Chương 2: Hiện trạng công nghệ ngành sản xuất năng lượng ở Việt Nam
2.3. Các công nghệ năng lượng có khả năng ưu tiên trong lĩnh vực sản xuất điện
Hiện trạng công nghệ
Việt Nam đã sử dụng công nghệ lò hơi-tuốc bin cao áp, thông số hơi 170 bar/5600C, công suất 300MW.
Trên thế giới, công nghệ thông số tới hạn và siêu tới hạn với tổ máy 600MW, 1000MW, hiệu suất đạt trên 42%, đã được sử dụng khá phổ biến, tính thương mại ổn định.
Lợi ích kinh tế - xã hội: Tổ máy công suất lớn, thông số cao cho phép giảm đầu tư, giảm chi phí sản xuất điện cho đơn vị sản phẩm kWh khoảng 5-7%, khả năng tự động hoá cao, giảm nhẹ lao động.
Lợi ích môi trường: Giảm tiêu hao nhiên liệu cho đơn vị sản phẩm, đồng nghĩa với giảm phát thải CO2 so với nhiệt điện than thông số hơi áp suất cao, có khả năng giảm khoảng 50-70grCO2/kWh. Bên cạnh đó công nghệ còn góp phần giảm bụi và chất thải rắn.
Khả năng ứng dụng
35
Theo chiến lược và quy hoạch phát triển Điện lực, Việt Nam sẽ sử dụng nhiều nhiệt điện than, khí đốt vào 2020 với công suất khoảng trên 30.000 MW (chiếm 46%
tổng công suất). Năm 2030 sẽ có khoảng 73.000 MW (chiếm 56% tổng công suất).
Như vậy việc sử dụng các tổ máy công suất lớn 600-1.000 MW, thông số hơi áp suất 225 bar và cao hơn, nhiệt độ 580-600oC là cần thiết để đảm bảo nhu cầu điện trong tương lai.
Rào cản: Không có rào cản lớn, khả năng ứng dụng là hiện thực.
2.3.2. Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn công suất lớn Một số đặc tính quan trọng của công nghệ:
- Hiệu suất: khoảng 40%, gần như bằng nhiệt điện than phun truyền thống.
Trong tương lai hiệu suất của công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn công suất lớn có thể đạt 44%.
- Dải công suất: 100 - 600 MW.
- Khả năng sử dụng nhiên liệu rất đa dạng: sinh khối, than, phế thải…
- Phát thải SO2/NOx thấp.
- Suất đầu tư: 1.000 – 1.200 USD/KW Hiện trạng công nghệ
Việt Nam đã sử dụng công nghệ này với quy mô công suất 100MW, vận hành ổn định, hiệu quả.
Các nước phát triển như Pháp, Đức, Hoa Kỳ,..., đã sản xuất và sử dụng với quy mô công suất 300-500MW, đã thương mại hoá.
Lợi ích kinh tế - xã hội: Có khả năng sử dụng than xấu. Đầu tư không cao, giá thành điện thấp hơn nhiệt điện lò hơi thông thường.
Lợi ích môi trường: Có thể sử dụng than xấu, làm sạch môi trường, có thể giảm 50-60grCO2/kWh so với nhiệt điện than thông thường. Công nghệ đốt than ở nhiệt độ không cao từ 800-1.0000C có khả năng giảm NOx.
Khả năng ứng dụng
36
Nhu cầu điện tăng nhanh, trong đó nhiệt điện có tỷ trọng lớn, việc sử dụng công nghệ tiên tiến, công suất lớn là nhu cầu khách quan.
Rào cản: Quy mô công suất lớn còn đang hoàn thiện, cần phải nghiên cứu thêm.
2.3.3. Công nghệ nhiệt điện chu trình kết hợp khí - hơi Hiện trạng công nghệ
Việt Nam đã sử dụng thiết bị chu trình kết hợp khí - hơi.
Công nghệ đã được sử dụng khá phổ biến trên thế giới, có khả năng chuyển giao công nghệ.
Lợi ích kinh tế - xã hội: Hiệu suất công nghệ cao tiết kiệm nhiên liệu, giá sản xuất điện giảm. Mức độ tự động hoá cao, giảm nhẹ lao động.
Lợi ích môi trường: Giảm phát thải khí nhà kính, phát thải khí nhà kính chỉ bằng 35-40% so với công nghệ nhiệt điện than, ở mức 420-430gr CO2/kWh.
Khả năng ứng dụng: Việt Nam có nguồn khí đốt khá dồi dào, có khả năng ứng dụng công nghệ này và nâng cao hiệu suất nhà máy điện lên 50-60%.
Rào cản: nguồn khí đốt còn phải sử dụng cho một số nhu cầu khác.
2.3.4. Công nghệ đồng phát nhiệt - điện quy mô lớn (cogeneration) Một số đặc tính quan trọng của công nghệ:
Hiện trạng công nghệ
Việt Nam đã sử dụng công nghệ đồng phát nhiệt - điện quy mô nhỏ từ 1-10MW khá phổ biến ở các nhà máy đường, nhà máy giấy... đạt hiệu quả cao.
Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng công nghệ này với quy mô lớn lên đến hàng trăm MW, có tính thương mại và ổn định cao, có khả năng chuyển giao công nghệ vào Việt Nam.
Lợi ích kinh tế - xã hội: Giá đầu tư không cao hơn nhiều so với nhiệt điện thông thường. Công nghệ sản xuất đồng phát nhiệt - điện, hiệu suất cao tới 60-65%, giá thành điện và nhiệt đều giảm.
37
Lợi ích môi trường: Công nghệ có hiệu suất cao hơn công nghệ truyền thống từ 15-20%, giảm tiêu hao nhiên liệu, đồng nghĩa với việc giảm phát thải CO2 khoảng 15%
tương đương khoảng 100grCO2/kWh, so với nhiệt điện than truyền thống.
Khả năng ứng dụng: Trong quy hoạch, Việt Nam sẽ ứng dụng công nghệ này tại các khu công nghiệp lớn.
Rào cản: Cần có quy hoạch công nghiệp tốt, liên quan tới nhận thức tập trung sản xuất và sử dụng tổng hợp năng lượng.
2.3.5. Công nghệ IGCC (Tổ hợp hoá khí than và thiết bị chu trình kết hợp khí - hơi)
Một số đặc tính quan trọng của công nghệ:
- Hiệu suất: khoảng 45%, trong tương lai có thể nâng hiệu suất lên đạt 52%;
- Chu trình: hỗn hợp tuabin hơi và tuabin khí;
- Dải công suất: 100 - 400 MW (hiện nay);
- Khả năng sử dụng nhiên liệu: có thể sử dụng linh động, từ sinh khối, phế thải đến các loại than (chất lượng tốt, xấu) và cả dầu cặn;
- Phát thải: mức độ phát thải thấp (SO2 và NOx);
- Giá thành đầu tư: cao hơn công nghệ thường khoảng 25 - 50% (suất đầu tư khoảng 1.200 đến 1.400 USD/kW, có số liệu ghi 1.500 - 2.000 Euro/kW);
Hiện trạng công nghệ
Việt Nam đã sử dụng hiệu quả công nghệ chu trình kết hợp khí - hơi;
Công nghệ IGCC đã được sử dụng ở một số nước trên thế giới như CHLB Đức, Hoa Kỳ..., đã có tính thương mại hoá, có khả năng chuyển giao công nghệ.
Lợi ích kinh tế - xã hội: Có khả năng sử dụng than xấu, hiệu suất cao, giảm được giá thành sản xuất điện. Mức độ tự động hoá cao, giảm nhẹ lao động thủ công.
Lợi ích môi trường: Tận dụng than xấu, làm sạch môi trường, hiệu suất cao, giảm tiêu hao nhiên liệu dẫn tới giảm phát thải CO2.
38
Khả năng ứng dụng: Việt Nam có nguồn than lớn, có nhu cầu xây dựng nhiều nhà máy nhiệt điện công suất lớn, nhằm sử dụng hiệu quả nguồn nhiên liệu hóa thạch.
Công nghệ IGCC cho phép sử dụng cả than xấu, hoá khí và sử dụng chu trình kết hợp khí - hơi, hiệu suất sản xuât điện đạt tới 50-60%.
Rào cản: Giá đầu tư còn cao, quá trình chuyển giao công nghệ cần được chuẩn bị kỹ lưỡng. Quy trình phức tạp đòi hỏi diện tích mặt bằng lớn, ít kinh nghiệm vận hành.
2.3.6. Công nghệ sinh khối sản xuất điện Hiện trạng phát triển công nghệ
Trên thế giới, công nghệ lò đốt được sử dụng khá phổ biến để biến năng lượng sinh khối thành năng lượng. Các dạng sinh khối có thể sử dụng cho sản xuất điện và nhiệt ở qui mô nhỏ, chủ yếu cung cấp điện độc lập cho các khu vực nông thôn, hoặc sản xuất điện, nhiệt ở qui mô lớn.
Có hai dạng công nghệ phổ biến, có hiệu quả kinh tế gồm: Công nghệ đốt sinh khối trong các cơ sở phát điện nhỏ, độc lập và công nghệ đốt sinh khối kết hợp với nhiên liệu hoá thạch trong các nhà máy nhiệt điện lớn. Cả hai dạng công nghệ đốt riêng sinh khối và đốt kết hợp với nhiên liệu hoá thạch hiện tại đã được phát triển ở mức thương mại hoá cao.
Lợi ích kinh tế - xã hội : Tăng cường an ninh năng lượng, giảm phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hoá thạch, từ đó giảm ngoại tệ cho nhập khẩu năng lượng. Dành ngoại tệ tiết kiệm được từ nhập khẩu hỗ trợ nông dân sản xuất và cung cấp ổn định nguồn sinh khối cho phát điện, phát triển mạng lưới điện nông thôn và các ngành công nghiệp địa phương. Tạo việc làm và tăng thu nhập cho người dân địa phương tại nơi có nguồn cung cấp nhiên liệu sinh khối cho phát điện và sản xuất nhiệt. Tạo việc làm cho ngành công nghiệp, bao gồm các công việc thiết kế, xây dựng và vận hành các nhà máy điện. Các dự án điện sinh khối qui mô nhỏ cung cấp điện độc lập cho các vùng nông thôn xa lưới hiện đang là lựa chọn ở những nơi mà chi phí kéo điện lưới đến cao.
39
Lợi ích môi trường: Giảm phát thải KNK từ khu vực sản xuất điện. Các phế phụ phẩm từ nông nghiệp và lâm nghiệp là các dạng nhiên liệu “không carbon” nên giảm đáng kể phát thải KNK. Giảm đáng kể các phát thải NOx và SOx so với đốt than.
Khả năng ứng dụng: Năng lượng sinh khối (NLSK) bao gồm củi gỗ và các phế thải của nó cũng như phụ phẩm nông nghiệp đang được khai thác, sử dụng rộng răi ở Việt Nam cho sản xuất năng lượng bao gồm cả sản xuất điện và nhiệt năng. Nguồn NLSK ở Việt Nam khá lớn và đa dạng. Ước tính tiềm năng mỗi năm có khoảng 80 triệu tấn nhiên liệu sinh khối (SK) được tạo ra từ nguồn khác nhau, tuy nhiên chỉ gần 50% được khai thác sử dụng cho mục đích năng lượng, chủ yếu làm chất đốt sinh hoạt, phần còn lại có thể khai thác cho sản xuất điện.
Khả năng giảm phát thải: Theo Tổng sơ đồ phát triển lưới điện Việt Nam, công suất lắp đặt cho các nhà máy điện sinh khối dự kiến có thể đạt tới 300 MW. Vì thế có thể khả năng giảm phát thải của công nghệ điện sinh khối là tương đối lớn, đạt xấp xỉ 21 triệu tấn CO2.
Rào cản: tính khả thi không cao do các nguồn sinh khối phân tán, không ổn định, phụ thuộc vào mùa thu hoạch, chi phí vận chuyển, thu gom cao.
2.3.7. Công nghệ điện gió
Hiện trạng phát triển công nghệ
Nhà máy điện gió đầu tiên của Việt Nam được xây dựng tại Tuy Phong - Tỉnh Bình Thuận với tổng công suất 120MW do Công ty Cổ phần NLTT Việt Nam (REVN) đầu tư. Hiện tại, giai đoạn 1 đã hoàn thành với 20 tua-bin gió, công suất 1,5 MW/chiếc được lắp đặt và phát điện vào lưới quốc gia. Giai đoạn 2 lắp đặt 90 MW còn lại và hoàn thành vào 2012.
Ngoài ra còn có khoảng 20 dự án điện gió, mỗi dự án có công suất từ 6 MW đến 150 MW đang trong giai đoạn lập báo cáo khả thi, đầu tư và chuẩn bị kế hoạch triển khai.
40
Lợi ích kinh tế - xã hội: Điện gió tạo thêm nguồn điện để phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt đối với các vùng xa lưới điện, hải đảo, tạo thêm việc làm, nâng cao chất lượng cuộc sống. Giảm sử dụng nhiên liệu khoáng sản, đặc biệt là sản phẩm dầu. Góp phần an ninh năng lượng.
Khả năng ứng dụng: Chiến lược, Quy hoạch tổng thể phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam đến 2015 tầm nhìn 2025 đang được Bộ Công thương trình Chính phủ phê duyệt đã đề xuất phát triển điện gió đến 2025 là 689MW (phương án cơ sở) và 1870MW(phương án cao)
Lợi ích môi trường và giảm phát thải: Nếu thay thế nhiệt điện than, mỗi MW điện gió mỗi năm giảm được khoảng 2.000 tấn CO2. Tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam là rất lớn, có thể khai thác từ 1.000-2.200MW cho phát điện. Nếu thay thế 400 MW nhiệt điện than bằng 1.280MW điện gió, thì tiềm năng giảm phát thải có thể đến 28,4 triệu tấn CO2.
Rào cản: Các dự án gió đòi hỏi diện tích đất tương đối lớn cho lắp đặt. Nguồn gió thường thay đổi theo mùa, tháng, thậm chí trong tuần hoặc ngày. Khả năng khai thác nguồn gió chỉ ở mức 20-30%, vì thế làm tăng chi phí đầu tư và thời gian hoàn vốn của dự án.
Chi phí đầu tư và sản xuất điện gió vẫn cao hơn so với các nguồn điện truyền thống khác, vì thế sẽ rất khó khăn trong việc ký các hợp đồng mua bán điện với các công ty điện lực địa phương nếu không có chính sách hỗ trợ của nhà nước.
Cơ chế chính sách hỗ trợ còn thiếu.
2.3.8. Công nghệ thuỷ điện nhỏ
Hiện trạng phát triển công nghệ
Tính đến năm 2009, toàn quốc đã xây dựng và đưa vào khai thác hơn 400 trạm thủy điện nhỏ (công suất từ 5kW tới 30MW) với tổng công suất hơn 1.000 MW. Ngoài ra còn có hàng ngàn trạm và các tổ máy thuỷ điện cực nhỏ, với loại công suất từ 0,2-
41
5kW đã và đang được khai thác tại vùng sâu - vùng xa, được lắp đặt trên các sông, suối để cấp điện cho các hộ gia đình.
Công nghệ thuỷ điện nhỏ đã phát triển khá hoàn chỉnh, tính thương mại hoá cao.
Tuy nhiên còn một số đặc tính kỹ thuật cần tiếp tục hoàn thiện như: cột nước các tua bin cần hạ thấp hơn, giảm chi phí O&M cho vận hành và sửa chữa, tổ chức dịch vụ công nghệ sau dự án,..
Lợi ích kinh tế - xã hội
Khai thác các trạm thuỷ điện nhỏ cung cấp điện cho các khu vực nông thôn, miền núi nơi có tiềm năng về thuỷ điện song khó khăn trong việc cấp điện từ lưới quốc gia, có ý nghĩa quan trọng và mang lại lợi ích kinh tế, xã hội như sau:
Tạo công việc cho người dân địa phương khi tham gia xây dựng và vận hành các nhà máy thuỷ điện nhỏ. Thúc đẩy và tạo mới các hoạt động kinh tế, tạo việc làm, tăng thu nhập cho vực có điện. Nâng cao chất lượng tưới tiêu, tăng năng suất và chất lượng các sản phẩm nông nghiệp. Nâng cao chất lượng dịch vụ y tế, giáo dục và cung cấp nước sinh hoạt tại địa phương. Giảm chi phí nhập khẩu nhiên liệu hoá thạch và các sản phẩm dầu.
Lợi ích môi trường: Các công nghệ thuỷ điện nhỏ không phát thải CO2, vì vậy có đóng góp đáng kể vào giảm phát thải KNK. Khác với các nhà máy thuỷ điện lớn, thuỷ điện do ít làm thay đổi dòng chảy nên không làm ảnh hưởng nhiều đến hệ sinh thái.
Khả năng ứng dụng
Theo kết quả nghiên cứu quy hoạch (của Công ty Tư vấn Xây dựng điện 1) cho thấy tiềm năng thủy điện nhỏ ở Việt nam khá phong phú. Tiềm năng thủy điện nhỏ với quy mô công suất từ 5÷30MW có công suất khoảng 3000MW, phân bố chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc, miền Trung, khu vực Tây nguyên ...
Khả năng giảm phát thải: Khả năng phát triển công nghệ thuỷ điện nhỏ ở Việt Nam tới đây khoảng 2.000 MW, có thể phát triển thay thế cho nhiệt điện than với công
42
suất tương đương hơn 1.200 MW. Vì vậy có thể tính khả năng giảm phát thải khi phát triển thuỷ điện nhỏ vào khoảng 120 triệu tấn CO2.
Các rào cản: Tiềm năng phát triển thuỷ điện nhỏ ở Việt Nam tương đối lớn, tuy nhiên vẫn còn nhiều cản trở trong quá trình phát triển, bao gồm: Thời gian vận hành các trạm thuỷ điện nhỏ rất hạn chế, phụ thuộc theo mùa, đặc biệt là vào mùa khô, nhiều trạm thuỷ điện chỉ vận hành được vài giờ mỗi ngày, thiếu kinh phí cho quản lý, sửa chữa và duy trì vận hành tại nhiều các trạm thuỷ điện nhỏ do địa phương quản lý, dẫn đến nhiều trạm thuỷ điện nhỏ ngừng hoạt động, phần lớn các thiết bị do Trung Quốc chế tạo, hoặc sản xuất trong nước nên chất lượng thiết bị còn kém, trong khi năng lực kỹ thuật ở địa phương còn hạn chế nên khó khăn trong việc thay thế và sửa chữa thiết bị, chi phí cho nối lưới cao, đặc biệt đối với các vị trí ở xa lưới điện.
2.3.9. Công nghệ thuỷ điện tích năng
Hiện trạng công nghệ: Công nghệ thuỷ điện tích năng được sử dụng phổ biến ở nhiều nước, công nghệ ổn định và hiệu quả, Việt Nam đang trong giai đoạn nghiên cứu khả thi
Lợi ích kinh tế - xã hội: Điều tiết và tiết kiệm nguồn nước. Cung cấp điện cho giờ cao điểm, đưa lại hiệu quả KT-XH lớn
Lợi ích môi trường: Sử dụng nguồn nước, năng lượng sạch một cách hiệu quả, thay thế nhiên liệu hoá thạch, giảm phát thải KNK.
Khả năng ứng dụng: Việt Nam có nguồn thuỷ điện khá dồi dào, đã xây dựng nhiều thuỷ điện công nghệ truyền thống góp phần cung cấp tới 35% tổng sản lượng điện. Việc điều tiết và tận dụng nguồn nước để cung cấp điện đáp ứng giờ cao điểm là rất cần thiết, theo quy hoạch nguồn điện Việt Nam có tiềm năng xây dựng khoảng 10 nhà máy thủy điện tích năng ở miền Bắc và Trung, tổng công suất khá lớn khoảng 10.000 MW.
Rào cản: Đang ở giai đoạn nghiên cứu, thảo luận về quy mô, địa điểm.
43