Đồng đốt sinh khối + than ở châu Á, Việt Nam: Tiềm năng, rào cản và vấn đề cần lưu ý

Đốt trộn nhiên liệu than, biomass, amoniac - Kết quả thử nghiệm của thế giới và Việt Nam Tiến trình chuyển đổi than sang nhiên liệu sinh khối (biomass) và amoniac (NH3) hiện đang được thế giới quan tâm, nhằm đến mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. Bài viết dưới đây, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam cập nhật thông tin về quá trình nghiên cứu, kết quả thử nghiệm đồng đốt nhiên liệu than, sinh khối, amoniac tại một số quốc gia trên thế giới để bạn đọc tham khảo.

Theo Hiệp hội Năng lượng Sinh học Thế giới (WBA): Sinh khối có khả năng làm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và việc trộn nó với than trong sản xuất điện mang đến nhiều cơ hội cho thị trường châu Á. Đặc biệt, giảm lượng khí thải carbon ròng của các nhà máy nhiệt điện.

WBA cho rằng: Khi châu Á nỗ lực hướng tới các hệ thống năng lượng sạch hơn, bền vững hơn, việc triển khai chiến lược sinh khối và đồng đốt có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được các mục tiêu giảm phát thải, thúc đẩy an ninh năng lượng, cùng như hỗ trợ kinh tế địa phương. Tuy nhiên, những sáng kiến này phải được thực hiện một cách toàn diện, đồng bộ, có tính đến tiến bộ công nghệ, tính bền vững của môi trường và chiến lược năng lượng dài hạn.

Thực trạng năng lượng sinh học ở châu Á:

Dữ liệu được WBA trích dẫn từ Hiệp hội Năng lượng Quốc tế (IEA) cho thấy: Việc sử dụng năng lượng sinh học ở châu Á đã tăng lên bốn lần trong thập kỷ qua (đạt 64.193MW vào năm 2022), từ mức 16.270 MW năm 2012. Trung Quốc dẫn đầu về công suất (34.088 MW), tiếp theo là Ấn Độ (10.670 MW) và Nhật Bản (5.476 MW).

Tại Ấn Độ, Chính phủ đang yêu cầu tất cả các nhà máy điện đốt than phải đốt cùng sinh khối với tỷ lệ khoảng 5% - 7%. Các nhiệm vụ tương tự đã được ban hành ở Trung Quốc, trong khi Nhật Bản, Hàn Quốc đã tăng tỷ trọng sinh khối trong sản xuất điện bằng cách đưa ra các ưu đãi như giá bán điện và chứng chỉ năng lượng tái tạo.

WBA cho biết: Một trong những dự án gần đây ở Ấn Độ, Tập đoàn Nhiệt điện Quốc gia (NTPC) đã đốt trộn 77.000 tấn sinh khối nông nghiệp tại 14 nhà máy điện nhằm tăng công suất và kết quả đạt mức khích lệ.

Putra Adhiguna - Trưởng nhóm nghiên cứu công nghệ năng lượng khu vực châu Á tại Viện phân tích Kinh tế và Tài chính lưu ý: Trung Quốc, Ấn Độ chủ yếu sử dụng sinh khối rắn từ cây trồng và phế phẩm, bao gồm phế phẩm lâm nghiệp. Còn Nhật Bản và Hàn Quốc là những nước nhập khẩu lớn lại sử dụng viên nén gỗ, hoặc hạt cọ.

Theo Trung tâm Năng lượng ASEAN (ACE): Tại khu vực Đông Nam Á, công suất sinh khối của khu vực chỉ vào khoảng 6.000 MW (tính đến năm 2020). Trong đó, Thái Lan có 2.200 MW và Indonesia 1.900 MW.

Mặc dù vậy, vẫn có những tiến bộ đáng kể trong việc thúc đẩy sử dụng sinh khối trong ngành điện, đặc biệt là ở Malaysia, Thái Lan, Việt Nam và Indonesia như báo cáo của ACE đề cập. Tại Indonesia, Công ty Điện lực Nhà nước PT PLN đã ban hành quy định làm cơ sở cho việc thực hiện đồng đốt trong các nhà máy đốt than.

Malaysia đã đặt ra bốn trụ cột chiến lược cho các mục tiêu năng lượng tái tạo trong cơ cấu sản xuất điện cho đến năm 2035 theo lộ trình của mình. Trong đó, trụ cột thứ hai nhằm mục đích nghiên cứu xây dựng các cơ chế hỗ trợ tiềm năng cho đồng đốt sinh khối.

Thái Lan cũng đưa “nhà máy điện dựa vào cộng đồng cho dự án kinh tế địa phương” vào kế hoạch của mình, với tổng công suất 1.993 MW (bao gồm sinh khối, khí sinh học và năng lượng mặt trời lai).

Còn tại Việt Nam, nghiên cứu của WBA viết: Trong Quy hoạch điện VIII mới được phê duyệt của Việt Nam, các nhà máy điện than phải đốt nhiên liệu sinh khối, amoniac sau 20 năm hoạt động, bắt đầu ở mức 20% và tăng lên 100% vì mục tiêu loại bỏ than vào năm 2050. Về nguồn cung, Việt Nam đã trở thành nước cung cấp viên nén gỗ lớn nhất thế giới (sau Mỹ).

WBA cho biết: Tận dụng các nguồn lực từ ngành nội thất, Việt Nam đã trở thành quốc gia đóng vai trò lớn trong lĩnh vực sinh khối của khu vực.

Đốt trộn than và sinh khối giúp kéo dài tuổi thọ cho các nhà máy điện:

Theo Alejandra Leon - chuyên gia năng lượng của WBA: Tỷ lệ đồng đốt điển hình đòi hỏi khoảng 2% đến 10% sinh khối và 90% đến 98% than. Cần tập trung tăng cường hỗn hợp sinh khối, nhưng việc chuyển sang các nhà máy điện sinh khối chuyên dụng dường như hứa hẹn hơn bởi các nhà máy điện than có những hạn chế trong việc tiếp nhận sinh khối.

“Nhiều người sẽ xem xét kỹ lưỡng nguyên lý cơ bản của vấn đề đốt trộn. Nó có thể được coi là một nỗ lực nhằm mở rộng giấy phép vận hành của các nhà máy điện than. Việc chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo thay thế chỉ trong một đêm là không khả thi về mặt kinh tế, nhất là đối với các nền kinh tế mới nổi. Vì vậy, vẫn đang và sẽ có nhu cầu về các nguồn đáp ứng phụ tải nền có thể điều độ được và sinh khối cung cấp điều đó. Nó cũng giúp tận dụng các nguồn tài nguyên địa phương, phát triển kinh tế địa phương và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu” - Alejandra Leon cho hay.

Theo Triển vọng Năng lượng ASEAN lần thứ 7 của ACE (ACE’s 7th ASEAN Energy Outlook): Giai đoạn từ năm 2040 đến năm 2050, khu vực ASEAN sẽ cần than cho điện than. Tuổi thọ trung bình của các nhà máy điện than trong khu vực vào khoảng 40 đến 50 năm, nhu cầu cần tới than vào khoảng 12 năm nữa. Đồng đốt sinh khối cũng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh doanh của nhà máy điện, vì việc ngừng hoạt động sớm của các nhà máy điện sẽ dẫn đến tổn thất tài chính.

Ngoài ứng dụng này, công nghệ thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon cũng có thể được lắp đặt trong các nhà máy điện than. “Việc kết hợp sinh khối trong các nhà máy điện than là một trong những hành động nhằm giảm thiểu, hoặc giảm lượng khí thải từ các nhà máy điện than. Điều này có nghĩa: Chúng ta có thể kéo dài tuổi thọ cho chính nhà máy điện than” - Nghiên cứu của WBA nhấn mạnh.

Rào cản sử dụng sinh khối ở châu Á:

Theo WBA, việc áp dụng sinh khối trong sản xuất điện cũng phải đối mặt với nhiều rào cản, nhất là chuỗi cung ứng và logistic. Nguyên liệu sinh khối có sẵn, nhưng lại phân tán, vì vậy, việc thu gom, vận chuyển và lưu trữ sẽ đẩy chi phí nhiên liệu lên cao. Bên cạnh việc thu thập vật liệu tốn kém, tại nhiều nơi, lợi ích của sinh khối còn phụ thuộc vào việc xử chất thải (chẳng hạn như tránh đốt chất thải nông nghiệp ngoài trời).

WBA lưu ý: Cũng có những trở ngại về khía cạnh công nghệ, vì công nghệ cần phải đi trước và được cập nhật. Chẳng hạn như thay thế thiết bị trong lò hơi đốt than để đốt trộn sinh khối, hoặc lắp đặt các tổ máy phát điện sinh khối chuyên dụng. Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển cũng sẽ rất quan trọng trong việc thúc đẩy sử dụng sinh khối.

Theo báo cáo của ACE: Lò hơi dùng than nghiền (Pulverized Combustion - PC) được sử dụng nhiều và phổ biến nhất là lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Lò hơi PC chỉ có thể sử dụng viên gỗ làm nhiên liệu sinh khối. Theo ACE, việc đồng đốt trực tiếp, phương pháp rẻ nhất và dễ dàng nhất trong số ba phương pháp đồng đốt, vẫn cần xử lý sơ bộ và việc xử lý kém có thể dẫn đến giảm hiệu suất của lò hơi.

Hỗ trợ kỹ thuật từ nhà sản xuất nhà máy nhiệt điện than ban đầu là rất quan trọng để đảm bảo khả năng làm việc hiệu quả của nhiệt điện than hiện có. Bất kỳ sửa đổi nào đối với nhà máy nhiệt điện than hiện tại sẽ làm tăng thêm chi phí. Do đó, cần có một nghiên cứu khả thi toàn diện để xác định cách tiếp cận hiệu quả nhất để thực hiện đồng đốt sinh khối, về việc lựa chọn loại nhiên liệu sinh khối tiềm năng, loại đồng đốt, v.v…

Theo ACE: Ngành điện cũng sẽ phải cạnh tranh với các ngành khác sử dụng nguyên liệu thô (như thực phẩm và nông nghiệp). Điều này đồng nghĩa với sự khan hiếm nguyên liệu thô có thể là một thách thức khác đối với việc sử dụng sinh khối để sản xuất điện ở ASEAN.

Động lực giúp thúc đẩy đốt trộn than + sinh khối ở khu vực châu Á:

Đối với khu vực ASEAN, ACE cho rằng: Điều quan trọng là các quốc gia cần hợp tác với nhau để trao đổi kinh nghiệm và năng lực, cũng như công nghệ tiên tiến. Cũng cần có tiêu chuẩn quốc gia về sinh khối trong sản xuất điện (như ở Indonesia chẳng hạn) để nâng cao hiệu quả của các nhà máy điện.

Trong khi đồng đốt sinh khối không phải là mới, ASEAN mới chỉ áp dụng nó trong một thập kỷ gần đây nên cần có nghiên cứu và phát triển thêm. Cần có cơ sở dữ liệu sinh khối và lập hệ thống bản đồ để đảm bảo cung cấp ổn định sinh khối có chất lượng cao.

ACE nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp khuyến khích, hoặc giá bán điện để thu hút đầu tư vào đồng đốt sinh khối ở Đông Nam Á. Vì đầu tư vào than vốn đã bị hạn chế, nay lại càng gặp khó khăn hơn. Do đó, cần có cơ chế hỗ trợ quá trình chuyển đổi từ các nhà máy điện than sang đồng đốt sinh khối trong các nhà máy điện than.

Ngoài ra, các chủ đầu tư cũng cần cân nhắc kỹ hơn khi đánh giá tính bền vững của việc sản xuất điện sinh khối, dựa trên bằng chứng khoa học, lưu ý các tiêu chuẩn bền vững cho nguồn cung ứng sinh khối, vì thực tế luôn luôn biến thiên tùy thuộc vào điều kiện của mỗi địa phương.

Quan tâm đến chủ đề này, các chuyên gia WBA khuyến cáo: Việc áp dụng sinh khối trong sản xuất điện sẽ cho chúng ta thấy một số bước phát triển quan trọng, đặc biệt là chính sách hỗ trợ và đầu tư kịp thời. Điều quan trọng cần lưu ý là tốc độ và bản chất của những phát triển này sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố (như chính sách và cam kết của chính phủ, tiến bộ công nghệ, sự chấp nhận của công chúng, cũng như động lực thị trường toàn cầu./.

BBT TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

https://asian-power.com/power-utility/exclusive/asia-turns-biomass-co-firing-in-coal-plants-energy-security-transition