TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ứng dụng bảng IO xác định
phát thải khí nhà kính và đánh giá kịch
bản năng lượng cho ngành sản xuất vật
liệu xây dựng tại Việt Nam
CAO THỊ TÚ MAI


Ngành Kỹ thuật môi trường

Giảng viên hướng dẫn:

PGS. TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết

Viện:

Khoa học và Công nghệ môi trường

HÀ NỘI, 11/2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ứng dụng bảng IO xác định
phát thải khí nhà kính và đánh giá kịch bản
năng lượng cho ngành sản xuất vật liệu xây
dựng tại Việt Nam
CAO THỊ TÚ MAI

Ngành Kỹ thuật môi trường

Giảng viên hướng dẫn:

PGS. TS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết

Viện:

Khoa học và Công nghệ môi trường

HÀ NỘI, 11/2020


Lời cam đoan
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Cao Thị Tú Mai

i


Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
những lời động viên và chia sẻ chân thành của gia đình, thầy cô và bạn bè.
Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và nồng ấm nhất đến

PGS. TS.Nguyễn Thị Ánh Tuyết, người đã trực tiếp hướng dẫn, theo sát tôi và tạo
mọi điều kiện thuận lợi, hướng dẫn tận tình cho tơi trong suốt q trình thực hiện
luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo đã tham gia giảng dạy
và truyền đạt cho các học viên những kiến thức quý báu. Tôi cũng xin được gửi
lời cảm ơn đến trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Khoa học và Công nghệ
môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có cơ hội được thực hiện luận
văn thạc sĩ của mình trong điều kiện tốt nhất.
Cuối cùng, tơi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những
người đã luôn ở bên cạnh tôi, động viên, giúp đỡ tơi trong q trình học tập và
thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2020

Học viên

Cao Thị Tú Mai

iii


MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT............................................................................. vii
DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. xi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ xiii

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................. 1
1.1

Tổng quan về ngành sản xuất vật liệu xây dựng Việt Nam ....................... 1
1.1.1
Hiện trạng sản xuất vật liệu xây dựng và nguồn phát thải khí nhà
kính từ q trình sản xuất vật liệu xây dựng .................................................. 1
1.1.2
Hiện trạng phát thải khí nhà kính của ngành sản xuất vật liệu
xây dựng… ................................................................................................... 11

1.2

Tổng quan về bảng IO và các ứng dụng của bảng IO .............................. 13
1.2.1

Hình thành và phát triển bảng IO .............................................. 13

1.2.2

Cơ sở của phân tích đầu vào –đầu ra ........................................ 14

1.2.3

Các ứng dụng của bảng IO trong việc xác định phát thải ......... 16

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ................. 19
2.1

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 19


2.2

Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 21
2.2.1

Phân tích đầu vào – đầu ra ........................................................ 21

2.2.2
Xây dựng cơ sở dữ liệu cho kịch bản năng lượng cho ngành sản
xuất vật liệu xây dựng .................................................................................. 26
2.2.3

Các phương pháp khác .............................................................. 29

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 31
3.1
Hiện trạng sử dụng năng lượng và xu hướng sử dụng năng lượng của các
ngành sản xuất vật liệu xây dựng ......................................................................... 31
3.1.1

Ngành cơng nghiệp xi măng ..................................................... 34

3.1.2

Ngành kính ................................................................................ 37

3.1.3

Ngành sản xuất đất sét nung ..................................................... 39


3.2
Tính tốn phát thải và xu hướng phát thải khí nhà kính ngành sản xuất vật
liệu xây dựng ........................................................................................................ 42
3.3

Xây dựng kịch bản tiêu thụ năng lượng cho ngành ................................. 46
3.3.1

Kết quả kịch bản 1- kịch bản cơ sở ........................................... 46

3.3.2

Kết quả kịch bản 2 .................................................................... 51
v


3.4
Một số giải pháp giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, tiết kiệm
năng lượng, giảm phát thải khí nhà kính hữu ích cho ngành cơng nghiệp xi măng
Việt Nam .............................................................................................................. 55
3.4.1

Tận dụng nhiệt thải phát điện ................................................... 56

3.4.2

Sử dụng nhiên liệu thay thế ….. ............................................... 57

3.4.3


Thu giữ và lưu trữ cacbon ........................................................ 59

3.4.4

Thuế cacbon .............................................................................. 61

KẾT LUẬN ......................................................................................................... 63
Kết luận ................................................................................................................ 63
Hướng phát triển của đồ án trong tương lai ......................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 65
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 66

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ASEAN

: Hiệp hội các Quốc gia Đông Nam Á (Association of
Southeast Asian Nations)

BTNMT

: Bộ Tài nguyên và Mơi trường

CNG

: Khí tự nhiên (Compressed natural gas)


CO2-e

: CO2 tương đương (Carbon dioxide equivalent)

EU

: Liên minh châu Âu (The European Union)

GDP

: Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Product)

GWP

: Tiềm năng ấm lên toàn cầu (Global warming potential)

KB

: Kịch bản

KNK

: Khí nhà kính

KPH

: Khơng phát hiện

kt CO2-e


: Nghìn tấn CO2 tương đương

ktoe

: Nghìn tấn dầu tương đương (Tonne of oil equivalent)

LPG

: Khí hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas)

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

QĐ-TTg

: Quyết định của thủ thướng chính phủ

Tr

: Triệu

UNFCCC

: Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về Biến đổi Khí
hậu (United Nations Framework Convention on Climate
Change)

VLXD


: Vật liệu xây dựng

VOCs

: Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile organic
compounds)

vii


viii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Biểu đồ tăng trưởng ngành sản xuất vật liệu xây dựng giai đoạn
2010-2018 .............................................................................................................. 1
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng và các nguồn phát sinh khí nhà kính
................................................................................................................................ 7
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch ốp lát và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng ....................................................................................................... 8
Hình 1.4. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất kính và các nguồn phát sinh khí nhà kính
tương ứng ............................................................................................................... 9
Hình 1.5. Sơ đồ công nghệ sản xuất sứ vệ sinh và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng ..................................................................................................... 10
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch nung và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng ..................................................................................................... 11
Hình 1.7. Tỷ lệ đóng góp phát thải các ngành ..................................................... 13
Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ........................................................... 21
Hình 3.1. Xu hướng tiêu thụ năng lượng các ngành sản xuất vật liệu xây dựng
giai đoạn 1996-2018 ............................................................................................. 32

Hình 3.2. Phần trăm tỷ trọng tiêu thụ năng lượng của các ngành sản xuất vật liệu
xây dựng ............................................................................................................... 32
Hình 3.3.Tiêu thụ năng lượng ngành cơng nghiệp xi măng................................. 34
Hình 3.4. Xu hướng thay đổi loại nhiên liệu sử dụng trong ngành xi măng ....... 35
Hình 3.5. Tiêu thụ năng lượng trên một tấn sản phẩm xi măng .......................... 35
Hình 3.6. Cường độ tiêu thụ điện năng trên một tấn xi măng.............................. 36
Hình 3.7. Xu hướng tiêu thụ năng lượng ngành sản xuất kính ............................ 37
Hình 3.8. Xu hướng thay đổi loại nhiên liệu sử dụng .......................................... 38
Hình 3.9. Cường độ tiêu thụ năng lượng tính trên một tấn kính .......................... 38
Hình 3.10. Cường độ tiêu thụ điện năng trên một tấn kính ................................. 39
Hình 3.11. Xu hướng xử dụng năng lượng ngành ............................................... 40
Hình 3.12. Xu hướng thay đổi loại nhiên liệu sử dụng ........................................ 40
Hình 3.13. Cường độ tiêu thụ năng lượng cho 1 tấn sản phẩm từ đất sét nung ... 41
Hình 3.14. Cường độ tiêu thụ điện năng trên một tấn sản phẩm từ đất sét nung. 41
Hình 3.15. Xu hướng phát thải khí nhà kính của ngành cơng nghiệp xi măng ... 42
Hình 3.16. Xu hướng phát thải khí nhà kính ngành cơng nghiệp kính ................ 43
Hình 3.17. Phát thải khí nhà kính ngành sản xuất các sản phẩm từ đất sét nung ..... 43
Hình 3.18. Xu hướng phát thải khí nhà kính ........................................................ 44
Hình 3.19. Tỷ lệ phát thải khí nhà kính, % .......................................................... 45

ix


Hình 3.20. Mức phát thải khí nhà kính tính cho các ngành sản xuất vật liệu xây
dựng ..................................................................................................................... 45
Hình 3.21. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành xi măng - KB1 ....... 46
Hình 3.22. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành cơng nghiệp kính
– KB1 ....................................................................................................... 47
Hình 3.23. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành gạch, ngói nung – KB1 .. 48
Hình 3.24. Dự báo tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng của các ngành sản xuất vật

liệu xây dựng – KB1 ............................................................................................ 48
Hình 3.25. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành xi măng – KB1......... 49
Hình 3.26. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành sản xuất gạch, ngói
nung - KB1 ........................................................................................................... 49
Hình 3.27. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành cơng nghiệp kính – KB1.. 50
Hình 3.28. Dự báo tổng lượng khí nhà kính phát thải của các ngành sản xuất vật liệu
xây dựng – KB1 .................................................................................................... 50
Hình 3.29. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành xi măng- KB2 ........ 51
Hình 3.30. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành gạch, ngói nung –
KB2 ...................................................................................................................... 51
Hình 3.31. Dự báo nhu cầu tiêu thụ năng lượng của ngành kính – KB2............. 52
Hình 3.32. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành xi măng – KB2......... 52
Hình 3.33. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành gach, ngói nung – KB2 .... 53
Hình 3.34. Dự báo lượng khí nhà kính phát thải từ ngành kính – KB2 .............. 53
Hình 3.35. Tiềm năng giảm thiểu tiêu thụ năng lượng toàn ngành so với kịch bản
cơ sở ..................................................................................................................... 54
Hình 3.36. Tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính của ngành vật liệu xây dựng ....... 55
Hình 3.37. Quy trình thu giữ và lưu trữ cacbon cho dây chuyền sản xuất xi măng .... 59

x


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Sản lượng xi măng Việt Nam giai đoạn 2010-2018 .............................. 2
Bảng 1.2. Sản lượng ngành gạch ốp lát giai đoạn 2010 – 2018 ............................. 3
Bảng 1.3. Sản lượng kính Việt Nam giai đoạn 2010 – 2018 ................................. 4
Bảng 1.4. Sản lượng sứ vệ sinh giai đoạn 2010-2018............................................ 5
Bảng 1.5. Nhu cầu năng lượng cho hoạt động sản xuất các sản phẩm vật liệu
xây dựng ................................................................................................................ 6
Bảng 1.11. Tổng hợp phát thải khí nhà kính ngành sản xuất sản phẩm từ đất sét

nung và sản xuất kính ........................................................................................... 12
Bảng 1.13. Dịng đầu vào – đầu ra giữa các ngành .............................................. 15
Bảng 2.1. Tên và mã ngành thuộc phạm vi đề tài trong các bảng IO của Việt Nam
.............................................................................................................................. 19
Bảng 2.3. Dữ liệu các ngành thuộc phạm vi đề tài trích xuất từ bảng IO năm 1996 .. 22
Bảng 2.4. Dữ liệu các ngành thuộc phạm vi đề tài trích xuất từ bảng IO năm 2000 .. 22
Bảng 2.5. Dữ liệu các ngành thuộc phạm vi đề tài trích xuất từ bảng IO năm 2007 .. 22
Bảng 2.6. Dữ liệu các ngành thuộc phạm vi đề tài trích xuất từ bảng IO năm 2012 .. 23
Bảng 2.7. Dữ liệu các ngành thuộc phạm vi đề tài trích xuất từ bảng IO cập nhật
năm 2018 .............................................................................................................. 23
Bảng 2.8. Giá bán các loại nhiên liệu từ năm 1996-2018 .................................... 24
Bảng 2.9. Hệ số chuyển đổi năng lượng .............................................................. 24
Bảng 2.10. Hệ số quy đổi đơn vị tiền tệ và năng lượng ....................................... 25
Bảng 2.11. Hệ số chuyển đổi phát thải giữa các loại khí nhà kính sang CO2 tương
đương.................................................................................................................... 26
Bảng 2.12. Các hệ số phát thải được sử dụng ...................................................... 26
Bảng 2.13. Dữ liệu đầu vào cho kịch bản 1 ......................................................... 27
Bảng 2.14. Giải thiết xây dựng kịch bản 2 ........................................................... 27
Bảng 2.15. Dữ liệu đầu vào xác định kịch bản 2 ................................................. 29
Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng năng lượng của các ngành sản xuất vật liệu xây
dựng giai đoạn 1996-2018 ................................................................................... 31
Bảng 3.2. Tiêu thụ năng lượng ngành xi măng .................................................... 34
Bảng 3.3. Lượng khí nhà kính ước tính được của các ngành .............................. 44
Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả dự báo nhu cầu năng lượng hai kịch bản xây dựng 54
Bảng 3.5. Tổng hợp kết quả dự báo phát thải phí nhà kính của hai kịch bản xây
dựng ...................................................................................................................... 55
Bảng 3.6. Tổng hợp hiện trạng lắp đặt hệ thống phát điện nhiệt dư tại Việt Nam ...... 56
Bảng 3.7. Thành phần các chất ô nhiễm trong khói thải nhà máy xi măng có hoạt
động đồng xử lý chất thải ..................................................................................... 57
xi



Bảng 3.8. Các dự án thu giữ cacbon trong ngành xi măng .................................. 60
Bảng 3.9. Thuế cacbon tại một số quốc gia trên thế giới .................................... 61

xii


MỞ ĐẦU
Biến đổi khí hậu đang là vấn đề rất được quan tâm trên phạm vi tồn cầu.
Biến đổi khí hậu đã và đang tác động trực tiếp đến đời sống con người và môi
trường sinh thái. Việt Nam phê chuẩn Công ước khung của Liên hiệp Quốc về
Biến đổi khí hậu vào ngày 16/11/1994, ký Nghị định thư Kyoto ngày 03/12/1998
và phê chuẩn Nghị định này vào ngày 25/9/2002 [1]. Là thành viên của Cơng ước
này, Việt Nam có nghĩa vụ phải thực hiện các hoạt động có liên quan, trong đó
có việc thực hiện kiểm kê phát thải khí nhà kính trong các lĩnh vực khác nhau.
Thời gian qua, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã phối hợp với nhiều Bộ, Ngành
liên quan xây dựng ba thông báo quốc gia về biến đổi khí hậu, đệ trình Ban thư
ký của UNFCCC, lần thứ nhất năm 2003, lần thứ hai năm 2010 [2], lần thứ ba
năm 2019 [3]. Trong các lần kiểm kê khí nhà kính quốc gia trước đây, Việt Nam
đã thực hiện kiểm kê cho 5 lĩnh vực: Năng lượng; các q trình cơng nghiệp;
nơng nghiệp; sử dụng đất (thay đổi sử dụng đất) và lâm nghiệp; chất thải.
Ngành sản xuất vật liệu xây dựng tiêu thụ nhiều ngun liệu, nhiên liệu.
Theo tính tốn, dựa trên số liệu thu thập chưa đầy đủ, năm 2015 ngành sản xuất
vật liệu xây dựng phát thải khoảng 60 triệu tấn CO2 tương đương (CO2-e). Các
khí nhà kính phát sinh chủ yếu trong quá trình nung, do sự cháy của nhiên liệu và
phân hủy ngun liệu, ngồi ra cịn có các khí khác như: NOx, SO2... Khí nhà
kính cịn phát sinh từ quá trình vận chuyển, các động cơ sử dụng dầu, xăng...
Bảng IO (còn gọi là bảng cân đối liên ngành) mô phỏng mối quan hệ
cung- cầu giữa các ngành kinh tế trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm.

Trong lĩnh vực năng lượng và môi trường, các bảng IO của Việt Nam đã từng
được sử dụng để đánh giá các kịch bản năng lượng cho các ngành, ước tính
lượng phát thải và nhiều ứng dụng khác. Việc ứng dụng bảng cân đối liên ngành
vào ngành sản xuất vật liệu xây dựng sẽ đánh giá được mức độ, xu hướng tiêu
thụ năng lượng cũng như phát thải khí nhà kính của ngành, từ đó đưa ra các định
hướng phát triển và biện pháp bảo vệ môi trường phù hợp.

xiii


xiv


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về ngành sản xuất vật liệu xây dựng Việt Nam
1.1.1 Hiện trạng sản xuất vật liệu xây dựng và nguồn phát thải khí
nhà kính từ q trình sản xuất vật liệu xây dựng
1.1.1.1. Hiện trạng sản xuất

100

800

80

600

60
400
40

200

20
0

0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Xi măng (tr tấn)
Gạch ốp lát (tr m2)

Sứ vệ sinh (tr SP)
Kính (tr m2)

Năm

Sản lượng xi măng, gạch ốp lát

Sản lượng sứ vệ sinh, gạch xây,
kính

Các ngành sản xuất vật liệu xây dựng chủ yếu tại Việt Nam hiện nay bao
gồm: sản xuất xi măng, sản xuất kính, sản xuất các sản phẩm gạch, gốm. Theo số
liệu thống kê giai đoạn 2010 – 2018 do Tổng cục thống kê công bố cho thấy sự
tăng trưởng mạnh mẽ của ngành sản xuất vật liệu xây dựng với mức tăng trưởng
trung bình từ 5-10%. Trong đó, hầu hết các ngành như sứ vệ sinh, gạch ốp lát, xi
măng đều có sự tăng trưởng lớn nhất qua các năm 2016 - 2018. Trong khi đó,
ngành sản xuất gạch xây nung có sự giảm tương đối mạnh năm 2012-2014, 20172018 và có xu hướng tăng nhẹ vào các năm cịn lại.

Gạch xây (tr viên)


Hình 1.1. Biểu đồ tăng trưởng ngành sản xuất vật liệu xây dựng giai đoạn 2010-2018
(Nguồn: Cơ sở dữ liệu Tổng cục thống kê, Cơ sở dữ liệu Bộ Xây dựng)

Công nghệ sản xuất các ngành xi măng, gạch ốp lát, sứ vệ sinh và kính của
Việt Nam được đánh giá là hiện đại, bắt kịp với xu hướng và trình độ phát triển
của thế giới. Trong khi đó, đối với các sản phẩm gạch xây thơng thường vẫn
đang ở mức trung bình, chưa có các công nghệ đột phá trong sản xuất. Công
nghệ sản xuất của các ngành này cơ bản như sau:
a) Công nghệ sản xuất xi măng
Công nghiệp xi măng ở Việt Nam là một trong số các ngành cơng nghiệp
có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Theo số liệu của tạp chí Global
cement, Việt Nam đứng đầu ASEAN về năng lực sản xuất xi măng, đứng thứ 5
trên thế giới về năng lực sản xuất xi măng chỉ sau Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ và
Nga.
Theo số liệu của Hiệp hội xi măng Việt Nam, các dây chuyền sản xuất xi
măng đã được đầu tư và khai thác đến hết 2019 là 82 dây chuyền sản xuất
clanhke, 80 trạm nghiền trong đó:
- 40 dây chuyền cơng suất thiết kế từ 3.000 tấn clanhke/ngày trở lên,
chiếm 76,1% tổng công suất thiết kế;
1


- 13 dây chuyền công suất thiết kế 2.500 tấn clanhke/ngày, chiếm 12,1%
tổng công suất thiết kế;
- 29 dây chuyền công suất thiết kế nhỏ hơn 2.500 tấn clanhke/ngày, chiếm
11,8% tổng công suất thiết kế.
Về trạm nghiền xi măng, trong số 80 trạm nghiền có 31 trạm nghiền gắn
với các nhà máy xi măng có sản xuất clanhke; 28 trạm nghiền độc lập sử dụng
clanhke thương phẩm và 21 trạm nghiền của các nhà máy xi măng lò đứng với

tổng công suất thiết kế là 32,07 triệu tấn/năm.
Sản lượng xi măng qua các năm được thể hiện trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Sản lượng xi măng Việt Nam giai đoạn 2010-2018
Đơn vị: Triệu tấn
Năm

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

Sản
55,80 58,27 56,35 57,52 60,98 67,65 74,46 81,49 89,12 96,92
lượng
(Nguồn: Tổng cục thống kê)


Trong số 82 dây chuyền sản xuất clanhke hiện có trên cả nước cịn 03 dây
chuyền khơng có calciler, các dây chuyền cịn lại đều sử dụng cơng nghệ lị quay,
phương pháp khơ, có hệ thống tháp trao đổi nhiệt nhiều tầng và calciler. Đây là
loại hình cơng nghệ sản xuất xi măng tiên tiến hiện nay.
Cơng nghệ lị quay đang hoạt động có hệ thống cyclone trao đổi nhiệt 5
tầng, được trang bị hệ thống tự động hóa (ngoại trừ một số dây chuyền cơng suất
q nhỏ), hệ thống tự động hóa được lắp đặt nhằm thực hiện các chức năng sau:
+ Vận hành, điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất tập trung tại phịng
điều khiển trung tâm, đảm bảo an tồn cho con người, thiết bị, môi trường trong
sản xuất;
+ Chỉ báo trạng thái nguy hiểm, sự cố, hỗ trợ khắc phục sự cố;
+ Tự động điều khiển tối ưu theo chức năng;
+ Lưu trữ thông tin, số liệu; cung cấp thông tin đầy đủ, tức thời cho người
vận hành và bộ phận quản lý.
b) Công nghệ sản xuất gạch ốp lát
Tốc độ phát triển và nâng công suất ngành gạch ốp lát rất nhanh trong các
năm vừa qua. Trong giai đoạn khởi đầu vào trước năm 1993, cả nước có 03 cơ sở
sản xuất gạch ốp tường với công suất hơn 20.000 m2/năm. Tới năm 2015, tổng
công suất thiết kế lên tới 557 triệu m2/năm. Sau hai năm, tính tới hết năm 2017,
cả nước có 75 cơ sở sản xuất, trong đó có khoảng 60 cơng ty sản xuất gạch
ceramic và granite với công suất thiết kế là 737,5 triệu m2/năm, 06 công ty sản
xuất gạch cotto lát nền và tấm treo với sản lượng 31 triệu m2/năm [4].
Công suất và sản lượng sản xuất gạch ốp lát trong các năm gần đây được
trình bày trong Bảng 1.2.

2


Bảng 1.2. Sản lượng ngành gạch ốp lát giai đoạn 2010 – 2018

Năm

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

Đơn vị: Triệu m2
2018
2017

Sản
351,3 372,3 342,0 308,8 302,7 400,0 520,00 700,10 705,00
lượng
(Nguồn: Hội vật liệu xây dựng Việt Nam, Bộ Xây dựng)

Gạch ốp lát được sản xuất trên dây chuyền công nghệ tiên tiến, sản phẩm
gồm nhiều chủng loại, đa dạng về kích thước, màu sắc và vân hoa. Gạch ceramic
và granit nước ta đều được sản xuất bằng cơng nghệ nung nhanh bằng lị thanh
lăn. Các cơng đoạn trong dây chuyền phần lớn được tự động hóa, kể cả các thiết
bị kiểm tra kích thước, độ phẳng, độ bền và thiết bị phân loại sản phẩm,…

Gạch ceramic: Nguyên liệu được gia công nghiền trong máy nghiền bi
dung tích lớn, tạo hạt có độ ẩm khoảng 6%, bột liệu được tháo tự động chuyển
qua phễu định lượng cấp vào khuôn ép của máy ép; máy ép thủy lực với chương
trình ép tự động sấy nhanh trong lị sấy đứng hoặc lò sấy thanh lăn; tráng men tự
động; phun, in lưới; nung thanh lăn ở nhiệt độ nung 1060°C - 1160°C với thời
gian nung 40 - 50 phút. Tráng men, trang trí theo một số phương pháp hiện đại
như in kỹ thuật số, có nhiều hoa văn, men phủ đều các mép cạnh mặt gạch. Lò
sấy, nung hai tầng được áp dụng. Loại lò này tiết kiệm được diện tích mặt bằng,
phù hợp với những dự án mở rộng có diện tích hạn chế, nhưng trong cơng tác vận
hành, sửa chữa có phức tạp hơn.
Gạch granit: Dây chuyền cơng nghệ sản xuất gạch granit nhân tạo về cơ
bản cũng giống như công nghệ sản xuất gạch ceramic. Nhưng máy ép thủy lực
thường có lực ép lớn hơn, đủ ép loại gạch có kích thước lớn. Trong máy ép có
thiết bị nạp liệu màu trang trí. Những sản phẩm tráng men, sau khi nung được
chuyển qua công đoạn kiểm tra đóng gói. Những sản phẩm khơng tráng men
được xếp lên khay chứa của dây chuyền mài và đưa vào máy mài phẳng, tiếp
theo là mài tinh và đánh bóng.
Gạch cotto: Công nghệ sản xuất gạch cotto bao gồm các công đoạn sản
xuất giống với gạch gốm ốp lát thông thường: Gia cơng ngun liệu – Tạo hình –
sấy – Nung và phân loại. Tuy nhiên, các nguyên liệu, phương pháp tạo hình, q
trình sấy, nung cụ thể trong từng cơng đoạn là khác nhau. Vì vậy, các thiết bị sử
dụng trong dây chuyền cũng khác so với sản phẩm gạch gốm ốp lát. Công nghệ
sản xuất gạch cotto là công nghệ mới và hiện đại có tính tự động hóa khá cao.
Điểm mới của công nghệ dựa trên việc sấy nhanh gạch mộc vừa tạo hình dẻo với
độ ẩm 17 – 19% và nung trong lò thanh lăn. Việc đổi mới công nghệ sấy và sử
dụng công nghệ nung nhanh gạch cotto trong lò nung thanh lăn đã tạo ra bước
đột phá trong công nghệ sản xuất sản phẩm mỏng từ đất sét nung, tạo ra sản
phẩm mới có giá trị cao. Sản phẩm sau sấy được tráng 1 lớp lót ở mặt dưới của
viên gạch trước khi vào lị nung thanh lăn. Nhiệt độ nung 10000C – 11500C.
c) Công nghệ sản xuất kính

Về kính xây dựng, tổng cơng suất sản xuất kính phẳng hàng năm của các
3


nhà máy đang sản xuất trong nước ước đạt 4.080 tấn/ngày tương đương 285 triệu
m2 quy tiêu chuẩn (QTC)/năm, trong đó kính nổi là 3.550 tấn/ngày tương đương
248 triệu m2 QTC/năm (có 7 nhà máy) và kính cán là 530 tấn/ngày tương đương
37 triệu m2 QTC/năm [4].
Theo tổng hợp của Hiệp hội kính và thủy tinh Việt Nam, ngồi các nhà
máy đang sản xuất, hiện tại có 5 dự án kính nổi đang đầu tư với tổng cơng suất
2.600 tấn/ngày tương đương 182 triệu m2 QTC/năm. Như vậy, khi 5 dự án trên đi
vào sản xuất, tổng công suất sản xuất kính phẳng ở Việt Nam sẽ là 6.680
tấn/ngày tương đương 466 triệu m2 QTC/năm. Phân bố các cơ sở sản xuất kính
trên cả nước như sau:
- Vùng Đồng bằng sơng Hồng: có 5 cơ sở sản xuất;
- Vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung: có 1 cơ sở sản xuất;
- Vùng Đơng Nam Bộ: có 2 cơ sở sản xuất.
Thống kê sản lượng ngành sản xuất kính của Việt Nam giai đoạn 20102018 được thực hiện và cơng bố, kết quả được trình bày trong Bảng 1.3.
Bảng 1.3. Sản lượng kính Việt Nam giai đoạn 2010 – 2018
Đơn vị: triệu m2QTC
2010

2011

2012

2013

2014


2015

2016

2017

2018

78,90

121,70

93,29

156,70

178,90

180,00

167,00

265,00

265,00

(Nguồn: Hiệp Hội kính và thủy tinh Việt Nam, Bộ Xây dựng)

Theo dự báo của quy hoạch phát triển kính phẳng ở Việt Nam đến năm
2020 và định hướng đến năm 2030 cũng như chủ chương của chính phủ nêu

trong “Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng đến năm 2020 và định
hướng đến năm 2030”, đến năm 2020 không đầu tư mới, đầu tư mở rộng các cơ
sở sản xuất kính xây dựng thơng thường, đối với các dự án sản xuất kính đặc
chủng chỉ được phép đầu tư khi được Thủ tướng Chính phủ cho phép [5].
Ngành kính Việt Nam ln kịp thời áp dụng các tiến bộ khoa học của thế
giới trong sản xuất. Minh chứng bằng việc 80% công nghệ sản xuất kính sử dụng
hiện nay là phương pháp kính nổi, một trong những phương pháp được đánh giá
là hiện đại trên thế giới. Các cơ sở sản xuất còn lại (khoảng 20%) cịn sử dụng
cơng nghệ kéo ngang, tuy nhiên cơ bản đã ngừng hoạt động.
Thay cho việc kéo kính bằng rulo, cơng nghệ kính nổi kéo kính qua bề
mặt thiếc nóng chảy. Độ phẳng của kính được nâng cao gần như tuyệt đối, chiều
dài tấm kính được sản xuất theo yêu cầu; chiều rộng, chiều dày tấm kính được
nâng lên đáng kể, hệ số biến dạng quang học thấp, chất lượng sản phẩm đạt tiêu
chuẩn quốc tế. Công nghệ này có năng suất và mức tự động hố cao, tiêu tốn
nhiên liệu thấp. Sản phẩm kính nổi Việt Nam có khả năng cạnh tranh cao và đã
được xuất khẩu ra một số thị trường thế giới.
Bên cạnh công nghệ sản xuất kính nổi, cơng nghệ sản xuất kính cán, kính
kéo ngang vẫn đang được sử dụng với số lượng ít và nhỏ lẻ, chủ yếu tại các cơ sở
quy mô vừa và nhỏ. Công nghệ và các thiết bị trong dây chuyền sản xuất được
4


nhập khẩu từ Trung Quốc, được đánh giá là công nghệ trung bình. Chất lượng
sản phẩm tạo ra khơng cao, độ phẳng và chỉ số biến dạng quang học kém, độ
giòn cao và khả năng chống nấm mốc hạn chế, kích thước sản phẩm khơng đáp
ứng được nhu cầu của thị trường, chi phí nhiên liệu, năng lượng trong sản xuất
cao làm cho sản phẩm kém cạnh tranh.
d) Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh
Ngành sản xuất sứ vệ sinh trong những năm gần đây tăng trưởng rất mạnh,
đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Tính đến hết năm 2017, cả

nước có 22 cơ sở sản xuất lớn và một vài cơ sở tư nhân với tổng sản lượng toàn
ngành đạt 18,50 triệu sản phẩm [4]. Bảng 1.4 cung cấp dữ liệu thống kê về sản
lượng của ngành từ năm 2010 đến năm 2018.
Bảng 1.4. Sản lượng sứ vệ sinh giai đoạn 2010-2018
Đơn vị: triệu sản phẩm

Năm

2010

2011 2012

2013

2014

2015

2016

Sản lượng

7,30

8,52

8,89

9,86


10,83

11,49 12,52 16,00

8,14

2017

2018

(Nguồn: Tổng cục thống kê, Bộ Xây dựng)

Các dây chuyền thiết bị sản xuất sứ vệ sinh chủ yếu được nhập khẩu từ các
nước Italia, Nhật Bản, Anh, Mỹ, Đài Loan. Các phương pháp tạo hình và phun
men tiên tiến (cơng nghệ đổ rót áp lực, phun men tự động), nung sản phẩm trong
lò tuynel điều khiển tự động, sử dụng lớp phủ nano để làm tăng độ bóng bề mặt,
làm giảm khả năng bám dính và khả năng chịu đựng sự xâm thực của môi
trường. Hệ thống kiểm tra chất lượng và phịng thí nghiệm của các cơ sở sản xuất
được trang bị khá đầy đủ. Các cơ sở sản xuất sứ vệ sinh có công nghệ tiên tiến,
thiết bị hiện đại chiếm khoảng 50% sản lượng.
e) Công nghệ sản xuất gạch xây nung
Hiện nay ở Việt Nam đang tồn tại các loại hình cơng nghệ sản xuất gạch
xây nung như sau: cơng nghệ lị tuynel, cơng nghệ thủ cơng. Lị đứng liên tục, lị
vịng:
- Kiểu lò nung Hoffman (lò vòng): Đây là kiểu lò nung theo công nghệ
nung liên tục với buồng đốt di động. Lị Hoffman gồm 2 dãy, mỗi dãy có 11
khoang gạch với 12 cửa đốt (có thể có số khoang và số cửa nhiều hơn).
- Kiểu lò VSBK (Vertical Shaft brick kiln) hay lò nung liên tục kiểu đứng:
Đây là kiểu lị nung theo cơng nghệ nung liên tục với buồng đốt cố định. Lị nung
dạng ống trụ hình chữ nhật đặt đứng, gạch mộc được nạp vào miệng lò từ phía

trên và lấy ra ở dưới đáy lị. Lị vận hành dựa trên nguyên lý khí động học nên sử
dụng năng lượng rất hiệu quả.
1.1.1.2. Nhu cầu năng lượng và nguồn phát thải khí nhà kính
Đối với hoạt động sản xuất các sản phẩm vật liệu xây dựng, nhu cầu sử
dụng năng lượng tương đối lớn mà chủ yếu phục vụ cho cơng đoạn nung hay đốt
lị. u cầu về nhiệt độ trong công đoạn nung của hầu hết các loại hình sản phẩm
đều rất cao, tiêu tốn lượng năng lượng lớn. Tổng hợp nhu cầu năng lượng cho
5


ngành được đưa ra trong Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Nhu cầu năng lượng cho hoạt động sản xuất các sản phẩm vật liệu
xây dựng
Nhu cầu năng
Dạng nhiên liệu sử dụng cung
lượng
cấp nhiệt năng
STT Ngành Nhiệt
Điện
Sinh
Than Dầu CNG LPG
năng
năng
khối
800
65
Xi
kcal/kg
kWh/t
x

x
x
1
măng
clanhke clanhke
Các sản phẩm từ đất sét nung
2
Gạch
2.400
0,25
x
x
x
ốp lát kcal/kg kWh/kg
Sứ vệ
3.800
0,6
x
x
x
sinh
kcal/kg kWh/kg
Gạch
400
0,036
x
x
xây
kcal/kg kWh/kg
Sản

188
phẩm
3.200
kWh/t
thủy
x
x
x
3
kcal/kg
sản
tinh:
phẩm
kính
(Nguồn: Dữ liệu tổng hợp từ các nhà máy sản xuất)

Bảng tổng hợp cho thấy nhu cầu năng lượng cho các ngành sản xuất vật
liệu xây dựng là rất lớn về cả nhiệt năng và điện năng. Thêm vào đó, nhiên liệu
được sử dụng để cung cấp nhiệt năng phần lớn là nhiên liệu hóa thạch (than và
dầu: chiếm hơn 50% nguồn cấp năng lượng), trong khi các nhiên liệu ít ô nhiễm
hơn (CNG, LPG) mới chỉ đang được sử dụng thay thế một phần nhỏ nhiên liệu
hóa thạch.
Điều này giải thích một cách rõ ràng cho mức độ phát thải khí nhà kính từ
các hoạt động sản xuất các sản phẩm vật liệu xây dựng. Về cơ bản, phát thải khí
nhà kính trong các ngành này phát sinh từ 2 nguồn chính: tiêu thụ nhiên liệu (hóa
thạch, thay thế) và gián tiếp từ hoạt động tiêu thụ điện năng.Việc tiêu thụ năng
lượng và phát thải khí nhà kính tùy thuộc vào các công đoạn trong dây chuyền
sản xuất của mỗi loại hình sản phẩm. Cụ thể như sau:
*) Sản xuất xi măng
Nguồn phát sinh khí nhà kính chủ yếu trong quá trình sản xuất xi măng là

phát thải trực tiếp từ công đoạn nung clanhke sử dụng nhiệt năng lớn và phát thải
gián tiếp thông qua việc sử dụng điện năng. Sơ đồ công nghệ sản xuất cũng như
nguồn và loại khí nhà kính phát sinh mơ tả trong Hình 1.2 được tổng hợp từ quá
trình sản xuất thực tế tại các nhà máy xi măng tại Việt Nam hiện nay.

6


Gia công nguyên liệu

Kho chứa và đồng nhất

Điện

Nghiền liệu, sấy bằng
khí nóng tuần hồn

Dầu
Than
Lị đốt
phụ

CO2, CH4,
N2O

Máy nghiền than

CO2, gián
tiếp


Đồng nhất và chứa
nguyên liệu

Lò nung clanhke

CO2, CH4,
N2O

CO2, gián
tiếp
Vận chuyển clinker

Điện

Máy nghiền xi măng

CO2, gián
tiếp

vận chuyển xi măng

Đóng bao và xuất xi măng

Hình 1.2. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng và các nguồn phát sinh khí nhà kính
*) Sản xuất gạch ốp lát
Tương tự với quá trình sản xuất xi măng, ngành gạch ốp lát cũng sử dụng
năng lượng dưới hai dạng là nhiệt năng và điện năng. Nhiệt năng được cung cấp
cho quá trình nung sản phẩm và điện năng được sử dụng trong hầu hết các cơng
đoạn cịn lại của quá trình sản xuất. Nhu cầu năng lượng cho các công đoạn sản


7


xuất cũng như các loại khí nhà kính phát sinh tương ứng từ các công đoạn này
được thể hiện trong Hình 1.3.

Chuẩn bị nguyên liệu

CO2, gián tiếp

Định lượng

Nghiền liệu

Sàng rung

Bể khuấy hồ
Than, dầu,
LPG, CNG
Tạo hình sản
phẩm

Tráng men

Sấy tiền
nung

Lị nung thanh
lăn


CO2, CH4,
N2O

Khí nóng

Điện

Phân loại

Thùng khuấy,
chứa

Đóng hộp

Nghiền bi

Định lượng

Vận
chuyển, lưu
kho

CO2, gián tiếp

Chuẩn bị men

Hình 1.3. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất gạch ốp lát và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng
8



*) Sản xuất kính:
Ngành cơng nghiệp kính cũng mang đặc tính tiêu thụ năng lượng giống
với các ngành sản xuất vật liệu xây dựng cịn lại. Cơng đoạn nấu thủy tinh tiêu
thụ một lượng nhiệt năng rất lớn và do đó cũng là nguồn phát sinh khí nhà kính
chính. Một lượng khí nhà kính khác được phát sinh gián tiếp thông qua việc sử
dụng điện năng. Sơ đồ công nghệ sản xuất kèm theo nhu cầu năng lượng và
nguồn phát sinh khí nhà kính của ngành kính được thể hiện trong Hình 1.4.
Nguyên liệu

Điện

Định lượng

CO2, gián tiếp

Phối trộn nguyên liệu

Than, dầu, LPG,...

Nấu thủy tinh

CO2, CH4,
N2O

Tạo hình

Điện

Làm sạch


CO2, gián tiếp

Đóng hộp, lưu kho

Hình 1.4. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất kính và các nguồn phát sinh khí nhà kính
tương ứng
*) Sản xuất sứ vệ sinh:
Về cơ bản, quá trình sản xuất sứ vệ sinh tương đối giống với sản xuất gạch
ốp lát. Nguồn tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính lớn nhất là cơng đoạn
lị nung. Phát thải gián tiếp từ các thiết bị, máy móc sử dụng điện cũng chiếm
một phần trong tổng khí nhà kính phát thải của ngành. Hình 1.5 trình bày chi tiết
về cơng nghệ và các nguồn phát thải từ hoạt động sản xuất sứ vệ sinh của Việt
Nam.

9


Nguyên liệu
Định lượng và

Tạo hồ, điều chỉnh và
ủ hồ

CO2, gián tiếp

nghiền
ngun
Tạo hình đổ rót


Sấy

Phun men
Sấy trước nung
CNG, dầu,...
Lị nungThan, LPG,

CO2,
N2O

CH4,

Phân loại, đóng gói
CO2, gián tiếp
Vận
kho

chuyển,

lưu

Hình 1.5. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất sứ vệ sinh và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng
*) Sản xuất gạch xây nung:
Sản xuất gạch xây nung là ngành có cơng nghệ đơn giản nhất trong các
ngành sản xuất vật liệu xây dựng được đề cập tới. Tuy nhu cầu nhiệt năng cho
quá trình sản xuất gach nung là không lớn nhưng phát sinh một phần đáng kể khí
nhà kính vào mơi trường. Tiêu thụ điện năng của ngành là nhỏ bởi đó phát thải
CO2 gián tiếp cũng khơng lớn. Hình 1.6 mơ tả các q trình sản xuất gạch nung
nói chung và các nguồn phát sinh khí nhà kính tương ứng.


10


Chuẩn bị nguyên
liệu
Kho than
Vận chuyển, cấp liệu

Nghiền than

Máy cán và đảo trộn

Băng tải vận chuyển

Điện

CO2, gián tiếp

Máy đùn hút chân
không
Máy cắt tự động

Sân phơi gạch mộc

Lò sấy

CO2,
CH4,
N2O, CO2 gián

tiếp

Lò nung

Ra sản phẩm

CO2, gián tiếp

Bãi sản phẩm

Hình 1.6. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất gạch nung và các nguồn phát sinh khí nhà
kính tương ứng
1.1.2 Hiện trạng phát thải khí nhà kính của ngành sản xuất vật liệu
xây dựng
Tại Việt Nam, các ngành cơng nghiệp nói chung và ngành sản xuất vật
liệu xây dựng nói riêng là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn.
Việc kiểm kê phát thải khí nhà kính cho các ngành cơng nghiệp sản xuất còn hạn
11