Nhà máy điện hydro trong chuyển dịch năng lượng - Nhìn từ dự án đầu tiên của châu Âu

Các bộ liên quan đang xem xét giải pháp (ban đầu) cho dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 1 và 2 Thực hiện ý kiến chỉ đạo của Phó Thủ tướng Chính phủ Bùi Thanh Sơn, Văn phòng Chính phủ vừa có Văn bản gửi các bộ liên quan - theo chức năng, nhiệm vụ được giao, nghiên cứu và có ý kiến về báo cáo kiến nghị của Tạp chí Năng lượng Việt Nam về thúc đẩy tiến độ, đảm bảo hiệu quả đầu tư dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 1, Ninh Thuận 2, gửi Bộ Công Thương tổng hợp. Được biết, hiện các bộ: Công Thương, Tài chính, Khoa học và Công nghệ, Nông nghiệp và Môi trường... đang nghiên cứu, tổng hợp về nội dung liên quan để báo cáo Thủ tướng Chính phủ.

Nhà máy điện hydro đầu tiên tại châu Âu đang được xây dựng:

EET Hydrogen Power (EHP) được coi là nhà máy nhiệt điện kết hợp đầu tiên tại châu Âu sử dụng hydro. EHP được xây dựng tại Vương quốc Anh, với FID (quyết định đầu tư cuối cùng) đang chuẩn bị được công bố. EHP đặt tại Nhà máy Lọc dầu Stanlow, thuộc Cụm Liên hợp HyNet.

Theo Rob Wallace - Tổng giám đốc điều hành EHP: EHP là dự án của Essar Energy Transition (EET) - tổ chức được thành lập nhằm thúc đẩy việc hình thành trung tâm chuyển đổi năng lượng hàng đầu của Anh tại vùng Tây Bắc nước này. EET đầu tư khoảng 3 tỷ USD vào các dự án chuyển đổi năng lượng cacbon thấp tại khu vực nói trên. Mục tiêu của EET là hướng tới sự chuyển dịch sang các giải pháp năng lượng sạch, đưa hydro trở thành trụ cột quan trọng trong quá trình chuyển đổi tiếp theo.

Với áp lực ngày càng tăng đòi hỏi khử cacbon và đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 (Net zero), EET tin rằng: Nhà máy điện chạy bằng hydro là con đường quan trọng đối với các ngành công nghiệp nặng và sản xuất điện. Trọng tâm nỗ lực là tăng quá trình khử cacbon của Nhà máy Lọc dầu Stanlow và Liên hợp HyNet dùng nhiên liệu hydro để sản xuất điện sạch. Tháng 10/2024, Chính phủ Anh đã thông báo sẽ hỗ trợ cao nhất cho dự án nói trên.

Danh mục đầu tư của EET (bao gồm Nhà máy Lọc dầu Stanlow), biến nó trở thành nhà máy lọc dầu cacbon thấp đầu tiên của Anh. EET Hydrogen có công suất trên 1,35 GW sản xuất hydro xanh và xanh lục. EHP sẽ là nhà máy nhiệt điện kết hợp (CHP) sẵn sàng sử dụng hydro quy mô lớn đầu tiên của Anh nói riêng và của châu Âu nói chung.

Nhà máy EHP đang triển khai đặt mục tiêu sẽ hình thành một nhà máy CHP tại Nhà máy Lọc dầu Stanlow, với giai đoạn 1 dự kiến ​​sẽ được đưa vào vận hành vào năm 2027. Dự án này là một phần quan trọng trong các nỗ lực phi cacbon hóa của Cụm Liên hợp HyNet, thúc đẩy sử dụng hydro, thu giữ carbon và tạo ra một trung tâm công nghiệp phi cacbon hóa cao.

Giảm phát thải cacbon của Nhà máy Stanlow và Cụm HyNet:

Thúc đẩy quá trình giảm phát thải cacbon của Stanlow là một trong những mục tiêu chính của EHP. Stanlow là nhà máy lọc dầu lớn thứ hai của Anh và việc chuyển đổi nhà máy này thành một cơ sở ít cacbon là một phần không thể thiếu trong chiến lược giảm phát thải cacbon công nghiệp chung của khu vực. Bằng cách triển khai hydro làm nguồn nhiên liệu chính, EHP có tiềm năng dẫn đầu quá trình giảm phát thải cacbon trong sản xuất điện tại khu vực.

Bản thân Stanlow nằm ở vị trí chiến lược trong Cụm HyNet. HyNet đặt mục tiêu biến vùng Tây Bắc nước Anh trở thành trung tâm giảm phát thải cacbon công nghiệp hàng đầu bằng cách phát triển cơ sở hạ tầng và sản xuất hydro ít cacbon, kết hợp với thu giữ, lưu trữ cacbon (CCS).

Khi Cụm HyNet đi vào hoạt động, EHP có thể khai thác mạng lưới mạnh mẽ này, hỗ trợ người dùng công nghiệp trong khu vực bằng các giải pháp năng lượng cacbon thấp và thúc đẩy tham vọng không phát thải ròng của Anh. Ngoài việc khử cacbon cho Stanlow, dự án sẽ phục vụ các hộ công nghiệp khác trong khu vực, củng cố thêm tầm quan trọng của dự án trong Cụm HyNet.

Công nghệ cho EHP:

Công nghệ cốt lõi đằng sau Nhà máy EHP là hệ thống CHP dựa trên tua bin khí được tối ưu hóa cho quá trình đốt cháy hydro. Hệ thống này sẽ cung cấp điện và hơi nước cho Nhà máy Lọc dầu Stanlow và người dùng công nghiệp địa phương. Giai đoạn 1 của dự án sẽ triển khai công suất phát điện 49,5 MW và công suất sản xuất hơi nước lên tới 6.000 tấn/ngày. Công suất cuối cùng sẽ tăng lên khi dự án mở rộng lên 250 MW.

Ban đầu, hệ thống CHP sẽ hoạt động bằng cách sử dụng khí thải từ nhà máy lọc dầu làm nhiên liệu chính, nhưng đến năm 2028, hydro sẽ được lấy từ nhà máy HPP1 của EET Hydrogen. Mô hình này đảm bảo EHP sẽ chạy bằng hydro cacbon thấp, tạo ra hệ sinh thái hoạt động bền vững.

Việc triển khai các tua bin khí sẵn sàng chạy bằng hydro đánh dấu sự thay đổi công nghệ đáng kể trong sản xuất điện. Các tua bin này cung cấp tính linh hoạt về nhiên liệu, có khả năng chạy bằng cả hydro và khí tự nhiên, cho phép tích hợp trơn tru hơn vào các hệ thống hiện có trong khi vẫn duy trì sự sẵn sàng cho tương lai khi có sẵn nhiên liệu hydro cacbon thấp.

Hiện EHP đang triển khai các khâu cuối lựa chọn nhà cung cấp tua bin hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất.

Thách thức đối với EHP:

Đảm bảo nguồn sẵn sàng 100% hydro là thách thức lớn về kỹ thuật và logistic đối với Nhà máy EHP. Một trong những rào cản lớn là phát triển cơ sở hạ tầng có thể xử lý hydro như một nguồn nhiên liệu chính. Hydro có các đặc tính đốt cháy khác so với khí tự nhiên, nên đòi hỏi các tua bin, đường ống và giải pháp lưu trữ chuyên dụng. Độ khuếch tán và khả năng bắt lửa cao của hydro cũng cần tới các biện pháp an toàn nghiêm ngặt hơn.

Ngoài ra, tính khả thi về mặt kinh tế của việc sản xuất điện từ hydro gắn chặt với chi phí sản xuất hydro và khuôn khổ pháp lý hỗ trợ việc sử dụng hydro. Hiện tại, hydro vẫn đắt hơn khí đốt tự nhiên, mặc dù sự hỗ trợ của Chính phủ (chẳng hạn như liên kết giá giữa hydro và khí đốt tự nhiên của Vương quốc Anh) giúp giảm bớt chi phí này. Việc mở rộng quy mô sản xuất hydro, đặc biệt là hydro xanh lam và xanh lục, sẽ rất cần thiết để biến nó thành nguồn năng lượng có khả năng cạnh tranh về chi phí.

EET rất quan tâm đến nhu cầu các bên liên quan tham gia vào các kế hoạch. Điện hydro vẫn là công nghệ tương đối mới và cả người dùng công nghiệp, cũng như dân dụng đều cần được đảm bảo về tính an toàn, độ tin cậy và hiệu quả về chi phí của công nghệ. EET đang giải quyết vấn đề này thông qua kế hoạch toàn diện, đánh giá rủi ro và quan hệ đối tác minh bạch với các bên liên quan chính để đảm bảo quá trình chuyển đổi sang điện hydro diễn ra suôn sẻ hơn.

Các bước triển khai dự án EHP:

Việc triển khai dự án EHP sẽ được thực hiện theo từng giai đoạn, với giai đoạn một dự kiến​​ hoàn thành vào năm 2027. Nghiên cứu thiết kế kỹ thuật đầu vào (FEED) cho giai đoạn 1 đã được khởi xướng vào tháng 12 năm 2023 và các quyết định đầu tư cuối cùng dự kiến ​​sẽ được đưa ra vào cuối năm nay. Việc xây dựng sẽ bắt đầu vào năm 2025, với hệ thống CHP ban đầu chạy bằng khí thải của nhà máy lọc dầu cho đến khi nguồn cung cấp hydro từ HPP1 sẵn sàng vào năm 2028.

Quyết định đầu tư cuối cùng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo dự án tiến triển đúng tiến độ. Nghiên cứu FEED do TATA Consultancy thực hiện đang đánh giá các lựa chọn tốt nhất cho việc mua tua bin khí, tính linh hoạt của nhiên liệu và tính bền vững trong hoạt động lâu dài.

Khi EHP được triển khai, sự hợp tác với các đối tác chính (bao gồm các nhà cung cấp tua bin và các ngành công nghiệp địa phương) sẽ rất quan trọng để đảm bảo thành công của dự án. Việc mua tua bin, máy phát hơi thu hồi nhiệt và các thiết bị quan trọng khác sẽ cần phải phù hợp với mốc thời gian của dự án.

Chưa hết, việc đảm bảo các thỏa thuận dịch vụ năng lượng (ESA) với người dùng công nghiệp sẽ đảm bảo tính khả thi về mặt thương mại lâu dài cho dự án.

Nhìn về phía trước, EHP đang chuẩn bị phi cacbon hóa và hiện đại hóa quá trình sản xuất điện tại Nhà máy Lọc dầu Stanlow, đồng thời đóng vai trò là bản thiết kế cho các dự án tương tự trên toàn thế giới. Việc thực hiện thành công dự án đồng nghĩa sẽ chứng minh năng lượng hydro có thể thúc đẩy quá trình phi cacbon hóa công nghiệp, hỗ trợ tăng trưởng kinh tế khu vực và đóng góp vào nỗ lực toàn cầu nhằm chống biến đổi khí hậu trong tương lai.

EHP không chỉ là một dự án năng lượng, mà còn là bằng chứng, một tuyên bố táo bạo trong tương lai của năng lượng và con đường phi cacbon hóa. Bằng cách tận dụng công nghệ tiên tiến, sự hỗ trợ của chính phủ và các quan hệ đối tác chiến lược, EHP đang dẫn đầu trong việc tạo ra một trung tâm năng lượng ít cacbon tại Vương quốc Anh.

Khi năng lượng hydro tiếp tục phát triển, hứa hẹn sẽ chuyển đổi quá trình sản xuất điện và cung cấp một giải pháp thay thế sạch, bền vững cho nhiên liệu hóa thạch./.

BBT TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

https://www.modernpowersystems.com/analysis/hydrogen/hydrogen-fuelled-power-plants-the-future-is-now/?cf-view