Vì sao Việt Nam cần phát triển nhiệt điện than? (Bài 12)

Cải thiện nhà máy điện than bằng công nghệ là ưu tiên để đảm bảo yêu cầu năng lượng tin cậy và sạch, đủ đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế.

Nhu cầu điện lớn

Nhu cầu điện năng tin cậy, sạch và chi phí hợp lý đang không ngừng tăng. Trên toàn thế giới, nhu cầu điện được dự báo sẽ tăng gấp rưỡi trong vòng 20 đến 25 năm tới. Trong bối cảnh này, điện than vẫn đang là ưu tiên của toàn thế giới để đảm bảo nhu cầu. Hiện nay, 41% điện toàn cầu đến từ than. Tuy nhiên, điện than lại là nguồn thải ra 75% lượng CO2 do nhiều nhà máy đã cũ và có hiệu suất thấp.

Theo đánh giá của General Electric (GE) - Tập đoàn đa quốc gia của Hoa Kỳ, cải thiện hoạt động của các nhà máy hiện tại đến mức tối ưu hóa cao nhất chính là giải pháp cần được ưu tiên để đáp ứng cả tiêu chí cầu điện và môi trường của ngành năng lượng. Thực tế ứng dụng giải pháp kỹ thuật số trong các nhà máy điện than đã chứng minh điện than có thể sạch và hiệu quả hơn, và thông minh hơn.

Vào tháng 12/21016, GE ra mắt giải pháp phân tích đầu tiên dành cho các nhà máy điện. Nghiên cứu cho thấy phát thải CO2 của các nhà máy điện có thể giảm 10% - tương đương với việc 95% xe hơi ở Mỹ ngừng hoạt động - nếu áp dụng các giải pháp phần cứng và phần mềm toàn diện. Điện sẽ rẻ hơn, đủ nhu cầu và tin cậy hơn, đồng thời đáp ứng hoặc thậm chí vượt các tiêu chuẩn môi trường.

Để hiện thực hóa điều này, GE đã thành lập Trung tâm tối ưu hóa hiệu quả năng lượng (COE) vào tháng 7/2015. Trung tâm quy tụ đội ngũ chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực năng lượng, mang đến giải pháp toàn diện về phần cứng và phần mềm nhằm nâng cao hiệu suất, đặc biệt là nhằm giảm đáng kể lượng phát thải, cho các nhà máy điện than hiện mới và đang hoạt động.

Một nghiên cứu mới đây chỉ ra rằng, hiệu suất của các nhà máy điện than hiện tại có thể tăng thêm 4%. Hơn phân nửa hiệu suất này đến từ việc cải thiện tua bin và lò hơi, và hơn 1,5% là nhờ ứng dụng các giải pháp số hóa đột phá.

Số hóa quản lý

Các nhà máy điện than hiện đại phụ thuộc vào một mạng lưới cảm biến, máy điều khiển số và máy tính giám sát để điều phối và vận hành hệ thống phụ. Năng lực số hóa và hệ thống kiểm soát chất lượng không khí có thể giúp giảm phát thải hơn nữa để đạt, hoặc vượt mức quy định ngặt nghèo nhất về môi trường.

GE đang làm việc với các nhà máy để cung cấp và phát triển những giải pháp số nhằm làm đơn giản hóa và tự động hóa vận hành. Kết quả là năng suất và sự sẵn có tài sản tăng lên, đồng thời giảm chi phí chu kỳ sống của thiết bị. Một nhà máy điện than hiện đại đang được trang bị gần 10.000 cảm biến để quản lý mọi thứ từ nhiệt độ và áp lực hơi nước cho đến những chấn động của thiết bị.

Những trang bị mới này sẽ mang đến lượng dữ liệu khổng lồ. Hơn thế, việc phân tích sẽ giúp chuyển đổi hoạt động nhà máy theo hướng tối ưu hóa cao và hiệu suất cao. Một ví dụ điển hình là “Operation Evaluation” (Đánh giá vận hành), là bản sao số hóa của nhà máy thật cho phép chúng ta vận hành liên tục và bao quát được mọi sự cố theo thời gian thực ngay lập tức.

Hay như “Fuel Analyzer” (Phân tích nhiên liệu), là chương trình phân tích trực tuyến thành phần than để tùy biến theo thời gian thực việc quản lý quá trình đốt và xả. Chương trình này sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo khi chất lượng than thay đổi và đề xuất sự điều chỉnh sao cho lượng phát thải và hao mòn thiết bị thấp nhất.

Hoặc với “Predix Operational Optimization for Boilers™” (Tối ưu hóa hoạt động Predix dành cho lò hơi), năng suất lò hơi được nâng lên giúp đạt được các mục tiêu về hiệu suất và giảm phát thải.

Nâng cấp thiết bị

Việc cải thiện tua bin và lò hơi còn quan trọng hơn nữa. Hiệu suất trung bình của các nhà máy hiện nay trên toàn cầu trung bình là 33%, nhưng với công nghệ siêu tới hạn, con số trên có thể là 49%. Với mỗi phần trăm tăng lên, chi phí cho vòng đời của nhà máy giảm đi và lượng CO2 giảm xấp xỉ 2%.

Mới đây, GE hoàn thành dự án hiện đại hóa lò hơi cho nhà máy điện than Elektrárna Počerady (Cộng hòa Séc). Dự án này giúp giảm thải NOx 60%, nhờ đó nhà máy đạt tiêu chuẩn phát thải của châu Âu trong khi vẫn đảm bảo cung điện cho sinh hoạt và sản xuất.

Vừa qua, Ấn Độ cũng chính thức đầu tư cho các giải pháp tương tự nhằm đáp ứng nhu cầu điện “bùng nổ” với lượng điện cần phát triển vào năm 2040 gấp bốn lần hiện tại. Công ty điện lực lớn nhất quốc gia này vừa lựa chọn GE Power và Liên doanh NTPC/GE (NASL) nhằm cải thiện hiệu suất của ba tua bin khí Ansaldo 200 MW có tuổi đời 30 năm ở nhà máy siêu nhiệt Ramagundam ở Telangana. GE sẽ hỗ trợ nâng hiệu suất của mỗi tua bin thêm 14%, nhờ đó lượng điện tăng thêm 30 MW và lượng CO2 giảm 5%.

Không chỉ Ấn Độ, với nhiều nước châu Á, các giải pháp trên có thể là “lối thoát” cho tương lai năng lượng có điện than chiếm tỷ trọng lớn. Ở Trung Quốc, Ấn Độ và các nước Đông Nam Á, nơi hơn 1/3 dân số toàn cầu sinh sống, than vẫn là nhiên liệu sản xuất điện chủ yếu vì sẵn có và chi phí thấp. Nhu cầu điện than ở các quốc gia này được dự báo tiếp tục tăng thêm 20% trong vòng 10 năm tới.

Với Việt Nam, đây cũng sẽ là gợi ý lời giải cho bài toán phát triển điện thương phẩm phải với tốc độ đạt 10% để đáp ứng tăng trưởng GDP 7%/năm giai đoạn 2016 - 2020. Theo bà Nguyễn Mỹ Lan, trưởng nhóm thương mại của Steam Power Systems, GE Việt Nam, Việt Nam có thể phát triển điện than mà không cần đánh đổi môi trường nhờ cách tiếp cận phù hợp về công nghệ trong nhà máy, bao gồm công nghệ siêu tới hạn, kiểm soát chất lượng không khí và khử lưu huỳnh. 

HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM