Sự khai thác, chế biến và sử dụng năng lượng một cách bừa bãi không những gây cạn kiệt tài nguyên môi trường, mà còn thải một lượng khí thải độc hại vào môi trường hàng năm chiếm tỉ lệ l
-1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TÍNH TỐN PHÁT THẢI TRONG CƠNG NGHIỆP NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: 02-06-07 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN HOÀ HÀ NỘI - 2005 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205113141000000 -2MỤC LỤC Mở đầu Chương 1: NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG 1.1 Sự cần thiết nghiên cứu lượng môi trường 1.2 Năng lượng môi trường giới 1.2.1 Dân số tiêu thụ lượng giới 1.2.2 Sự ô nhiễm môi trường giới 1.3 Năng lượng môi trường Việt Nam 1.3.1 Nguồn lượng Việt Nam 1.3.2 Tình trạng mơi trường Việt Nam 1.3.2.1 Suy thối nhiễm đất 1.3.2.2 Sự suy thối rừng 1.3.2.3 Suy thối nhiễm nước 1.3.2.4 Suy thối nhiễm khơng khí 1.3.2.5 Suy thối nhiễm mơi trường biển 1.3.2.6 Suy thoái đa dạng sinh học 1.3.2.7 Suy thối nhiễm mơi trường thị 10 1.3.2.8 Suy thối nhiễm mơi trường nơng thơn 10 1.3.3 10 Các vấn đề mơi trường trường trình phát triển điện lực 1.3.3.1 Điều kiện tự nhiên xã hội tổng thể môi trường 10 1.3.3.2 Sự tác động nhà máy điện tới môi trường 14 1.3.3.3 Vấn đề môi trường phát triển thủy điện 16 1.3.3.4 Vấn đề môi trường phát triển nhiệt điện 21 Chương 2: HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG ĐẾN NĂM 2030 23 2.1 Hiện trạng lượng Việt Nam 23 -32.1.1 Tình hình khai thác lượng sơ cấp 23 2.1.1.1Thai thác sản xuất than 23 2.1.1.2 Khai thác dầu thơ khí đốt 23 2.1.2 24 Hiện trạng xuất nhập lượng 2.1.2.2 Xuất dầu thơ 25 2.1.2.3 Xuất than 25 2.1.3 Tình hình tiêu thụ lượng sơ cấp 25 2.1.4 Tình hình tiêu thụ lượng cuối 27 2.1.4.1 Diễn biến thiêu thụ lượng cuối theo loại nhiên liệu 27 2.1.4.2 Cơ cấu tiêu thụ điện 30 2.1.4.3 Diễn biến tiêu thụ lượng cuối theo ngành 31 2.1.5 Đánh giá trạng tiêu thụ lượng Việt Nam 35 2.2 Kết nhu cầu phát triển nằng lượng Việt Nam đến năm 2020 36 có xét đến 2030 2.2.1 Tình hình phát triển kinh tế Việt Nam đến năm 2030 36 2.2.1.1Tình hình phát triển kinh tế giai đoạn 1990 - 2001 36 2.2.1.2 Dự báo phát triển kinh tế đến năm 2030 41 2.2.2 Kết dự báo nhu cầu lượng quy hoạch đến năm 2030 45 2.2.2.1 Phương pháp dự báo nhu cầu lượng 45 2.2.2.2 Phương pháp phát triển khai thác than 46 2.2.2.3 Phương pháp phát triển khai thác dầu khí 48 2.2.2.4 Kết dự báo nhu cầu lượng theo dạng lượng 49 2.2.2.5 Kết dự báo tiêu thụ lượng theo ngành 51 2.2.2.6 Tiêu thụ sản phẩm khí theo ngành 2.2.2.7 Tiêu thụ sản phẩm dầu theo ngành 2.2.2.8 Tiêu thụ sản phẩm khí theo ngành 52 52 52 -42.2.3 Cân cung cầu lượng thương mại toàn quốc 53 2.3 Chương trình phát triển lượng điện 56 2.3.1 Điện sản xuất 56 2.3.2 Nhiên liệu sơ cấp dùng cho sản xuất điện 59 2.3.3 Tiêu thụ lượng điện theo ngành 61 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHÁT THẢI 63 TRONG SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 3.1 Tổng quan chung 63 3.2 Lượng phát thải sử dụng nhiên liệu hóa thạch 63 3.2.1 Phương pháp xác định lượng phác thải 63 3.2.2 Sự phát thải thiết bị lò đốt nồi 65 3.3 Hệ số phát thải số nhiên liệu 69 3.4 Hệ số phát thải cho sản xuất điện Việt Nam 70 3.4.1 Phát thải đường sở – phương pháp tiếp cận 70 3.4.1.1 Giới thiệu tổng quan 70 3.4.1.2 Nghiên cứu, đề xuất xây dựng đường phát thải sở 72 3.4.2 74 Tính tốn đường phát thải sở cho ngành điện Chương 4: TÍNH TỐN PHÁT THẢI KHI SẢN XUẤT 78 VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 4.1 Tính tốn lượng phát thải từ sản xuất điện 78 4.1.1 Tính tốn phát thải CO2 từ tiêu thụ nhiên liệu sản xuất điện 78 4.1.2 Tính lượng phát thải NOX từ nhiệt điện Than, Dầu, Khí 80 4.1.3 Tính lượng phát thải CH từ nhiệt điện Than, Dầu, Khí 81 4.1.4 4.1.5 4.2 Tính lượng phát thải CO, SO2 từ nhiệt điện Than, Dầu, Khí Tính lượng phát thải xỉ tro bụi muội từ nhiệt điện Than, Dầu Tính tốn lượng phát thải theo ngành 82 83 84 -5Chương 5: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM PHÁT THẢI 87 5.1 Các phương án, công nghệ giảm phát thải 87 5.1.1 Các phân tích tuyến tiếp cận giảm phát thải hoạt động 87 lượng 5.1.2 Nâng cao hiệu khai thác, chuyển hóa sử dụng lượng 87 5.1.2.1 Hiệu tiết kiệm lượng cung ứng lượng 87 5.1.2.2 Chuyển đổi nhiên liệu 92 5.1.2.3 Trong sản xuất điện 92 5.2 Các giải pháp đề xuất áp dụng công nghệ giảm thiểu phát thải 93 5.2.1 Nâng cao hiệu suất nhà máy điện đôt Than 93 5.2.2 Tua bin khí chạy khí/ dầu chu trình đơn cải tiến chu trình kép 96 5.3 Tổng hợp kết tính tốn 100 5.3.1 Tiềm giảm phát thải tiết kiệm lượng 100 Cơng nghệ tính đến năm 2020 5.3.2 Tiềm giảm phát thải cơng nghệ tính theo dự án 114 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục I Tiêu hao lượng giới Dân số, thu nhập kinh tế quốc dân mức tiêu thụ lượng giới (1990): Thu nhập kinh tế quốc dân mức tiêu thụ lượng số nước khu vực châu Á: Xu hướng tiêu thụ lượng nước giới (10 t DQC) Tiêu thụ lượng sơ cấp Việt Nam giai đoạn 1985- 1992: Các nhà máy Nhiệt điện – Tuabin khí – Diesel có -66 Suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy điện Việt Nam Sản lượng điện Việt Nam giai đoạn 1985 – 1992 (10 Kwh) Chương trình phát triển nguồn điện giai đoạn 2000 –2020 II Một vài số liệu lượng dùng tính tốn Các đơn vị lượng quy đổi chúng Giá trị nhiệt lượng số nhiên liệu Năng lượng tỷ trọng số nhiên liệu Chuyển đổi đơn vị -7MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ kinh tế- xã hội loài người giới, xã hội loài người tiến xa văn minh nhân loại, tạo sống đại, văn minh, đáp ứng nhu cầu cho người Bên cạnh phát triển mạnh mẽ có mặt xấu tác động trở lại sống người Trên giới xuất bệnh nguy hiểm tới tính mạng người, mà nguyên nhân chủ yếu biến đổi mơi trường khí hậu Sự nóng lên tồn cầu, tượng hiệu ứng khí nhà kính xáy khắp nơi giới Một nguyên nhân gây biến đổi khí hậu tồn cầu lồi người gây Sự khai thác, chế biến sử dụng lượng cách bừa bãi gây cạn kiệt tài ngun mơi trường, mà cịn thải lượng khí thải độc hại vào môi trường hàng năm chiếm tỉ lệ lớn Sự phát triển kinh tế – xã hội quốc gia ( vùng hay địa phương) phần lớn phụ thuộc vào chiến lược phát triển lượng Đã có nhiều cơng trình khẳng định mối tương quan chặt chẽ phát triển lượng phát triển kinh tế – xã hội thông qua tiêu cụ thể tỷ số tổng tiêu thụ lượng với tổng thu nhập toàn quốc, mức tiêu thụ điện đầu người theo mức thu nhập bình quân hàng năm đầu người, mối quan hệ lượng mơi trường Trong q trình khai thác sử dụng biến đổi lượng gâyra nhiều khí thải vào mơi trường làm tác động chặt chẽ tới phát triển kinh tế, chiến lược bảo vệ mơi trường tồn cầu Việc sử dụng ngày gia tăng loại lượng khác nhằm đáp ứng nhu cầu, hoạt động kinh tế – xã hội loài người ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Ngày nơi giới người ta nói tới chiến lược phát triển lượng bền vững quy hoạch lượng, -8đó vấn đề mơi trường xem nhân tố quan trọng hàng đầu để tính tốn lựa chọn dạng nguồn lượng để khai thác, sử dụng hợp lý Riêng lĩnh vực ngành điện nhu cầu lớn lượng nói chung, điện nói riêng đặc biệt thời kỹ Cơng nghiệp hóa, đại hóa đắt nước động lực gia tăng mạnh số lượng dự án sản xuất điện quy mô Hoạt động sản xuất đem lại hiệu kinh tế cao, đáp ứng nhu cầu bách điện nước ta song loại hình cơng nghiệp có nhiều tiềm gây nhiễm, suy thối cho hầu hết thành phần môi trường quy mô lớn Sự khai thác nguồn lượng sơ cấp, nhiên liệu hóa thạch dùng cho nhà máy nhiệt điện than, dầu, nhà máy tuabin khí nhà máy khác tạo lượng khí thải lớn vào môi trường làm cho môi trường ngày nhiễm trầm trọng thêm khơng có biện pháp, khai thác sử dụng hợp lý loại lượng Trên giới , cơng tác tính tốn dự báo lượng phát thải chất độc hại vào môi trường lâu, ý nhiều từ vài năm gần khí hậu giới bị thay đổi, tượng nóng lên toàn cầu, thiên tai bão lụt , hạn hán xảy khắp nơi giới Đã tìm nguyên nhân làm thay đổi khí hậu việc sử dụng khai thác dạng lượng Đã tính tốn lượng phát thải sản xuất sử dụng loại nguồn nhiên liệu để sản xuất lượng Hàng năm Liên hợp quốc tổ chức hội thảo, lớp huấn luyện lĩnh vực mà chủ yếu nước phát triển Trong số trường đại học thành lập khoa chuyên ngành qui hoạch sử dụng lượng tác động đến môi trường, Viện công nghệ ( AIT- Băng Cốc , Thái Lan), Trung tâm đào tạo sách lượng (CIFOPE), Viện lượng nước sử dụng tiếng Pháp (IEPE – Canada) Việt Nam việc triển khai -9tính tốn nhiễm mơi trường đưa biện pháp khắc phục lưu tâm từ lâu , đặc biệt từ năm 1985, nhà nước tổ chức chương trình đề tài “ Triển khai ứng dụng lượng giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường”, để nghiên cứu lập chương trình khai thác sử dụng lượng Hiện có nhiều trung tâm , nhiều môn viện chuyên nghiên cứu vấn đề lượng môi trường trung tâm lượng Viện Năng Lượng, Trung tâm nghiên cứu lượng trường đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ nước mơi trường Nhưng tiếc chưa có nhiều cơng trình tính tốn đánh giá hiệu tổng hợp lượng phát thải cách chi tiết , biến đổi theo xu hướng sử dụng lượng, chưa đề xuất phương an giảm phát thải chất đọc hại vào môi trường Chưa tổng hợp việc sử dụng dạng lượng mối quan hệ kinh tế – kỹ thuật xã hội, môi trường sinh thái Cũng cịn cơng trình thiết lập sở toán học chặt chẽ ( phương pháp luận) cho công tác khai thác chế biến sử dụng dạng lượng giảm tác động vào môi trường Với lý mà đề tài chọn với mụch đích phân tích đánh giá sơ việc sử dụng lượng nói chung việc khai thác sản xuất lượng điện nói riêng Việt Nam , tính tốn lượng phát thải số chất thải sử dụng dạng lượng nói chung sản xuất điện nói riêng, nêu số giải pháp biện pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát thải vào môi trường công nghiệp lượng Đề tài có ý nghĩa lớn cho việc nghiên cứu áp dụng sử dụng dạng lượng hợp lý Việt Nam nay, sử dụng biện pháp kỹ thuật để hạn chế tới mức thấp phát thải gây ô nhiềm môi trường mà toàn giới nỗ lực - 10 Nội dung chủ yếu luận văn tập trung vào vấn đề phương pháp luận đánh giá hiệu khai thác dạng lượng sơ cấp nói chung sản xuất điện nói riêng Tính tốn phát thải chất độc hại vào môi trường dạng lượng, nhận xét đánh giá mức độ phát thải chất độc hại vào môi trường Phân tích mối liên hệ lượng môi trường giải pháp bảo vệ môi trường Bước đầu đánh giá kết tính tốn với số liệu thực tế Việt Nam Các nội dung phân bố chương luận văn sau: Chương 1: Năng lượng môi trường Chương 2: Hiện trạng tiêu thụ lượng Việt Nam phát triển năm 2030 lượng đến Chương : Hệ số phát thải sản xuất sử dụng lượng Chương : Tính tốn phát thải sản xuất sử dụng lượng Chương : Các biện pháp giảm phát thải Kết luận