Khí tự nhiên được sử dụng để chạy phát điện tại các nhà máy nào ở Việt Nam

Chúng tôi làm lạnh khí thiên nhiên ở nhiệt độ -162° Celsius (-260° Fahrenheit), chuyển khí thành dạng lỏng và thể tích do vậy giảm xuống 600 lần, điều này giúp việc vận chuyển tới những nơi thiếu năng lượng trên khắp thế giới trở nên dễ dàng và kinh tế. Chúng tôi cũng chuyển LNG trở về dạng khí khi phân phối tới các hộ gia đình và doanh nghiệp.

Là công ty tiên phong trong lĩnh vực LNG, Shell cung cấp công nghệ cho nhà máy LNG đầu tiên trên thế giới vào năm 1964 và đã vận chuyển chuyến hàng thương mại đầu tiên, từ đó khởi nguồn những mối thông thương trên toàn thế giới. Chúng tôi đã và vẫn đang thiết kế và xây dựng các nhà máy LNG.

Tìm hiểu thêm về LNG trên trang web toàn cầu của chúng tôi

LNG nổi (FLNG)

Theo truyền thống thì các nhà máy LNG đều được xây dựng trên đất liền. Nhưng Shell đang xây dựng một cơ sở nổi khổng lồ để sản xuất khí thiên nhiên hóa lỏng trên biển, đó là Prelude FLNG. Đây cũng sẽ là cơ sở nổi ngoài khơi lớn nhất từng được xây dựng – chiều dài 488 mét (1.600 feet) và chiều rộng 74m (243ft).

Shell đã phát triển công nghệ mang tính cách mạng cho phép sản xuất, hóa lỏng, lưu trữ và bơm khí vào các tàu chuyên chở LNG ngay trên biển. Điều này cũng cho phép công ty có thể khai thác những mỏ nhỏ hơn và ở xa với một cơ sở FLNG, hoặc dùng nhiều cơ sở FLNG để khai thác các mỏ lớn hơn.

Khám phá thêm về Prelude FLNG trên trang web toàn cầu của chúng tôi

Phát triển điện khí ở Việt Nam [Kỳ 1]: Tiêu dùng năng lượng trên thế giới

Phát triển điện khí ở Việt Nam [Kỳ 2]: Quy hoạch, quản lý nguồn điện khí LNG

KỲ 3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ NGUỒN CUNG CẤP NHIÊN LIỆU KHÍ

TS. NGUYỄN THÀNH SƠN - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Các công nghệ giảm phát thải

Trong phân ngành nhiệt điện của thế giới (TG), hai dạng nhiên liệu được sử dụng chủ yếu là khí thiên nhiên và than. Việc sử dụng khí và than trong phát điện đều gắn với nguy cơ phát thải khí nhà kính và bị hạn chế bởi yêu cầu giảm phát thải. Ngoài ra, các nhà máy điện (NMĐ) chạy than, và chạy khí đều có hiệu suất thấp. Vì vậy, trên TG công nghệ IGCC (tích hợp tua bin hơi với tua bin khí) đã được ưu tiên phát triển và được coi là bước đột phá về công nghệ trong việc sử dụng than và khí để phát điện.

Đặc biệt, trong 30 ÷ 35 năm gần đây, các NMĐ chạy khí thiên nhiên sử dụng chu trình IGCC đã được phát triển mạnh nhờ hiệu suất cao (bình quân 55 ÷ 58%, các tổ máy tiên tiến đạt 60 ÷ 62%). Vì vậy, các NMĐ chạy khí sử dụng tua bin hơi hầu như không còn được xây dựng.

Đối với các NMĐ chạy than, việc chuyển đổi từ chu trình tua bin hơi sang IGCC hiện còn đang gặp nhiều khó khăn hơn do một loạt các vấn đề kỹ thuật còn chưa được hoàn thiện trong quy trình khí hóa than (đặc biệt là khí hóa than dưới lòng đất - UCG). Với trình độ công nghệ hiện nay, suất đầu tư của NMĐ chạy than theo công nghệ IGCC+UCG tương đối cao (~3,5÷4,0 triệu U$/MW), gấp 4 lần so với NMĐ chạy than thông thường (~0,8 triệu U$/MW). Vì vậy, trong ương lai gần, việc hoàn thiện công nghệ NMĐ chạy than chủ yếu theo hướng nâng cao thông số hơi ban đầu. Các nước công nghiệp phát triển (Mỹ, Nhật, Đức, TQ v.v.) đã phát triển theo hướng này, đã đạt các thông số hơi ban đầu tương đối cao (Po>28÷30 MPa; to>600÷620 độ C) và đang tiếp tục hoàn thiện để nâng cao hơn nữa các thông số hơi (Po=35 MPa, to=720 độ C) để đạt được hiệu suất 48÷51%.

Tuy nhiên, việc nâng cao thông số hơi để nâng cao hiệu suất sẽ dẫn đến tăng đáng kể chi phí chế tạo thiết bị công nghệ (do phải sử dụng nhiều hơn các loại thép austenitic và hợp kim của niken), tăng vốn đầu tư, và ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí phát điện.

So sánh về phát thải trong sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch

Than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên (NG), khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) khí tổng hợp (Syngas) v.v... thuộc dạng nhiên liệu hóa thạch. Điểm tương đồng trong sử dụng của các nguồn năng lượng hóa thạch: Cung cấp nhiệt năng (Q) thông qua quá trình đốt cháy bằng ô xy, hoặc trong không khí theo các phản ứng sau:

1/ Phản ứng cháy của than:

- C + O2 = CO2 + Q, hay:

- 1kg C + 2,7kg O2 => 3,7kg CO2 + 32,8MJ.

2/ Phản ứng cháy tổng quát của dầu/khí: CxHy + (x+y4)O2 = xCO2 + y2H2O + Q.

3/ Phản ứng cháy của khí (methane):

- CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q, hay:

- 1kg CH4 + 4kg O2 => 2,75kg CO2 + 2,25kg H2O + 55,5MJ.

4/ Phản ứng cháy của dầu mỏ (propan):

- C3H8 + 5O2 = 3CO2 +4H2O + Q, hay:

- 1kg C3H8 + 3,636kg O2 => 3kg CO2 + 1,636kg H2O + 50,35MJ.

So sánh tương đối về mức độ phát thải trong sử dụng các dạng nhiên liệu hóa thạch khác nhau (than đá, dầu mỏ, khí đốt) được trình bày trong hình sau:

Hình 1. So sánh các nguồn năng lượng hóa thạch về phát thải.

Đồ thị trên cho thấy, các NMĐ chạy khí và chạy dầu có mức độ phát thải thấp hơn nhiều so với các NMĐ chạy than. Vì vậy, trên thế giới, để giảm phát thải khí nhà kính, các NMĐ chạy than được thay thế bằng các NMĐ chạy khí.

Vấn đề cung cấp nhiên liệu khí cho các nhà máy điện

1/ Khả năng cung cấp khí trong nước:

Tài nguyên khoáng sản nói chung, và nguồn nhiên liệu hóa thạch nói riêng ở Việt Nam chỉ có hạn. Sản lượng khai thác các nguồn nhiên liệu than và khí cho phát điện trong giai đoạn 2020 ÷ 2045 lại càng có hạn. Trong đó, khả năng cung cấp tối đa khí thiên nhiên khai thác trong nước cho phát điện được dự tính trong Quy hoạch điện VIII (QHĐ VIII) như sau (xem các đồ thị):

Hình 2. Khả năng cung cấp khí khai thác trong nước cho phát điện, tỷ m3.

Mặc dù khả năng cung cấp khí trong nước rất có hạn như trên, để làm “bệ đỡ” cho việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT), đòi hỏi trong hệ thống điện của Việt Nam phải tiếp tục phát triển các nguồn năng lượng hóa thạch. QHĐ VIII đã xem xét tiềm năng phát triển 94 các dự án NĐ than và NĐ khí ở Việt Nam với tổng công suất lắp đặt  202,6 GW (quy mô bình quân của dự án ~2.155 MW), cụ thể như sau:

Bảng 1. Công suất các nguồn điện chạy khí và than trong QHĐ VIII:

Bảng và đồ thị trên cho thấy:

Thứ nhất: Tổng công suất các NMĐ chạy khí nhập khẩu lớn gấp 17 lần NMĐ chạy khí trong nước, tương tự, tổng công suất các NMĐ chạy than nhập khẩu lớn hơn 15 lần NMĐ chạy than trong nước.

Thứ hai: Vấn đề nhập khẩu các nguồn LNG và than đá sẽ đóng vai trò quyết định trong việc phát triển ngành điện bền vững (giảm phát thải của nguồn NL hóa thạch, kết hợp với tăng tỷ trọng của các nguồn NLTT) và cung cấp đủ điện cho nền kinh tế.

Nghị quyết 55 của Bộ Chính trị (4) đã nêu rõ: “Phát triển nhiệt điện khí theo hướng ưu tiên sử dụng khí trong nước. Chú trọng phát triển nhanh nhiệt điện khí sử dụng LNG, đưa điện khí trở thành nguồn cung cấp điện năng quan trọng, hỗ trợ cho điều tiết hệ thống” (hết trích dẫn).

Kỳ tới: Lựa chọn thị trường LNG lâu dài và chiến lược cho Việt Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1/ Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2045. Hà Nội, Viện Năng lượng, Bộ Công Thương, 9-2020.

2/ IEA. Số liệu thông kê . s.l. : IEA, 2019.

3/ Статистический Ежегодник мировой энергетики 2020. s.l. : EnerData, 2020.

4/ Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/2/2020 về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của VN đến năm 2030, tầm nhìn đến 2045.

//www.travinh.gov.vn/SiteFolders/sct/01%20SoCT/04%20VanBan%20TW/55-NQ-phat-trien-nang-luong-quoc-gia.pdf

//baodautu.vn/phat-trien-dien-khi-lng-o-viet-nam-co-hoi-va-thach-thuc-d126196.html

//baodautu.vn/dau-thau-chon-nha-dau-tu-cho-cac-du-an-dien-khi-lng-tai-ca-na-va-long-son-d121072.html

//thoibaonganhang.vn/khu-du-lich-tam-linh-dao-cai-trap-cua-xuan-truong-co-the-bi-dung-trien-khai

//mpei.ru/diss/Lists/FilesDissertations/206-%D0%94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.pdf

//tuoitre.vn/tap-doan-evn-nam-2019-lai-950-ti-dong 20191225103706359.htm

//zingnews.vn/evn-lai-dam-nam-2019-post1085523.html

Đây là những chuyển động đầu tiên của 2 Dự án nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và 4 - là những nhà máy điện duy nhất cho đến nay sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng LNG nhập khẩu cho sản xuất điện tại Việt Nam.

Chúng ta đã có 2 nhà máy điện Nhơn trạch 1 và 2 sử dụng khí tự nhiên (LN) từ mỏ các mỏ thuộc bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn. Tuy nhiên khí tự nhiên được khai thác từ những mỏ rất xa nơi tiêu thụ là các nhà máy điện khí, nên phải xây dựng các đường ống dẫn khí dài hàng trăm cây số xuyên biển. Như đường ống dẫn khí từ bể Nam Côn Sơn đến nhà máy chế biến khí Dinh Cố (Bà Rịa-Vũng Tàu), rồi đưa về nhà máy điện Nhơn Trạch 1 và 2 (Đồng Nai) dài trên 600 km.

Dù phải vận chuyển xa, tốn kém, căng thẳng vì đảm bảo an toàn, nhưng khí tự nhiên cũng khó đáp ứng đủ nhu cầu cho các nhà máy điện chạy khí. Trong khi đó, tình trạng thiếu điện tại miền Nam từ 2019 sẽ rất nghiêm trọng nếu không có các giải pháp cụ thể để khắc phục. Trong cuộc thị sát tại các tỉnh miền Nam năm 2016, Phó Thủ tướng Trịnh Đình Dũng đã yêu cầu Bộ Công Thương, Tập đoàn Dầu khí phải chủ động kiểm tra định kỳ, đôn đốc các chủ đầu tư thực hiện đúng tiến độ, bằng mọi giá đảm bảo không để vùng kinh tế trọng điểm phía Nam thiếu điện.

Đầu năm 2017, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Đề án Quy hoạch ngành Công nghiệp Khí Việt Nam đến năm 2025, định hướng đến năm 2035. Trong đó yêu cầu “nghiên cứu, tìm kiếm thị trường và đẩy mạnh việc xây dựng cơ sở hạ tầng để sẵn sàng tiếp nhận khí hóa lỏng thiên nhiên (LNG). Lượng nhập khẩu LNG chủ yếu cho sản xuất điện nhằm giảm thiểu nhiệt điện than trong mục tiêu giảm phát thải các chất gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là khí nhà kính CO2".

LNG là khí không màu, không mùi, không độc hại và không có tính chất ăn mòn; thành phần chủ yếu là metan (khoảng 95%) và một lượng nhỏ các khí khác. Mặc dụ có những thuận lợi so với xăng dầu như mật độ năng lượng cao hơn, giảm số lần tiếp nhiên liệu cũng như giảm ô nhiễm môi trường, nhưng LNG vẫn chưa được áp dụng rộng rãi tại các nước đang phát triển. Nguyên nhân chủ yếu là do chi phí rất cao trong việc đầu tư vào phương tiện cất giữ và vận chuyển, cơ sở hạ tầng, thiết bị, máy móc chế biến. Vì vậy, hiện tại LNG chỉ được sử dụng tại các nước có nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ như Mỹ, Anh, Nhật và các nước châu Âu.

Tháng 2 năm 2017, Dự án Nhà máy điện Nhơn Trạch 3&4 sử dụng khí LNG đã được Thủ tướng Chính phủ đồng ý bổ sung vào Quy hoạch Điện VII điều chỉnh. Tổng công suất lắp đặt 2 nhà máy dự kiến khoảng 1.500 MW, gấp đôi tổng công suất Nhà máy điện Nhơn Trạch 1 và 2. Dự án Nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và Nhơn Trạch 4 là 2 nhà máy đầu tiên và duy nhất cho đến nay của nước ta sử dụng LNG. Theo đánh giá, với hơn 10 năm thực hiện quản lý đầu tư xây dựng và vận hành các nhà máy điện khí, PV Power am hiểu được các nhà máy điện khí nên có thể lựa chọn được công nghệ tối ưu cho Nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và Nhơn Trạch 4 đảm bảo hiệu quả đầu tư cao nhất.

Đồng bộ với Nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và 4, PVGAS được giao nhiệm vụ triển khai xây dựng Kho LNG Thị Vải giai đoạn 1 với công suất 1 triệu tấn/năm và mở rộng lên 3-5 triệu tấn/năm; sau đó với nguồn nguyên liệu nhập khẩu LNG từ nước ngoài cung cấp cho các nhà máy điện tại khu vực Đông Nam Bộ; và kho chứa sản phẩm của dự án Nam Côn Sơn 2 giai đoạn 2 với công suất chứa LPG 300.000 tấn/năm và condensate 170.000 tấn/năm, dự kiến đi vào hoạt động từ năm 2021.

Mới đây, tại Hội thảo “Mô hình đầu tư các nhà máy điện (NMĐ) sử dụng khí LNG nhập khẩu” được tổ chức nhằm giới thiệu về chuỗi dự án khí LNG Thị Vải – nhà máy điện Nhơn Trạch 3&4 tới các đối tác, các đơn vị tư vấn, các ngân hàng/tổ chức tín dụng trong và ngoài nước để trao đổi kinh nghiệm về công nghệ nhà máy điện khí, công tác quản lý đầu tư xây dựng, công tác thu xếp vốn cho dự án.

Tại hội thảo, các bên liên quan đã lên kế hoạch tiến độ dự kiến, kho cảng LNG Thị Vải sẽ bắt đầu khai thác vào quý II/2022 và dự án nhà máy điện Nhơn Trạch 3&4 sẽ vận hành vào cuối năm 2022/2023, việc triển khai đầu tư xây dựng các dự án nhập khẩu khí LNG và nhà máy điện phải thực hiện đồng bộ với nhau. Việc đầu tư các dự án này sẽ góp phần đáp ứng nhu cầu phụ tải tăng cao và thiếu hụt công suất tại khu vực miền Nam, đặc biệt khu vực Thành phố Hồ Chí Minh; đa dạng hóa nguồn nhiên liệu sơ cấp, giảm sự phụ thuộc quá nhiều vào nhiên liệu than nhập khẩu có tiềm ẩn các nguy cơ rủi ro về cung ứng điện… Đây là những bước chuyển động đầu tiên của 2 nhà máy điện đầu tiên và duy nhất ở nước ta sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng nhập khẩu.