Trên thế giới, có nhiều giải pháp để xử lý chất thải rắn sinh hoạt trong đó công nghệ đốt chất thải rắn, tận dụng nhiệt sinh ra để phát điện, áp dụng công nghệ khí hóa (Biogas+ nhiệt phân khí hóa) để phát điện. Công nghệ này đã được một số dự án tại Việt Nam triển khai, nhằm giải quyết được vấn đề môi trường do đốt chất thải rắn; giảm nhu cầu chôn lấp; tận dụng năng lượng phát sinh từ quá trình đốt để sản xuất điện. Tuy nhiên công nghệ đốt chất thải rắn phát điện này chỉ hiệu quả kinh tế, thích hợp với các nhà máy có công suất xử lý chất thải rắn lớn hơn 500 tấn/ngày và chất thải rắn đưa đốt có nhiệt trị lớn hơn 1200 Kcalo/Kg, chưa kể suất đầu tư lớn với máy móc thiết bị phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật và trình độ vận hành cao.

Đầu tiên có thể kể đến công nghệ thiêu đốt (Incineration). Công nghệ thiêu đốt trong đó lò đốt được trang bị hệ thống trao đổi nhiệt và nồi hơi để thu hồi nhiệt năng từ đốt rác. Hơi nước sinh ra được sử dụng để chạy tua-bin phát điện. Về cơ bản có thể coi nhà máy đốt rác phát điện là một nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu là rác. Hiện nay công nghệ này đang được quan tâm tại các địa phương đang gặp vấn đề về thiếu các bãi chôn lấp. Đã triển khai áp dụng tại một sô địa phương như Nhà máy đốt rác phát điện Cần Thơ. Nhà máy đốt rác thải sinh hoạt phát điện Cần Thơ đặt tại xã Trường Xuân, huyện Thới Lai, thành phố Cần Thơ, hoạt động dưới sự quản lý của Công ty TNHH Năng lượng Môi trường EB (Cần Thơ). Nhà máy được đầu tư xây dựng với 100% vốn đầu tư nước ngoài. Sau hơn 4 năm hoạt động, Nhà máy xử lý chất thải rắn (rác sinh hoạt) Cần Thơ đã tiếp nhận, xử lý rác thải sinh hoạt mỗi ngày đến 400 tấn rác khô. Quy trình xử lý rác bằng công nghệ đốt, phát điện với hơn 150.000 Kwh/ngày và đấu nối vào lưới điện quốc gia. Ðây là công trình giải quyết vấn đề bức xúc về rác thải, vừa góp phần xây dựng đô thị an toàn, vệ sinh và sạch đẹp...

Nhà máy đốt rác phát điện Cần Thơ

Một số địa phương đã và đang đầu tư như Đà Nẵng, Thái Bình, Hà Nội. Công nghệ này tốn kém do phải đầu tư vào hệ thống tận dụng nhiệt, nồi hơi, tua-bin và máy phát điện (thông thường trạm phát điện này có chi phí bằng 50% chi phí đầu tư cho lò đốt). Tuy nhiên đây là phương pháp có hiệu quả kinh tế và môi trường do tái sử dụng được nguồn năng lượng. Toàn thế giới có 2.100 lò đốt, trong đó có 1.000 lò đốt phát điện, phân bổ như sau: Âu Châu 38%, Nhật 24%, Mỹ 19%, Đông Á 15% và các nước còn lại 4%.

Một công nghệ khác để xử lý chất thải rắn sinh hoạt là công nghệ khí hóa (Gasification) (Khí hóa thông thường và khí hóa Plasma) nhằm chuyển đổi rác thải chứa cacbon thành khí tổng hợp bao gồm chủ yếu CO và H2, được sử dụng như một loại nhiên liệu để sản xuất điện hoặc hơi, sử dụng không khí và hơi nước hoặc ô xy để chuyển hóa các thành phần cácbon trong rác thải thành khí đốt tổng hợp (syngas) và tàn tro (ash residue). Trường hợp sử dụng không khí - chất khí hóa thì duy trì ở nhiệt độ 900~1.100℃, trường hợp sử dụng ô xy thì duy trì ở nhiệt độ 1,000～1.400℃. Khí hóa Plasma: dùng mỏ đốt plasma nhiệt độ có lên tới 2.000-7.000 oC, khí sạch. Xỉ lỏng được thủy tinh hóa (đã triển khai tại Dự án Nhà máy xử lý rác nhiệt phân Plasma Đông Anh, Hà Nội do Công ty Thành Quang đầu tư, tuy nhiên đến nay Dự án vẫn chưa đi vào hoạt động).

Công nghệ nhiệt phân (Pyrolysis). Là công đoạn xử lý nhiệt thông qua phản ứng thu nhiệt nhờ đốt chất hữu cơ ở nhiệt độ 400～800°C trong trạng thái không cung cấp ô xy. Tùy theo nhiệt độ và thời gian lưu giữ mà lượng sản sinh của khí, dầu và than gỗ bị thay đổi. Sản phẩm phụ của nhiệt phân là khí, cácbua thể lỏng và thể rắn, lượng sản sinh thay đổi tùy theo nhiệt độ và áp lực của nhiệt phân.

Nhà máy xử lý rác nhiệt phân Plasma Đông Anh

Một công nghệ khác để xử lý chất thải rắn sinh hoạt là nhiên liệu hóa từ phế thải chất lượng cao tạo viên nhiên liệu RDF (Refuse Derived fuel).

RDF được sản xuất từ phần khô của bã thải thu được sau khi xử lý chất thải rắn sinh hoạt bằng phương pháp cơ sinh học. Cao su và chất dẻo không chứa clo được bổ sung vào để tăng nhiệt trị của nhiên liệu. RDF sau đó phải được nghiền vụn và trộn đều tạo viên có nhiệt trị cao 4.000-5.000 kcal/kg để có thể đốt kết hợp cấp nhiệt được trong các lò đốt dùng than hoặc trong các nhà máy đốt than có hệ thống xử lý khí thải đi kèm. Một số nhà máy sản xuất xi măng hiện cũng đang áp dụng phương pháp đồng xử lý chất thải trong lò nung xi măng, tuy nhiên mới chỉ tập trung vào chất thải công nghiệp và một số loại chất thải rắn sinh hoạt phù hợp. Gần đây đã có 2 công nghệ nước ngoài được giới thiệu để đầu tư vào Việt Nam đi theo hướng công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt không phát thải tạo viên RDF từ rác thải có nhiệt tri cao, được sử dụng cho quá trình chuyển hóa năng lượng sản xuất điện trên cơ sở áp dụng các công nghệ mới tiên tiến (Green Infrastructure System, 2020; INTEC Energies GmbH, 2020).

Hiện nay đã có một số dự án đốt chất thải rắn tạo năng lượng do công nghệ nhập từ nước ngoài áp dụng tại Việt Nam đã được thẩm định công nghệ tại bộ Khoa học và công nghệ như Công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt phát điện đầu tiên tại thành phố Cần Thơ nhập khẩu từ Trung quốc Công ty Ever Brigh công suất 400 tấn/ngày, dự kiến phát điện 120.000 kWh; Công nghệ phân loại xử lý rác thải, sản xuất Biogas và phân khoáng hữu cơ, công suất 245 tấn/ngày, nhập khẩu của Đức đang được thực hiện tại Quảng Bình, Công nghệ dùng lò đốt tầng sôi tuần hoàn đa tỷ trọng của Công ty hữu hạn tập đoàn Cẩm Giang Hàng châu Trung quốc công suất 750-4000 tấn/ngày. Công nghệ lò đốt CFB (lò đốt tầng sôi tuần hoàn), BFB (lò đốt tầng sôi sủi bọt) xuất xứ Phần Lan, công suất 500/1000/1500T/ngày.

Công ty cổ phần Năng lượng môi trường Thiên Ý đã đưa công nghệ đốt rác phát điện công suất 4000 tấn/ngày, điện 75 MWh, dùng lò đốt vỉ, xuất xứ công nghệ Bỉ triển khai tại dự án xử lý rác thải sinh hoạt phát điện tiên tiến, hiện đại đầu tiên (công nghệ Waterleau của Bỉ) tại xã Nam Sơn, huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội, đồng thời là dự án lớn nhất trong lĩnh vực xử lý rác thải sinh hoạt phát điện tính đến thời điểm hiện nay. Dự án đã đi vào hoạt động tuy nhiên còn nhiều hạng mục đang tiếp tục triển khai theo đúng lộ trình, kế hoạch đã đề ra.

Nhà máy Điện rác Sóc Sơn thuộc Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Nam Sơn, huyện Sóc Sơn

Công nghệ lò khí hóa phát điện triển khai thực nghiệm tại Hà Nam, công nghệ sản xuất viên RDF từ chất thải được phát triển từ các kỹ sư Việt Nam của Công ty TNHH Thủy lực - Máy. Công nghệ đốt chất thải rắn phát điện công suất 300 tấn/ngày, phát điện 3 MW tại thánh phố Thái Bình của Công ty CP Môi trường xanh Thái Bình.

Công nghệ đốt chất thải rắn phát điện dùng lò tầng sôi tuần hoàn CFB và lò tầng sôi sủi bọt BFB với các mô dun 500/1.000/1.500 tấn/ngày đêm của Công ty Smat Thang Long phối hợp với Công ty Phần Lan, dự kiến áp dụng tại Quế Võ Bắc Ninh, Nhà máy đốt rác phát điện suất lò đốt 500 tấn/ngàyđêm, công suất phát điện 11-13MW của Công ty CP Môi trường Thuận Thành (liên doanh với Cty JFE Engineering Corporation). Công nghệ đốt rác phát điện công xuất 100 tấn/ngày tại thành phố Hưng Yên của Công ty TNHH Sa mạc xanh đã đi vào vận hành thử nghiệm.

Lễ khởi công xây dựng Nhà máy Điện rác Seraphin

Mới đây nhất, Ngày 30/3/2022, tại Khu xử lý chất thải rắn Xuân Sơn (thị xã Sơn Tây và huyện Ba Vì), UBND thành phố Hà Nội và Công ty cổ phần Môi trường xanh Seraphin (Tập đoàn AMACCAO) đã tổ chức lễ khởi công xây dựng Nhà máy Điện rác Seraphin. Nhà máy Điện rác Seraphin có tổng mức đầu tư 3.500 tỷ đồng, công suất xử lý 1.500 tấn rác/ngày-đêm, công suất phát điện 37MW, diện tích sử dụng đất 2,5ha, thời gian xây dựng dự kiến là 20 tháng. Đây là nhà máy xử lý rác thải bằng công nghệ lò ghi cơ học xuất xứ châu Âu, đã được cải tiến cho phù hợp với rác thải không phân loại tại Hà Nội.