Nguồn nước đối với phát triển năng lượng: Bài cuối - Tác động của nhiệt điện đến nguồn nước

Trong hai thập kỷ vừa qua, Việt Nam đã tập trung đầu tư cho nhiều dự án phát triển kinh tế. Bên cạnh đó, việc gia tăng dân số tương ứng với nhu cầu năng lượng, đặc biệt là nhu cầu về điện quốc gia ngày càng tăng cao. Nếu so với nhu cầu điện năm 2010, đến năm 2030 nhu cầu về điện dự báo tăng 10%.

Trước năm 2015, phần lớn nguồn điện của Việt Nam sản sinh từ thủy điện. Nhưng do nguồn cung ứng năng lượng này đã được khai thác gần như hết tiềm năng, chính sách cho tương lai của ngành năng lượng chuyển qua tập trung vào phát triển nhiệt điện than như nội dung của Quy hoạch Phát triển Điện lực Quốc gia Điều chỉnh giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 (gọi tắt là QHĐ VII Điều chỉnh), đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt.

Tuy vậy, tất cả các hoạt động sản xuất, phân phối, tiêu thụ và tiêu hủy sau vòng đời của các nhà máy điện đều có liên quan đến việc sử dụng nguồn nước hoặc gây ô nhiễm nguồn nước.

Mỗi giai đoạn trong vòng đời của than từ khai thác – xử lý – vận chuyển – đốt than sản xuất điện ở nhà máy điện than và cả thải loại đều có tác động tiêu cực tới nguồn nước.

Những hệ lụy đến nguồn nước
Dưới tác động của biến đổi khí hậu và gia tăng dân số, việc cân đối phát triển và kiểm soát an ninh nguồn nước, an ninh lương thực và an ninh năng lượng sẽ là những thách thức cần giải quyết cho mỗi quốc gia và toàn thế giới. Thách thức về an ninh nguồn nước trong bối cảnh phát triển nhiệt điện than và biến đổi khí hậu. Trong quá trình khai thác than, một lượng lớn nước ngầm sẽ bị hút khỏi lòng đất để có thể tiếp cận đến các mỏ than, ngoài ra nước còn được dùng để tưới giảm nhiệt nhằm giảm nguy cơ cháy hay nổ từ quá trình khai thác than. Điều này ảnh hưởng đặc điểm địa chất thủy văn vùng khai thác, làm hạ và giảm áp mực nước ngầm, hút cạn các giếng nước của người dân địa phương và ảnh hưởng đến các con sông trong khu vực.

Theo tính toán của Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, để sản xuất 1 tấn than cần bóc tách 8-10m3 đất, thải ra từ 1-3m3 nước thải mỏ. Chỉ tính riêng năm 2006, các mỏ than của Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam đã thải vào môi trường 182,6 triệu m3 đất đá thải, khoảng 70 triệu m3 nước thải mỏ, dẫn đến một số vùng của tỉnh Quảng Ninh bị ô nhiễm đến mức báo động như Mạo Khê, Uông Bí, Cẩm Phả...

Mặt khác, rò rỉ axít là một trong những tác động nghiêm trọng nhất của hoạt động khai thác than, đặc biệt là vào mùa khô cạn. Khi nước tiếp xúc với những khối đá lộ thiên sau quá trình khai thác, những kim loại nặng trong tự nhiên như nhôm, thạch tín và thủy ngân sẽ phát tán ra môi trường. Axít rò rỉ từ các mỏ khai thác sẽ làm nhiễm độc cả hệ thống nước ngầm và nước mặt, phá hủy hệ sinh thái thủy sinh cũng như nguồn nước uống và nước dùng cho nông nghiệp của các cộng đồng lân cận. Những tác động này sẽ kéo dài ngay cả khi mỏ không còn được khai thác nữa và có thể tồn tại mãi mãi.

Việt Nam có khoảng 200 mỏ than với tổng trữ lượng gần 8 tỷ tấn, chủ yếu tập trung ở các tỉnh phía Bắc, đặc biệt là tỉnh Quảng Ninh. Hàng năm, từ 15 đến 20 triệu tấn than được khai thác ở tỉnh này. Khi bề mặt than bị lộ ra môi trường, pyrit tiếp xúc với nước và không khí và tạo thành axit sunfuric (H2SO4). Nước chảy từ các mỏ than mang theo H2SO4 vào các dòng sông và gây ra tình trạng nhiễm axit của các dòng sông. Dòng chảy axit mỏ vẫn tiếp tục được hình thành ngay cả sau khi các mỏ ngừng hoạt động.

Nghiên cứu tại mỏ than Lô Trí ở Quảng Ninh của Trung tâm Sáng tạo Xanh đã chỉ ra nguy cơ bị nhiễm axit cao của các con suối xung quanh khu mỏ than trong mùa khô. Nước thải từ khai thác than ngoài nhiễm axít, còn dẫn đến nguy cơ ô nhiễm nguồn thủy vực do chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng cao (SS), các ion kim loại như Fe, Zn, Mn,… các chất ô nhiễm độc hại khá cao như Dioxins và các kim loại nặng nguy hiểm như Cd, Pb, Hg, As,…Sau khi được khai thác lên, than được rửa với nước và các hóa chất khác để loại bỏ các tạp chất như lưu huỳnh, xỉ và đất đá. Quá trình này cũng tiêu tốn một lượng nước tương đối lớn. Cơ quan Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng hoạt động khai thác than và rửa than tại quốc gia này tiêu tốn từ 260-980 triệu lít nước mỗi ngày. Lượng nước này có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cơ bản của 5-20 triệu người (định mức mỗi người sử dụng 40-60 lít nước mỗi ngày cho vùng nông thôn).

Hoạt động sản xuất điện than yêu cầu một lượng nước rất lớn cho quá trình làm mát. Các nhà máy điện than hoạt động dựa trên nguyên tắc than được đốt để đun sôi nước và tạo ra hơi nước. Hơi nước được dùng để quay tua-bin chạy máy phát và tạo ra điện. Sau đó các hệ thống làm mát làm nguội hơi nước và chuyển chúng lại thành nước. Trung bình cứ mỗi 3,5 phút, một nhà máy nhiệt điện than 500 MW sẽ hút lên một lượng nước đủ chứa trong một bể bơi tiêu chuẩn Olympic. Một nhà máy điện than điển hình với công suất 1200 MW trung bình tiêu thụ khoảng 4,7 triệu m3 nước/ngày đêm cho hoạt động làm mát, gấp khoảng 4 lần nhu cầu tiêu thụ nước của thành phố Hà Nội vào năm 2020.

Hạn chế tác động tiêu cực

Năm 2015, lượng điện từ điện than khoảng 56,5 tỷ kWh, chiếm 34,5% cơ cấu nguồn. Dự kiến đến năm 2030 con số này sẽ tăng lên hơn 5 lần, đạt mức 304 tỷ kWh, chiếm khoảng 53% tổng sản lượng điện toàn quốc. Trong khi đó, lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo hiện chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, khoảng 3,7% tổng lượng điện sản xuất. Tỷ trọng này cũng sẽ tăng lên nhưng không đáng kể vào năm 2030, chiếm 11% tổng cơ cấu nguồn. Hiện Việt Nam có trên 20 nhà máy điện than đang vận hành. Nếu tất cả các nhà máy nhiệt điện than trong QHĐ VII Điều chỉnh được xây dựng, con số này sẽ tăng lên hơn 60 nhà máy vào năm 2030.

Như vậy tới năm 2030, nhu cầu tiêu thụ nước cho mục đích làm mát của các nhà máy nhiệt điện than sẽ lên tới 216 triệu m3/ngày đêm, sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới việc cung cấp nước cho sinh hoạt và nông nghiệp. Theo khảo sát của các nhà nghiên cứu Trung Tâm Phát triển Sáng tạo Xanh (GreenID), nhiều người dân xã Dân Thành, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh cho biết, Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải lấy nước ngọt từ kênh 3/2 ở Đồng Châu, góp phần làm khan hiếm nguồn nước ngọt tại khu vực này. Mặc dù phần lớn nước làm mát của nhà máy nhiệt điện than được trả về nguồn nước ban đầu, nhưng nhiệt độ của loại nước này thường cao hơn 8 độ C so với nước đầu vào. Điều này dẫn đến sự mất cân bằng hệ sinh thái do sự gia tăng các loài ưa nhiệt và giảm số lượng các loài động vật và thủy sinh ưa lạnh, hoặc các loài khó có khả năng thích ứng với sự thay đổi nhiệt độ môi trường.

Các nhà máy điện than là một nguồn phát thải lớn khí SOx. Một nhà máy điện than công nghệ siêu tới hạn với công suất 550 MW thải ra 64.000 tấn SOx trong cả vòng đời. Đây là một loại khí độc hại, góp phần gây ra mưa acid, làm acid hóa hệ thống sông ngòi, ao hồ, hủy hoại hệ sinh thái địa phương, gây tổn hại nghiêm trọng đến rừng và canh tác nông nghiệp, cũng như phá hủy các công trình xây dựng.
Theo đánh giá của Tổng cục Môi trường, tro xỉ của các nhà máy điện than cũng là một mối nguy hại khác đối với nguồn nước. Hiện hàng năm các nhà máy điện than thải ra 16 triệu tấn tro xỉ. Tới năm 2030, lượng tro xỉ thải ra hàng năm là triệu tấn. Nếu không có biện pháp xử lý, tổng lượng tro xỉ tích lũy sẽ lên tới 423 triệu tấn, ước tính chiếm khoảng 65 km2.

Như vậy từ nay tới năm 2030, trung bình mỗi năm Việt Nam cần 5 km2 diện tích đất để chứa tro xỉ than, tương đương với diện tích của một xã Đồng bằng Bắc Bộ. Xỉ than chứa nhiều kim loại nặng như Cad, chì, thủy ngân, asen. Trong nhiều trường hợp bãi thải xỉ hoặc hồ thải xỉ không được chống thấm tốt, các chất độc hại bị ngấm xuống mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng tới sinh kế và sức khỏe của người dân sống xung quanh. Chưa kể các nhà máy nhiệt điện than sau một thời gian vận hành (khoảng 40 năm) thì đến giai đoạn thải loại và phục hồi. Khi đó, các nhà máy điện than phải đối mặt với nhiều vấn đề, bao gồm việc giải quyết ô nhiễm và phục hồi môi trường rất tốn kém và nan giải.

Để đảm bảo cân bằng giữa an ninh nguồn nước và an ninh năng lượng cho phát triển bền vững của Việt Nam, Nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh khuyến nghị: Phương pháp tiếp cận tổng thể, tích hợp, có sự tham gia hiệu quả của các bên liên quan cần được áp dụng trong quá trình xây dựng và điều chỉnh các quy hoạch phát triển ngành năng lượng-nước-lương thực, nhằm tránh xung đột giữa các ngành. Các chính sách hỗ trợ phát triển năng lượng tái tạo cần được khẩn trương đẩy mạnh thực thi để vừa đáp ứng nhu cầu năng lượng, giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu than nhập khẩu đồng thời hạn chế tác động tiêu cực tới an ninh nguồn nước cũng như nắm bắt cơ hội phát triển Xanh từ cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Đặc biệt, Quy hoạch điện VII điều chỉnh cần được tiếp tục sửa đổi theo hướng ưu tiên các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả, tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo, giảm thiểu tỷ trọng nhiệt điện than, yêu cầu cải tiến công nghệ của các nhà máy đang vận hành. Trong khi chờ Quy hoạch điện được cập nhật, nên tạm ngừng xây dựng thêm các nhà máy nhiệt điện than mới. Mặt khác, các quy định liên quan tới chất thải của nhà máy nhiệt điện than cần được Bộ Tài nguyên và Môi trường thắt chặt, bổ sung, nhất là quy chuẩn phát thải khí, quy định về nhiệt độ của nước làm mát, yêu cầu thiết kế dây chuyền quản lý và xử lý tro xỉ cùng các quy trình quy phạm và tiêu chuẩn về tro xỉ để giải quyết khối lượng tro xỉ lớn đang tồn tại, đe dọa môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng.