Doanh nghiệp xi măng đổi mới công nghệ để tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng

Tiết kiệm năng lượng – chìa khóa nâng cao hiệu quả sản xuất xi măng

Ngành công nghiệp xi măng được xếp vào nhóm ngành tiêu thụ năng lượng lớn, trong đó chi phí điện và nhiệt chiếm tỷ trọng đáng kể trong giá thành sản phẩm. Trung bình, để sản xuất một tấn xi măng cần khoảng 90–100 kWh điện, còn để sản xuất một tấn clinker cần tới 750–800 kcal/kg nhiệt năng, tương đương hàng trăm kilôgam than tiêu chuẩn. Chính mức tiêu hao năng lượng lớn này khiến chi phí sản xuất xi măng luôn chịu áp lực, đặc biệt trong bối cảnh giá điện, giá nhiên liệu liên tục biến động.

Không chỉ đối mặt với bài toán chi phí, các doanh nghiệp xi măng còn chịu sức ép ngày càng lớn từ các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Việc Liên minh châu Âu (EU) triển khai cơ chế điều chỉnh thuế carbon biên giới (CBAM) hay các tiêu chuẩn phát thải khắt khe tại nhiều thị trường xuất khẩu buộc doanh nghiệp phải giảm tiêu hao năng lượng, cắt giảm phát thải CO₂ nếu muốn duy trì và mở rộng thị phần. Trong bối cảnh đó, tiết kiệm năng lượng không còn là giải pháp tình thế mà đã trở thành chiến lược dài hạn, quyết định năng lực cạnh tranh và sự phát triển bền vững của doanh nghiệp xi măng.

Một trong những giải pháp được các doanh nghiệp xi măng triển khai mạnh mẽ trong những năm gần đây là thu hồi nhiệt thải để phát điện (Waste Heat Recovery – WHR). Công nghệ này tận dụng nguồn nhiệt dư phát sinh trong quá trình nung clinker để sản xuất điện phục vụ ngược lại cho hoạt động của nhà máy. Theo các tính toán, nếu toàn bộ các nhà máy xi măng tại Việt Nam đầu tư hệ thống WHR, tổng công suất phát điện có thể đạt gần 200 MW, giúp giảm khoảng 20% lượng điện tiêu thụ từ lưới quốc gia. Không chỉ mang lại lợi ích kinh tế, WHR còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh.

Xi măng Tân Thắng, một trong những đơn vị tiên phong đưa vào vận hành hệ thống thu hồi nhiệt thải để phát điện (WHR). Ảnh: ximang.vn

Bên cạnh WHR, nhiều doanh nghiệp cũng tập trung cải tiến công nghệ lò nung và thiết bị nghiền. Đây là những khâu tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong dây chuyền sản xuất xi măng. Việc ứng dụng lò nung hiệu suất cao, tháp trao đổi nhiệt nhiều tầng hay máy nghiền hiện đại giúp giảm đáng kể mức tiêu hao điện và nhiệt, đồng thời nâng cao độ ổn định của quá trình sản xuất. Nhờ đó, chất lượng clinker và xi măng được cải thiện, sản phẩm đồng đều hơn và đáp ứng tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe.

Một hướng đi khác đang được quan tâm là giảm tỷ lệ clinker thông qua sử dụng phụ gia khoáng và vật liệu thay thế như tro bay, xỉ lò cao hoặc đất sét nung (calcined clay). Giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng trong khâu nung clinker mà còn giảm phát thải CO₂, đồng thời tạo ra các dòng sản phẩm xi măng phù hợp với xu hướng vật liệu xây dựng xanh trên thị trường quốc tế.

Ngoài ra, việc ứng dụng công nghệ số và tự động hóa trong quản lý và vận hành cũng đang mang lại hiệu quả rõ rệt. Các hệ thống giám sát năng lượng, điều khiển tối ưu theo thời gian thực giúp doanh nghiệp theo dõi chặt chẽ mức tiêu thụ điện, than, nước; kịp thời phát hiện lãng phí và điều chỉnh quy trình sản xuất. Nhờ đó, năng suất được nâng cao, tổn thất giảm và hiệu quả sử dụng năng lượng được tối ưu hóa.

Doanh nghiệp xi măng chủ động tiết kiệm năng lượng để bứt phá

Thực tế cho thấy, nhiều doanh nghiệp xi măng đã gặt hái những kết quả rõ rệt từ việc đầu tư các giải pháp tiết kiệm năng lượng, coi đây là đòn bẩy quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Tiêu biểu trong xu hướng này là Công ty Cổ phần Xi măng Tân Thắng, một trong những đơn vị tiên phong đưa vào vận hành hệ thống thu hồi nhiệt thải để phát điện (WHR) với công suất gần 8,65 MW. Nhờ đó, nhà máy tiết kiệm khoảng 25–30% điện năng tiêu thụ, tương đương hơn 80 tỷ đồng mỗi năm. Việc chủ động nguồn điện từ nhiệt thải không chỉ giúp Tân Thắng giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần đáng kể vào mục tiêu giảm phát thải CO₂, hướng tới sản xuất “xi măng xanh”.

Cùng đi theo hướng đầu tư bài bản cho tiết kiệm năng lượng, Vicem Bút Sơn, đơn vị thành viên của Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM), đã triển khai hệ thống WHR công suất gần 12 MW, tạo ra hơn 69,6 triệu kWh điện mỗi năm, đáp ứng 25–30% nhu cầu năng lượng của nhà máy. Nhờ nguồn điện tự sản xuất này, doanh nghiệp tiết kiệm được hàng trăm tỷ đồng chi phí, đồng thời giảm hàng chục nghìn tấn CO₂ phát thải ra môi trường. Song song với đó, Vicem Tam Điệp cũng đưa vào vận hành hệ thống WHR công suất 6 MW, sản xuất hơn 36.000 MWh điện mỗi năm, góp phần nâng cao hiệu quả năng lượng và ổn định hoạt động sản xuất.

Không chỉ các doanh nghiệp thuộc VICEM, Xi măng Long Sơn cũng là một ví dụ điển hình cho hiệu quả của việc đầu tư công nghệ tiết kiệm năng lượng. Với hệ thống WHR quy mô lớn, doanh nghiệp tạo ra khoảng 260 triệu kWh điện mỗi năm, đáp ứng gần 30% nhu cầu điện cho sản xuất. Việc chủ động nguồn năng lượng giúp Long Sơn giảm mạnh chi phí, nâng cao tính ổn định của dây chuyền, qua đó cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả vận hành tổng thể.

Trong khi đó, ở góc độ tập đoàn, với mức tiêu thụ năng lượng lớn, Tập đoàn Xi măng Vissai luôn coi việc tối ưu hóa sử dụng điện và giảm chi phí sản xuất là nhiệm vụ trọng tâm. Một trong những giải pháp nổi bật mà tập đoàn này áp dụng là đầu tư công nghệ phát điện từ thu hồi nhiệt thải. Công nghệ tiên tiến của châu Âu này đã được Vissai tích hợp ngay trong quá trình xây dựng Nhà máy Xi măng Đô Lương, và hệ thống đã vận hành ổn định từ đầu năm 2017.

Nhà máy Xi măng Đô Lương triển khai nhiều giải pháp tiết kiệm năng lượng để nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm. Ảnh: TH/báo Nghệ An

Hệ thống phát điện từ thu hồi nhiệt thải tại Nhà máy Xi măng Đô Lương hoạt động bằng cách tận dụng nhiệt từ khí thải và không khí thải của dây chuyền sản xuất clinker để tạo hơi nước quay tua-bin phát điện. Nhờ đó, nhà máy vừa giảm chi phí sản xuất, vừa hạn chế tác động đến môi trường. Sau khi đi qua hệ thống thu hồi nhiệt, khí thải tiếp tục được làm sạch bụi và làm mát trước khi thải ra khí quyển, bảo đảm các yêu cầu về môi trường. Thống kê cho thấy, hệ thống này tạo ra hơn 100 triệu kWh điện mỗi năm, cung cấp tới 39% tổng lượng điện tiêu thụ của nhà máy.

Không dừng lại ở đó, nhằm đa dạng hóa nguồn năng lượng sạch, Nhà máy Xi măng Đô Lương dự kiến đưa vào vận hành hệ thống điện mặt trời vào tháng 5/2024. Tận dụng diện tích mái các kho chứa nguyên liệu, hệ thống này dự kiến tạo ra trung bình 170 MWh mỗi tháng, tương đương khoảng 0,8% tổng nhu cầu điện của nhà máy, góp phần giảm thêm lượng điện mua từ lưới.

Song song với các dự án đầu tư lớn, Đô Lương còn triển khai nhiều giải pháp tiết kiệm năng lượng mang tính vận hành, như lắp đặt biến tần cho các quạt và thiết bị điện chính nhằm giảm điện năng tiêu thụ. Nhờ các giải pháp đồng bộ này, nhà máy đạt sản lượng điện tự sản xuất hơn 100 triệu kWh mỗi năm, giúp giảm chi phí khoảng 159 tỷ đồng và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Ở một góc độ khác, Công ty Cổ phần Xi măng Song Lâm lại tập trung vào các giải pháp quản lý năng lượng linh hoạt. Ông Phạm Xuân Khánh, Phó Giám đốc Sản xuất công ty, cho biết doanh nghiệp đã tối ưu hóa hoạt động thiết bị bằng cách luân phiên tắt máy trong giờ cao điểm để giảm chi phí điện trên mỗi đơn vị clinker. Giải pháp này giúp tiết kiệm 14,5 tỷ đồng nhờ chênh lệch giá điện giữa các khung giờ. Đồng thời, Song Lâm cũng kiểm soát chặt chẽ hệ thống chiếu sáng, thay thế toàn bộ đèn kém hiệu quả bằng đèn LED và thiết lập lịch bật – tắt phù hợp cho từng khu vực trong nhà máy.

Những nỗ lực tiết kiệm năng lượng nói trên không chỉ mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp mà còn giúp các doanh nghiệp xi măng ổn định chất lượng sản phẩm, giảm sự phụ thuộc vào điện lưới và nâng cao khả năng thích ứng trước biến động của thị trường năng lượng. Quan trọng hơn, việc giảm phát thải CO₂ và các khí nhà kính giúp doanh nghiệp đáp ứng các yêu cầu môi trường ngày càng khắt khe, mở rộng cơ hội xuất khẩu và gia tăng lợi thế cạnh tranh.

An Dương