Nội dung bài viết trình bày đánh giá tổng quan những vấn đề liên quan như Công nghệ và thiết bị các nhà máy nhiệt điện than; Cơ chế quản lý, vận hành sản xuất và quản lý môi trường, công nghệ đo lường điều khiển, quy trình vận hành bảo dưỡng, quy trình quản lý của nhà máy và chủ đầu tư.
Tên cơng trình KH&CN: Xây dựng biện pháp kiểm sốt khí nhà kính lĩnh vực Nhiệt điện đốt than (NĐĐT) đề xuất lộ trình áp dụng biện pháp kiểm soát Tên tác giả: Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền tập thể tác giả Trung tâm Tư vấn Nhiệt điện - Điện hạt nhân Phòng Môi trường Phát triển bền vững, Viện Năng lượng Tên đơn vị: Viện Năng lượng Thông tin chung Năm 2013 năm khung sách Chương trình ứng phó với biến đổi khí hậu (BĐKH) giai đoạn đến 2015 định hướng cho giai đoạn sau 2015 Chương trình ứng phó với biến đổi khí hậu có thay đổi cách tiếp cận, từ thực Khung sách năm sang cách tiếp cận với mục tiêu trung dài hạn Chiến lược quốc gia BĐKH Chiến lược Quốc gia Tăng trưởng Xanh (VGGS) với mục tiêu như: Giảm nhẹ phát thải khí nhà kính(KNK) q trình phát triển kinh tế - xã hội; …trong đó, VGGS nêu rõ nhiệm vụ chiến lược để thực mục tiêu là: Giảm cường độ phát thải KNK thúc đẩy sử dụng lượng sạch, lượng tái tạo với tiêu cụ thể Phát thải KNK từ hoạt động lượng nguồn đóng góp lượng lớn tồn phát thải ngành kinh tế, hoạt động sản xuất điện từ than nguồn quan trọng hệ thống điện Việt Nam nguồn phát thải KNK hoạt động sản xuất điện Nghiên cứu xác định tiềm giảm phát thải KNK lớn từ ngành nhiệt điện đốt than 10-30% (từ 43,3 tr.tấn CO2 đến 129,9 tr.tấn CO2) so với mức phát thải năm 2013 (năm sở) phụ thuộc vào mục tiêu quốc gia mức chi phí huy động Để thực chương trình mục tiêu quốc gia BĐKH, Bộ Cơng Thương ban hành Kế hoạch hành động thực Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH giai đoạn 2010-2015 ngành thông qua nhiệm vụ cụ thể Để thực hành động chương trình, Bộ Cơng Thương giao Viện Năng lượng thực nhiệm vụ Xây dựng biện pháp kiểm sốt khí nhà kính lĩnh vực Nhiệt điện đốt than (NĐĐT) đề xuất lộ trình áp dụng biện pháp kiểm soát Thời gian thực hiện: năm gồm hai giai đoạn (giai đoạn 2013-2014, giai đoạn năm 2014-2015) Kinh phí thực 2700 triệu đồng từ nguồn vốn ngân sách nhà nước Nội dung nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Nhiệm vụ hồn thành nội dung sau: Đánh giá tổng quan vấn đề liên quan Công nghệ thiết bị nhà máy nhiệt điện than; Cơ chế quản lý, vận hành sản xuất quản lý môi trường, công nghệ đo lường điều khiển, quy trình vận hành bảo dưỡng, quy trình quản lý nhà máy chủ đầu tư; đánh giá ảnh hưởng BĐKH, điều kiện thời tiết cố bất thường đến hoạt động sản xuất điện; ảnh hưởng khan tài nguyên, giá nhiên liệu, xu hướng thay đổi cơng nghệ; chi phí O&M nhà máy nhiệt điện than; ảnh hưởng chương trình mục tiêu quốc gia, chế sách đến mục tiêu giảm phát thải KNK lĩnh vực nhiệt điện đốt than Khảo sát thu thập số liệu, đo đạc phân tích: Khảo sát, đo đạc 14 nhà máy nhiệt điện đốt than vận hành khảo sát bổ sung thêm nhà máy nhiệt điện đốt than (NĐĐT) đưa vào vận hành thương mại năm 2014 Thực tính tốn lượng phát thải KNK cho nhà máy nhiệt điện đốt than với nhiệm vụ: Lựa chọn phương pháp luận đường sở, phương pháp tính tốn giảm phát thải chi phí biên giảm phát thải Xây dựng chương trình tính tốn phát thải KNK gồm phát thải đường sở tham chiếu; đường cong chi phí biên giảm phát thải Lựa chọn biện pháp giảm phát thải đưa vào xem xét kịch tính giảm phát thải KNK cho NĐĐT Xác định biện pháp kiểm soát phát thải KNK NĐĐTvà mức giảm phát thải áp dụng biện pháp giảm phát thải gồm có: Mức phát thải sở phát thải tham chiếu, mức phát thải có giải pháp giảm thiểu; Phân tích rào cản thách thức biện pháp giảm thiểu Xây dựng tiêu chí đánh giá mức giảm phát thải KNK lĩnh vực NĐĐT Đề xuất lộ trình áp dụng biện pháp kiểm sốt phát thải KNK lĩnh vực NĐĐT Các nhiệm vụ thực là: Định chuẩn mức giảm phát thải, đề xuất lộ trình thực giải pháp giảm thiểu phân tích tác động sách để có hành động cần thiết Kết đạt 3.1 Về mặt khoa học công nghệ (KHCN) a Nhiệm vụ xác định thực trạng nhà máy nhiệt điện đốt than xu hướng phát triển công nghệ nhiệt điện than Việt Nam đó, nhà máy NĐĐT Việt Nam sử dụng phổ biến hai loại cơng nghệ: lò than phun lò tầng sơi tuần hồn Năm 2013, cơng nghệ lò đốt than phun (PC) loại thông số tới hạn có hiệu suất trung bình đạt khoảng 32%, chiếm 63% tổng số nhà máy NĐĐT năm 2014, có thêm nhà máy hoàn thành, nâng tỷ lệ sử dụng công nghệ lên 78,6% với 9.895MW/12.591MW công suất đặt nhà máy NĐĐT Xu hướng phát triển nhà máy NĐĐT Việt Nam giới thời gian tới công nghệ PC chiếm ưu với tổ máy công suất lớn hiệu suất cao Cơng nghệ lò tầng sơi(CFB) có ưu điểm: (1) cháy hiệu loại nhiên liệu xấu có chất lượng biến động lớn; (2) giảm phát thải khí thải độc hại NOx, SOx q trình cháy mà khơng cần trang bị thiết bị xử lý đắt tiền Năm 2013, lò CFB đạt 35% tổng công suất NĐĐT Việt Nam Đầu năm 2015, số nhà máy NĐĐT sử dụng lò CFB tăng lên với tổng công suất 2670MW chiếm tỷ lệ 23,4% tổng công suất đặt nhà máy điện đốt than có Việt Nam b Nghiên cứu tiêu hao nhiên liệu, tỷ lệ khí CO2và O2 dư khói thải, tỷ lệ điện tự dùng…của nhà máy lớn so với nhà máycó loại cơng nghệ giới Cơng tác sửa chữa đại tu chưa đạt yêu cầu làm giảm hiệu suất, tuổi thọ thiết bịgây tiêu hao lượng c Kết tính tốn phát thải KNK cho thấy, cường độ phát thải trung bình NĐĐT có chiều hướng giảm từ 1.197 tCO2/GWh năm 2012 xuống 1.178 tCO2/GWh năm 2013 1.123 tCO2/GWh vào năm 2014, phản ánh cải thiện hiệu sản xuất NĐĐT Mức phát thải KNK sở NĐĐT xác định 1.159 tCO2/GWh để thiết lập đường phát thải sở BRL, mức phát thải lớn so với mức trung bình 896-1.050 tCO2/GWh giới cho thấy tiềm giảm phát thải KNK NĐĐT Việt Nam lớn Mức phát thải KNK tham chiếu xác định 931 tCO2/GWh Giá trị cường độ phát thải cho thấy phù hợp cường độ phát thải cơng nghệ lò than phun có thơng số tới hạn giới Mức phát thải tham chiếu sử dụng để thiết lập mức giảm phát thải mục tiêu cho thấy lượng phát thải KNK giảm đáng kể Lượng phát thải KNK áp dụng biện pháp giảm thiểu là119,6 triệu vào năm 2020, giảm 43,1 tr.tấn CO2e so với đường TRL giảm 57,3 tr.tấn CO2e so với đường BRL, tương ứng mức giảm khoảng 30% lượng phát thải mục tiêu Năm 2030, áp dụng biện pháp giảm phát thải với chi phí cao đạt mức giảm đến 30%, khoảng 129,9 tr.tấn CO2e so với TRL năm 2013, mức phát thải tồn hoạt động sản xuất điện từ than 296,8 tr.tấn CO2e Cường độ phát thải KNK giảm tương ứng 731 tCO2e/GWh năm 2020 tăng lên 772 tCO2e/GWh vào năm 2030 tỷ lệ nhiệt điện than đạt mức cao cấu nguồn điện Việt Nam d Các giải pháp hành động đề xuất sau: - Nâng cấp cải tạo lò hơi, tuabin, tái tuần hồn khói, lắp đặt thiết bị giám sát tiêu thụ nhiên liệu thay thiết bị cho nhà máy vận hành - Dừng vận hành nhà máy cũ hiệu suất thấp (Ninh Bình ng Bí) - Thay đổi chế quản lý, vận hành nhà máy huy động công suất; Sử dụng kết hợp lượng tái tạo nhà máy NĐĐT Sử dụng than trộn than an tra xít bitum bitum Tăng số lượng tổ máy nhiệt điện than sử dụng công nghệ siêu tới hạn (SC), siêu tới hạn (USC) hiệu suất cao - Tăng tỷ lệ điện từ lượng tái tạo (gió, sinh khối, mặt trời) - Áp dụng cơng nghệ CCS, IGCC - Chuyển đổi nhiên liệu than sang LNG cho số nhà máy đủ điều kiện Mức giảm phát thải cao huy động nguồn vốn đầu tư lớn, cần cân nhắc mức giảm hợp lý để tránh lãng phí khơng cần thiết Với mức giảm phát thải 10%, áp dụng số giải pháp đơn giản dừng vận hành nhà máy điện cũ, hiệu suất thấp; Thay đổi cách thức vận hành quản lý, phục hồi nâng cao hiệu suất nhà máy có, sử dụng cơng nghệ SC có hiệu suất tối ưu cho tổ máy sử dụng kết hợp nguồn lượng tái tạo Chi phí cho giải pháp khơng tăng thêm ngoại trừ chi phí cho phát triển điện gió tăng khoảng 7,1 USD/tCO2e giảm Nhưng để giảm 20% phát thải so với mức mục tiêu năm 2013, chi phí đầu tư tăng lên khoảng 50,2 USD/1 CO2e giảm cho giải pháp công nghệ USC CCS Nếu đặt mục tiêu giảm đến 30%, giải pháp bổ sung đắt đỏ yêu cầu đầu tư vào điện mặt trời, cơng nghệ CCS IGCC Khi đó, chi phí yêu cầu lên đến khoảng 68,3 USD/tCO2e giảm 3.2 Về mặt kinh tế xã hội Kết nghiên cứu nhiệm vụ xác định khả giảm phát thải KNK từ q trình sản xuất điện từ than đáp ứng mục tiêu quốc gia giảm nhẹ ứng phó với BĐKH thông qua giải pháp thực tế đề xuất Nghiên cứu xác định mức chi phí mà kinh tế phải bỏ để giảm thiểu phát thải CO2 giải pháp để nhà quản lý cân nhắc mức giảm phát thải phù hợp với mục tiêu đặt điều kiện kinh tế Việt Nam.Thông qua mức chi phí bỏ để giảm CO2e biện giảm phát thải nhà máy hoạt động nhà máy mới, cần cân nhắc thứ tự ưu tiên áp dụng giải pháp thời điểm phù hợp xây dựng lộ trình đầu tư giảm phát thải Lộ trình phụ thuộc nhiều vào mục tiêu giảm thiểu đặt cho hoạt động sản xuất nhiệt điện than ngành điện nói riêng, ngành cơng nghiệp nói chung mà nhà quản lý mong muốn giai đoạn từ đến 2030 Mục tiêu phải phù hợp với mục tiêu Việt Nam đến năm 2030: giảm 8% lượng phát thải KNK so với kịch phát triển thông thường nguồn lực nước giảm tiếp đến 25% nhận hỗ trợ quốc tế mà Việt Nam cam kết Báo cáo INDC 3.3 Khả ứng dụng, chuyển giao thương mại hóa Kết quan trọng nghiên cứu xác định giải pháp quản lý kỹ thuật áp dụng để giảm thiểu phát thải KNK cho NĐĐT tập trung vào tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu suất hiệu hoạt động sản xuất nhà máytheo lộ trình đề xuất cho giải pháp Hầu hết giải pháp khả thi, giải pháp quản lý có chi phí bỏ khơng q lớn như: (1) Dừng vận hành nhà máy nhiệt điện than cũ hiệu suất thấp, tiêu tốn nhiều nhiên liệu, hết khấu hao, khôi phục được; (2) Thay đổi chế quản lý, chế vận hành, bảo dưỡng chế huy động công suất; (3) Thay đổi động thiết bị tiêu tốn lượng; (4) Quy định nhà máy sử dụng than nhập phải sử dụng công nghệ USC với hiệu suất đạt chuẩn > 43% với gam công suất tổ máy > 600MW … Giải pháp kỹ thuật có khả áp dụng cao chi phí khơng lớn đốt than kèm chất xúc tác, sinh khối sử dụng kết hợp lượng tái tạo (NLTT), sử dụng cơng nghệ lò USC USC cải tiến, với chi phí đầu tư tăng thêm khác giải pháp Các đề xuất từ nhiệm vụ kết nghiên cứu phân tích lựa chọn từ thực tế hoạt động sản xuất nhà máy nhiệt điện hành, có xem xét đến trình độ cơng nghệ, kỹ thuật, trạng quản lý vận hành – bảo dưỡng nay, đề xuất mang tính khả thi triển khai vào thực tế, nhiều giải pháp đề xuất phù hợp với nhà máy nhiệt điện đốt than hoạt động Kết luận, kiến nghị Nghiên cứu đưa phương pháp tiếp cận phù hợp với chuẩn mực quốc tế giúp dễ dàng kiểm tra tính hợp lý sử dụng đàm phán mức giảm phát thải xác định mức giảm đối tượng cụ thể Nghiên cứu mức giảm phát thải KNK 10% so với phát thải đường sở hồn tồn tiềm giảm phát thải lớn hoạt động sản xuất điện từ than Việt Nam áp dụng thêm giải pháp giảm thiểu tích cực hơn.Tương ứng với mức giảm phát thải KNK mong muốn, mức chi phí khác từ giá trị âm 68,3USD/tCO2 giảm phải huy động Thứ tự đưa vào thực tế giải pháp phải xem xét cân nhắc thời điểm mức kinh phí phù hợp trả cho giải pháp Nếu áp dụng giải pháp giảm thiểu từ mức giảm phát thải CO2 thực hóa cách rõ ràng Việc xây dựng mức định chuẩn giảm phát thải cần thiết để từ xác định thứ tự ưu tiên giải pháp đặc biệt mức giảm phát thải yêu cầu đến 30% Mặc dù, số điểm cần kiểm chứng cho phù hợp với điều kiện cụ thể nhà máy, nhiên kết nghiên cứu giới thiệu tranh tổng thể phát thải KNK từ nhiệt điện than Việt nam và đề xuất kích hoạt hành động cần thiết cấp quản lý ngành điện nhằm đạt mức giảm phát thải yêu cầu Tài liệu tham khảo 1) Báo cáo QHĐ7, Viện Năng lượng, 2011; 2) http://en.wikipedia.org/wiki/Clean_coal_technology; 3) http://nangluongvietnam.vn/news/vn/trang-chu; 4) Alstom, Sustainable power solutions; 5) Technology roadmaps “High-efficiency, low-emissions Coal-fired Power generation”, OECD/IEA, 2012 6) Nguyễn Sĩ Mão, Nguyễn Tuấn Nghiêm tác giả Nghiên cứu đặc tính than công nghệ đốt than phun 2006; 7) Anthracite Fired Boilers for Vietnam ALSTOM seminar, Hanoi, Vietnam, 2003; 8) Fouling propensities of blended coal in pulverized coal-fired power station boilers- Shi Su, John H Pohl, Don Holcombe.2000; 9) Tài liệu thiết kế, vận hành bảo dưỡng nhà máy nhiệt điện; 10) Methodological Tool, “Upstream leakage emissions associated with fossil fuel use”, (Version 01.0.0), CDM EB 69, Report, Annex 12, UNFCCC/CCNUCC; ... rào cản thách thức biện pháp giảm thiểu Xây dựng tiêu chí đánh giá mức giảm phát thải KNK lĩnh vực NĐĐT Đề xuất lộ trình áp dụng biện pháp kiểm sốt phát thải KNK lĩnh vực NĐĐT Các nhiệm vụ thực... thải KNK lĩnh vực nhiệt điện đốt than Khảo sát thu thập số liệu, đo đạc phân tích: Khảo sát, đo đạc 14 nhà máy nhiệt điện đốt than vận hành khảo sát bổ sung thêm nhà máy nhiệt điện đốt than (NĐĐT)... ưu tiên áp dụng giải pháp thời điểm phù hợp xây dựng lộ trình đầu tư giảm phát thải Lộ trình phụ thuộc nhiều vào mục tiêu giảm thiểu đặt cho hoạt động sản xuất nhiệt điện than ngành điện nói