Hai cột mốc vàng của công nghệ nhiệt điện than Trung Quốc

Dự tính tiêu thụ điện của đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam và số liệu thực tế ở Trung Quốc Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam dự tính tiêu thụ điện (1 năm) vào năm 2035 là 577 triệu kWh, năm 2050 là 4.681 triệu kWh. Nội dung bài viết dưới đây, Tạp chí Năng lượng Việt Nam dựa trên số liệu của đường sắt Trung Quốc để phân tích kỹ hơn về nhu cầu công suất và sản lượng điện tiêu thụ của đường sắt cao tốc của nước ta trong tương lai tới.

Tình hình nhập khẩu dầu khí từ Nga của Trung Quốc và Ấn Độ - Liên hệ tới Việt Nam Thượng viện Mỹ vừa thông qua gói trừng phạt mới với Nga, trong đó có việc đánh thuế 100% vào các nước nhập khẩu dầu từ Nga (cụ thể là Trung Quốc và Ấn Độ). Tạp chí Năng lượng Việt Nam tổng hợp, phân tích khối lượng nhập khẩu dầu, khí đốt của Trung Quốc, Ấn Độ và tầm quan trọng của nguồn dầu khí Nga đối với hai nền kinh tế này.

Từ công nghệ than truyền thống, đến kỷ nguyên siêu tới hạn và tái nhiệt kép:

Trong nhiều thập kỷ, nhiệt điện than luôn giữ vai trò nền tảng trong quá trình công nghiệp hóa và bảo đảm an ninh năng lượng của Trung Quốc. Tuy nhiên, cùng với áp lực ngày càng lớn về biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và yêu cầu nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, ngành nhiệt điện than Trung Quốc đã trải qua một quá trình chuyển đổi công nghệ sâu rộng. Từ các tổ máy cận tới hạn truyền thống, Trung Quốc đã nhanh chóng phát triển, thương mại hóa các công nghệ siêu tới hạn, trên siêu tới hạn và trên siêu tới hạn nâng cao.

Quá trình chuyển đổi này không đơn thuần là việc tăng công suất tổ máy, mà là một cuộc cách mạng về nhiệt động học, vật liệu, thiết kế lò hơi - tua bin, điều khiển tự động và công nghệ môi trường. Trong đó, hai dự án được xem là những cột mốc quan trọng nhất của công nghệ nhiệt điện than hiện đại Trung Quốc là Nhà máy Nhiệt điện Ngoại Cao Kiều 3 tại Thượng Hải và Nhà máy Nhiệt điện Thái Châu 2 tại tỉnh Giang Tô.

Hai nhà máy này đã chứng minh rằng, bằng việc đẩy các thông số hơi nước lên mức cực cao, tối ưu hóa toàn bộ chu trình nhiệt và áp dụng các giải pháp kỹ thuật tiên tiến, nhiệt điện than có thể đạt hiệu suất nhiệt thuần vượt 47%, giảm đáng kể suất tiêu hao than và lượng phát thải CO₂ trên mỗi kWh điện sản xuất.

Đặc biệt, Nhà máy Nhiệt điện Thái Châu 2 đã đánh dấu một bước phát triển mới khi đưa công nghệ tái nhiệt kép (Double Reheat) vào vận hành thương mại trên quy mô tổ máy 1.000 MW. Đây là một thành tựu có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của công nghệ tua bin hơi trên siêu tới hạn trên phạm vi toàn cầu.

Cuộc chuyển dịch công nghệ - Từ Subcritical, đến A-USC:

Hiệu suất của một nhà máy nhiệt điện hơi nước phụ thuộc trực tiếp vào các thông số nhiệt động của hơi cấp vào tua bin, đặc biệt là áp suất và nhiệt độ hơi chính. Theo nguyên lý nhiệt động học, khi áp suất và nhiệt độ của hơi tăng lên, nhiệt độ trung bình của quá trình cấp nhiệt trong chu trình Rankine cũng tăng, từ đó nâng cao hiệu suất chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng.

Một mốc vật lý đặc biệt quan trọng là điểm tới hạn của nước tại áp suất khoảng 22,1 MPa và nhiệt độ 374°C. Khi vượt qua điều kiện này, nước không còn trải qua quá trình chuyển pha rõ rệt từ nước sang hơi như trong các lò hơi dưới tới hạn. Môi chất chuyển dần sang trạng thái hơi siêu tới hạn, cho phép giảm một số tổn thất nhiệt động và nâng cao hiệu quả chu trình.

Quá trình phát triển công nghệ nhiệt điện than có thể được khái quát thành bốn cấp độ chính:

1. Các tổ máy cận tới hạn - Subcritical - thường vận hành với áp suất hơi dưới 17,5 MPa và nhiệt độ hơi khoảng 538°C, hoặc thấp hơn. Hiệu suất nhiệt thuần phổ biến vào khoảng 33÷37%, với suất tiêu hao than tương đối cao (khoảng 330÷360 g/kWh).

2. Thế hệ tiếp theo là công nghệ siêu tới hạn - Supercritical, với áp suất hơi khoảng 24÷26 MPa và nhiệt độ 566÷580°C. Hiệu suất nhiệt thuần có thể đạt 38÷41%.

3. Công nghệ trên siêu tới hạn - Ultra-Supercritical, hay USC - nâng các thông số lên khoảng 25÷30 MPa và nhiệt độ 600÷620°C. Đây là thế hệ công nghệ đang được triển khai rộng rãi nhất trong các nhà máy nhiệt điện than hiệu suất cao hiện nay. Hiệu suất nhiệt thuần của các tổ máy USC tiên tiến có thể đạt 42÷45%, thậm chí cao hơn trong các dự án được tối ưu hóa đặc biệt.

4. Mức phát triển cao hơn là công nghệ trên siêu tới hạn nâng cao - Advanced Ultra-Supercritical, hay A-USC. Công nghệ này hướng tới áp suất 31÷35 MPa và nhiệt độ hơi từ 650°C đến 700°C. Nếu được thương mại hóa trên quy mô lớn, hiệu suất nhiệt thuần có thể đạt 46÷49% hoặc cao hơn.

Tuy nhiên, việc nâng nhiệt độ hơi lên vùng 650÷700°C không chỉ là vấn đề thiết kế nhiệt động. Nó đòi hỏi sự phát triển của các vật liệu luyện kim mới, đặc biệt là thép austenit cải tiến và các hợp kim nền nickel có khả năng chống dão nhiệt, oxy hóa và ăn mòn trong điều kiện vận hành kéo dài ở nhiệt độ cực cao.

Chi phí vật liệu là một trong những rào cản lớn nhất đối với A-USC. Vì vậy, trong giai đoạn hiện nay, USC với thông số khoảng 600÷620°C vẫn là giải pháp cân bằng tốt giữa hiệu suất, độ tin cậy và chi phí đầu tư.

Hiệu suất cao - Chìa khóa của chiến lược “than sạch”:

Đối với nhiệt điện than, mỗi phần trăm tăng thêm về hiệu suất nhiệt đều mang lại lợi ích rất lớn về kinh tế và môi trường.

Một nhà máy có hiệu suất cao hơn sẽ cần ít nhiên liệu hơn để sản xuất cùng một lượng điện năng. Điều này đồng nghĩa với việc giảm chi phí nhiên liệu, giảm khối lượng than vận chuyển, giảm tro xỉ, giảm công suất tiêu thụ nội bộ cho hệ thống phụ trợ và đặc biệt là giảm lượng CO₂ phát thải trên mỗi kWh điện.

Theo các số liệu kỹ thuật trong tài liệu, việc chuyển đổi từ một nhà máy nhiệt điện cận tới hạn có hiệu suất khoảng 34% sang công nghệ USC với hiệu suất khoảng 45% có thể giúp giảm khoảng 20÷25% lượng CO₂ phát thải trên một đơn vị điện năng.

Các tổ máy nhiệt điện than cũ có thể phát thải khoảng 950÷1050 g CO₂/kWh. Trong khi đó, các tổ máy USC hiện đại có thể giảm xuống khoảng 730÷780 g CO₂/kWh. Trong tương lai, công nghệ A-USC nhiệt độ 700°C có thể đưa chỉ tiêu này xuống dưới 700 g CO₂/kWh.

Đây là lý do tại sao Trung Quốc không chỉ tập trung vào việc mở rộng năng lượng tái tạo, mà còn đồng thời hiện đại hóa các nhà máy nhiệt điện than hiện hữu. Trong chiến lược chuyển dịch năng lượng, các nhà máy nhiệt điện than hiệu suất thấp dần bị loại bỏ, hoặc cải tạo, trong khi các tổ máy công suất lớn, thông số cao và phát thải thấp được giữ lại để đóng vai trò nguồn điện nền và nguồn điện linh hoạt cho hệ thống.

Phát thải siêu thấp:

Một đặc điểm quan trọng của thế hệ nhiệt điện than hiện đại tại Trung Quốc là sự kết hợp giữa hiệu suất nhiệt cao và hệ thống kiểm soát ô nhiễm sâu. Các nhà máy USC mới được yêu cầu đáp ứng tiêu chuẩn phát thải siêu thấp - Ultra-Low Emission, thường được gọi là ULE. Để đạt được yêu cầu này, các nhà máy sử dụng một chuỗi thiết bị xử lý khí thải hiện đại gồm:

1. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện hiệu suất cao.

2. Lọc bụi tĩnh điện ướt, hoặc lọc bụi túi.

3. Hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt WFGD.

4. Hệ thống khử NOx bằng xúc tác chọn lọc SCR.

5. Các giải pháp kiểm soát thủy ngân và bụi mịn.

6. Hệ thống quan trắc khí thải liên tục CEMS.

Các chỉ tiêu phát thải mục tiêu được đưa xuống mức rất thấp, trong đó bụi có thể dưới 10 mg/Nm³, SO₂ dưới 35 mg/Nm³ và NOx dưới 50 mg/Nm³.

Các hệ thống tiên tiến có thể đạt hiệu suất khử lưu huỳnh trên 98%; đồng thời SCR dải nhiệt rộng cho phép kiểm soát NOx hiệu quả trong các điều kiện tải khác nhau.

Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng, “phát thải siêu thấp” không đồng nghĩa với “phát thải bằng không”. Các công nghệ xử lý truyền thống có thể giảm SO₂, NOx và bụi xuống mức rất thấp, nhưng không loại bỏ được CO₂ - sản phẩm tất yếu của quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.

Vì vậy, trong lộ trình dài hạn hướng tới mục tiêu trung hòa carbon, các nhà máy nhiệt điện USC có thể tiếp tục tích hợp các công nghệ thu giữ, lưu trữ và sử dụng carbon như CCS và CCUS; đồng thời nghiên cứu đốt kèm sinh khối, hoặc ammonia.

Ngoại Cao Kiều 3 - Biểu tượng của hiệu suất nhiệt điện than:

Nhà máy Nhiệt điện Ngoại Cao Kiều 3 - Waigaoqiao 3 - nằm tại khu vực Pudong, Thượng Hải, được xem là một trong những biểu tượng quan trọng nhất của công nghệ nhiệt điện than hiệu suất cao. Nhà máy gồm hai tổ máy, mỗi tổ công suất 1.000 MW và đi vào vận hành thương mại từ năm 2008.

Thành công lớn nhất của Ngoại Cao Kiều 3 là đạt được suất tiêu thụ than chuẩn thực tế rất thấp, khoảng 251÷256 g/kWh. Tại thời điểm đó, đây là một chỉ tiêu đặc biệt ấn tượng so với mức tiêu hao phổ biến khoảng 310÷340 g/kWh của nhiều nhà máy nhiệt điện than trên thế giới.

Hiệu suất nhiệt thuần của Nhà máy được ghi nhận khoảng 47,4%, vượt đáng kể mức hiệu suất phổ biến 43÷45% của nhiều tổ máy USC tiên tiến cùng thời kỳ.

Thành tựu của Ngoại Cao Kiều 3 không chỉ đến từ việc tăng áp suất và nhiệt độ hơi. Giá trị quan trọng hơn nằm ở việc tối ưu hóa toàn bộ hệ thống năng lượng của nhà máy.

Các giải pháp kỹ thuật nổi bật bao gồm hệ thống tái nhiệt nâng cao, tối ưu hóa khớp nối lò hơi - tua bin, giảm tổn thất nhiệt trong quá trình khởi động, cải thiện hiệu quả hệ thống nước cấp và thu hồi nhiệt sâu ở khu vực đuôi lò.

Một hướng tiếp cận đặc biệt quan trọng là kiểm soát ăn mòn điểm sương. Trong các nhà máy nhiệt điện than truyền thống, nhiệt độ khí thải không thể giảm quá thấp vì nguy cơ ngưng tụ acid sulfuric và ăn mòn thiết bị. Ngoại Cao Kiều 3 đã áp dụng các giải pháp kỹ thuật nhằm kiểm soát nguy cơ này, cho phép khai thác sâu hơn nguồn nhiệt dư của khí thải. Nhiệt thu hồi được sử dụng để cải thiện hiệu suất tổng thể của chu trình. Nhờ đó, Nhà máy trở thành một minh chứng rằng: Việc tối ưu hóa hệ thống toàn diện đôi khi mang lại hiệu quả lớn hơn chỉ đơn thuần tăng thông số hơi nước.

Thái Châu 2 - Bước đột phá của công nghệ tái nhiệt kép:

Nếu Ngoại Cao Kiều 3 là biểu tượng của tối ưu hóa nhiệt điện than USC, thì Nhà máy Nhiệt điện Thái Châu 2 - Taizhou Phase 2 - là biểu tượng của một bước tiến sâu hơn về chu trình nhiệt động.

Nhà máy nằm tại tỉnh Giang Tô và giai đoạn 2 gồm hai tổ máy công suất 1.000 MW. Các tổ máy này được đưa vào vận hành từ năm 2015 và đã tạo ra một cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển công nghệ nhiệt điện than.

Hiệu suất nhiệt thuần được ghi nhận khoảng 47,82%, trong khi suất tiêu thụ than chuẩn đạt khoảng 255,29 g/kWh tại điều kiện tải định mức.

Điểm khác biệt quan trọng nhất của Taizhou 2 là công nghệ tái nhiệt kép - Double Reheat, hoặc Secondary Reheat.

Trong chu trình Rankine thông thường có tái nhiệt đơn, hơi nước sau khi sinh công trong tua bin cao áp sẽ được đưa trở lại lò hơi để gia nhiệt lại một lần. Sau đó, hơi được đưa vào phần tua bin trung áp và tiếp tục giãn nở xuống phần tua bin hạ áp. Chu trình này có dạng khái quát: Lò hơi → Turbine cao áp → Tái nhiệt → Turbine trung áp/hạ áp → Bình ngưng.

Tại Taizhou 2, chu trình được kéo dài thêm một bước tái nhiệt: Lò hơi → Turbine cao áp → Tái nhiệt 1 → Turbin trung áp IP1 → Tái nhiệt lần 2 → Turbin trung áp IP2 → Turbin hạ áp LP → Bình ngưng. Đây chính là bản chất của công nghệ Double Reheat.

Mô hình minh họa của AI theo hướng dẫn của tác giả.

Chu trình tái nhiệt kép tại Taizhou 2 được tổ chức thành ba quá trình sinh công chính và hai lần tái nhiệt.

Sinh công lần thứ nhất: Hơi chính từ lò hơi có nhiệt độ khoảng 600°C và áp suất cực cao được đưa vào thân tua bin cao áp - HP Turbine. Tại đây, hơi giãn nở và truyền năng lượng nhiệt - áp suất thành cơ năng quay cho rotor tua bin. Sau quá trình giãn nở, áp suất và nhiệt độ của hơi giảm xuống.

Tái nhiệt lần thứ nhất: Thay vì tiếp tục đi trực tiếp vào tua bin trung áp, dòng hơi sau HP được dẫn trở lại lò hơi. Hơi đi qua hệ thống tái nhiệt thứ nhất - Reheater 1 - và được gia nhiệt trở lại đến khoảng 610°C. Việc nâng nhiệt độ hơi trở lại trước khi tiếp tục giãn nở giúp tăng entanpi của dòng hơi và nâng nhiệt độ trung bình của quá trình cấp nhiệt.

Sinh công lần thứ hai: Dòng hơi sau tái nhiệt lần thứ nhất được đưa vào thân tua bin trung áp thứ nhất - IP1. Tại đây, hơi tiếp tục giãn nở và sinh công. Sau khi ra khỏi IP1, áp suất hơi tiếp tục giảm xuống.

Tái nhiệt lần thứ hai: Đây là điểm khác biệt căn bản của công nghệ tái nhiệt kép. Hơi sau IP1 không được đưa trực tiếp xuống tua bin áp suất thấp, mà tiếp tục quay trở lại lò hơi lần thứ hai. Trong hệ thống tái nhiệt lần 2, dòng hơi được gia nhiệt trở lại đến khoảng 610°C.

Sinh công lần thứ ba: Sau lần tái nhiệt thứ hai, hơi được đưa vào thân tua bin trung áp thứ hai - IP2 - và sau đó tiếp tục giãn nở qua các thân tua bin hạ áp - LP.

Cuối cùng: Hơi áp suất thấp đi vào bình ngưng, chuyển thành nước và bắt đầu lại chu trình thông qua hệ thống nước ngưng, gia nhiệt nước cấp, bình khử khí và bơm nước cấp.

Ý nghĩa và thách thức của công nghệ tái nhiệt kép:

Về bản chất nhiệt động, công nghệ tái nhiệt kép làm tăng nhiệt độ trung bình của quá trình cấp nhiệt trong chu trình Rankine. Theo nguyên lý Carnot, hiệu suất nhiệt của một chu trình lý tưởng tăng khi nhiệt độ nguồn nhiệt tăng và nhiệt độ nguồn lạnh giảm.

Trong thực tế, chu trình Rankine không thể đạt hiệu suất Carnot. Tuy nhiên, việc tái nhiệt nhiều lần giúp hình dạng chu trình trên đồ thị nhiệt động tiến gần hơn tới điều kiện lý tưởng.

So với chu trình tái nhiệt đơn cùng cấp thông số hơi chính, công nghệ tái nhiệt kép có thể tăng hiệu suất nhiệt thuần khoảng 1,5÷2,0 điểm phần trăm. Điều này tương ứng với việc giảm suất tiêu hao than chuẩn khoảng 6÷8 g/kWh. Đối với một tổ máy 1.000 MW vận hành hàng nghìn giờ mỗi năm, mức tiết kiệm này có ý nghĩa kinh tế rất lớn.

Ngoài lợi ích về hiệu suất, tái nhiệt kép còn giúp cải thiện chất lượng hơi tại các tầng cuối của tua bin hạ áp. Khi hơi giãn nở sâu, một phần hơi có thể ngưng tụ thành các hạt nước nhỏ. Các hạt nước này va đập vào cánh tua bin với tốc độ rất cao và có thể gây xói mòn. Việc tái nhiệt hai lần giúp duy trì trạng thái hơi khô hơn trong quá trình giãn nở, giảm độ ẩm tại các tầng cánh cuối và kéo dài tuổi thọ của hệ thống tua bin.

Mặc dù mang lại hiệu suất cao, công nghệ tái nhiệt kép làm tăng đáng kể mức độ phức tạp của toàn bộ nhà máy.

Thách thức đầu tiên là tổn thất áp suất trong hệ thống đường ống. Mỗi lần đưa hơi quay trở lại lò hơi đều đòi hỏi một hệ thống đường ống tái nhiệt có kích thước lớn. Nếu đường ống quá dài, hoặc thiết kế không tối ưu, tổn thất áp suất có thể làm giảm phần lớn lợi ích nhiệt động của tái nhiệt. Do đó, bố trí tổng thể giữa lò hơi và tua bin phải được tối ưu hóa rất kỹ.

Thách thức thứ hai là vật liệu. Nhiệt độ hơi khoảng 600÷610°C kết hợp với áp suất cao tạo ra điều kiện làm việc khắc nghiệt đối với ống quá nhiệt, ống tái nhiệt, van hơi, thân tua bin và các chi tiết chịu áp. Các vật liệu như P92/T92 và các loại thép hợp kim chịu nhiệt cao được sử dụng để chống hiện tượng dão nhiệt (creep) trong quá trình vận hành dài hạn.

Thách thức thứ ba là điều khiển tự động. Trong một tổ máy tái nhiệt kép, nhà máy phải đồng thời kiểm soát nhiệt độ hơi chính, nhiệt độ tái nhiệt lần thứ nhất và nhiệt độ tái nhiệt lần thứ hai. Khi phụ tải thay đổi, điều kiện cháy trong lò cũng thay đổi. Điều này có thể gây dao động nhiệt độ ở cả hai hệ thống tái nhiệt. Nếu điều khiển không chính xác, hiện tượng quá nhiệt, hoặc sốc nhiệt có thể xảy ra, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ thiết bị. Do đó, các hệ thống điều khiển tiên tiến, bao gồm điều khiển dự báo mô hình và hệ thống giảm nhiệt bằng attemperator, đóng vai trò đặc biệt quan trọng.

Từ hiệu suất cao, đến vận hành linh hoạt:

Trong hệ thống điện hiện đại, nhiệt điện than không còn chỉ đảm nhiệm vai trò chạy nền ở công suất ổn định. Sự phát triển nhanh của điện gió và điện mặt trời tạo ra nhu cầu ngày càng lớn đối với các nguồn điện có khả năng thay đổi công suất nhanh.

Các tổ máy USC hiện đại tại Trung Quốc được thiết kế để vận hành linh hoạt ở mức tải thấp, có thể giảm xuống khoảng 20÷30% công suất định mức mà không cần sử dụng quá nhiều nhiên liệu hỗ trợ.

Khả năng tăng - giảm tải nhanh giúp các nhà máy nhiệt điện than đóng vai trò như một “lá chắn ổn định” cho hệ thống điện có tỷ trọng năng lượng tái tạo cao.

Khi điện mặt trời, hoặc điện gió giảm đột ngột, nhiệt điện có thể tăng công suất để bù đắp. Khi nguồn tái tạo tăng cao, các tổ máy có thể giảm tải. Đây là một trong những lý do khiến Trung Quốc tiếp tục đầu tư vào các tổ máy nhiệt điện than công nghệ cao thay vì duy trì các tổ máy cũ hiệu suất thấp.

Ý nghĩa chiến lược của hai “cột mốc vàng”:

Ngoại Cao Kiều 3 và Thái Châu 2 có ý nghĩa vượt ra ngoài phạm vi của hai dự án riêng lẻ.

Thứ nhất: Hai dự án chứng minh khả năng giảm mạnh tiêu hao nhiên liệu của nhiệt điện than. So với một tổ máy cận tới hạn tiêu chuẩn có mức tiêu hao khoảng 330 g/kWh, một tổ máy 1.000 MW USC hiệu suất cao có thể tiết kiệm hàng trăm nghìn tấn than tiêu chuẩn mỗi năm.

Thứ hai: Việc giảm tiêu hao nhiên liệu trực tiếp làm giảm phát thải CO₂. Với quy mô tổ máy 1.000 MW, lượng CO₂ giảm được có thể lên tới hàng trăm nghìn tấn mỗi năm.

Thứ ba: Thành công của các dự án này đã tạo ra chuẩn mực kỹ thuật mới cho ngành nhiệt điện Trung Quốc. Các công nghệ USC thông số cao, tối ưu hóa chu trình nhiệt và tái nhiệt kép dần trở thành nền tảng thiết kế cho thế hệ nhà máy công suất lớn.

Thứ tư: Các dự án này tạo tiền đề cho sự phát triển tiếp theo của công nghệ A-USC ở vùng nhiệt độ 650÷700°C.

Một hướng phát triển quan trọng khác là tích hợp CCUS. Theo tài liệu, Taizhou 2 còn được gắn với thử nghiệm thu giữ và sử dụng CO₂ quy mô lớn, cho thấy mô hình phát triển tương lai của nhiệt điện than có thể là sự kết hợp giữa hiệu suất cao, phát thải cực thấp và công nghệ quản lý carbon.

Kết luận:

Sự phát triển của Nhà máy Nhiệt điện Ngoại Cao Kiều 3 và Nhà máy Nhiệt điện Thái Châu 2 cho thấy một hướng tiếp cận đặc trưng trong chiến lược năng lượng của Trung Quốc: Không loại bỏ ngay lập tức nhiệt điện than, mà liên tục nâng cấp công nghệ, tiếp tục xây dựng mới để khai thác tối đa hiệu suất của nguồn nhiên liệu hiện hữu trong khi giảm thiểu tác động môi trường.

Ngoại Cao Kiều 3 đại diện cho triết lý tối ưu hóa toàn diện hệ thống nhiệt điện than. Thái Châu 2 đại diện cho bước phát triển cao hơn về nhiệt động học thông qua công nghệ tái nhiệt kép trên quy mô tổ máy 1.000 MW.

Với hiệu suất nhiệt thuần vượt 47%, suất tiêu hao than chuẩn khoảng 255÷256 g/kWh và khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải siêu thấp, hai nhà máy đã trở thành những cột mốc quan trọng của công nghệ nhiệt điện than thế giới.

Đặc biệt, công nghệ tái nhiệt kép tại Taizhou 2 chứng minh rằng chu trình Rankine vẫn còn tiềm năng đáng kể để nâng cao hiệu suất khi được kết hợp với vật liệu tiên tiến, thiết kế lò hơi - tua bin tối ưu và hệ thống điều khiển hiện đại.

Trong tương lai, thế hệ nhà máy nhiệt điện than công nghệ cao có thể tiếp tục phát triển theo ba hướng chính: Nâng thông số hơi lên cấp A-USC, tăng khả năng vận hành linh hoạt để hỗ trợ năng lượng tái tạo và tích hợp CCS/CCUS để giảm sâu lượng phát thải carbon.

Theo nghĩa đó, Ngoại Cao Kiều 3 và Thái Châu 2 không chỉ là những nhà máy điện. Chúng là hai phòng thí nghiệm công nghiệp quy mô lớn - nơi Trung Quốc đã thử nghiệm thành công một mô hình chuyển đổi nhiệt điện than - từ công nghệ tiêu hao nhiều nhiên liệu, phát thải cao, sang công nghệ hiệu suất cao, phát thải thấp và ngày càng phù hợp hơn với yêu cầu của hệ thống năng lượng hiện đại./.

PHAN NGÔ TỐNG HƯNG - HIỆP HỘI NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM VÀ NGUYỄN THÀNH SƠN - ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC HÀ NỘI