Liên hiệp các hội và khoa học kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 08/08/2022 15:50 (GMT+7)

Điện khí linh hoạt trong lộ trình phát thải ròng bằng "0" của Việt Nam

Với quá trình chuyển dịch năng lượng trong lĩnh vực sản xuất điện, phù hợp với cam kết của Việt Nam đạt phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, điện khí thay thế dần điện than được coi là một trong những bước khởi đầu.

Với quá trình chuyển dịch năng lượng trong lĩnh vực sản xuất điện, phù hợp với cam kết của Việt Nam đạt phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, điện khí thay thế dần điện than được coi là một trong những bước khởi đầu. Tuy nhiên, với đặc thù của cân đối hệ thống điện thời gian tới, hệ số công suất của các nguồn điện khí sẽ giảm đáng kể và ảnh hưởng đến tính kinh tế của loại hình nguồn này. Một trong các giải pháp khắc phục đã được đề xuất trong Quy hoạch điện VIII là bổ sung thêm loại hình nguồn linh hoạt, trong đó có loại hình tổ máy phát dùng động cơ đốt trong ICE (Internal Combustion Engine) được cho là một lựa chọn thích hợp, như phân tích dưới đây.

Việt Nam đã cam kết đạt mục tiêu phát thải ròng bằng “0” (Net-zero) tại Hội nghị Thượng đỉnh về Biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26) vào tháng 11 năm 2021.

Sau đó, trong bản dự thảo Quy hoạch điện VIII mới nhất vào tháng 4 năm 2022 đã có những điều chỉnh đáng kể so với phiên bản trước đó (tháng 10 năm 2021). Tổng công suất lắp đặt của hệ thống tăng chủ yếu đến từ các nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời và gió) đạt 23 GW vào năm 2030. Công suất của các nguồn nhiệt điện truyền thống từ than và khí đã giảm đáng kể so với phiên bản cũ. Những thay đổi này đã cho thấy ý định rõ ràng của Chính phủ là giảm lượng phát thải carbon từ ngành điện xuống còn 42 triệu tấn CO2 vào năm 2050, đóng góp vào mục tiêu phát thải ròng bằng “0” đối với toàn nền kinh tế trong cùng năm đó.

Điện khí linh hoạt trong lộ trình phát thải ròng bằng "0" của Việt Nam - Ảnh 1
Các tổ máy động cơ đốt trong (ICE) chạy bằng khí tự nhiên.

Với cuộc khủng hoảng toàn cầu hiện nay về nguồn cung cấp khí đốt, đã có một số lo ngại ở nhiều quốc gia về tính khả thi của các dự án khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG). Việt Nam không phải là ngoại lệ, Quy hoạch điện VIII mới nhất đề xuất 23,9 GW điện từ LNG sử dụng công nghệ tua bin khí chu trình hỗn hợp (CCGT) vào năm 2030 và 31,4 GW vào năm 2045. Các dự án điện khí này có quy mô từ 1.500 MW đến 2.400 MW, dự kiến ​​sẽ tiêu thụ 14 - 18 tỷ mét khối khí LNG vào năm 2030 và 13 - 16 tỷ mét khối vào năm 2045.

Cuộc khủng hoảng mà chúng ta đang chứng kiến trên thị trường hiện nay về giá và nhu cầu tiêu thụ khí đốt và LNG toàn cầu tăng cao, đem lại những thách thức trong việc cung cấp loại nhiên liệu này và sự cạnh tranh ngày càng tăng đối với các hợp đồng mua bán LNG giao ngay và dài hạn. Điều này sẽ tiếp tục tạo áp lực lên cách thức vận hành cho các nguồn điện khí truyền thống.

Ngoài ra, các công nghệ điện khí truyền thống như tua bin khí chu trình hỗn hợp (CCGT) hoạt động tốt nhất khi vận hành ở mức tải cao, chế độ vận hành ổn định trong một thời gian dài không bị gián đoạn. Tuy nhiên, phương thức vận hành thực tế của các nhà máy điện khí trong những năm tới sẽ thay đổi nhiều khi quá trình chuyển đổi năng lượng đang diễn ra một cách nhanh chóng.

Trong một số báo cáo hàng năm, Bloomberg New Energy Outlook đã dự báo rằng: Hệ số công suất của nguồn điện khí chạy nền sẽ giảm đáng kể và sẽ dưới ngưỡng để công nghệ tua bin khí chu trình hỗn hợp này có thể vận hành một cách tối ưu. Trên toàn cầu, hệ số công suất của nguồn điện khí CCGT giảm từ mức trung bình 40% hiện nay xuống gần 25% vào năm 2030 và thậm chí giảm hơn nữa do vai trò của điện khí sẽ thay đổi sang mục đích để cân bằng các nguồn năng lượng tái tạo. Đây là điều mà chúng ta có thể thấy rõ ràng trong thời kỳ đại dịch COVID-19 và các thị trường năng lượng ở châu Âu bị đóng cửa.

Ở châu Âu, nhu cầu điện giảm hơn 8% (so với cùng kỳ năm trước) trong khoảng thời gian từ 1/3 đến 15/5/2020. Đồng thời, tỷ trọng năng lượng tái tạo tăng 8% lên tới 46%, trong khi đó nguồn điện khí truyền thống chạy nền giảm 17,5% (so với cùng kỳ năm trước) nguồn. Mặc dù nhu cầu sử dụng điện đã phục hồi, nhưng đại dịch giúp chúng ta có cái nhìn vào tương lai về sự linh hoạt cần thiết của các hệ thống điện khi tỉ trọng các nguồn năng lượng tái tạo ngày càng tăng cao. Trong các hệ thống như vậy, hệ số công suất của nhà máy điện khí chạy nền rất có thể sẽ giảm và cách thức vận hành của những nhà máy này cũng sẽ phải thay đổi.

Các yếu tố trong việc hệ số công suất suy giảm, chế độ vận hành thay đổi, thứ tự huy động sau các nguồn năng lượng tái tạo với chi phí thấp hơn, khởi động và dừng liên tục trong ngày, yêu cầu tăng/giảm tải thường xuyên, vận hành liên tục ở mức tải thấp tạo ra những thách thức đối với nguồn điện khí chạy nền này và lợi nhuận cũng sẽ bị bào mòn ngay cả khi nguồn nhiên liệu này được coi là nhiên liệu chuyển tiếp.

Làm thế nào để điều hòa được nghịch lý này? Chìa khóa nằm ở việc nhận thức rằng: Các công nghệ nhiệt điện truyền thống thiếu tính linh hoạt có nguy cơ cao trở thành tài sản mắc kẹt. Trên toàn cầu, đã có một số các nhà máy CCGT mới được xây dựng, nhưng đã bị ngừng hoạt động vì không còn khả thi vận hành một cách hiệu quả. Tuy nhiên, vẫn tồn tại một cơ hội lớn hơn trong việc nắm bắt tiềm năng của các công nghệ khác tuy cũng sử dụng loại nhiên liệu khí đốt này nhưng có tính linh hoạt cao hơn như động cơ đốt trong (ICE).

Nhiều quốc gia đang cân nhắc việc ưu tiên sử dụng năng lượng tái tạo (mặt trời và gió) để đảm bảo an ninh năng lượng thay vì các nguồn nhiệt điện truyền thống. Điều này hoàn toàn hợp lý, vì năng lượng tái tạo được dự báo sẽ là loại năng lượng có chi phí thấp nhất vào năm 2030. Năng lượng tái tạo không có bất kỳ rủi ro về mặt nhiên liệu, đồng thời giúp giảm phát thải carbon của ngành năng lượng và cuối cùng là hỗ trợ các quốc gia đó đạt được các mục tiêu như phát thải ròng/trung hòa carbon.

Vai trò của điện khí sẽ thay đổi từ việc chạy nền/chạy lưng sang tới việc phủ đỉnh và cân bằng hệ thống. Do đó, các công nghệ phát điện sử dụng khí tự nhiên sẽ cần phải linh hoạt trong quá trình khởi động, tăng tải, giảm tải, vận hành tải thấp, cũng như thời gian dừng và khởi động nhanh chóng. Các nhà máy điện khí sử dụng động cơ đốt trong (ICE) có hiệu suất cao (lên đến 50%) và khả năng linh hoạt vượt trội (khởi động trong vòng 2 phút), trở thành một giải pháp rất phù hợp để cân bằng các nguồn năng lượng tái tạo.

​Bản dự thảo Quy hoạch điện VIII mới nhất đã đưa vào 28.200 MW loại hình điện khí linh hoạt vào năm 2045, cho thấy vai trò quan trọng của các công nghệ có tính linh hoạt cao khi tỷ trọng năng lượng tái tạo ngày càng tăng cao.

Điện khí linh hoạt trong lộ trình phát thải ròng bằng "0" của Việt Nam - Ảnh 2
Nhà máy điện khí Manantiales Behr do Wärtsilä xây dựng hỗ trợ cho điện gió ở Argentina.

Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng “0”, trong tương lai các nhà máy nhiệt điện sẽ phải chuyển sang sử dụng nhiên liệu bền vững như khí hydro xanh và ammoniac. Việc này sẽ biến khí thiên nhiên trở thành nhiên liệu chuyển tiếp trong giai đoạn trung hạn, cho tới khi toàn bộ chuỗi sản xuất của các nhiên liệu trên được phát triển đại trà. Hướng đi này đã được đưa ra trong bản dự thảo Quy hoạch điện VIII mới đây, trong đó, các nhà máy điện khí sẽ cần chuyển dần sang sử dụng nhiên liệu hydro (hỗn hợp) và thuần hydro sau 20 năm.

Trong các công ty chuyên về ICE, Wärtsilä là công ty hàng đầu thế giới với hơn 74.000 MW ICE được lắp đặt tại 180 quốc gia trên thế giới. Các động cơ của Wärtsilä hiện có thể chạy bằng khí tự nhiên, khí sinh học, mêtan tổng hợp, hoặc hỗn hợp hydro/khí tự nhiên tới 25% hydro. Wärtsilä đã hợp tác với một số nhà cung cấp giải pháp năng lượng và các IPP trên thế giới như Capwatt (Bồ Đào Nha) và Keppel Offshore & Marine (Singapore) trong việc thử nghiệm nhiên liệu hỗn hợp hydrogen, khí tự nhiên cho các nhà máy điện ICE ở các quốc gia này. Wärtsilä đang phát triển các dòng động cơ ICE mới để có thể sử dụng 100% nhiên liệu hydrogen với nước và không khí làm nguyên liệu đầu vào, giúp cho Tập đoàn đạt mục tiêu trung hòa carbon của chính mình vào năm 2030.

Ông Phạm Minh Thành, Giám đốc Quốc gia tại Việt Nam của Wärtsilä cho biết: Các nhà máy điện ICE có thể đóng góp một vai trò quan trọng trong các giải pháp nhằm giải quyết những thách thức mà hệ thống điện Việt Nam đang phải đối mặt. Trong giai đoạn ngắn hạn, các nhà máy điện ICE có thể giúp đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng một cách hiệu quả, và về lâu dài các nhà máy này có thể cung cấp nguồn dự trữ và cân bằng năng lượng tái tạo cho hệ thống điện, hướng quá trình chuyển đổi tới một tương lai có tỉ trọng năng lượng tái tạo cao.

Còn theo ông Lã Hồng Kỳ - Văn phòng Ban chỉ đạo Quốc gia về Phát triển Điện lực: Với 5 chế độ vận hành, nhà máy điện động cơ ICE linh hoạt có thể phản ứng nhanh với các biến động bất thường của nguồn NLTT, giúp cân bằng hệ thống, tránh các dao động tần số và điện áp gây hại, góp phần quan trọng khi tích hợp tỉ trọng lớn các nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống điện quốc gia.

Cuộc khủng hoảng khí đốt có thể chỉ là một vấn đề ngắn hạn. Tuy nhiên, rõ ràng là cần phải xác định lại vai trò của điện khí trong các hệ thống điện trong tương lai. Đây cũng là cơ hội để thúc đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng bằng cách ưu tiên phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và sử dụng các loại nhiên liệu không carbon kết hợp với các công nghệ linh hoạt như ICE. Sự kết hợp của cả hai loại hình này sẽ giúp giảm thiểu rủi ro về các loại nhiên liệu đồng thời giúp giảm phát thải carbon, đảm bảo an ninh năng lượng với giá cả phải chăng cho nền kinh tế.

Theo Tạp chí Năng lượng Việt Nam 

Xem Thêm

Điện gió và điện mặt trời ở tỉnh Ninh Thuận- Nhìn từ hội thảo
Từ ngày 21/9 đến ngày 22/9/2022, tại khách sạn Sài Gòn-Ninh Chữ (Ninh Thuận). Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội) phối hợp với Liên hiệp Hội tỉnh Ninh Thuận, tổ chức Hội thảo “Chuyển dịch năng lượng hướng tới sự phát triển bền vững tại Việt Nam”
Giải pháp chiếu sáng thông minh được vinh danh “Top Công nghiệp 4.0 Việt Nam - Industrie 4.0 Awards” lần thứ Nhất
Chiếu sáng là một trong những vấn đề cần thiết trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Thời gian qua, Công ty TNHH Signify Việt Nam đã luôn đi đầu trong việc triển khai công nghệ “chiếu sáng thông minh” góp phần làm đẹp cảnh quan, môi trường để chuyển đổi lên thành phố thông minh và nâng cao chất lượng sống cho dân cư đô thị.
Tiền Giang: 2 học sinh lớp 11 sáng tạo ra 5 sản phẩm đạt giải Cuộc thi cấp huyện
Tham dự Lễ tổng kết Cuộc thi sáng tạo thanh, thiếu niên và nhi đồng huyện Tân Phú Đông lần thứ VIII, năm 2021 – 2022, điều gây ấn tượng với đại biểu tham dự là 2 em Võ Hoàng Anh, Lê Thành Trọng, học sinh lớp 11, Trường THCS và THPT Phú Thạnh, huyện Tân Phú Đông có 5 sản phẩm được trao giải Cuộc thi câp huyện; trong đó, có 2 sản phẩm đoạt giải Nhất. Xin giới thiệu cùng độc giả.
Tìm giải pháp phát triển sản xuất trầm hương tại Việt Nam
Trầm hương Việt Nam được các chuyên gia đánh giá có chất lượng tốt nhất thế giới. Tuy nhiên, với cách khai thác như trước đây, trầm hương tự nhiên đang ngày càng cạn kiệt và có nguy cơ biến mất; trong khi sản phẩm từ phương pháp tạo trầm bằng hóa chất vừa kém chất lượng, lại không an toàn cho người sử dụng và cũng làm mất đi thương hiệu của trầm hương Việt Nam nếu xuất khẩu ra nước ngoài…
Đảm bảo an ninh năng lượng - Trông người lại ngẫm đến ta
Đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững được xác định là mục tiêu xuyên suốt trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của nước ta, trong đó, các vấn đề về giá cả và sự đa dạng về nguồn cung cấp là những yếu tố có tính quyết định.

Tin mới

Đồng Tháp: Hội thảo “Chuyển đổi số trong nông nghiệp trên địa bàn tỉnh
Ngày 28/9/2022, tại Khu Du lich Mỹ Trà, thành phố Cao Lãnh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Đồng Tháp phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức hội thảo tư vấn: “Chuyển đổi số trong nông nghiệp và phát triển nông thôn trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp – Thực trạng và giải pháp”.
Yên Bái: Hội thảo "Lập kế hoạch lồng ghép các hoạt động của Dự án vào Kế hoạch của nhà trường"
Ngày 23/9/2022, tại xã Nậm Khắt, huyện Mù Cang Chải, Trung tâm Phát triển khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng Yên Bái (YENBAI CDSH)đã phối hợp với các bên liên quan đã tổ chức Hội thảo "Lập kế hoạch lồng ghép các hoạt động của Dự án vào Kế hoạch của nhà trường".
Đảng đoàn Liên hiệp Hội Việt Nam làm việc với Tỉnh uỷ Ninh Thuận
Ngày 21/9, Đoàn công tác của Đảng đoàn Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) do TSKH. Phan Xuân Dũng, Bí thư Đảng Đoàn, Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam làm Trưởng đoàn đã có buổi làm việc với Tỉnh uỷ tỉnh Ninh Thuận về công tác tập hợp, phát triển đội ngũ trí thức và sự lãnh đạo, chỉ đạo của Tỉnh uỷ đối với hoạt động của Liên hiệp Hội tỉnh Ninh Thuận.
Bắc Giang: Liên hiệp Hội ký kết hợp tác với Viện Kinh tế và Chính trị thế giới
Ngày 22/9/2022, tại Viện Kinh tế Chính trị thế giới, Viện Hàn lâm KHXH Việt Nam, Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Bắc Giang với Viện Kinh tế và Chính trị thế giới đã ký kết Thỏa thuận hợp tác về nghiên cứu khoa học, tư vấn, phản biện chính sách và đào tạo nguồn nhân lực khoa học xã hội giai đoạn 2022-2025.
Vĩnh Long: Trao giải cho 39 mô hình, sản phẩm tham dự Cuộc thi cấp tỉnh
Ngày 25/9/2022, tại hội trường Tỉnh Ủy Vĩnh Long, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp Hội) phối hợp với Sở Giáo dục và Đào tạo; Tỉnh Đoàn Vĩnh Long tổ chức Lễ tổng kết Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên nhi đồng tỉnh Vĩnh Long lần thứ XI, năm học 2021 – 2022 (gọi tắt là Cuộc thi) và Phát động Cuộc thi lần thứ XII, năm 2022-2023.
Cần thúc đẩy ứng dụng kết quả các đề tài, công trình khoa học vào phát triển kinh tế - xã hội địa phương
Ngày 23/9, tại Thành phố Đà Nẵng, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) đã phối hợp với Liên hiệp các Hội khoa học và kỹ thuật thành phố Đà Nẵng tổ chức Hội thảo Thúc đẩy ứng dụng, chuyển giao khoa học và công nghệ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội.
Đề cao trách nhiệm trong quá trình sửa Luật Đất đai
Có nhiều nội dung mới như làm rõ phạm vi quy định của Luật Đất đai với các luật khác có liên quan; quy định cụ thể hơn quyền và trách nhiệm của Nhà nước với vai trò là đại diện chủ sở hữu, thống nhất quản lý đối với đất đai...
Nâng cao chất lượng hoạt động của Liên hiệp Hội
Trong nhiệm kỳ 2021-2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Vĩnh Long đã tuyên truyền, phổ biến các chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước về đoàn kết, tập hợp đội ngũ trí thức, phát triển và nâng cao hiệu quả hoạt động, góp phần xây dựng đội ngũ trí thức trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.