Ngành điện trên thế giới và những điều tham khảo cho Việt Nam

Phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam: Điều kiện cần và đủ

PGS, TS. NGUYỄN CẢNH NAM - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tình hình sản xuất điện năm 2017 của thế giới, một số nước đại diện và Việt Nam được nêu ở bảng 1.

Bảng 1: Sản lượng điện năm 2017 của thế giới, các nước đại diện và Việt Nam:

Nguồn: BP Statistical Review of World Energy June 2018. Dân số giữa năm 2017 - NGTKVN 2017. Ghi chú: Các nước đại diện là nước có nhiều, hoặc không hay có ít tài nguyên than. (†) số quá nhỏ.  

Qua bảng 1 cho thấy:

1/ Than đã, đang giữ vai trò chính trong sản xuất điện của thế giới nói chung và của nhiều nước nói riêng. Đến năm 2017 điện than chiếm 38,1% tổng sản lượng điện thế giới. Trong đó Nam Phi: 87,7%, Ban Lan: 78,8%, Ấn Độ: 76,3%, Trung Quốc: 67,2% (đặc biệt sản lượng nhiệt điện than của Trung Quốc còn lớn hơn cả tổng sản lượng điện của Mỹ), Ka-dắc-xtan: 62,4%, Úc: 61,3%, In-đô-nê-xia: 58,5%, Đài Loan: 46,8%, Hàn Quốc: 46,3%, Ma-lai-xia: 44,7%, LB Đức: 37%, Nhật Bản: 33,6%, Thổ Nhĩ Kỳ: 33%, U-crai-na: 32,2%, Mỹ: 30,7%.

2/ Trong số các nước đại diện ở bảng trên thì hầu hết các nước có nhiệt điện than chiếm vị trí cao nhất, trừ một số nước nhiệt điện than đứng thứ hai sau điện khí là: Thái Lan, LB Nga, Thổ Nhĩ Kỳ, Nhật Bản, Mỹ. Riêng U-crai-na đứng sau điện nguyên tử.

3/ Các nước nói chung và các nước đại diện nêu ở bảng trên không có nước nào có cơ cấu sản lượng điện giống nhau từ các nguồn năng lượng và giống như cơ cấu bình quân của thế giới. Cơ cấu sản lượng điện của từng nước tùy thuộc vào trình độ phát triển kinh tế và tiềm năng các nguồn tài nguyên năng lượng sẵn có trong nước cũng như khả năng tiếp cận các nguồn tài nguyên năng lượng ở nước ngoài của mỗi nước. Do đó, không thể lấy cơ cấu bình quân của thế giới làm thước đo cho từng nước để rồi định hướng phát triển theo cơ cấu bình quân đó.

Tương tự, cũng không thể lấy cơ cấu của một nước nào đó làm hình mẫu để rồi "thấy người ta ăn khoai cũng vác mai đi đào". Có chăng là tham khảo kinh nghiệm của họ về công nghệ, cách thức phát triển từng nguồn điện năng sao cho đạt hiệu quả và tối ưu nhất. Còn về cơ cấu, mỗi nước có một cơ cấu hợp lý phù hợp với hoàn cảnh, đặc điểm của mình theo hướng đảm bảo sao cho tối ưu về mặt kinh tế, sự bền vững, ổn định, an toàn của hệ thống điện và bảo vệ môi trường (mức phát thải dưới mức cho phép).   

4/ Việc phát triển nhiệt điện than của từng nước tùy thuộc vào: (1) Tiềm năng tài nguyên than trong nước (Nam Phi, Ban Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Ka-dắc-xtan, Úc, In-đô-nê-xia, v.v...; (2) Các nguồn tài nguyên năng lượng thay thế than sẵn có trong nước như: khí tự nhiên, nguyên tử, thủy điện (Nga, Mỹ, Ma-lai-xia, Ucraina, Hàn Quốc, v.v...), và (3) Khả năng tiếp cận nguồn than và khí tự nhiên bên ngoài (Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ma-lai-xia, Thái Lan, LB Đức, v.v...). Một số nước giảm nhiệt điện than là do cạn kiệt nguồn than trong nước, hoặc do có các nguồn tài nguyên năng lượng khác tốt hơn thay thế, mặt khác do mức độ phát thải đã quá cao. Nhìn chung, các nước châu Á - Thái Bình Dương vẫn tăng cường phát triển nhiệt điện than.

5/ Yếu tố quan trọng thúc đẩy phát triển nhiệt điện than là sự tiến bộ trong công nghệ sản xuất điện từ than. Cụ thể là trong lĩnh vực sử dụng than phát điện, loài người đã có những bước tiến rất xa trong việc cải tiến các thông số của lò hơi và tua bin lần lượt từ cấp: Tới hạn (Subcritical), Siêu tới hạn (Supercritrical), Trên siêu tới hạn (Ultra-supercritrical - USC) và Trên siêu tới hạn tiên tiến (Advanced Ultra-supercritrical - A-USC). Nhờ đó việc sử dụng than phát điện có thể tăng được hiệu suất hơn 3 lần (từ 20% lên tới 65%) và giảm 3 lần lượng phát thải khí CO2 (từ 1.800 g/kWh xuống còn dưới 600 g/kWh).

Như vậy, hiệu suất phát điện bằng than tăng 1% sẽ làm giảm 2÷3% lượng phát thải. Theo tính toán, việc tăng hiệu suất bình quân của nhiệt điện than trên thế giới hiện nay từ 33% lên 40% sẽ làm giảm phát thải khí CO2 tới 2 tỷ tấn/năm [2].

Qua đó cho thấy, dư địa của việc giảm phát thải của các nhà máy điện than nhờ cải tiến công nghệ còn rất lớn. Không phải ngẫu nhiên, gần đây, Hiệp hội Than Thế giới đã chuyển tuyên ngôn của mình từ "Than là tương lai" sang thành "Than là chiếc cầu bắc tới tương lai" của loài người.

Ngoài ra, việc tái chế tro xỉ nhà máy nhiệt điện than ngày càng được tăng cường. Theo "World Wide Coal Combustion Products Networks", từ năm 2010, tỷ lệ tái sử dụng tro xỉ của các nhà máy điện than tại các nước đã đạt mức bình quân 53,5%. Đến nay, các tiến bộ kỹ thuật đang cho phép sử dụng nhiều hơn tro xỉ của các nhà máy điện than.

Chính vì vậy, nhiệt điện than trong tương lai vẫn sẽ tiếp tục tăng cao. Theo dự báo của Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA) tổng công suất các nhà máy nhiệt điện than tăng thêm (GW) trên thế giới trong giai đoạn 2015 ÷ 2040 được nêu ở Hình 1:

Hình 1: Tổng công suất (GWe) tăng thêm của các NMNĐ chạy than trên thế giới trong giai đoạn 2015 - 2040. (Nguồn: IEA World Energy Outlook, 2015).

Hình trên cho thấy trong giai đoạn 2015 ÷ 2040, tổng công suất của các nhà máy điện than trên thế giới sẽ tăng thêm 947GW, trong đó của các nước OECD tăng 97GW, của các nước ngoài OECD tăng 850GW. Riêng Trung Quốc 383 GW và Ấn Độ 306 GW.

Cũng theo báo cáo của IEA năm 2015, sản lượng điện được phát ra bằng các nguồn nhiên liệu hóa thạch của các nước Đông Nam Á (ĐNA) đã tăng từ 120 TWh năm 1990 lên 1.699 TWh vào năm 2040, tăng hơn 14 lần. Riêng trong giai đoạn 2020 ÷ 2040 tăng 1,8 lần (xem Bảng 2).

Bảng 2: Sản lượng điện từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch của các nước ĐNA:

Bảng 2 cũng cho thấy, tỷ trọng của sản lượng điện từ các nguồn năng lượng hóa thạch trong tổng sản lượng điện năng của các nước ĐNA sẽ giảm từ 82% (2013) xuống còn 77% (2040), nhưng tỷ trọng của nhiệt điện than sẽ tăng từ 32% (2013) lên 50% (2040). Lý do chủ yếu là các nước ĐNA phải dùng than thay thế cho dầu mỏ và khí đốt trong phát điện bị cạn kiệt.

6/ Sản xuất điện từ nguồn NLTT còn rất hạn chế, bình quân toàn thế giới chiếm 8,4% tổng sản lượng điện sản xuất, mới chỉ có LB Đức đạt 30,3% và một số nước trên dưới 10% như Ban Lan 12,4%, Thổ Nhĩ Kỳ 9,9%, Mỹ 9,8%, Nhật Bản và Úc 9,7%, Thái Lan 8,4%, Trung Quốc 7,3%, còn lại dưới 5% và đa phần dưới 1%. Ngay như Hàn Quốc mới đạt 2,8%, Đài Loan 1,9%, Ma-lai-xia 1,0%.

7/ Tỷ trọng nhiệt điện than của Việt Nam vào loại trung bình của thế giới (39,1% so với 38,1%), nhưng sản lượng điện than tính theo đầu người chỉ là 793 kWh, bẳng 61,5% bình quân đầu người của thế giới (1.290 kWh) và rất thấp so bình quân đầu người của nhiều nước như: Úc (6.494), Đài Loan (5.402), Hàn Quốc (5.144), Mỹ (4.038), Nam Phi (3.961), Ka-dắc-xtan (3.572), Ba Lan (3.492), Trung Quốc (3.145), LB Đức (2.915), Nhật Bản (2.703), Ma-lai-xia (2.294).

Đặc biệt, sản lượng điện bình quân đầu người của Việt Nam còn rất thấp, chỉ đạt 2.029 kWh, bằng 59,8% bình quân đầu người của thế giới và rất thấp so với các nước công nghiệp phát triển. Điều đó cho thấy việc tăng cường phát triển điện của Việt Nam là một nhu cầu cấp thiết để phục vụ phát triển kinh tế - xã hội trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đi đôi với phát triển điện từ các nguồn tài nguyên năng lượng khác, nhất là điện từ các nguồn năng lượng tái tạo thì việc phát triển nhiệt điện than cũng cần phải đẩy mạnh xét trên các phương diện: tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế, tiềm năng nguồn tài nguyên than trong nước, khả năng nhập khẩu than, mức độ phát thải khí nhà kính (CO2).

Đến năm 2017 Việt Nam có tổng phát thải CO2 từ ngành năng lượng chỉ chiếm 0,6% tổng phát thải CO2 toàn thế giới; tính theo bình quân đầu người thì chỉ bằng 45,3% bình quân đầu người của thế giới, 30,2% của Trung Quốc, 44,5% của Thái Lan, 24,8% của Malaysia, 15,2% của Hàn Quốc, 22,1% của Nhật Bản, 21,9% của Đức, 12,9% của Mỹ [1]. Tuy nhiên, phát triển nhiệt điện than sắp tới cũng phải đổi mới theo hướng sạch hơn.     

Tài liệu tham khảo:

1. BP Statistical Review of World Energy 2017 &2018.

2. Nguyễn Thành Sơn: Thế giới đang sử dụng than như thế nào? Tạp chí Năng lượng Việt Nam (online 13:37 |10/07/2018).

3. IEA World Energy Outlook, 2015.