Giới thiệu

Trong những năm gần đây, nhu cầu ngày càng tăng về giải quyết biến đổi khí hậu, giảm thiểu chất thải và bảo tồn tài nguyên đã dẫn đến sự xuất hiện của nền kinh tế tuần hoàn như một mô hình hàng đầu cho phát triển bền vững. Nền kinh tế tuần hoàn thúc đẩy ý tưởng giảm thiểu chất thải và tận dụng tối đa tài nguyên bằng cách tái sử dụng, tái chế và thu hồi vật liệu khi hết vòng đời. Trong bối cảnh này, nhiệt phân, một quá trình phân hủy nhiệt tiên tiến, đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được nền kinh tế tuần hoàn bằng cách chuyển đổi chất thải thành các nguồn tài nguyên có giá trị.

Bài viết này khám phá những lợi ích của nhiệt phân trong việc thúc đẩy tính tuần hoàn, giảm thiểu chất thải và giúp các ngành công nghiệp áp dụng các hoạt động bền vững hơn.

Nhiệt phân là gì?

Nhiệt phân là một quá trình liên quan đến quá trình phân hủy nhiệt của vật liệu hữu cơ khi không có oxy. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ cao, thường dao động từ 400°C đến 800°C và phân hủy các vật liệu phức tạp thành các chất đơn giản hơn như khí, chất lỏng và chất rắn. Không giống như quá trình đốt cháy hoàn toàn chất thải, nhiệt phân bảo toàn các thành phần có giá trị trong vật liệu, khiến nó trở nên lý tưởng để chuyển đổi chất thải thành các sản phẩm phụ có thể tái sử dụng.

Nhiệt phân có thể được áp dụng cho nhiều loại chất thải, bao gồm nhựa, lốp xe, sinh khối và các chất thải hữu cơ khác. Các sản phẩm phụ của nhiệt phân—dầu sinh học, khí tổng hợp (khí tổng hợp) và than—có thể được sử dụng trong sản xuất năng lượng, làm nguyên liệu thô cho các sản phẩm mới hoặc trong cải tạo đất.

Thúc đẩy tính tuần hoàn thông qua nhiệt phân

Nền kinh tế tuần hoàn hướng đến việc tạo ra một hệ thống vòng kín, trong đó vật liệu liên tục được tái sử dụng hoặc tái chế, giảm nhu cầu về tài nguyên nguyên sinh và giảm lượng chất thải phát sinh. Nhiệt phân hỗ trợ mô hình này theo một số cách chính:

1. Biến chất thải thành tài nguyên có giá trị

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của nhiệt phân là khả năng biến chất thải thành vật liệu có giá trị. Ví dụ, nhiệt phân chất thải nhựa có thể tạo ra dầu nhiên liệu và hóa chất, có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm nhựa mới, do đó giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tương tự như vậy, nhiệt phân lốp xe thải có thể tạo ra carbon đen thu hồi (rCB), một vật liệu có giá trị được sử dụng trong sản xuất lốp xe mới và các sản phẩm cao su khác.

Bằng cách thu hồi và tái sử dụng các vật liệu này, nhiệt phân giúp khép kín vòng lặp trong chu trình sản xuất, giữ cho tài nguyên được sử dụng lâu nhất có thể. Điều này làm giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô mới, từ đó làm giảm tác động môi trường liên quan đến việc khai thác tài nguyên.

2. Giảm thiểu việc sử dụng bãi chôn lấp và đốt rác

Quản lý chất thải đang là một thách thức toàn cầu ngày càng gia tăng, khi các bãi chôn lấp đạt đến công suất tối đa và việc đốt rác gây ra những rủi ro cho môi trường do khí thải độc hại. Nhiệt phân cung cấp một giải pháp thay thế bằng cách giảm lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp và giảm sự phụ thuộc vào việc đốt rác. Không giống như các phương pháp quản lý chất thải truyền thống, nhiệt phân không thải ra các chất ô nhiễm nguy hại vào khí quyển và cung cấp một cách tiếp cận bền vững hơn để quản lý chất thải không thể tái chế.

Bằng cách chuyển đổi chất thải thành các sản phẩm phụ có thể sử dụng được, nhiệt phân làm giảm khối lượng chất thải nếu không sẽ bị đưa vào bãi chôn lấp, góp phần tạo ra môi trường sạch hơn và giảm lượng khí thải nhà kính từ quá trình phân hủy bãi chôn lấp.

3. Hỗ trợ sản xuất năng lượng tái tạo

Nhiệt phân tạo ra khí tổng hợp, giàu năng lượng và có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo. Khí tổng hợp có thể được sử dụng để sản xuất điện, giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch không tái tạo. Hơn nữa, dầu sinh học được sản xuất từ ​​nhiệt phân có thể được tinh chế thành nhiên liệu sinh học, cung cấp một giải pháp thay thế bền vững cho nhiên liệu thông thường.

Bằng cách tạo ra năng lượng tái tạo từ vật liệu thải, nhiệt phân góp phần vào quá trình chuyển đổi sang các hệ thống năng lượng sạch hơn, phù hợp với các nỗ lực toàn cầu nhằm giảm phát thải carbon và chống biến đổi khí hậu.

Vai trò của nhiệt phân trong các ngành công nghiệp chính

Nhiều ngành công nghiệp đang ngày càng áp dụng công nghệ nhiệt phân để phù hợp với các nguyên tắc của nền kinh tế tuần hoàn. Sau đây là một số ngành công nghiệp chính mà nhiệt phân đang tạo ra tác động đáng kể:

1. Tái chế nhựa

Rác thải nhựa là một trong những vấn đề môi trường cấp bách nhất hiện nay. Trong khi các phương pháp tái chế truyền thống chỉ có thể xử lý một số loại nhựa nhất định, nhiệt phân có thể xử lý nhiều loại vật liệu nhựa hơn, bao gồm cả những loại khó tái chế, chẳng hạn như bao bì nhiều lớp và nhựa bị ô nhiễm.

Thông qua nhiệt phân, rác thải nhựa có thể được phân hủy thành các hóa chất và dầu có giá trị có thể được tái sử dụng trong quá trình sản xuất nhựa mới, từ đó khép lại vòng lặp rác thải nhựa. Quá trình này không chỉ làm giảm ô nhiễm nhựa mà còn làm giảm nhu cầu sản xuất nhựa nguyên sinh.

2. Tái chế lốp xe

Ngành công nghiệp lốp xe phải đối mặt với một thách thức đặc biệt do khối lượng lớn lốp xe thải ra trên toàn cầu mỗi năm. Các phương pháp tái chế lốp xe truyền thống bị hạn chế, dẫn đến ngày càng nhiều lốp xe bị chôn lấp hoặc bị đốt.

Nhiệt phân cung cấp một giải pháp bền vững bằng cách chuyển đổi lốp xe thải thành các sản phẩm phụ có giá trị như muội than thu hồi (rCB), thép và dầu nhiệt phân. Những vật liệu này có thể được tái sử dụng trong sản xuất lốp xe mới, sản phẩm cao su và các ứng dụng công nghiệp khác. Bằng cách tái chế lốp xe thải thông qua nhiệt phân, ngành công nghiệp có thể giảm dấu chân môi trường và đóng góp vào nền kinh tế tuần hoàn hơn.

3. Quản lý chất thải nông nghiệp

Nông nghiệp tạo ra một lượng lớn chất thải hữu cơ, chẳng hạn như tàn dư cây trồng và phân động vật, thường bị lãng phí hoặc gây ô nhiễm môi trường. Nhiệt phân cung cấp một giải pháp bền vững bằng cách chuyển đổi chất thải nông nghiệp thành than sinh học, một sản phẩm phụ rắn giàu carbon có thể được sử dụng làm chất cải tạo đất.

Than sinh học có một số lợi ích cho sức khỏe đất, bao gồm cải thiện khả năng giữ nước, tăng cường khả năng cung cấp chất dinh dưỡng và giảm phát thải khí nhà kính từ đất. Bằng cách chuyển đổi chất thải nông nghiệp thành than sinh học, nhiệt phân hỗ trợ các hoạt động canh tác bền vững và thúc đẩy phương pháp tiếp cận tuần hoàn trong quản lý chất thải trong lĩnh vực nông nghiệp.

Nhiệt phân và Giảm Dấu chân Carbon

Một lợi ích quan trọng khác của nhiệt phân là khả năng giảm dấu chân carbon. Bằng cách chuyển đổi chất thải thành các nguồn năng lượng tái tạo, nhiệt phân giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, giảm tổng lượng khí thải carbon. Ngoài ra, nhiệt phân ngăn chặn khí thải mê-tan từ các bãi chôn lấp bằng cách chuyển hướng chất thải nếu không sẽ phân hủy kỵ khí và tạo ra mê-tan, một loại khí nhà kính mạnh.

Hơn nữa, than sinh học được tạo ra thông qua nhiệt phân có thể cô lập carbon trong đất trong thời gian dài, khóa chặt carbon mà nếu không sẽ thải ra khí quyển. Tiềm năng cô lập carbon này khiến nhiệt phân trở thành một công cụ có giá trị trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Thách thức và Cơ hội cho nhiệt phân

Mặc dù có nhiều lợi ích, vẫn còn những thách thức đối với việc áp dụng rộng rãi nhiệt phân. Những thách thức này bao gồm chi phí đầu tư ban đầu cao, hạn chế về mặt kỹ thuật và rào cản về mặt quy định. Tuy nhiên, những tiến bộ liên tục trong công nghệ nhiệt phân và nhận thức ngày càng tăng về nhu cầu về các giải pháp quản lý chất thải bền vững đang giúp vượt qua những thách thức này.

Chính phủ và các ngành công nghiệp ngày càng nhận ra vai trò của nhiệt phân trong việc thúc đẩy tính tuần hoàn và đang đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để cải thiện hiệu quả và khả năng mở rộng của các quy trình nhiệt phân. Ngoài ra, các chính sách và ưu đãi hỗ trợ có thể đẩy nhanh việc áp dụng các công nghệ nhiệt phân và khuyến khích các ngành công nghiệp áp dụng các hoạt động bền vững hơn.

Kết luận

Khi thế giới hướng tới nền kinh tế tuần hoàn, nhiệt phân cung cấp một giải pháp mạnh mẽ để giảm thiểu chất thải, bảo tồn tài nguyên và thúc đẩy tính bền vững. Bằng cách chuyển đổi chất thải thành các nguồn tài nguyên có giá trị, giảm thiểu việc sử dụng bãi chôn lấp và hỗ trợ sản xuất năng lượng tái tạo, nhiệt phân phù hợp với các nguyên tắc của tính tuần hoàn và giúp các ngành công nghiệp chuyển đổi sang các hoạt động bền vững hơn.

Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức, nhưng tiềm năng của nhiệt phân trong việc chuyển đổi các hệ thống quản lý chất thải và đóng góp vào nền kinh tế tuần hoàn là không thể phủ nhận. Khi công nghệ tiếp tục phát triển và nhận thức ngày càng tăng, nhiệt phân sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một tương lai bền vững hơn.

Tư liệu tham khảo

1. Alfa Laval (n.d.) Pyrolysis of plastics: Challenges and solutions. Available at: https://www.alfalaval.co.uk/media/stories/sustainability/pyrolysis-of-plastics-challenges-and-solutions/

2. Alfa Laval (n.d.) Pyrolysis of plastics: Challenges and solutions. Available at: https://www.alfalaval.us/media/stories/sustainability/pyrolysis-of-plastics-challenges-and-solutions/

3. Gasification Plant (n.d.) Why choose pyrolysis to treat waste plastics? Available at: https://gasificationplant.com/waste-management/why-choose-pyrolysis-to-treat-waste-plastics/

4. Plastics Today (n.d.) Pyrolysis-based recycling has significant environmental benefits, study shows. Available at: https://www.plasticstoday.com/advanced-recycling/pyrolysis-based-recycling-has-significant-environmental-benefits-study-shows

5. Power Engineering (n.d.) How does pyrolysis fit in the circular economy puzzle? Available at: https://www.powereng.com/library/how-does-pyrolysis-fit-in-the-circular-economy-puzzle/

6. Pubs RSC (2024) Pyrolysis of plastics: Research article. Available at: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/gc/d3gc04396g

7. ResearchGate (n.d.) A comprehensive review on pyrolysis from the circular economy point of view and its environmental and social effects. Available at:https://www.researchgate.net/publication/367083474_A_comprehensive_review_on_pyrolysis_from_the_circular_economy_point_of_view_and_its_environmental_and_social_effects

8. ResearchGate (n.d.) Pyrolysis of plastic wastes: Towards achieving a circular economy, an advanced chemistry and technical approach. Available at: https://www.researchgate.net/publication/382577169_Pyrolysis_of_Plastic_Wastes_Towards_Achieving_a_Circular_Economy_An_Advanced_Chemistry_and_Technical_Approach

9. ScienceDirect (n.d.) Pyrolysis-based solutions for a circular economy. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969721062380

10. Springer (n.d.) Sustainable Development Journal: Pyrolysis solutions. Available at: https://link.springer.com/article/10.1007/s10668-023-02963-1

11. Typeset (n.d.) How does pyrolysis contribute to the circular economy? Available at: https://typeset.io/questions/how-does-pyrolysis-contribute-to-the-circular-economy-1ized8f1o1

12. Weibold (n.d.) Pyrolysis of end-of-life tires offers solutions for circular economy. Available at: https://weibold.com/pyrolysis-of-endoflife-tires-offers-solutions-for-circular-economy

13. Wiley Online Library (2023) Pyrolysis and the circular economy. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2023/1821129

Giới thiệu về GTST

GTST, viết tắt của Green Technology Solutions Trading, nổi trội trong thương mại quốc tế bằng cách tập trung vào các mặt hàng xanh và cung cấp vật liệu bền vững, ít carbon cho các nhà sản xuất để giảm lượng khí thải CO2 và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn. Bằng cách tích hợp các công nghệ tiên tiến, chúng tôi giúp các doanh nghiệp giảm thiểu lượng khí thải carbon và đóng góp vào các nỗ lực ứng phó với biến đổi khí hậu toàn cầu, định vị mình là đơn vị dẫn đầu trong các hoạt động thương mại thân thiện với môi trường.