Cắt giảm mức độ ô nhiễm và phát thải khí nhà kính, hạn chế phát thải khí cacbon trong quá trình đốt than luôn là những thách thức đối với việc khai thác và sử dụng than và những nhiên liệu hóa thạch khác. Trong các công nghệ hiện đại được áp dụng trong sản xuất năng lượng nhằm giảm bớt mức độ ảnh hưởng môi trường, phải kể đến các công nghệ được ứng dụng tại các nhà máy điện chạy than ngày nay.
Cho đến nay, đã có những bước tiến đáng kể trong việc thực hiện các dự án nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường của hoạt động sử dụng than. Đứng từ góc độ biến đổi khí hậu, việc giảm đáng kể khí gây hiệu ứng nhà kính có thể được thực hiện thông qua việc tăng cường hiệu quả của các nhà máy nhiệt điện sử dụng than và triển khai công nghệ thu giữ khí cacbon (CCS) trong thời gian dài.
Việc thoát thải các chất có thể gây ô nhiễm như lưu huỳnh oxit (SOx) và nitơ oxit (NOx) và bụi sản sinh ra trong quá trình đốt than có thể được kiểm soát và giảm thiểu đáng kể bằng việc sử dụng các công nghệ mới như điện lọc, vải lọc và lọc khí ẩm.
Những công nghệ nói trên đã được sử dụng một cách hiệu quả tại nhiều quốc gia để giải quyết những vấn đề phát thải gây ô nhiễm. Tại Hoa Kỳ, việc sử dụng than đã tăng 77% kể từ năm 1980 trong khi lượng khí thải SO2 đã giảm đi 40%. Lượng lưu huỳnh thải ra từ than cũng được giảm thiểu trong quá trình áp dụng các công nghệ đó hay thông qua các công nghệ phân tách thuỷ ngân như bơm than hoạt tính. Trên thực tế, việc phát thải lưu huỳnh trong quá trình đốt than có thể được giảm đi 90% bằng các công nghệ đã có.

Sự gia tăng hàm lượng cacbon của năng lượng than

Sự gia tăng hiệu quả của nhà máy điện và thay thế những nhà máy cũ kém hiệu quả bằng các công nghệ tối tân mang đến khả năng giảm thiểu đáng kể lượng khí thải nhà kính. Việc nâng cấp hiệu quả của những nhà máy đốt than cũ và kém hiệu quả có thể giúp giảm thiểu 25% lượng CO2 phát ra từ việc sử dụng than, tương đương với 6% lượng khí thải CO2 toàn thế giới – điều này còn lớn hơn cả tác động của tất cả các phương pháp dự kiến được thực hiện theo Nghị định thư Kyoto.
Việc triển khai các công nghệ sử dụng than hiệu quả cao, phát thải cacbon thấp như công nghệ đốt than nghiền siêu tới hạn – SC (supercritical pulverised coal combustion), công nghệ chu trình hỗn hợp khí hóa than phát điện IGCC (integrated gasification combined cycle) đã tăng từ 25% vào đầu những năm 2000 đến khoảng 50% vào năm 2011. Trong khoảng thời gian đó, việc triển khai các công nghệ than tiên tiến được tiến hành một cách nhanh chóng tại Trung Quốc và Ấn Độ. Quá trình này diễn ra bất kể thực tế RD&D chi cho những công nghệ than tiên tiến vẫn giữ nguyên trong thập kỉ cuối.
Trong thời gian lâu dài, CCS cho phép giảm thiểu 90% lượng khí CO2 thải ra từ các nhà máy nhiệt điện dùng than, biến than trở thành một nguồn năng lượng ít độc hại. CCS là một trong những công nghệ quan trọng nhất để khắc phục sự biến đổi khí hậu và quá trình triển khai của nó cũng làm giảm đáng kể tổng chi phí cho việc giảm thiểu khí cacbon. IEA ước tính chi phí cho việc khắc phục biến đổi khí hậu có thể sẽ tăng lên trên 70% nếu CCS không được đưa vào triển khai.

Những phương thức thay thế khác trong việc sử dụng than

Sự tác động đến môi trường của than cũng có thể được giảm thiểu thông qua các phương thức thay thế khác trong việc sử dụng, như khí hoá than ngầm dưới lòng đất (underground coal gasification – UCG) hoặc hoá lỏng than (coal to liquid -CTL).
UCG là phương pháp chuyển hoá than trong lòng đất sang dạng hơi đốt dễ bắt lửa có thể sử dụng trong công nghiệp nhiệt, phát sinh năng lượng hay sự chế tạo hydrogen, khí ga tự nhiên tổng hợp hoặc dầu diesel. UCG mang đến cơ hội để giảm thiểu sự ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính của khí ga khi khí ga tổng hợp lấy được trong quá trình chuyển đổi từ than có lượng khí CO2 phát thải ra chỉ gần bằng 50% so với việc đốt than trực tiếp. Công nghệ UCG cũng có thể được kết hợp cùng với CCS khi ­­CO2 có thể được giữ lại trong túi than sau khi được khí hoá.
Công nghệ CTL bao hàm việc chuyển hoá than thành dạng chất đốt lỏng. Điều này giúp cho than có thể được tận dụng trở thành lựa chọn thay thế cho dầu vì không có lưu huỳnh, mật độ hạt thấp và ít oxit nitơ. Chất đốt dạng lỏng chiết xuất từ than có thể sử dụng trong vận tải, nấu nướng, cung cấp điện văn phòng và trong công nghiệp hoá chất. Tại Nam Phi, 30% lượng xăng dầu được chế tạo từ nguồn than trong nước.
Trong khi việc hoá lỏng than mang đến lượng lớn khí thải CO2, việc lọc dầu thông thường vẫn có những giải pháp nhằm ngăn chặn hoặc giảm nhẹ việc thoát ra khí ô nhiễm. Đối với các công trình hoá lỏng than, CCS là một phương pháp rất hiệu quả trong việc giải quyết các vấn đề về lượng khí thải CO2. Trong trường hợp sử dụng đồng thời than và khí tự nhiên, kết hợp với CCS, khí gây hiệu ứng nhà kính được phát thải trong toàn bộ quá trình sử dụng có thể thấp hơn 1/5 so với tiêu chuẩn.
Tất cả những công nghệ sản xuất năng lượng đều gây ảnh hưởng môi trường ở những cấp độ khác nhau. Tới nay, hàng loạt công nghệ giảm thiểu tác động môi trường và hàm lượng khí cacbon trong khai thác và sử dụng than đã được triển khai tại nhiều nước phát triển. Những công nghệ kiểm soát ô nhiễm cũng được áp dụng tại các nhà máy nhiệt điện dùng than tại các quốc gia đang phát triển như Trung Quốc. Do ngày càng nhiều các quốc gia sử dụng than nhằm đáp ứng nhu cầu về năng lượng để phát triển kinh tế, nên các tổ chức tài chính quốc tế, như các ngân hàng phát triển cần phải tạo điều kiện thuận lợi để triển khai các kĩ thuật tiên tiến trong vấn đề sử dụng than một cách bền vững.

Nguồn: vinamin/Tc ECOAL