“Chìa khóa” để giảm phát thải khí mê-tan trong công nghiệp khai thác than

Giải pháp kỹ thuật - công nghệ

Biến đổi khí hậu là một trong những thách thức toàn cầu lớn nhất hiện nay. Ngành công nghiệp khai thác than Việt Nam là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn nhưng đồng thời cũng là một trong những ngành sản xuất công nghiệp có lượng phát thải khí mê-tan chiếm tỉ trọng cao.

Theo ước tính của Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA), ngành công nghiệp khai thác than trên toàn thế giới hàng năm đóng góp khoảng 8 ÷ 10% lượng phát thải khí mê-tan do con người tạo ra (than+dầu mỏ: 19%), tương đương 1,2 ÷ 1,5% tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu.

Áp dụng công nghệ trong khai thác than có vai trò quan trọng giảm phát thải mê-tan, bảo vệ môi trường. Ảnh: Vinacomin

Trong bối cảnh Việt Nam cam kết giảm ít nhất 30% khí mê-tan vào năm 2030, do đó ngành công nghiệp khai thác than cũng đặt ra nhiều thách thức về công nghệ và giải pháp để đạt được các mục tiêu đã đề ra.

Khí mê-tan hình thành cùng với quá trình thành tạo than và được lưu giữ trong vỉa than và các tầng đất đá bao quanh. Quá trình khai thác than đã phá vỡ cấu trúc của vỉa than và các tầng đất đá bao quanh. Ngay sau khi than lộ ra và bị phá vỡ cấu trúc, khí mê-tan lập tức thoát ra và khuếch tán vào môi trường mỏ.

Hiện nay, có hai nhóm giải pháp chính được áp dụng ở các nước trên thế giới để kiểm soát phát thải khí mê-tan là: Giải pháp kỹ thuật - công nghệ và giải pháp phi công nghệ.

Các giải pháp kỹ thuật - công nghệ trong công nghiệp khai thác than bao gồm cải tiến, đổi mới kỹ thuật, công nghệ, dây chuyền thiết bị để nâng cao hiệu quả sản xuất, áp dụng các giải pháp kiểm soát, tiết kiệm năng lượng đối với các dây chuyền, thiết bị mỏ; thực hiện các công trình tháo khí, thu hồi và sử dụng khí mê-tan trước, trong và sau quá trình khai thác than.

Theo đó, khoan tháo khí mê-tan trước khi khai thác vỉa than là phương pháp sử dụng các lỗ khoan từ bề mặt đất đến các vỉa than chưa khai thác. Sau đó sử dụng thiết bị chuyên dụng lắp đặt tại miệng lỗ khoan tạo áp lực hút để hút khí mê-tan từ các vỉa than, hoặc sử dụng các phương pháp tạo áp lực đẩy để đẩy khí mêtan thoát ra từ vỉa than.

Khí mê-tan được thu hồi tại miệng lỗ khoan và đưa vào các hệ thống lưu giữ cũng sẽ góp phần làm giảm lượng phát thải khí mê-tan ra ngoài môi trường.

Ngoài ra, phương pháp khoan tháo khí mê-tan từ vỉa than ở trong và sau giai đoạn khai thác (CMM) cũng tương đối đa dạng, tùy thuộc vào từng điều kiện kỹ thuật mỏ. Tuy nhiên, về cơ bản, phương pháp này có thể được mô tả như sau: Các lỗ khoan tháo khí được khoan từ khu vực đường lò gần nhất có thể vào khu vực dự kiến tháo khí (vỉa than, các lớp đất đá xung quanh vỉa than, vùng phá hỏa); sau khi thành và miệng lỗ khoan được gia cố (bằng xi măng hoặc keo tổng hợp), lắp đặt các hệ thống tách nước và thu hồi khí mêtan tại miệng lỗ khoan để thu hồi khí.

Bên cạnh đó, phương pháp thu hồi khí mê-tan từ luồng gió thải mỏ hầm lò cũng là một phương pháp để giảm lượng khí mêtan phát thải vào bầu khí quyển thông qua hệ thống thông gió mỏ hầm lò và đã có nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng.

Giải pháp phi công nghệ

Bên cạnh các nhóm giải pháp kỹ thuật - công nghệ, nhiều nước đã phát triển và áp dụng rất thành công các giải pháp mang tính phi công nghệ, bao gồm như việc tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức người dân các hành động giúp giảm phát thải khí nhà kính trong đó có khí mê-tan.

Hay như nhiều quốc gia đã áp dụng các cơ chế, chính sách đặc biệt đối với các tổ chức, doanh nghiệp trong ngành khai thác than để thúc đẩy việc giảm phát thải khí nhà kính.

Hai chính sách phổ biến hiện nay tại các nước trên thế giới nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính là chính sách thương mại khí thải và chính sách thuế cacbon.

Khai thác than hầm lò ở Công ty CP than Vàng Danh

Chính vì vậy, để giảm lượng phát thải khí mê-tan ra môi trường, ngành công nghiệp khai thác than của Việt Nam cần phải thay đổi công nghệ theo hướng tập trung hóa sản xuất, đồng thời áp dụng công nghệ khai thác và đào lò tiên tiến, hiện đại hơn… nhằm giảm tổn thất, tận thu tối đa tài nguyên. Ngoài ra, cần tiếp tục nâng cao mức độ cơ giới hóa, tăng hiệu quả trong công tác xúc bốc, vận tải than, giảm thời gian lưu kho và vận chuyển.

Bên cạnh đó, cần áp dụng các công nghệ tháo, thu hồi và sử dụng khí mê-tan và thu hồi khí mê-tan hàm lượng cao. Đối với khí mê-tan thu hồi có hàm lượng cao, có thể đầu tư các dự án khai thác tương tự như khí gas ngành dầu khí. Khí được thu hồi, sau khi xử lý có thể cung cấp cho các hộ tiêu thụ công nghiệp và khu đông dân cư qua các đường ống dẫn khí, hoặc các hộ tiêu thụ nhỏ lẻ qua các bình lưu giữ.

Phương án này không những làm giảm mức độ phát thải khí mê tan, nâng cao mức độ an toàn trước khi khai thác mà còn làm tăng giá trị kinh tế của các vỉa than.

Với vai trò là một trong những trụ cột an ninh năng lượng quốc gia, việc áp dụng các giải pháp kiểm soát phát thải khí nhà kính nói chung và kiểm soát phát thải khí mê-tan nói riêng trong ngành công nghiệp khai thác than hầm lò Việt Nam là cần thiết, phù hợp với các mục tiêu, chương trình, kế hoạch quốc gia và quốc tế về ứng phó với biến đổi khí hậu tại Việt Nam.

Đây cũng là một yêu cầu cấp thiết mà ngành than có trách nhiệm và nghĩa vụ tham gia để góp phần giảm ô nhiễm môi trường không khí và đóng góp nhằm giảm phát thải khí nhà kính trong ngành công nghiệp khai khoáng của đất nước.

Vũ Cường