Sau khoảng 2 năm nghiên cứu triển khai mô hình mẫu, năm 2012, Dự án “Hệ thống xử lý chất thải công nghiệp phát điện tại Khu liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn, Sóc Sơn” chính thức được ký kết thực hiện bởi Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị Hà Nội (URENCO) và Công ty Hitachi Zosen của Nhật Bản. Tháng 11/2014, Nhà máy nhiệt điện đốt rác Nam Sơn được khởi công xây dựng, do Công ty CP Xây lắp EPC Việt Nam (LILAMA 69-1-CIMAS) đứng ra làm chủ thầu, phụ trách toàn bộ các khâu từ cung cấp vật tư, thiết bị; thi công xây dựng, gia công chế tạo thiết bị; thi công lắp đặt và chuyển giao công nghệ.

Nhà máy nhiệt điện đốt rác Nam Sơn được trang bị công nghệ đốt chất thải tiên tiến từ Nhật Bản với tổng số vốn đầu tư lên đến 29,2 triệu USD, có khả năng xử lý triệt để các loại chất thải rắn như cao sư, da, nhựa, vải, bã giấy, rác thải y tế, rác thải sinh hoạt đã phân hủy và cả những loại chất thải công nghiệp đòi hỏi nhiệt trị cao và kích thước lớn. Năng lượng từ quá trình đốt rác sẽ được thu hồi để sản xuất điện, nhờ đó, góp phần phát triển năng lượng thay thế và giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ nguồn nhiên liệu hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường.
 
Hiện nay, Nhà máy đang được đẩy nhanh tiến độ lắp đặt hệ thống ống và hàn ống; đồng thời hoàn thiện các hồ sơ pháp lý và nghiệm thu kỹ thuật. Tháng 5/2016, Nhà máy đã tiến hành thử áp thành công. Dự kiến, Nhà máy nhiệt điện đốt rác Nam Sơn khi đưa vào hoạt động chính thức sẽ xử lý 75 tấn rác thải mỗi ngày, tận dụng nhiệt để phát điện với lượng điện sản xuất ra lên tới trên 14,4 triệu kWh/năm cung cấp vào lưới điện quốc gia.

Dự án “Hệ thống xử lý chất thải công nghiệp phát điện tại Khu liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn, Sóc Sơn” – Xây dựng Nhà máy đốt rác Nam Sơn, khi được hoàn thành và đưa vào hoạt động sẽ góp phần giải quyết bài toán năng lượng, giảm đáng kể diện tích đất sử dụng cho mục đích chôn lấp rác và mở ra thêm một hướng đi mới giải quyết triệt để bài toán xử lý rác thải cũng như tận dụng tài nguyên rác cho thành phố Hà Nội, vì mục tiêu phát triển bền vững nền kinh tế gắn liền với bảo vệ môi trường.