Các vấn đề về phát thải carbon trong quá trình sản xuất điện cực than chì có thể được giải quyết toàn diện thông qua sự kết hợp giữa nâng cấp công nghệ, tối ưu hóa quy trình và các chiến lược quản lý năng lượng, như được trình bày dưới đây:
I. Nâng cấp công nghệ: Thiết bị hiệu suất cao và thay thế năng lượng sạch
1. Sự lặp lại công nghệ lò graphit hóa
Lò Acheson truyền thống tiêu thụ tới 3.200-4.800 kWh/tấn điện cực than chì, với sự biến động nhiệt độ đáng kể dẫn đến lãng phí năng lượng. Việc sử dụng lò Graphitization dọc (LWG) có thể rút ngắn thời gian nung xuống còn 9-15 giờ, giảm tiêu thụ điện năng từ 20% đến 30%, và đạt được điện trở suất đồng đều hơn. Ví dụ, Dự án Carbon Hy vọng phía Đông Tân Cương đã giảm tiêu thụ năng lượng trên mỗi tấn điện cực khoảng 300 kWh thông qua việc ứng dụng lò LWG, gián tiếp làm giảm lượng khí thải carbon.
2. Thay thế năng lượng sạch
Sản xuất một tấn điện cực than chì tiêu thụ khoảng 1,7 tấn than đá thông thường và phát thải 4,5 tấn CO₂. Việc sử dụng điện năng xanh (ví dụ: năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió) để vận hành các lò luyện than chì giúp giảm trực tiếp lượng khí thải. Ví dụ, một số doanh nghiệp ở Nội Mông đã tăng tỷ lệ điện năng xanh lên hơn 50% thông qua các dự án tích hợp “nguồn-lưới-tải-lưu trữ”, giảm lượng khí thải carbon trên mỗi tấn điện cực xuống 40%.
3. Hệ thống thu hồi nhiệt thải
Việc lắp đặt nồi hơi thu hồi nhiệt thải trong các giai đoạn nung và graphit hóa giúp thu hồi khí thải ở nhiệt độ cao (200-800°C) để tạo ra hơi nước phục vụ sưởi ấm hoặc phát điện. Dự án Carbon Shanxi Taigu Baoguang đã tiết kiệm được khoảng 2.000 tấn than tiêu chuẩn mỗi năm và giảm lượng khí thải CO₂ xuống 5.200 tấn thông qua việc thu hồi nhiệt thải.
II. Tối ưu hóa quy trình: Giảm tiêu thụ nguyên liệu và năng lượng
1. Xử lý sơ bộ nguyên liệu thô đã tinh chế
- Giai đoạn nung: Kiểm soát các đặc tính của than cốc dầu mỏ (mật độ thực ≥ 2,07 g/cm³, điện trở suất ≤ 550 μΩ·m) để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng trong các quá trình xử lý tiếp theo.
- Quy trình tẩm: Tăng mật độ khối lượng sản phẩm và giảm độ xốp thông qua “tẩm ba lần và nung bốn lần” hoặc “tẩm hai lần và nung ba lần”. Ví dụ, đạt được tỷ lệ tăng trọng lượng sau khi tẩm lần thứ hai ≥9% có thể giảm số chu kỳ nung lặp lại và tiết kiệm 15%-20% năng lượng tiêu thụ.
2. Tạo hình ở nhiệt độ thấp và rút ngắn quy trình sản xuất
Áp dụng các kỹ thuật tạo hình ở nhiệt độ thấp (ví dụ: ép đùn ở 90-120°C) để giảm lượng khí thải dễ bay hơi và hạ thấp nhiệt độ nung tiếp theo. Đồng thời, tối ưu hóa quy trình sản xuất để rút ngắn chu kỳ từ nguyên liệu thô đến thành phẩm, giảm thiểu tổng mức tiêu thụ năng lượng.
3. Tái chế khí thải
Khí thải từ các lò nung chứa các thành phần dễ cháy như CO và H₂ có thể được tinh chế và tái sử dụng trong hệ thống sưởi ấm. Dự án Hy vọng phía Đông Tân Cương đã tiết kiệm được khoảng 300.000 m³ khí tự nhiên mỗi năm và giảm lượng khí thải CO₂ xuống 600 tấn thông qua công nghệ tái chế khí thải.
III. Quản lý năng lượng: Số hóa và kinh tế tuần hoàn
1. Hệ thống giám sát năng lượng thông minh
Triển khai các cảm biến IoT để giám sát dữ liệu tiêu thụ năng lượng theo thời gian thực (ví dụ: điện và nhiệt) trong suốt các giai đoạn sản xuất, tối ưu hóa các thông số thiết bị thông qua thuật toán AI. Ví dụ, một doanh nghiệp đã giảm 30% thời gian nhàn rỗi của lò graphit hóa thông qua giám sát thông minh, tiết kiệm khoảng 500.000 kWh điện mỗi năm.
2. Thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS)
Lắp đặt các thiết bị thu giữ carbon tại cửa thoát khí thải của lò graphit hóa để nén CO₂ trước khi bơm xuống lòng đất hoặc sử dụng làm nguyên liệu hóa học. Mặc dù chi phí hiện tại còn cao (khoảng 300-600 RMB/tấn CO₂), công nghệ thu giữ và sử dụng carbon (CCUS) vẫn là một lộ trình dài hạn quan trọng để giảm thiểu phát thải carbon triệt để.
3. Mô hình kinh tế tuần hoàn
- Không xả thải nước thải: Xử lý nước thải sinh hoạt để tái sử dụng trong việc lọc khí thải hoặc tưới tiêu, đồng thời thực hiện tái sử dụng theo tầng nước thải sản xuất. Dự án Shanxi Taigu đã đạt được mục tiêu không xả thải nước thải, tiết kiệm khoảng 100.000 tấn nước mỗi năm.
- Tái chế chất thải rắn: Đưa bụi thu được từ hệ thống lọc túi (khoảng 344 tấn/năm) và phế liệu phay mặt cuối (khoảng 500 tấn/năm) trở lại dây chuyền sản xuất, giảm tiêu thụ nguyên liệu thô và lượng khí thải liên quan đến xử lý chất thải.
IV. Sự phối hợp giữa chính sách và thị trường: Thúc đẩy sự chuyển đổi ngành công nghiệp
1. Thi hành các tiêu chuẩn phát thải cực thấp
Áp dụng các tiêu chuẩn như sau:Tiêu chuẩn phát thải chất gây ô nhiễm cho ngành công nghiệp nhôm(GB25465-2010), quy định nồng độ bụi mịn, SO₂ và NOx lần lượt là ≤10 mg/m³, ≤35 mg/m³ và ≤50 mg/m³ để bắt buộc nâng cấp công nghệ.
2. Các biện pháp khuyến khích thị trường giao dịch carbon
Đưa sản xuất điện cực than chì vào thị trường carbon quốc gia để tạo ra các ràng buộc kinh tế thông qua giao dịch hạn ngạch carbon. Ví dụ, nếu một doanh nghiệp giảm lượng khí thải carbon trên mỗi tấn điện cực từ 4,5 tấn xuống 3 tấn, họ có thể thu lợi từ việc bán hạn ngạch dư thừa, thúc đẩy một chu kỳ tích cực giảm phát thải.
3. Chứng nhận chuỗi cung ứng xanh
Các nhà sản xuất thép ở khâu hạ nguồn có thể ưu tiên mua điện cực than chì hàm lượng carbon thấp để khuyến khích các nhà sản xuất ở khâu thượng nguồn giảm phát thải. Ví dụ, một nhà máy thép lò hồ quang điện yêu cầu các nhà cung cấp phải đạt mức phát thải ≤3,5 tấn CO₂ trên mỗi tấn điện cực, áp dụng mức giá cao hơn 10% đối với trường hợp không tuân thủ.
Thời gian đăng bài: 12/08/2025