Khai thác bauxite
và ảnh hưởng môi trường:
kinh nghiệm ở Tây Australia.

Nguyễn Đức Hiệp

Bài này nội dung chủ yếu nói về tình hình khai thác bauxite, luyện alumina và aluminum ở Úc và quá trình đánh giá thẩm định môi trường. Những gì có liên quan đến trường hợp dự án bauxite Tây nguyên ở Việt nam cũng sẽ được bàn đến. Để có thể so sánh một cách cụ thể những sự giống nhau và khác biệt, tôi sẽ đặc biệt phân tích về trường hợp nhà máy Wagerup luyện alumina lớn nhất ở Tây Úc, với công xuất 2.4 triệu tấn mỗi năm, qua lịch sử và quá trình xây dựng, ảnh hưởng kinh tế, môi trường và liên đới đến các tác nhân và tổ chức liên quan trong khuôn khổ luật môi trường nhất là liên quan đến đánh giá tác động môi trường.

Các mỏ bauxite và nhà máy luyện alumina và nhôm ở Úc đều gần bờ biển ở đồng bằng và khí hậu nói chung là khô. Bauxite đã được khai thác, luyện thành alumina và nhôm từ những năm đầu thập niên 1960 và phát triển cho đến hiện nay.

Hai công ty chính khai thác bauxite hiện nay ở Úc là Alcoa World Alumina Australia (Alcoa 60% và Alumina Australia 40%) và Rio Tinto. Ngoài ra còn có công ty BHP-Billington, công ty này mặc dầu chỉ có một vài cơ sở sản xuất alumina từ bauxite ở Úc nhưng lại có mặt ở nhiều nơi khác trên thế giới.

Công ty Alcoa World Alumina khai thác bauxite ở Darling Range phía nam Perth có 3 nhà máy luyện alumima ở Tây Úc (Pinjarra, Wagerup và Kwinana), 2 nhà máy luyện nhôm ở tiểu bang Victoria (Portland và Geelong). Rio Tinto khai thác bauxite ở Weipa tiểu bang Queensland và có nhà máy luyện alumina ở Gladstone, Queensland. BHP-Billington cũng khai thác bauxite ở Darling Range và có nhà máy alumina ở Worsley. Tất cả những mỏ khai thác bauxite và nhà máy luyện alumina và nhôm đều phải qua một quá trình đáng giá và thẩm định tác động môi trường một cách trong suốt và quan trắc thường xuyên với sự tham dự của nhiều tổ chức, người dân có trực tiếp liên quan.

(1) Những lợi điểm khai thác bauxite, luyện alumina và nhôm ở Úc

Nước Úc là một lục địa xưa, một phần tách ra của đại lục địa Gondwana, khí hậu nói chung là khô, địa chất bị xói mòn qua thời gian, không nhiều núi cao. Tài nguyên bauxite rất dồi dào gần bờ biển dưới chân các rặng núi thấp hay đồi cao đã bị xói mòn từ rất lâu. Úc có trữ lượng bauxite lớn thứ hai trên thế giới (7.9 tỉ tấn) sau Guinea (Việt Nam thứ ba với trữ lượng 5.4 tỉ tấn).

Kỹ thuật luyện alumina dựa vào quá trình Bayer trong nhiều năm qua đã được cải thiện để nâng hiệu xuất năng lượng, tái chế nguyên liệu và giảm thiểu tác động môi trường của bùn đỏ và khí thải. Mục đích không những là giảm thiểu tác động xấu vào môi trường mà còn giảm giá thành đạt được hiệu quả kinh tế cao và nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường nhôm. Công nghệ thải bùn đỏ ướt được dần thay thế qua công nghệ khô xử lý bùn đỏ mà chúng ta sẽ có dịp bàn đến ở phần sau.

Vì gần bờ biển và các cảng tốt với cơ sở hạ tầng dễ thiết lập nên Úc là một trong những quốc gia đứng đầu sản xuất alumina trên thế giới với giá thành thấp và sức cạnh tranh rất lớn. Và với tài nguyên than đá có trữ lượng lớn, khai thác đáng kể cho các nhà máy phát điện (điều này cũng là nguyên nhân Úc có khí thải nhà nóng CO₂ lớn nhất trên mỗi đầu người) như ở Victoria cho nhà máy luyện nhôm nên sản phẩm nhôm cũng rất cạnh tranh hiệu quả trên thị trường thế giới.

Lấy một nhà máy sản xuất alumina tiêu biểu như nhà máy Wagerup ở Tây Úc làm thí dụ. Với mỏ bauxite Willowdale cách Wagerup 15km với công xuất 9 triệu tấn/năm và thành phố cảng Bunbury kế cận (70km), sản phẩm alumina (2.4 triệu tấn/năm) được chuyên chở qua đường sắt đến Bunbury để xuất khẩu hay đến nhà máy luyện nhôm ở Victoria nơi dồi dào điện lực để luyện nhôm. Điểm quan trọng ở đây là giá thành thấp; từ khâu khai quặng bauxite ở Willowdale, chuyển đến Wagerup cách Willowdale 15km dùng dây truyền tải (conveyor belt) đến khâu sản xuất và chuyên chở alumina ra thành phố biển gần Wagerup có cảng sâu; nên alumina xuất khẩu có hiệu xuất kinh tế cao và sức cạnh tranh lớn (12% thị trường alumina thế giới).

Có thể nói là hiệu xuất kinh tế cao nhất hiện nay là ở nhà máy alumina ở Worsley của BHP-Billington với công nghệ điều khiển hiện đại tốn ít nhiên liệu và năng lượng tạo ra sản phẩm alumina với giá vẫn có lời hiện nay khi giá aluminia trên thị trường thế giới xuống thấp đến nỗi nhiều nhà máy alumina khác ở nhiều nơi đã tạm ngừng sản xuất hay sản xuất dè chừng. Với tổng quan về tình hình luyện alumina và giá alumina hiện nay trên thế giới như vậy, cũng không lạ gì là công ty quốc doanh Trung quốc Chinalco đã dừng dự án khai thác bauxite ở Aurukun, gần Weipa bắc Úc mà công ty này vừa được hợp đồng thuê (lease) và bỏ dự định lập nhà máy luyện alumina ở phía nam gần Weipa tại một trong 3 thành phố biển tiểu bang Queensland (Bowen, Townville và Gladstone). Chinalco mới đây thay thế công ty Pháp Pechiney mà trước đây là một trong ba công ty được hợp đồng thuê (lease) khai thác bauxite ở gần Weipa: Comalco (Rio Tinto), Alcan (Rio Tinto đã mua công ty này) và Pechiney. Nay trong tình thế là Chinalco đang mong chờ sự chấp thuận của chính phủ Úc cho phép đầu tư một phần cổ phần vào Rio Tinto nên Chalco có thể sẽ bỏ hợp đồng thuê khai thác bauxite và hợp tác dùng nhà máy alumina ở Gladstone của Rio Tinto với công xuất 3.3 triệu tấn mỗi năm (4).

(2) Địa thế khai thác bauxite ở Tây Nguyên

Qua đó ta thấy ở vị trí thuận lợi tự nhiên và dùng công nghệ hữu hiệu tốn ít năng lượng, nhiên liệu hóa chất là những yếu tố chủ yếu mang lại hiệu quả kinh tế cao và sức cạnh tranh lớn trên thị trường thế giới. Về vấn đề khai thác bauxite ở Tây nguyên, Việt Nam, Công ty Than Khoáng sản Việt nam (TKV) dự định sẽ thiết lập hệ thống đường sắt để đưa alumina sản xuất ở Tây Nguyên xuống cảng ở nam trung phần (mũi Kê Gà) để xuất khẩu.

Đường từ Đak Nong, Lâm Đồng đến các thành phố ven biển dài và có độ dốc cao nên phí chuyên chở sẽ tương đối cao hơn các nơi khác khai thác bauxite và làm alumina ở gần bờ biển. Tuy vậy chính sách của chính phủ Việt Nam là phát triển công nghiệp tại các tỉnh Tây Nguyên như Lâm Đồng, Đak Nông mặc dầu hiệu quả kinh tế không tốt do vị trí; cũng như trước đây với nhà máy lọc dầu đặt ở Dung Quất, Quảng Ngãi. Nếu Lào và Cambodia cũng khai thác bauxite và sản xuất alumina, như họ đang dự định, thì với vị trí rất xa ở phía tây Tây nguyên họ sẽ ít có sức cạnh tranh hơn Việt nam trên thị trường alumina trên thế giới. Dĩ nhiên nếu thị trường alumina trên thế giới đạt được giá cao như cách đây hơn một năm do đòi hỏi cao thì tất cả các nhà máy alumina đều hoạt động được và có lời (nếu chưa tính đến hệ quả xấu do tác động môi trường gây ra và giá trị kinh tế mất đi).

Vì thế, nếu muốn có hiệu quả kinh tế cao và sức cạnh tranh chiến lược tốt trong tình hình kinh tế hiện nay và tương lai khi có sự củng cố thiết lập lại sự cân bằng mới của các nước sản xuất, nước tiêu thụ và các công ty; thì Việt Nam, để bù lại điểm yếu về vị trí địa lý và chuyên chở sản phẩm, nên thiết lập nhà máy alumina dùng công nghệ có hiệu năng cao, tiết kiệm nhiên liệu và năng lượng và giảm thiểu tác động môi trường qua khí thải, lọc lại nguyên liệu tái chế soda trong chất thải bùn đỏ trước khi xử lý một cách hiệu quả và ít tốn kém.

(3) Trường hợp nhà máy alumina Wagerup

Nhà máy luyện alumina Wagerup, phía nam Perth thủ phủ của tiểu bang Tây Úc, là một trường hợp mà ta có thể tìm hiểu để học hỏi kinh nghiệm. Giữa thập niên 1960, khi luật môi trường chưa hoàn thiện và quan niệm đánh giá tác động môi trường chưa được áp dụng, dự định thiết lập nhà máy alumina do công ty Alcoa xây dựng đã bị dân chúng địa phương phản đối. Mặc dầu có những cuộc biểu tình và phản đối bạo động, nhà máy Kwinana gần Perth vẫn được thiết lập năm 1963. Tuy vậy để nhượng bộ, chính phủ cũng buộc Alcoa phải lập các trạm quan trắc khí thải trong vùng có cư dân, bùn đỏ và nước thải gần nhà máy và nơi chứa trong các mạch nước ngầm chung quanh. Ngoài ra bộ môi trường cũng đặt các trạm quan trắc để giám sát ở khu dân cư. Bùn đỏ cũng đã được nghiên cứu dùng vào những công dụng và sản phẩm khác (4). Năng lượng cho nhà máy sau này là từ khí đốt chuyển từ mỏ dầu và khí đốt ở phía Tây bắc tiểu bang Tây Úc. Nguồn nước là các đập và hồ chứa lấy từ sông Harvey và các con suối trong vùng.

Đầu thập niên 1980, sự thiết lập nhà máy Wagerup gần Kwinana đã phải qua quá trình nghiên cứu đánh giá tác động môi trường cùng với sự tham dự của các tổ chức liên quan và cộng đồng. Theo luật môi trường hiện hành, hoạt động của nhà máy phải theo đúng các điều kiện mà chính phủ đặt ra sau khi bản đánh giá tác động môi trường được thẩm định đúc kết với tất cả ý kiến kể cả phản biện từ các tổ chức liên quan, cộng đồng, cư dân.

Tuy vậy, trong quá trình hoạt động của nhà máy, vì gần chân của rặng núi và ảnh hưởng khí tượng, đã có những lúc nồng độ bụi, các chất hóa học như (nitrogen oxides, arsenic, cadmium..) lên cao vượt tiêu chuẩn ảnh hưởng đến sức khoẻ của cư dân, như ho suyễn, rát cổ, chảy máu mũi... Alcoa nhiều lần đã bị phạt khi có sự cố vượt tiêu chuẩn (năm 2004 bị ra toà phạt 0.5 triệu Aus) và các tai nạn để hóa chất kiềm chảy lan trong và gần nhà máy mặc dầu trong nhiều năm đã cố gắng cải tiến kỷ thuật, xử lý và điều hành để phù hợp với luật môi trường và tiêu chuẩn chất thải.

Kỹ thuật xử lý chất thải bùn đỏ ướt (với lượng sodium hydroxide là 12g/l alkali) (2) đã chuyển qua xử lý khô ở Wagerup và hai nhà máy khác của Alcoa gần Wagerup (Pinjarra và Kwinana) áp dụng vào năm 1991 (3) (5); qua đó cát trong chất thải được phân ra làm tường ngăn và bùn đỏ còn lại làm khô và sau đó đem ra bãi chôn nén với xe ủi theo các tầng. Phương pháp mới này sẽ giảm diện tích nơi chứa và tránh nước sodium hydroxide không nhiễm vào các mạch nước ngầm. Với bùn đỏ ướt cho vào hồ chứa thì lúc trên mặt khô bùn đỏ dễ bị gió cuốn mang theo các hạt bụi chứa nhiều thành phần độc, vì thế kỹ thuật khô với các tầng đuợc nén ép dùng các xe ép và các máy phun nước trên mặt đất đỏ khô sẽ giảm thiểu bụi nguy hiểm.

Alcoa cũng thành lập cùng với cộng đồng cư dân Quỹ Bền vững (Wagerup Sustainability Fund) để hỗ trợ cải thiện môi trường. Cộng đồng địa phương cũng lập ra có nhiều tổ chức, như Community Alliance for Positive Solution (www.caps6218.org.au), Yarloop and Districts Concerned Residents Committee để theo dõi và thông tin về mọi lãnh vực liên quan đến nhà máy alumina.

Với sức ép của nhiều tổ chức và dân chúng, năm 2001 quốc hội tiểu bang đã lập ra ủy ban điều tra về vấn đề ảnh hưởng ô nhiễm vào sức khoẻ. Trong các lần điều trần và nghiên cứu của ủy ban, Alcoa đã có thái độ rất hợp tác, cung cấp nhiều dữ liệu và cố gắng cải tiến kỷ thuật và đã xin lỗi cộng đồng vì nhà máy đã xen vào đời sống thường ngày.

Điều này cho thấy sự cải tiến kỹ thuật, xử lý chất thải và cách tiếp cận của Alcoa trong sự tôn trọng những lo âu trong dân chúng phần lớn là do sự giám sát, phản biện của cư dân và nhiều thành phần khác trong xã hội trong nhiều năm qua từ lúc nhà máy hoạt động cho đến nay.

Năm 2006, sau nhiều năm thương lượng qua quá trình đánh giá tác động môi trường, Alcoa được phép nâng cấp phát triển nhà máy tăng sản xuất alumina từ 2.4 triệu tấn lên 4.7 triệu tấn (5) (6). Nhưng kế hoạch nâng cấp nhà máy tạm dừng cuối năm 2008 do giá alumina và nhôm trên thị trường thế giới xuống thấp.

(4) Xử lý khô chất thải bùn đỏ ở Tây Úc

Kinh nghiệm cho thấy mặc dầu có các lớp đất sét, lớp màn chống thấm và các ống dẫn thoát nước thải dưới đáy .. vẫn không tránh khỏi ô nhiễm nước ngầm như ở nhà máy alumina Kwinana (1997). Nghiên cứu cho thấy khi nồng độ pH lên cao như trong bùn đỏ chứa nhiều kiềm soda thì lớp đất sét dễ bị các phản ứng hòa tan thay đổi thành phần cấu tạo hóa học của lớp đất sét và vì thế các đặc tính ngăn nước thấm sẽ bị mất. Cộng đồng dân chúng ở Tây Úc đã không còn chấp nhận cách xử lý chất thải bùn đỏ ướt nữa (3).

Các công ty bắt đầu tìn hiểu phương pháp xử lý khô chất thải bùn đỏ từ nhiều năm trước đây để tránh kiềm soda nhiễm vào mạch nước ngầm và tràn ra các nguồn nước trên mặt đất khi có mưa lụt. Phương pháp có đặc điểm chung là chất thải bùn đỏ được làm đặc trước và trải ra theo độ dốc để nước rỉ chảy ra hồ vớt, làm khô trên mặt, ép đất và sau đó lớp khác trải lên trên. Thí dụ như công ty Alcan thử nghiệm ở Ontario, Canada (1975) và Ewarton, Jamaica (1987). Alcoa dùng phương pháp khô gọi là xếp chồng khô (dry stacking) ở các nhà máy alumina ở Tây Úc trong các năm đầu thập niên 1980. Hình dưới đây mô tả phương pháp khô xử lý bùn đỏ này.
 

(nguồn: D. Cooling (3))

 
Mặc dù chi phí ban đầu để thiết lập xử lý xếp chồng khô ở ba nhà máy của Alcoa ở Tây Úc vượt quá 150 triệu Aus nhưng lại có nhiều ưu điểm về lâu dài: tỉ trọng chất thải cao vì thế dung tích lượng thải nhỏ và dùng ít diện tích đất để chứa chất thải. Vì khô nên có thể chồng chất lên cao. Với diện tích nhỏ và bùn khô nên nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm rất ít.

Hiện nay khuynh hướng nhiều nơi là cải tiến và tránh dùng xử lý bùn đỏ ướt (xem www.redmud.org).

Trong tương lai khuynh hướng xử lý làm trung hòa chất kiềm soda là dùng carbon dioxide để giảm pH của bùn đỏ. Phương pháp này gọi là carbonate hóa chất thải (residue carbonation) đang được thử nghiệm và nếu có hiệu quả kinh tế không những sẽ giải quyết được cả rủi ro bùn đỏ ô nhiễm nguồn nước mà còn tiêu thụ được khí thải nhà kính CO2 từ các nhà máy nhiệt điện, do đó giảm hệ quả hâm nóng toàn cầu của khí CO2.

Do vị trí cao của Đak Nông và Lâm Đồng và cũng là đầu nguồn của lưu vực các con sông Đồng Nai, sông Bé, Sre Pok nên việc xử lý chất thải qua phương thức 'ướt' sẽ có khả năng lớn ô nhiễm dung dịch kiềm đến các nguồn nước. Khí hậu ở Tây Nguyên có hai mùa rõ rệt: mùa mưa với vũ lượng cao và mùa nắng rất khô khác với Tây Úc nơi khí hậu tương đối khô trong năm (vũ lượng ở Wagerup trung bình 950mm mỗi năm). Ở Đak Nong và Lâm Đồng, vào mùa mưa, lượng nước ở suối, sông, hồ nước có thể đủ để sử dụng cho nhà máy alumina hoạt động nhưng xử lý bùn đỏ ướt ở hồ chứa là một vấn đề khó khăn với nguy cơ ô nhiễm cao, ngược lại vào mùa khô, nếu giải quyết được nguồn nước sử dụng cho nhà máy hoạt động thì dùng công nghệ khô cho bùn đỏ là thuận lợi. Vì thế giải quyết vấn đề chất thải bùn đỏ ở Tây Nguyên là một vấn đề khó khăn cần nghiên cứu kỹ lưỡng về kỹ thuật và tìm ra phương pháp thích hợp nhất. Cho đến nay các dự án Tân Rai ở Lâm Đồng và Nhân Cơ ở Đak Nông chưa cho thấy vấn đề xử lý chất thải bùn đỏ được quan tâm đúng mức mặc dầu dư luận quần chúng trong và ngoài nước rất lo ngại.

Nguyễn Đức Hiệp

(một bản rút gọn đã đăng tại trang nhà Bauxite VietNam

Đây là bản tác giả gửi Diễn Đàn)

Tham khảo

(1) Barry FitzGerald, Cape York bauxite key to Rio-Chinalco deal, Sydney Morning Herald, Friday, 22 May 2009.

(2) http://www.epa.wa.gov.au/docs/386_B423.pdf

(3) D. J. Cooling, Improving the sustainability of residue management practices - Alcoa World Alumina Australia, in 'Paste 2007' edited by A. Fourie and R. J. Jewel, Australian Centre for Geomechamics, Perth, 2007, p. 3-16.
(http://www.acg.uwa.edu.au/__data/page/4096/Cooling2.pdf).

(4) http://www.ecosmagazine.com/?act=view_file&file_id=EC45p19.pdf

(5) http://www.epa.wa.gov.au/docs/1139_EIA_Admin.pdf

(6) http://www.alcoa.com/australia/en/pdf/Wagerup_singles.pdf