Ứng dụng công nghệ mới tại các nhà máy nhiệt điện than giảm phát thải khí nhà kính

Sử dụng các nhiên liệu mới vào năm 2050

Để xử lý những tồn tại bất cập trong công nghệ hiện nay của các nhà máy nhiệt điện đốt than, Việt Nam ứng dụng công nghệ theo từng giai đoạn, phù hợp với từng chủng loại than sử dụng, phù hợp với xu thế phát triển của thế giới và đã đạt được nhiều kết quả tích cực.

Cụ thể, các nhà máy nhiệt điện đốt than phát triển trước giai đoạn 2010 hầu hết là sử dụng than Antracite trong nước với chất bốc rất thấp, nhiệt trị thấp và độ tro cao nên chỉ phù hợp với thông số hơi cận tới hạn.

Mục tiêu, các nhà máy nhiệt điện sẽ sử dụng các nhiên liệu mới vào năm 2050

Các nhà máy nhiệt điện đốt than phát triển giai đoạn sau năm 2010 đến nay và sử dụng than nhập khẩu đều đã chuyển sang áp dụng thông số hơi trên tới hạn (hiệu suất cao, suất tiêu hao nhiên liệu giảm). Đặc biệt, các nhà máy nhiệt điện đang trong quá trình xây dựng như Vũng Áng II, Quảng Trạch I đã áp dụng thông số hơi trên siêu tới hạn, thuộc loại tiên tiến nhất hiện nay. Hầu hết các nhà máy nhiệt điện than hiện đang vận hành ổn định và đáp ứng các yêu cầu quy định hiện hành về môi trường khí thải (QCVN 22:2009/BTNMT; QCVN 05:2009/BTNMT) và môi trường nước thải (QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT).

Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII) đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 500/QĐ-TTg ngày 15/5/2023, Việt Nam sẽ không xây dựng các nhà máy nhiệt điện than mới sau năm 2030 và các nhà máy điện khí sau năm 2035 để đảm bảo giảm phát thải cacbon và mục tiêu cam kết tại COP 26 về trung hoà cacbon vào năm 2050.

Ngày 12/6/2023, Bộ Công Thương đã làm việc với các nhà máy nhiệt điện đốt than để triển khai thực hiện nhiệm vụ liên quan đến việc chuyển đổi nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện than theo QH điện VIII đã phê duyệt, đồng thời, Bộ Công Thương đã có văn bản số 3606/BCT-ĐL ngày 12/6/2023 đề nghị chủ đầu tư các nhà máy nhiệt điện đốt than khẩn trương nghiên cứu, xây dựng Kế hoạch chuyển đổi nhiên liệu sang sử dụng nhiên liệu sinh khối và amoniac để triển khai áp dụng khi đủ 20 năm vận hành, đảm bảo hiệu quả kinh tế của nhà máy; đối với các nhà máy điện than không thể thực hiện chuyển đổi nhiên liệu hoặc thu giữ cacbon, đề nghị nghiên cứu xây dựng phương án dừng hoạt động khi nhà máy đã vận hành đủ 40 năm.

Thách thức khi chuyển đổi công nghệ

Theo Quy hoạch điện VIII sẽ không xây dựng các nhà máy nhiệt điện than sau năm 2030, điện khí sau năm 2035. Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ chuyển dần sang công nghệ đốt kèm sinh khối, khí hydro… Hiện nay, một số nhà máy nhiệt điện than vẫn đang sử dụng công nghệ cũ, không đáp ứng yêu cầu chuyển đổi hoặc nếu có thì công suất sản xuất sẽ sụt giảm mạnh.

Để xử lý những tồn tại bất cập trong công nghệ hiện nay của các nhà máy nhiệt điện than, Bộ Công Thương đã có lộ trình chuyển đổi công nghệ để đạt mục tiêu đến năm 2050 các nhà máy nhiệt điện sẽ không còn đốt than.

Nhật Bản đang chuẩn bị cho nỗ lực sản xuất điện đầu tiên trên thế giới bằng cách đốt hỗn hợp than và amoniac tại nhà máy than của JERA ở tỉnh Aichi, miền Trung Nhật Bản.

Để bảo đảm việc phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, tất cả các phương án đề xuất tính toán đều phải thực hiện chuyển đổi năng lượng tại Quy hoạch điện VIII.

Theo đó, ưu tiên khai thác, sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo phục vụ sản xuất điện; tỉ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo (tính cả thủy điện) đạt khoảng 30,9 - 39,2% vào năm 2030, hướng tới mục tiêu tỉ lệ năng lượng tái tạo 47% với điều kiện các cam kết theo Tuyên bố chính trị thiết lập Quan hệ đối tác chuyển đổi năng lượng công bằng (JETP) với Việt Nam được các đối tác quốc tế thực hiện đầy đủ, thực chất và khoảng 67,5 - 71,5% vào năm 2050.

Dự kiến, năm 2030, tổng công suất các nhà máy nhiệt điện than đang vận hành và các dự án đang triển khai xây dựng, khả năng sẽ hoàn thành và đưa vào vận hành khoảng 30.127 MW. Định hướng năm 2050, không còn sử dụng than để phát điện, chuyển hoàn toàn sang sinh khối/amoniac, tổng công suất 25.632 - 32.432 MW, sản xuất 72,5 - 80,9 tỷ kWh (5,3 - 6,6% tổng điện năng sản xuất).

Với chương trình phát triển nguồn điện đề ra trong Quy hoạch điện VIII, mức phát thải CO2 của ngành điện năm 2030 đạt 204 - 254 triệu tấn, 2035 đạt 226 - 254 triệu tấn và đến năm 2050 sẽ ở mức 27 - 31 triệu tấn (thấp hơn hạn mức 35 triệu tấn nêu ở trên).

Hiện nay, việc chuyển đổi nhiên liệu của các nhà máy nhiệt điện sang sử dụng amoniac đã được các tổ chức/doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực năng lượng trên thế giới phát triển nghiên cứu thử nghiệm và cơ bản đã hoàn thành thử nghiệm với tỷ lệ đốt trộn amoniac đạt 20%.

Nhưng khó khăn chính là công nghệ đốt trộn amoniac hiện nay trên thế giới chưa hoàn thiện (mới trong giai đoạn thử nghiệm). Chưa có nhà máy điện nào ở Việt Nam cải tiến, thử nghiệm đồng đốt amoniac và có đánh giá về tính kinh tế, kỹ thuật, cũng như các ảnh hưởng tác động đến con người, môi trường, thiết bị.

Mặt khác, hiện nay khả năng cung cấp nhiên liệu amoniac, hay sinh khối ở trong nước còn hạn chế, chưa đảm bảo nguồn cung để vận hành lâu dài và ổn định.

Bên cạnh đó, việc tăng tỉ lệ đốt kèm, sẽ dẫn đến tăng chi phí đầu tư và vận hành do cần phải tiến hành nghiên cứu, thay thế các thiết bị, cũng như hiện nay chuỗi cung ứng amoniac, hydro hiện chưa được hình thành và phát triển nên việc đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu thay thế cho than, khí để vận hành ổn định nhà máy điện khi thực hiện chuyển đổi nhiên liệu là một thách thức lớn. Đồng thời, khi chuyển đổi nhiên liệu sẽ làm giá điện tăng lên, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội và đời sống người dân.

Với những thách thức về công nghệ đồng đốt (mới ở giai đoạn thử nghiệm), chi phí nhiên liệu và chính sách giá điện... như hiện nay, con đường tiến tới amoniac thay thế nhiên liệu than tại Việt Nam chắc chắn còn dài. Tuy nhiên, với quyết tâm và sự vào cuộc của cả hệ thống chính trị, tin rằng công tác chuyển dịch năng lượng, giảm phát thải khí nhà kính sẽ thực hiện thành công.