Chƣơng III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.5. Đề xuất giải pháp giảm phát thải khí nhà kính cho nhà máy nhiệt
3.5.1. Giải pháp về chính sách
Giải pháp hồn thiện cơ chế, chính sách về giảm phát thải khí nhà kính là quan trọng nhất trong hệ thống các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính bởi nếu khơng có chính sách, pháp luật cụ thể gắn trách nhiệm của chủ doanh
nghiệp với nghĩa vụ kiểm sốt và giảm phát thải khí nhà kính thì tất cả các nỗ lực khác đều khơng có tính khả thi.
Như phân tích ở phần đánh giá thực trạng chính sách, các chính sách của Việt Nam đối với vấn đề giảm phát thải khí nhà kính có tính vĩ mơ thơng qua các chiến lược và kế hoạch hành động. Mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính được thể hiện mạnh mẽ nhất thơng qua Quyết định của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh và Kế hoạch hành động quốc gia thực hiện Chiến lược tăng trưởng xanh và trong các văn bản này cũng chưa gắn được trách nhiệm, nghĩa vụ của doanh nghiệp trong việc cắt giảm khí thải nhà kính. Đến nay, Chưa có văn bản quy phạm pháp luật nào yêu cầu cơ sở sản xuất, kinh doanh phải có nghĩa vụ cắt giảm khí thải nhà kính. Các hành động cắt giảm khí thải nhà kính chỉ mang tính tự ngun. Chính vì vậy, các cơ chế, chính sách về giảm phát thải khí nhà kính nói chung vẫn chưa được doanh nghiệp quan tâm thực hiện.
Trong giai đoạn 2015 - 2020, việc ban hành chính sách, pháp luật của nhà nước về nghĩa vụ của doanh nghiệp trong giảm phát thải khí nhà kính hồn tồn có căn cứ pháp lý rõ ràng khi Luật Bảo vệ mơi trường 2014 có hiệu lực. Luật Bảo vệ mơi trường 2014 đã có bước đột phá lớn khi quy định rõ hơn về kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí trong đó quy định trách nhiệm của doanh nghiệp có phát thải khí thải lớn (trong đó có ngành nhiệt điện đốt than) phải thực hiện đăng ký nguồn phát sinh khí thải, xin cấp phép xả khí thải ra mơi trường và kiểm kê khí thải. Ngồi ra, Luật Bảo vệ mơi trường cũng có thêm bước đột phá mới khi dành riêng 1 chương quy định về biến đổi khí hậu trong đó u cầu lồng ghép vấn đề biến đổi khí hậu vào q trình xây dựng chiến lược, quy hoạch, kế hoạch.
Căn cứ vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính trong Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh, căn cứ vào Luật Bảo vệ môi trường 2014 và với những phân tích thực trạng chính sách như trên, tác giả đề xuất các giải pháp về chính sách có thể thực hiện được trong giai đoạn tới cụ thể là:
a) Đối với chính sách vĩ mơ
- Nghiên cứu hồn thiện, luật hóa q trình xây dựng chiến lược, quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, phát triển ngành, lĩnh vực. Trong q trình hồn thiện quy định của pháp luật về xây dựng chiến lược, quy hoạch cần
nghiên cứu quy định rõ trách nhiệm của các cơ quan chủ trì xây dựng trong việc lồng ghép vấn đề biến đổi khí hậu vào quá trình xây dựng chiến lược, quy hoạch.
- Cần nghiên cứu xây dựng mục tiêu, giải pháp và lộ trình cụ thể về giảm phát thải khí nhà kính cho từng ngành, lĩnh vực cụ thể phù hợp với hoàn cảnh thực tiễn phát triển ngành. Từ trước đến nay, chính sách của Việt Nam vẫn mang tính chung chung, khơng quy định rõ trách nhiệm của các Bộ, ngành, địa phương trong việc thực hiện mục tiêu cắt giảm khí thải nhà kính. Do đó, mục tiêu đặt ra nếu khơng thực hiện được cũng khơng có cơ quan, cá nhân chịu trách nhiệm.
b) Đối với chính sách vi mơ
- Khi xây dựng các Nghị định, Thông tư hướng dẫn Luật Bảo vệ môi trường 2014, cần có những quy định rõ ràng về trách nhiệm, nghĩa vụ của doanh nghiệp trong việc giảm phát thải khí nhà kính, kiểm sốt phát thải khí nhà kính.
- Cơ chế, chính sách ưu đãi, hỗ trợ cho hoạt động giảm phát thải khí nhà kính của doanh nghiệp cần rõ ràng, minh bạch hơn nữa để các dự án đầu tư thay đổi công nghệ, nâng cấp thiết bị của doanh nghiệp nhằm mục tiêu cắt giảm phát thải khí nhà kính được tiếp cận nguồn vốn vay ưu đãi của nhà nước. Cần có thêm các quỹ tài chính hỗ trợ cho hoạt động giảm phát thải khí nhà kính.
- Cần có cơ chế, chính sách để doanh nghiệp tiếp cận được nguồn vốn vay ODA thông qua các dự án giảm phát thải khí nhà kính của doanh nghiệp.
3.5.2. Giải pháp quản lý các giá trị mục tiêu vận hành
Đối với các nhà máy nhiệt điện đốt than, hiệu suất giảm sút do vấn đề thiết bị cũ kỹ đã qua sử dụng nhiều năm là điều không thể tránh khỏi nên một trong những biện pháp giảm thiểu lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính là quản lý các giá trị mục tiêu vận hành.
Quản lý các giá trị mục tiêu vận hành là lập ra các giá trị mục tiêu cho các biến số chính của nhà máy như: Nhiệt độ hơi nước; nhiệt độ hơi nước tận thu tại các đầu ra của các máy phát điện; áp suất hơi nước… so sánh giá trị trạng thái vận hành và giá trị mục tiêu, trường hợp có sai khác với giá trị mục
tiêu phải xử lý cho gần với giá trị mục tiêu vận hành, có phương pháp vận hành tốt để hiệu suất thơng thường của tổ máy đạt mức cao nhất có thể.
Hơn nữa, trường hợp không thể thu nhỏ khoảng cách giữa trạng thái vận hành và giá trị mục tiêu bằng các công tác xử lý của cán bộ vận hành thì phải điều tra tình hình và nguyên nhân của nó, nghiên cứu lập kế hoạch sửa chữa.
Bảng 3.7. Đề xuất Mục tiêu quản lý vận hành nhà máy nhiệt điện đốt than
TT Mục quản lý Giá trị mục tiêu quản lý
Ảnh hƣởng dự kiến
1 Áp suất hơi nước Áp suất định mức Áp suất giảm sẽ làm tăng tổn thất
2 Nhiệt độ hơi nước Nhiệt độ định mức Nhiệt độ giảm sẽ làm tăng tổn thất
3 Nhiệt độ hơi nước tái gia nhiệt
Nhiệt độ định mức Nhiệt độ giảm sẽ làm tăng tổn thất
4 Khí đầu ra CO, nồng độ O2
Nồng độ định mức Nồng độ tăng sẽ làm tăng tổn thất
5 Lượng phát điện Công suất định mức Tổn thất không đạt giá trị mục tiêu
6 Độ kín chân khơng bình ngưng
Giá trị định mức Độ kín chân khơng giảm sẽ làm tăng tổn thất
Cụ thể, bộ phận vận hành phải ghi chép các giá trị nêu trên vào các giờ quy định, so sánh với các giá trị mục tiêu, nếu sai khác so với giá trị mục tiêu phải cải tiến công tác vận hành bằng các xử lý hợp lý nhằm duy trì trạng thái
Tóm tắt các điểm kỹ thuật viên vận hành đối chiếu các giá trị nêu trên như sau:
- Nắm bắt hàng ngày giá trị trạng thái vận hành tương ứng với lượng điện phát ra;
- Nắm bắt các giá trị mục tiêu tại các đới đầu ra để có thể đối chiếu; - Giá trị trạng thái vận hành nếu thể hiện khác giá trị mục tiêu và giá trị thơng thường phải nghĩ rằng có gì đó khơng bình thường và điều tra ngun nhân;
- Nếu không thu hẹp được khoảng cách giữa trạng thái vận hành và giá trị mục tiêu bằng các xử trí của kỹ thuật viên vận hành, phải điều tra tình hình và ngun nhân, u cầu các phịng ban phụ trách bảo dưỡng sửa chữa.
Tại nhà máy nhiệt điện ng Bí hiện có ghi chép nhật ký vận hành vào các giờ quy định nhưng phải cải tiến giấy ghi chép ví dụ như Bảng 3.8 để có thể nhận biết được giá trị mục tiêu và dễ dàng phán đốn các thơng số có hợp lý không ngay khi ghi chép.
Bảng 3.8. Cải tiến sổ ghi chép thông số vận hành
Hạng mục Công suất máy phát điện (MW) Lưu lượng hơi nước thoát (T/h) Áp suất hơi nước (kgf/cm2) Nhiệt độ hơi nước chính (oC) Nhiệt độ nước cấp (oC) Nhiệt độ hơi bão hòa (oC) Giá trị mục tiêu (* ) 55 138 90 540 217 317 Giá trị tại thời điểm 0h 55 130 82 530 209 305
Giá trị tại thời điểm
1h
55 131 85 532 208 304
…
(*: Giá trị mục tiêu được lấy bằng thông số thiết kế của nhà máy)
Cách xác định các giá trị mục tiêu là rất quan trọng. Đối với các nhà máy mới đi vào vận hành thường lấy giá trị mục tiêu là các thơng số thiết kế của thiết bị. Cịn đối với các nhà máy đã đi vào hoạt động lâu năm thì cần có phương pháp ước tính giá trị mục tiêu. Sau đây là phương pháp xác định giá trị mục tiêu mà các nhà máy nhiệt điện đốt than tại Nhật Bản áp dụng [27]:
- Lượng nước cấp = Lượng điện được phát (MW) x 3; - Lượng nước làm mát = Lượng điện được phát (MW) x 2;
- Lượng nhiên liệu sử dụng = Lượng điện được phát (MW) x 0,2; - Áp suất hút khí tại đoạn N = Áp suất hút khí tại đoạn N-1 x 0,5.
* Tính tốn hiệu quả của biện pháp cải thiện quản lý giá trị mục tiêu vận hành trong trường hợp quản lý nhiệt độ hơi nước chính:
Giả thuyết các tổn thất về nhiên liệu trong trường hợp vận hành liên tục 6h trong tình trạng nhiệt độ hơi nước chính giảm so với giá trị mục tiêu là 50C. Điều kiện vận hành:
- Sản lượng máy phát (MW): Sản lượng định mức (MW);
- Khác biệt về nhiệt độ của hơi nước (0C): Thấp hơn 50C so với nhiệt độ định mức;
- Thời gian vận hành liên tục (h): 6h; - Hệ số điều chỉnh HR (%/0C): 0,02 %/0C;
- Tổng hợp HR tổ máy 5 (kcal/kWh): 3.638 kcal/kWh (kết quả đo năm 2009);
- Tổng hợp HR tổ máy 6 (kcal/kWh): 3.635 kcal/kWh (kết quả đo năm 2009);
- Nhiệt trị than đá: 5.000 (kcal/kg).
Phương pháp tính lượng than thất thoát do giảm nhiệt độ hơi nước chính:
Bảng 3.9. Hiệu quả giảm phát thải khí nhà kính trong 6 giờ vận hành nhờ cải thiện quản lý giá trị mục tiêu vận hành và cải thiện nhiệt độ hơi nước chính
Tổ máy Cơng suất (MW) G.H.R (kcal/kwh) Thất thoát nhiệt (kcal) Tiêu thụ than (kg) Phát thải CO2 (kg) Số 5 55 3.638 1.200.454 240.1 495 Số 6 55 3.635 1.199.464 239.9 495 Tổng 110 480 990 (Hệ số phát thải CO2 = 98.538 kg-CO2/TJ) 3.5.3. Giải pháp nâng cao chất lượng than sử dụng
Nghiên cứu về ảnh hưởng của chất lượng than đến hiệu suất nhà máy nhiệt điện và khả năng phát thải khí nhà kính cho thấy tỷ lệ cacbon không cháy hết trong tro xỉ của nhà máy nhiệt điện ng Bí thực tế là 30% cao hơn nhiều so với thiết kế (là 16,8%), tổn thất nhiệt do cacbon không cháy hết trong tro xỉ là 18 - 19% cao hơn nhiều so với thiết kế là 4% (tại Bảng 3.2 và Bảng 3.3). Mặt khác, nhiệt trị của loại than antraxit đang được sử dụng (từ mỏ than Vàng Danh) có nhiệt trị từ 5200~5400(kcal/kg) thấp hơn nhiệt trị than Lượng than tiêu thụ (phần thất thoát) = (Chênh lệch về nhiệt độ hơi nước chính 0
C) x (Hệ số điều chỉnh HR nhiệt độ hơi nước/100) x (Tổng hợp HR) x (Năng xuất quy định MW) / Nhiệt trị của than
theo thiết kế (là 6020 kcal/kg). Chất lượng than sử dụng thấp làm giảm hiệu suất của nhà máy nhiệt điện, tăng định mức sử dụng than, làm tăng phát thải khí CO2.
Biện pháp tăng chất lượng than để giảm phát thải khí nhà kính thường tập trung vào:
- Giữ than có độ ẩm đạt tiêu chuẩn thiết kế; - Nghiền nhỏ các hạt than đảm bảo độ mịn;
- Than trộn với than nhập khẩu có tỷ lệ chất bốc cao;
- Sử dụng than có tỷ lệ tro thấp (giảm tỷ lệ tro bằng phương pháp sàng tuyển);
Thực tế tại nhà máy nhiệt điện ng Bí cho thấy: Biện pháp nghiền nhỏ các hạt than được loại bỏ bởi hệ thống nghiền than bột của Tổ máy 5 và Tổ máy 6 hiện mới được nâng cấp và vẫn đang hoạt động tốt, kích thước cỡ hạt than bột đảm bảo so với yêu cầu thiết kế; Biện pháp than trộn với than nhập khẩu có tỷ lệ chất bốc cao cũng khó thực hiện bởi Nhà máy Nhiệt điện ng Bí nằm ở tỉnh Quảng Ninh là khu vực khai thác than lớn nhất của cả nước và năng lực sản xuất than của khu vực vẫn đáp ứng được nhu cầu sử dụng than của tất cả các nhà máy trong tỉnh. Hơn nữa biện pháp này mặc dù đang được một số nhà máy nhiệt điện than nghiên cứu nhưng cũng gặp phải những trở ngại lớn khi chạy mơ hình thử nghiệm bởi khi trộn với than nhập khẩu thì các thơng số kỹ thuật của than nguyên liệu bị thay đổi khác với điều kiện thiết kế của lò hơi. Sau khi nghiên cứu, tác giả xin đề xuất 2 giải pháp nhằm tăng chất lượng than cấp cho nhà máy nhiệt điện ng Bí
3.5.3.1. Giảm tỷ lệ tro của than nguyên liệu
Với kết quả đo thực tế về tỷ lệ cacbon không cháy hết trong tro xỉ của nhà máy nhiệt điện ng Bí cao hơn tỷ lệ cacbon khơng cháy hết theo thiết kế hơn 40% cho thấy biện pháp sử dụng than có tỷ lệ tro thấp (bằng phương pháp sàng tuyển) là biện pháp tối ưu để tăng hiệu suất lò hơi và giảm lượng than sử dụng qua đó giảm phát thải khí nhà kính. Bảng 3.10 mô tả ưu điểm của việc sử dụng than có tỷ lệ tro thấp tại Ấn Độ [27].
Bảng 3.10. Ưu điểm của việc sử dụng than có tỷ lệ tro thấp
Khu vực bị ảnh hƣởng Các ảnh hƣởng
Nhà máy nhiệt điện
Giảm năng lượng phụ trợ Giảm 10% đối với loại than có tỷ lệ tro thấp hơn 10%
Giảm nhiên liệu phụ trợ Giảm 50% khi giảm 10% tỷ lệ tro
Nâng cao hiệu quả dùng nhiệt Tăng 3% khi giảm 10% tỷ lệ tro than
Cắt giảm chi phí vận hành và quản lý
Cắt giảm 2% khi giảm 10% tỷ lệ tro than
Cắt giảm chi phí đầu tư cho các dự án mới
Giảm 8% khi sử dụng than có tỷ lệ tro 30% thay vì sử dụng than có tỷ lệ tro 41%
Môi trường Cắt giảm yêu cầu diện tích đất xử lý tro
Giảm 12% yêu cầu diện tích đất xử lý tro khi sử dụng than có tỷ lệ tro 30% thay vì 41%
Giảm lượng nước dùng để xử lý tro
Giảm 12% yêu cầu diện tích đất xử lý tro khi sử dụng than có tỷ lệ tro 30% thay vì 41%
Giảm lượng khí CO2 phát thải Giảm 2 - 3% khi sử dụng than có tỷ lệ tro 30% thay vì 41%
(Nguồn: TS Craig D.Zamuda “Ví dụ về sử dụng than sạch làm giàu tại Ấn Độ tháng 8 năm 2007”)
Từ ví dụ về sử dụng than sạch làm giàu tại Ấn độ như Bảng 3.10 cho thấy hiệu quả giảm phát thải khí nhà kính CO2 từ việc thay thế than có độ tro cao bằng than có độ tro thấp đáng được nhà máy nhiệt điện ng Bí quan tâm nghiên cứu sâu.
Việc giảm tỷ lệ tro trong than được thực hiện thông qua biện pháp sàng tuyển than. Than được khai thác từ các mỏ than, qua nhà máy sàng tuyển để tuyển ra các loại than có tỷ lệ tro khác nhau (các loại than có tỷ trọng khác nhau). Hiện nay, ở Việt Nam đang vận hành các nhà máy sàng tuyển than với quy mô lớn như: Nhà máy tuyển than Cửa Ơng, Hịn Gai, Vàng Danh. Trong đó có Nhà máy tuyển than Cửa Ơng có dây truyền sàng tuyển theo cơng nghệ JIG có thể tuyển ra các loại than có tỷ lệ tro thấp và than có tỷ lệ tro cao khác nhau.
Theo công nghệ JIG, các hạt có tỷ trọng thấp (than có tỷ lệ tro thấp) có tốc độ lắng đọng ở trong nước thấp, các hạt có tỷ trọng cao (than có tỷ lệ tro cao) có tốc độ lắng trong nước cao. Nếu làm các hạt than chuyển động lên xuống nhiều lần trong nước thì các hạt có tỷ trọng thấp nằm bên trên, cịn các hạt có tỷ trọng cao sẽ nằm bên dưới. Nếu tách cả 2 loại tại thời điểm đã kết thúc phân tầng thì có thể thu được 2 loại sản phẩm than có tỷ lệ tro thấp và than có tỷ lệ tro cao.
Kết quả phân tích tỷ trọng cho thấy: Than vùng ng Bí có tỷ lệ tro