể.
Ngành Xi măng hiện là một trong những lĩnh vực phát thải CO₂ lớn nhất toàn cầu. Để đáp ứng các mục tiêu trung hòa carbon, các doanh nghiệp sản xuất xi măng trong ngành đang khẩn trương tìm kiếm giải pháp thu giữ CO₂ hiệu quả và phù hợp với điều kiện vận hành thực tế. Trong số các công nghệ đang được nghiên cứu, CapsolEoP nổi lên như một lựa chọn đáng chú ý: hệ thống thu CO₂ sử dụng điện, dễ tích hợp với nhà máy hiện hữu và đặc biệt phù hợp với đặc thù khí thải có nồng độ CO₂ cao trong sản xuất xi măng.
Nhu cầu và trở ngại
Trước sức ép giảm phát thải, nhiều nhà máy xi măng đang triển khai chiến lược thu giữ CO₂ bằng cách đánh giá các công nghệ hiện có. Ba hướng tiếp cận chính gồm:
- Oxy đốt: Công nghệ chưa trưởng thành, khó cải tạo.
- Tách CO₂: Dễ tích hợp nhưng chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn.
- Dung môi sử dụng sau quá trình đốt: Được đánh giá là giải pháp trưởng thành và khả thi nhất hiện nay.
Tuy nhiên, các công nghệ sử dụng amine là dung môi phổ biến, gặp nhiều rào cản khi áp dụng cho khí thải xi măng. Lượng tạp chất cao khiến dung môi dễ bị phân hủy, làm tăng chi phí vận hành và phát sinh rủi ro môi trường. Ngoài ra, phần lớn các hệ thống này cần nhiệt lượng lớn để tái sinh dung môi, trong khi nhiều nhà máy xi măng không có đủ nhiệt thải để cấp cho hệ thống thu CO₂ mà không phải bổ sung thêm nguồn nhiệt từ điện hoặc nhiên liệu.
Mô tả quy trình đơn giản hóa của hệ thống CapsolEoP.
Giải pháp CapsolEoP
Capsol Technologies đã phát triển giải pháp CapsolEoP nhằm giải quyết những hạn chế lớn của các công nghệ thu CO₂ hiện có trong ngành Xi măng. Đây không chỉ là một hệ thống thu CO₂ chạy hoàn toàn bằng điện, mà còn là một giải pháp tích hợp toàn diện kết hợp dung môi vô cơ, thiết kế quy trình thông minh và khả năng tận dụng nhiệt thải hiệu quả.
Trái với các hệ thống sử dụng amine vốn dễ bị phân hủy và phát tán ra môi trường, CapsolEoP sử dụng dung môi kali cacbonat - một chất hấp phụ ổn định về mặt nhiệt và hóa, không bay hơi và không tạo ra sản phẩm phụ gây hại. Nhờ đặc tính này, quá trình thu CO₂ diễn ra an toàn hơn, dễ được cấp phép môi trường hơn và ít tốn chi phí xử lý phụ trợ.
Bên cạnh đó, giải pháp này còn tận dụng nguyên lý chu trình nhiệt động khép kín: nhiệt sinh ra từ quá trình nén khí được tái sử dụng để tái sinh dung môi và tạo hơi, giúp toàn bộ quy trình hoạt động độc lập mà không cần bổ sung nhiệt từ bên ngoài. Nhờ đó, CapsolEoP vừa giảm tiêu hao năng lượng, vừa tối ưu chi phí vận hành.
Tùy điều kiện từng nhà máy xi măng, công nghệ CapsolEoP có thể hoạt động theo ba cấu hình:
- Không tích hợp nhiệt thải: Hoạt động độc lập, chỉ cần kết nối với nguồn khí thải, phù hợp với retrofit nhanh, CAPEX thấp.
- Tích hợp nhiệt thải cấp thấp hoặc cao: Giảm điện tiêu thụ đáng kể.
- Tích hợp cả nhiệt thải cấp thấp và cao: Tối ưu hiệu suất, mức tiêu thụ điện có thể giảm dưới 100 kWh/t CO₂.
Với nồng độ CO₂ trong khí thải xi măng dao động từ 15 - 20%, CapsolEoP vận hành đặc biệt hiệu quả, vượt trội so với các hệ thống sử dụng amine hay ammonia lạnh cả về tiêu hao năng lượng lẫn tính ổn định vận hành.
Đang được triển khai
Hệ thống CapsolEoP hiện đang bước vào giai đoạn triển khai thực tế. Một trong những minh chứng rõ ràng nhất là việc công ty năng lượng Stockholm Exergi (Thụy Điển) đã lựa chọn hệ thống này cho dự án thu và lưu trữ CO₂ từ sinh khối (BECCS) với quy mô lên tới 800 000 tấn CO₂ mỗi năm. Quyết định đầu tư chính thức được đưa ra vào ngày 27/03/2025 và dự án hiện đang trong giai đoạn thi công xây dựng.
Trong ngành Xi măng, Capsol Technologies đang hợp tác với nhiều nhà sản xuất lớn tại châu Âu để đánh giá tính khả thi của giải pháp này trước khi triển khai quy mô lớn. Công ty đã triển khai 3 hệ thống trình diễn di động có tên CapsolGo, đây là các thiết bị thu giữ CO₂ quy mô nhỏ được tích hợp sẵn trên khung gầm di động, có thể vận chuyển đến trực tiếp các nhà máy.
Hệ thống trình diễn CapsolGo được lắp đặt tại nhà máy Xi măng SCHWENK Akmenes ở Litva.
Hai trong ba hệ thống CapsolGo hiện đang được lắp đặt và vận hành tại các nhà máy xi măng lớn ở châu Âu, trực tiếp xử lý nguồn khí thải thực tế tại chỗ. Các thử nghiệm này nhằm đánh giá hiệu quả thu CO₂, tiêu thụ năng lượng và khả năng tích hợp của CapsolEoP với các điều kiện vận hành cụ thể của từng dây chuyền sản xuất xi măng. Kết quả từ các đợt trình diễn này sẽ giúp hoàn thiện thiết kế kỹ thuật cho các dự án triển khai toàn phần sau này.
Với thiết kế vận hành hoàn toàn bằng điện, khả năng tận dụng linh hoạt nhiều mức nhiệt thải và hiệu suất cao ở dải nồng độ CO₂ phổ biến trong khí thải lò nung xi măng (15 - 20%), hệ thống CapsolEoP đang chứng minh tính hiệu quả và thực tiễn khi ứng dụng vào ngành Xi măng. Giải pháp này có thể được triển khai như một hệ thống bổ sung trên nền hạ tầng hiện hữu, không đòi hỏi cải tạo lớn hay làm gián đoạn hoạt động sản xuất. Đây là lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm công nghệ thu CO₂ vừa đáp ứng mục tiêu giảm phát thải, vừa tối ưu chi phí và thời gian triển khai.
dịch từ Worldcement
