Lý do sử dụng các nguyên liệu, nhiên liệu thay thế cho các nhiên liệu truyền thống
Việc lựa chọn sử dụng các nguyên, nhiên liệu thay thế được cân nhắc bởi một số lý do sau:
- Tác động đối với lượng phát thải khí CO2 và lượng nhiên liệu tiêu dùng
- Tác động tới chi phí nhiên liệu
- Tác động của các phát thải khác
- Tác động tới hoạt động khai thác mỏ
Quản lý sự phát thải khí CO2
Ngành công nghiệp sản xuất xi măng đã cam kết điều chỉnh và giảm lượng phát thải khí CO2, ngành này sản sinh ra 5% lượng CO2 phát thải toàn cầu do con người tạo ra. Một nửa lượng phát thải này là do các quá trình hóa lý phân hủy đá vôi, đá sét ban đầu đến khi hình thành clinker, 40% sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu, 10% còn lại là từ việc sử dụng các thiết bị điện và vận tải.
Ngành sản xuất xi măng đã sản sinh ra 5% lượng CO2 phát thải toàn cầu
Với mục tiêu hạn chế sự phát thải khí CO2, có ba hướng công nghệ chính để giảm tổng lượng CO2 phát thải:
• Tối ưu hóa các quá trình công nghệ và các thiết bị liên quan nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên, nhiên liệu.
• Cắt giảm lượng nhiên liệu hóa thạch truyền thống thay vào đó tận dụng các nhiên liệu sinh khối hoặc các loại chất thải và sử dụng các loại nguyên liệu có hàm lượng cacbon thấp.
• Giảm tỷ lệ clinker trong xi măng, bằng việc sử dụng các nguyên liệu thay thế (mà không sản xuất bằng các quá trình nhiệt), để giảm lượng CO2 phát thải trên 1 tấn sản phẩm.
Vì vậy việc sử dụng các nguyên, nhiên liệu thay thế có thể giảm đáng kể lượng khí CO2 phát thải từ các nhà máy đơn lẻ cũng như toàn xã hội nói chung.
Giảm chi phí nguyên, nhiên liệu
Chi phí cho nhiên liệu chiếm tỷ lệ lớn trong tổng chi phí sản xuất trong ngành công nghiệp xi măng. Những nhiên liệu tận dụng sẽ rẻ hơn các nhiên liệu hóa thạch truyền thống (than, dầu...). Giá thành các loại nhiên liệu tận dụng cũng rất khác nhau tùy thuộc vào loại chất thải và điều kiện từng khu vực. Đổi lại, với giá cả thấp như vậy các nguyên, nhiên liệu đa số phải qua sơ chế trước và gia công đạt được độ đồng đều đáp ứng yêu cầu để sử dụng trong các nhà máy xi măng. Thêm vào đó có thể phải lắp thêm một số thiết bị, điều chỉnh các chỉ số công nghệ d dể kiểm soát lượng phát thải, đảm bảo an toàn và đáp ứng các chỉ tiêu về môi trường.
Rất nhiều hợp chất có thể thay thế các loại nguyên liệu, nhiên liệu, phụ gia được thải ra hoặc là sản phẩm phụ của ngành nông nghiệp, công nghiệp và các ngành khác được thải ra bãi rác, xử lý hoặc thiêu hủy. Trong đó nhiều chất thải hữu cơ thải ra tại các bãi rác có thể giải phóng ra khí metal (khí này gây hiệu ứng nhà kính lớn hơn cả CO2) và có thể gây ô nhiễm nguồn nước.
Rác thải cũng có thể được sử dụng làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất xi măng
Một quá trình đốt rác thông thường sẽ sinh ra CO2 và tro của nó (đặc biệt trong ngành công nghiệp kim loại nặng nên khi thải ra ngoài phải rất cẩn trọng). Hầu hết các lò thiêu hủy này không thu hồi năng lượng được, trong khi đó một nhà máy xi măng có thể kết hợp và sử dụng các loại tro vô cơ để làm phụ gia ch o xi măng. Như vậy sẽ hạn chế các ch ất thải ra môi trường từ các ngành nghiệp khác. Một đặc điểm lợi thế của các nhà máy xi măng khi tận dụng đốt và sử dụng các chất thải là tro của quá trình cháy có thể tham gia vào quá trình tạo khoáng của clinker, còn nhiệt lượng sinh được cung cấp cho quá trình nung luyện. Việc sử dụng các ch ất thải cũng như sản phẩm phụ công nghiệp trong các nhà máy xi măng không những giảm được nhu cầu các loại nguyên liệu, nhiên liệu hóa thạch mà còn có hiệu quả to lớn về mặt xã hội. Đó được coi là một mô hình sản xuất bền vững và sử dụng hiệu quả các nguồn lực nên được định hướng và phát triển.
Giảm bớt nhu cầu khai thác nguồn nguyên, nhiên liệu hóa thạch
Hầu hết nguyên, nhiên liệu, phụ gia truyền thống được sử dụng trong quá trình sản xuất xi măng được khai thác từ các mỏ. Trong đó một lượng nhiên liệu rất lớn được sử dụng là nhiên liệu hóa thạch và không có khả năng tái sinh. Việc khai thác, phân tách, chế biến và vận chuyển các nguyên liệu này cũng có tác động đáng kể về lâu dài tới môi trường gồm nguồn nước, đất và khí quyển, chưa kể là ảnh hưởng tới cảnh quan của khu vực. Việc sử dụng các chất thải làm nguyên, nhiên liệu thay thế sẽ giảm bớt nhu cầu khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng như những ảnh hưởng xấu tới sinh thái môi trường.
Xu thế hiện nay trong khi sử dụng các nguồn nguyên, nhiên liệu thay thế
Chính phủ các quốc gia, các khu vực trên thế giới đang hiểu ra rằng các nhà máy xi măng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và quản lý chất thải có hiệu quả.
Việc thaythế các nguyên, nhiên liệu truyền thống bằng các nguyên liệu thay thế đã được thực hiện rất có hiệu quả, ở một số nước trên thế giới đã bắt đầu sử dụng nguyên liệu thay thế từ gần 30 năm nay, còn một số nước đang tích cực xúc tiến áp dụng giải pháp này.
Các nguyên liệu thay thế gồm: xỉ lò cao, xỉ than, tro bay, phụ phẩm thạch cao, xỉ công nghiệp luyện kim màu, cặn của ngành công nghiệp than, giấy...
