Đồng Xử Lý Chất Thải: Con Đường Xanh Cho Công Nghiệp Xi Măng Việt Nam

Ngành xi măng Việt Nam đang đứng trước một lựa chọn chiến lược: chuyển từ việc chủ yếu tiêu thụ than đá, sử dụng nguyên, nhiên liệu hóa thạch truyền thống, sang việc tận dụng nguồn chất thải khổng lồ của xã hội làm nguyên liệu và nhiên liệu thay thế. Tức mô hình “đồng xử lý” (co-processing) trong lò nung clinker. Mô hình này không chỉ mang ý nghĩa môi trường, giảm phát thải CO₂, giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch. Điều này mở ra khả năng kinh tế mới: tận dụng chất thải làm tài nguyên, tiết kiệm chi phí nhiên liệu, hướng tới nền kinh tế tuần hoàn.

Tuy nhiên, dù lợi ích rõ ràng, việc mở rộng mô hình đồng xử lý vẫn còn nhiều rào cản từ phía chính sách, kỹ thuật và kinh tế. Ngay cả khi đã có những doanh nghiệp tiên phong như INSEE Ecocycle (thuộc Siam City Cement Vietnam) hay Công ty CP Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình (HBHTE) chứng minh tính khả thi, thì để trở thành giải pháp phổ biến toàn ngành vẫn còn chặng đường dài.

Tiềm năng và lợi ích đa chiều của “Đồng Xử Lý”

Đồng xử lý chất thải trong sản xuất clinker không chỉ là một phương pháp xử lý rác đơn thuần mà là một chiến lược toàn diện mang lại lợi ích kép cho môi trường và kinh tế.

1.1. Lợi ích Môi trường và Giảm Phát thải CO2

Lợi ích rõ rệt nhất của đồng xử lý là giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Việc thay thế than đá bằng chất thải có nhiệt trị cao như Nhiên liệu Phái sinh từ Rác (RDF – Refuse Derived Fuel) hoặc Nhiên liệu Phái sinh Đặc tính (SRF – Specified Refuse Derived Fuel) giúp giảm lượng than tiêu thụ trực tiếp. Trong ngành xi măng, phát thải CO2 đến từ hai nguồn chính: đốt nhiên liệu (khoảng 40%) và khử carbon trong đá vôi (khoảng 60%). Giảm tiêu thụ than trực tiếp sẽ trực tiếp cắt giảm 40% lượng CO2 này.

Hơn nữa, việc chuyển hướng hàng chục triệu tấn chất thải rắn sinh hoạt (MSW) và chất thải công nghiệp từ các bãi chôn lấp sang lò nung xi măng giúp giảm thiểu phát thải Methane CH4, một loại khí nhà kính có khả năng làm ấm toàn cầu cao gấp 25 lần CO2. Bằng cách tận dụng triệt để vật liệu thải, đồng xử lý còn đóng góp vào mục tiêu bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giảm khai thác đá vôi, đất sét, và các phụ gia khác.

1.2. Nguồn Năng lượng Tiềm năng Khổng lồ từ Chất thải

Theo thống kê, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam đạt khoảng 23,3 triệu tấn/năm, tương đương hơn 64.000 tấn/ngày. Mặc dù nhiệt trị trung bình của rác thải tại Việt Nam (1.500–2.000 kcal/kg) còn thấp so với các nước phát triển do tỉ lệ ẩm cao và nhiều chất hữu cơ, nếu được tiền xử lý và chuyển hóa thành đạt nhiệt trị cao hơn, nguồn năng lượng này có thể tương đương với 5,8 đến 7,8 triệu tấn than.

Với nhu cầu than hàng năm của ngành xi măng là 9–11 triệu tấn, tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng chất thải rắn là cực kỳ lớn. Các mục tiêu quốc gia được định hướng rõ trong Quyết định 1266/QĐ-TTg (2020) đặt ra mốc:

• Đến năm 2025, tối thiểu 20% nguyên liệu trong sản xuất clinker phải là vật liệu tái sử dụng.
• Đến năm 2030, tỷ lệ nhiên liệu thay thế đạt 15% và hướng tới 30% vào giai đoạn 2031–2050.

Việc đạt được các mục tiêu này sẽ đưa ngành xi măng trở thành một phần quan trọng của chuỗi giá trị xử lý rác thải quốc gia.

1.3. Ưu thế Kỹ thuật Vượt trội của Lò Nung Xi Măng

Lò nung clinker được xem là giải pháp xử lý chất thải an toàn và hiệu quả nhất do các điều kiện vận hành tối ưu:

1. Nhiệt độ Cực cao: Nhiệt độ trong vùng nung đạt 1.450 độ C, và nhiệt độ ngọn lửa có thể lên tới 2.000 độ C. Nhiệt độ này đảm bảo tiêu hủy hoàn toàn các chất hữu cơ độc hại, bao gồm Dioxin và Furan, biến chúng thành các hợp chất đơn giản và vô hại.
2. Thời gian Lưu cháy Dài: Chất thải rắn có thời gian lưu trong lò khoảng 30 phút, và pha khí có thời gian lưu cháy khoảng 8 giây, đảm bảo quá trình phá hủy nhiệt triệt để.
3. Môi trường Kiềm: Bản chất của quy trình sản xuất clinker là tạo ra môi trường kiềm (do sự hiện diện của CaO. Môi trường này có tác dụng trung hòa các chất khí có tính axit tiềm tàng sinh ra từ chất thải HCl và SO2, biến chúng thành muối ổn định và tích hợp vào cấu trúc clinker.
4. Không tạo ra Chất thải Thứ cấp: Không giống như các phương pháp đốt rác phát điện thường tạo ra tro bay độc hại cần phải chôn lấp, tro của chất thải đồng xử lý được tích hợp hoàn toàn vào sản phẩm clinker, loại bỏ chất thải thứ cấp.

Lợi ích và quy mô ngành xi măng hiện tại

Ngành xi măng Việt Nam hiện có khoảng 61 nhà máy với 87 dây chuyền công nghệ đồng bộ, tổng công suất thiết kế đạt hơn 108 triệu tấn clinker/năm, tương đương khoảng 121 triệu tấn xi măng. (Số liệu do ngành công bố)
Sản lượng sản xuất trong giai đoạn 2019 – 2024 duy trì ở mức cao, trung bình hơn 80 triệu tấn/năm, trong đó khoảng 20 triệu tấn dành cho xuất khẩu. Đồng thời, để đạt sản lượng đó ngành tiêu thụ hơn 9–11 triệu tấn than/năm, trở thành một trong những lĩnh vực có mức phát thải carbon đáng kể.

Việc sử dụng than đá lớn trong sản xuất clinker khiến ngành xi măng chịu áp lực không nhỏ từ phía môi trường và chính sách phát thải. Chính vì vậy, việc tận dụng chất thải làm nguyên, nhiên liệu thay thế trở thành một hướng đi tất yếu: vừa giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, vừa giảm phát thải CO₂.
Hơn nữa, theo một nghiên cứu, Việt Nam hiện có lượng chất thải rắn sinh hoạt khoảng 23,3 triệu tấn/năm (hơn 64.000 tấn/ngày) với nhiệt trị trung bình 1.500–2.000 kcal/kg. Tương đương với 5,8 đến 7,8 triệu tấn than nếu được tận dụng. Đây là nguồn năng lượng và nguyên liệu tiềm năng rất lớn cho các lò nung xi măng.

Dưới góc nhìn kinh tế môi trường, việc đồng xử lý mang lại lợi ích kép:

• Giảm chi phí nhiên liệu truyền thống (than, dầu…).
• Giảm chi phí xử lý, chôn lấp chất thải, giảm phụ thuộc vào đất đai chôn lấp.
• Giảm phát thải khí nhà kính, góp phần thực hiện cam kết Net Zero.
• Hỗ trợ phát triển nền kinh tế tuần hoàn: biến “rác” thành nguyên liệu, thay vì đơn thuần là thải bỏ.

Thực trạng triển khai và rào cản mở rộng

Mặc dù có tiềm năng lớn, nhưng thực tế triển khai tại Việt Nam còn khá hạn chế. Theo các khảo sát: mới chỉ có khoảng 15/61 nhà máy xi măng sử dụng chất thải làm nhiên liệu thay thế; phần lớn là rác công nghiệp có nhiệt trị trên khoảng 3.500 kcal/kg. Và tỷ lệ thay thế toàn ngành chỉ đạt khoảng 3–4%. Một số đơn vị tiên phong đạt mức 35–45%, nhưng đó vẫn là số ít, và nhiều mô hình vẫn ở quy mô thử nghiệm hoặc vận hành gián đoạn.

Rõ ràng, mô hình “tiềm năng lớn – triển khai nhỏ” đang diễn ra. Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ ba nhóm rào cản chính:

1. Chuỗi cung ứng và nguồn chất thải không ổn định
   Việc thu gom, phân loại, sơ chế và cung cấp chất thải có nhiệt trị tương thích (ví dụ RDF, SRF) cho xi măng gặp khó khăn: nguồn chất thải chưa ổn định, chất lượng dao động lớn, thiếu chuỗi cung ứng hoàn chỉnh từ thu gom, sơ chế, vận chuyển, cung cấp. Ví dụ, một nghiên cứu chỉ rõ rằng chất thải sinh hoạt tại Việt Nam phần lớn chưa được phân loại nên việc chế biến thành nhiên liệu thay thế gặp khó khăn.
2. Tiêu chuẩn kỹ thuật và công nghệ
   Để dùng chất thải làm nhiên liệu trong lò clinker, cần đáp ứng các điều kiện: nhiệt độ cao và ổn định, thời gian lưu cháy đủ, môi trường kiềm, áp suất âm… theo tiêu chuẩn quốc tế để đảm bảo không phát sinh khí độc hại, không làm ảnh hưởng đến chất lượng clinker. Công nghệ đồng xử lý đòi hỏi đầu tư lớn, hệ thống giám sát khí thải liên tục, kiểm soát chất lượng nhiên liệu rất khắt khe.
3. Chính sách – kinh tế chưa rõ ràng
   Mặc dù có văn bản định hướng như Quyết định 1266/QĐ‑TTg năm 2020 đặt mục tiêu: đến năm 2025 tối thiểu 20% nguyên liệu trong sản xuất clinker phải là vật liệu tái sử dụng; đến năm 2030 tỷ lệ nhiên liệu thay thế đạt 15% và hướng tới 30% giai đoạn 2031-2050. Nhưng các cơ chế hỗ trợ cụ thể còn rất hạn chế: chưa có giá ưu đãi rõ ràng cho nhiên liệu thay thế, chưa có hoặc chưa rõ các tín chỉ carbon, chi phí đầu tư và tiền xử lý chất thải cao, thủ tục pháp lý còn phức tạp (xin phép môi trường, giấy phép thu gom, vận chuyển chất thải…) khiến doanh nghiệp e ngại.
4. Kinh tế cho doanh nghiệp còn chưa hấp dẫn
   Việc đầu tư hệ thống đồng xử lý và quản lý chất thải, xử lý tiền chất thải, phân loại, vận chuyển đều phát sinh chi phí lớn hơn so với sử dụng than truyền thống. Trong khi đó, nếu không có trợ giá, doanh nghiệp phải cân nhắc rủi ro và lợi ích. Một số nghiên cứu cho thấy rằng đã có tiết kiệm nhiên liệu nhưng chưa kể chi phí đầu tư và vận hành ở mức khối lượng lớn.
5. Chất thải làm nguyên liệu thay thế còn bị cạnh tranh bởi nguồn nguyên liệu rẻ hơn
   Việc sử dụng tro, xỉ, bùn thải, xỉ thép làm nguyên liệu thay thế trong sản xuất clinker cũng còn hạn chế. Một phần vì nguồn nguyên liệu tự nhiên vẫn còn dồi dào và giá rẻ hơn, doanh nghiệp chưa mặn mà thay đổi mạnh.

Do đó, dù ngành xi măng Việt Nam đã có công nghệ sẵn có và nguồn chất thải tiềm năng rất lớn, nhưng để mô hình đồng xử lý trở thành giải pháp phổ biến thay vì chỉ dừng lại ở các mô hình tiên phong, cần một khung chính sách rõ ràng, tiêu chuẩn kỹ thuật và cơ chế khuyến khích phù hợp.

Những mô hình tiên phong đáng chú ý

Dưới đây là hai ví dụ điển hình minh họa cho việc ứng dụng đồng xử lý tại Việt Nam:

INSEE Ecocycle (thuộc Siam City Cement Vietnam)

• INSEE Ecocycle là doanh nghiệp tiên phong triển khai đồng xử lý chất thải trong lò nung clinker từ năm 2003.
• Hệ thống có mạng lưới gồm 7 kho lưu trữ, 2 trạm trung chuyển và hơn 330 đối tác ở 34 tỉnh/thành trên cả nước, đã xử lý hơn 1,8 triệu tấn chất thải và giảm phát thải khoảng 1,7 triệu tấn CO₂ trong 18 năm qua.
• Công nghệ đồng xử lý của INSEE hoạt động ở nhiệt độ lên đến ~2.000 °C, thời gian lưu cháy dài (8 giây với khí và 30 phút với rắn), môi trường kiềm và khép kín, không tạo ra chất thải thứ cấp. Hệ thống giám sát khí thải 24/7 đảm bảo các chỉ tiêu NOx, SO₂, HCl hay CO₂ không vượt ngưỡng.
• Tỷ lệ thay thế nhiên liệu (TSR – Thermal Substitution Rate) tại nhà máy Hòn Chông tăng dần và đạt gần 50% vào 2025 – mức cao nhất ngành xi măng Việt Nam.
• Thách thức lớn nhất theo đại diện INSEE: không được hưởng phí xử lý hay trợ cấp như các phương án đốt rác phát điện hoặc chôn lấp, trong khi chi phí đầu tư và kiểm soát chất lượng cao hơn nhiều; phân loại rác tại nguồn kém làm tăng chi phí tiền xử lý, ảnh hưởng đến chất lượng nhiên liệu RDF.

Công ty CP Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình (HBHTE)

• Đây là doanh nghiệp kết nối ngành xử lý rác với ngành xi măng thông qua nhiên liệu RDF (Refuse Derived Fuel). Với vốn đầu tư khoảng 600 tỷ đồng và dây chuyền hiện đại công suất 1,4 triệu tấn/năm, doanh nghiệp này sản xuất viên nhiên liệu RDF từ rác nhựa khó tái chế, đạt nhiệt trị 5.570–7.168 kcal/kg, độ ẩm <10%, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật cho lò nung xi măng.
• Theo TS. Phạm Văn Diễn – Viện trưởng Viện Nghiên cứu Môi trường Công nghệ cao Hòa Bình. Công nghệ RDF của Hòa Bình giúp giảm 25–30% phát thải CO₂ so với than đá, đồng thời tiết kiệm 15–25% chi phí nhiên liệu cho nhà máy xi măng. RDF đã được ứng dụng thực tế tại nhà máy Xi măng Vicem Bút Sơn, thay thế một phần than và dầu FO mà không ảnh hưởng đến chất lượng clinker.
• Doanh nghiệp cũng nhấn mạnh rào cản: chưa có tiêu chuẩn quốc gia cho RDF/RPF, chưa có cơ chế giá minh bạch, hạn chế về hạ tầng logistics trong thu gom-vận chuyển chất thải. Hòa Bình kiến nghị ban hành tiêu chuẩn quốc gia cho RDF, hỗ trợ tín dụng “xanh” và miễn giảm thuế cho dự án năng lượng tái tạo, đồng thời phát triển thị trường tín chỉ carbon để khuyến khích doanh nghiệp đầu tư theo hướng xử lý rác tuần hoàn.

Góc nhìn chiến lược: thành công, nhưng cần nhiều hơn để phổ cập

Từ góc nhìn toàn ngành đến các mô hình cụ thể, có thể thấy rõ: đồng xử lý chất thải không chỉ là giải pháp môi trường mà còn là chiến lược năng lượng bền vững cho ngành xi măng Việt Nam. Tuy nhiên, để mô hình này lan tỏa và trở thành tiêu chuẩn toàn ngành, cần lưu ý một số điểm chiến lược:

• Chính sách và khung pháp lý rõ ràng: Việc ban hành và thực thi tiêu chuẩn quốc gia liên quan đến đồng xử lý (như tiêu chuẩn cho RDF/RPF, hệ thống giám sát, yêu cầu kỹ thuật) là rất cần thiết. Ví dụ: mới đây, ngành môi trường Việt Nam đã đưa ra một quy chuẩn mới về đồng xử lý chất thải trong lò xi măng, có hiệu lực từ 9 Feb 2026.
• Cơ chế khuyến khích kinh tế và tài chính: Doanh nghiệp cần được hỗ trợ bằng chính sách ưu đãi (thuế, tín dụng xanh, phí xử lý chất thải thấp hơn…), cơ chế mua – bán tín chỉ carbon, và các chi phí thu gom-tiền xử lý chất thải được tính đúng. Nếu không, mô hình khó nhân rộng vì lợi ích kinh tế chưa rõ ràng đủ để thu hút.
• Xây dựng chuỗi cung ứng chất thải đồng bộ: Từ thu gom, phân loại tại nguồn, sơ chế, vận chuyển, tới cung cấp cho nhà máy xi măng — cần một hệ thống hoàn chỉnh để đảm bảo nguồn chất thải ổn định, chất lượng đồng đều và chi phí hợp lý.
• Hợp tác công tư và phát triển hạ tầng logistics: Việc thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải đòi hỏi hạ tầng lớn và liên kết nhiều bên (chính quyền địa phương, doanh nghiệp xử lý chất thải, nhà máy xi măng). Hợp tác PPP, quy hoạch vùng chuyên thu gom rác và cung cấp RDF có thể là giải pháp khả thi.
• Đầu tư công nghệ và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt: Nhà máy xi măng và đơn vị xử lý chất thải cần đầu tư công nghệ phù hợp, hệ thống giám sát phát thải, kiểm soát nhiên liệu thay thế để đảm bảo không ảnh hưởng xấu tới môi trường hoặc chất lượng clinker.
• Truyền thông – nhận thức người dân và doanh nghiệp: Phân loại rác tại nguồn, tăng cường nhận thức về lợi ích của việc chuyển rác thành tài nguyên là rất quan trọng để đảm bảo nguồn chất thải phù hợp.
• Theo dõi và đánh giá kết quả rõ ràng: Đo lường TSR, lượng CO₂ giảm, chi phí tiết kiệm và chia sẻ dữ liệu để các bên học hỏi và nhân rộng từ các mô hình đã thành công.

Việc triển khai đồng xử lý chất thải trong ngành xi măng Việt Nam là một hướng đi chiến lược — vừa bảo vệ môi trường, vừa tăng tính cạnh tranh ngành bằng cách giảm chi phí nhiên liệu và đón đầu xu hướng sản xuất xanh. Các doanh nghiệp như INSEE Ecocycle và HBHTE đã chứng minh mô hình khả thi, và nếu được nhân rộng sẽ mang lại ảnh hưởng rất lớn: hàng triệu tấn rác thải được xử lý, hàng triệu tấn than được thay thế, hàng triệu tấn CO₂ được tiết giảm.

Tuy nhiên, để chuyển từ “mô hình tiên phong” thành “chuẩn mực toàn ngành”, Việt Nam cần hành động mạnh mẽ về ba trụ cột: chính sách – công nghệ – chuỗi cung ứng. Nếu chậm trễ, mô hình sẽ mãi là giải pháp cục bộ và khó hiện thực hóa tiềm năng to lớn vốn có.

Với các mục tiêu quốc gia như đạt tỷ lệ nhiên liệu thay thế 15% vào năm 2030 và hướng tới 30% giai đoạn 2031–2050, ngành xi măng Việt Nam và các bên liên quan có cơ hội lớn để dẫn dắt chuyển đổi xanh, nhưng cũng phải quyết liệt để không bỏ lỡ.