Than là một trong những nguồn năng lượng quan trọng của toàn cầu, nhưng các chất độc hại thải ra trong quá trình đốt cháy than lại gây ra mối đe dọa cho môi trường và sức khỏe.
Việc đốt than thải ra nhiều chất độc hại, bao gồm carbon dioxide, lưu huỳnh dioxide và nitơ oxit, không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn làm trầm trọng thêm hiệu ứng nhà kính. Khi nhu cầu năng lượng sạch trên toàn cầu tăng lên, công nghệ than sạch đã xuất hiện, nhằm mục đích giảm thiểu tác động của quá trình đốt than đến môi trường. Tuy nhiên, liệu những công nghệ này có thực sự giải quyết được vấn đề ô nhiễm một cách hiệu quả không?
Công nghệ giảm thiểu ô nhiễm than có thể được chia thành hai loại: trước khi đốt và sau khi đốt. Mục đích chính của công nghệ đốt trước là làm sạch than để loại bỏ các tạp chất không cháy. Quá trình này có thể được thực hiện bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học. Làm sạch vật lý bao gồm các phương pháp như trọng lực, sử dụng sự khác biệt về mật độ giữa than và các khoáng chất khác để tách các thành phần không mong muốn.
Quá trình làm sạch bằng hóa chất thường bao gồm việc xử lý than nghiền bằng axit hoặc kiềm, mặc dù kỹ thuật này tốn kém và ít được sử dụng rộng rãi hơn so với các phương pháp vật lý.
Các công nghệ sau đốt chủ yếu liên quan đến việc thu giữ và xử lý các sản phẩm thải của quá trình đốt, bao gồm khí, vật chất dạng hạt và tro. Các công nghệ này bao gồm khử lưu huỳnh trong khí thải, khử xúc tác chọn lọc và lọc bụi tĩnh điện, có thể giảm hiệu quả lượng khí thải lưu huỳnh đioxit và nitơ oxit.
Thu giữ carbon là một thành phần quan trọng khác của công nghệ than sạch, nhằm mục đích thu giữ carbon dioxide được tạo ra trong quá trình đốt cháy và lưu trữ. Quá trình này có thể được chia thành quá trình thu giữ trước khi đốt và quá trình thu giữ sau khi đốt. Thu giữ trước khi đốt chủ yếu liên quan đến quá trình khí hóa than để sản xuất khí tổng hợp và sau đó tách carbon dioxide ra khỏi than.
Thu giữ sau khi đốt cháy thu giữ carbon dioxide trực tiếp từ khí thải. Cả hai phương pháp đều giúp giảm gánh nặng cho môi trường.
Công nghệ đốt oxy mới nhất sử dụng oxy thay vì không khí trong quá trình đốt cháy, loại bỏ sự can thiệp của nitơ và do đó đạt được khả năng thu giữ CO2 với chi phí thấp.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã có một số trường hợp thành công trong việc phát triển công nghệ than sạch. Lấy dự án Đập biên giới của Canada làm ví dụ. Kế hoạch này có cơ sở thu giữ carbon sau quá trình đốt cháy đầu tiên trên thế giới, có thể loại bỏ hiệu quả tới 90% carbon dioxide.
Tại Nhật Bản, để đáp ứng nhu cầu năng lượng sau khi cắt giảm sản lượng năng lượng hạt nhân, các nhà máy điện chạy bằng than năng lượng cao và phát thải thấp đã được chú ý và việc ứng dụng các công nghệ này đã thúc đẩy sự phát triển của than sạch. .
Mặc dù Hoa Kỳ đã đầu tư mạnh vào công nghệ than sạch nhưng vẫn phải đối mặt với những thách thức đáng kể trong quá trình triển khai thực tế. Cựu Tổng thống George W. Bush từng nhấn mạnh tầm quan trọng của công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon và đặt câu hỏi về tính khả thi về mặt kinh tế của nó.
Việc áp dụng rộng rãi công nghệ than sạch phụ thuộc phần lớn vào lợi ích kinh tế của nó. Bất chấp chi phí đầu tư và vận hành cao của các công nghệ hiện tại, nhiều quốc gia vẫn cam kết tìm kiếm các giải pháp để giảm chi phí. Ví dụ, các nhà máy điện chạy bằng than mới trong tương lai có thể sử dụng công nghệ khí hóa ngay từ đầu, giúp tách CO2 dễ dàng hơn và do đó giảm tổng chi phí vận hành.
Tuy nhiên, liệu những công nghệ này có thể được hiện thực hóa về mặt kinh tế hay không vẫn phụ thuộc vào mối liên kết giữa chính sách, quỹ và thị trường.
Ở Trung Quốc, khi mức tiêu thụ than tăng lên, nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu suất đốt cháy đã trở thành ưu tiên hàng đầu. Ấn Độ phải đối mặt với nhiều áp lực hơn do các vấn đề sức khỏe do ô nhiễm không khí gây ra. Mặc dù chính phủ đã xây dựng các chính sách liên quan để ứng phó, nhưng vẫn thiếu cơ chế phối hợp có hệ thống.
Mặc dù việc phát triển công nghệ than sạch đang phải đối mặt với nhiều thách thức, nhưng do nhu cầu giảm phát thải carbon trên toàn cầu tiếp tục tăng nên nhiều cải tiến và cải tiến công nghệ có thể sẽ xuất hiện trong tương lai. Đây không chỉ là vấn đề bảo vệ môi trường mà còn là vấn đề phát triển bền vững của nhân loại.
Vậy, trong khi thúc đẩy công nghệ than sạch, chúng ta có thực sự đạt được mục tiêu đôi bên cùng có lợi cho việc bảo vệ môi trường và lợi ích kinh tế hay không?