Tác giả: Jean Philippe Faure, Công ty Aliapur
Đăng trên Tạp chí World Cement số tháng 6/2024, Tr.41-44
Người dịch: Nguyễn Thị Kim Lan.
Trong bài viết này, Jean Philippe Faure, Công ty Aliapur, trình bày chuyên sâu việc đánh giá vòng đời của lốp xe đã hết hạn sử dụng và khai thác những lợi ích của việc sử dụng chúng làm nhiên liệu thay thế.
Aliapur đã tiến hành phân tích vòng đời (LCA) của các lộ trình khôi phục lốp xe đã hết hạn sử dụng (ELT) theo các lộ trình khôi phục khác nhau. Bài viết này khai thác các kết quả chính đạt được qua việc thực hiện LCA ISO tập trung vào một trong những lộ trình khôi phục được nghiên cứu cho nhà máy xi măng. Deloitte Sustainablility France đã thực hiện nghiên cứu này và Ciraig thực hiện việc đánh giá phê bình.
Phạm vi nghiên cứu
Đối với nghiên cứu này, đơn vị chức năng được lựa chọn là ‘Thu hồi 1 tấn ELT từ các điểm thu gom ở Pháp vào năm 2021’.
Các chỉ số tác động được lựa chọn cho nghiên cứu này đã được Ủy ban Châu Âu đề nghị trong khuyến nghị ngày 15/12/2021 được đưa ra như là một phần trong phiên bản EF3.0 Dấu chân Môi trường của Sản phẩm (PEF). Danh mục các loại tác động được trình bày ở Bảng 1. Mô hình tính chất biến đổi khí hậu đã được cập nhật với phiên bản IPCC 2021 mới nhất.
Phạm vi của hệ thống và các giả thuyết chính
Hình 1 thể hiện phạm vi của hệ thống được nghiên cứu và các mức thay thế liên quan đến việc định giá.
Lượng chất gây ô nhiễm phát thải ra trong quá trình sản xuất xi măng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau chẳng hạn như tính chất lý-hóa của nguyên liệu và nhiên liệu được sử dụng.
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của ELTs tới phát thải các chất gây ô nhiễm khí quyển ngoài CO2 (đặc biệt là SOx và NOx) là không thống nhất, có nghĩa là không thể đưa ra kết luận nào về vấn đề này. Hơn nữa, các lượng phát thải đều nằm trong ngưỡng chuẩn quy định có hoặc không sử dụng lốp xe. Do vậy, đánh giá tác động môi trường được thực hiện chỉ để xem xét đến vấn đề phát thải CO2.
Bảng 1. Các loại tác động môi trường
| Các loại tác động | Đơn vị | Tác động ELT | Tác động của nhiên liệu truyền thống | Tổng tiết kiệm (Nhiên liệu Cl. – ELT) | Khoảng cách/ tác động tránh được |
| Biến đổi khí hậu | Kg.e.CO2 | 186E+03 | 340E+03 | -154E+03 | -45% |
| Suy giảm tầng ô-zon | Kg e.CFC11 | 378E-05 | 413-04 | -375E-04 | -91% |
| Phát thải chất dạng hạt | Kể cả bệnh tật | 114E-05 | 285E-05 | -171E-05 | -60% |
| A-xít hóa không khí | mol e.H+ | 148E+00 | 403E+00 | -256E+00 | -63% |
| Sự phì dưỡng, nước ngọt | kg e.P | -166E-04 | 608E-02 | 609E-02 | -100% |
| Sự phì dưỡng, biển | kg e.N | 430E-01 | 636E-01 | -206E-01 | -32% |
| Sự phì nhưỡng, đất | mol.e.N | 475E+00 | 720E+00 | -246E+00 | -34% |
| Suy giảm các nguồn tài nguyên, nhiên liệu hóa thạch | MJ | 241E+03 | 323E+04 | -298E+04 | -93% |
| Suy giảm các nguồn tài nguyên, các khoáng chất và kim loại | kg e.Sb | 881E-06 | 193E-05 | -105E-05 | -54% |
Lựa chọn này cũng được hỗ hộ do thiếu dữ liệu từ các bên tham gia vào nghiên cứu, kiểm tra các loại phát thải gây ô nhiễm khác nhau do sử dụng ELTs và các sản phẩm khác.
Liên quan đến lượng phát thải CO2 hữu cơ, chúng được tính với hệ số phát thải bằng 0. Quyết định này được dựa trên cơ sở cân bằng giữa CO2 thu giữ được trong khí quyển trong quá trình phát triển Hevea (nguyên liệu được sử dụng trong lốp xe) và lượng khí phát thải khi kết thúc vòng đời của lốp xe, có chứa CO2 hữu cơ.
Mức thay thế năng lượng 100% đã được lập mô hình hóa cho hỗn hợp nhiên liệu chứa 74% cốc dầu mỏ và 26% than đá.
Mức thay thế nguyên liệu 100% đã được lập mô hình hóa, 1 tấn ELT cho phép thay thế khoảng 140 kg quặng sắt.
Một hỗn hợp 14% lốp xe nguyên chiếc và 86% lốp xe đã được băm nhỏ đã được đưa đến một nhà máy xi măng vào năm 2020.
Nguồn khách hàng chính của Aliapur bao gồm chủ yếu là các khách hàng ở Châu Âu, Ma-rốc, và Thổ Nhĩ Kỳ. Phân tích cũng xem xét đến việc vận chuyển cho xuất khẩu bằng thuyền.
Kết quả và phân tích
Kết quả về tác động môi trường phát sinh và tránh được trong quá trình khôi phục 1 tấn ELT ở các nhà máy xi măng vào năm 2021 được trình bày ở Hình 3.
Các kết quả cho thấy rằng đối với tất cả các loại tác động được lựa chọn, các tác động tránh được là nhiều hơn so với các tác động phát sinh.
Việc sử dụng ELT trong các nhà máy xi măng nhờ đó mang lại những lợi ích về môi trường khoảng 30 – 100% tùy thuộc vào các chỉ số xem xét đến. Ngoài các loại tác động về đường biển, sự phì dưỡng đất và suy giảm các nguồn tài nguyên (các khoáng chất và kim loại), sự chênh lệch giữa các kết quả về tác động phát sinh và tránh được đều có ý nghĩa, chứng tỏ sự tồn tại của các lợi ích môi trường liên quan tới việc sử dụng ELT trong các nhà máy xi măng so với các loại tác động được lựa chọn khác.
Liên quan tới chỉ số biến đổi khí hậu, giai đoạn đốt ELT (tác động phát sinh) và các nhiên liệu hóa thạch (tác động tránh được) chịu trách nhiệm đối với phần lớn lượng khí phát thải, tương ứng mức 90% tác động phát sinh và gần 90% tác động tránh được.
Các kết quả này cần được so sánh với chất lượng của các dữ liệu về độ hoạt hóa được sử dụng và các phép phân tích độ nhạy được thực hiện trong nghiên cứu hoàn chỉnh:
► Đối với sự biến đổi khí hậu, các giai đoạn đóng góp chính trong vòng đời tương ứng với quá trình đốt cháy ELT và nhiên liệu hóa thạch. Cần lưu ý đến chất lượng của dữ liệu liên quan tới phần cốc dầu mỏ và than đá, dựa vào dữ liệu trung bình của Pháp từ năm 2021 và không dựa vào dữ liệu độ hoạt hóa từ các nhà sản xuất xi măng đang sử dụng ELT làm nhiên liệu thay thế.
► Các loại lốp xe đưa vào lộ trình khôi phục cũng có thể có tác động đáng kể tới một số chỉ số, theo phân tích độ nhạy đầu tiên đã thực hiện, do các đặc tính của chúng (chủ yếu là hàm lượng sinh chất carbon).
► Theo phép phân tích độ nhạy lần thứ hai đã thực hiện, nhờ thay đổi hỗn hợp nhiên liệu hóa thạch ở các nhà máy xi măng, tổng tác động vẫn còn âm đối với tất cả các loại tác động ban đầu. Thông số này có thể nhạy cảm đặc biệt là đối với các chỉ số về sự suy giảm tầng ô-zon, sự phì dưỡng (nước ngọt, biển và đất) và sự suy giảm nguồn tài nguyên, các khoáng chất và kim loại. Việc tăng tỷ lệ cốc dầu mỏ làm giảm đáng kể tổng tác động tới sự suy giảm tầng ô-zon.
| Các loại tác động | Đơn vị | Tổng tác động |
| Khả năng ấm lên trên toàn cầu | kg e.CO2/t ELT | -1540 |
| A-xít hóa không khí | mol e.H+/t ELT | -2,56 |
| Sự suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên, nhiên liệu hóa thạch | MJ/t ELT | -29800 |
| Sự suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên, các khoáng chất và kim loại | kg e.Sb/t ELT | -0,0000105 |
Bảng 2. Các loại tác động
Giá trị tương đương
Để đánh giá đầy đủ tổng tác tộng của việc quy định giá ELT ở các nhà máy xi măng, Bảng 2 trình bày các kết quả đã được chuẩn hóa đối với các giá trị tương đương cho một số chỉ số được nghiên cứu. Lưu ý rằng giá trị âm đã được chuẩn hóa cần phải được diễn giải như là một lợi ích về môi trường.
Kết luận
Nghiên cứu này chứng tỏ rằng việc sử dụng lốp xe đã được băm nhỏ là một lợi thế về môi trường. Nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải (RDF) cao cấp này sử dụng làm nhiên liệu thay thế tuyệt vời cho nhiên liệu hóa thạch. Đó là kết quả của sự chuyển hóa ELTs thành các dạng băm nhỏ được kiểm soát chất lượng.
Nhiệt trị cao của RDF có nghĩa là nó có thể thay thế than làm nhiên liệu công nghiệp, đồng thời hàm lượng carbon đáng kể của nó có thể sử dụng làm chất thay thế cho than anthracite trong ngành luyện kim. Đáng chú ý là, nhờ lựa chọn Powergom thay vì than, ngành xi măng có thể giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và hạn chế lượng khí thải CO2 tới 45%.
