Một nhà máy nhiệt điện tại Trung tâm Điện lực Vĩnh Tân. Ảnh: THÀNH HOA

Phản hồi đề xuất loại bỏ nhiệt điện than để thay bằng nhiệt điện khí LNG của Liên minh Năng lượng bền vững Việt Nam (VSEA), Đại sứ quán Đan Mạch và các địa phương, Viện Năng lượng cho rằng công nghệ nhiệt điện than “đã phát triển và tiến bộ vượt bậc”, “hiệu suất có thể lên đến trên 50%, tiêu hao ít nhiên liệu và tài nguyên”.

Theo đó, với việc áp dụng công nghệ xử lý chất thải cuối nguồn với hiệu suất cao, đi kèm với tiêu chuẩn phát thải thì “có thể giảm tối đa các tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, hệ sinh thái và sức khỏe con người”(1).

Bài viết này đưa ra những thông tin thực tế về hiện trạng nhiệt điện than tại Việt Nam với mong muốn các nhà hoạch định chính sách có một góc nhìn đa chiều hơn trên con đường kiếm tìm nguồn điện bền vững cho Việt Nam.

Nhiệt điện than Việt Nam lạc hậu hơn thế giới 13 năm

Để đánh giá trình độ công nghệ nhiệt điện than, có hai chỉ tiêu chủ yếu là loại công nghệ áp dụng và hiệu suất vận hành thực tế đạt được.

Trước hết, cần thống nhất rằng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện than dùng để so sánh là hiệu suất điện thực (còn gọi là hiệu suất tinh). Đó là tỷ lệ phần trăm giữa sản lượng điện năng phát lên lưới so với lượng nhiệt năng của than đá nhiên liệu đầu vào.

Nếu tính cả lượng điện năng tự dùng của nhà máy, thì đó là hiệu suất điện tổng (còn gọi là hiệu suất thô).

Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) phân loại công nghệ nhiệt điện than theo hiệu suất điện thực, kèm với tiêu thụ than và phát thải CO2 của từng loại công nghệ (bảng 1).

Theo số liệu của Global Energy Monitor tháng 1-2021, tổng công suất nhiệt điện than toàn thế giới là 1.135.033 MW, trong đó công nghệ cận tới hạn chiếm 57%, siêu tới hạn chiếm 26% và trên siêu tới hạn chiếm 17%.

Số liệu của IEA về hiệu suất thực trung bình toàn bộ các nhà máy nhiệt điện than trên thế giới năm 2019 là 37,5%.

Tại Việt Nam, dựa trên thông tin của Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia năm 2019(2), nếu tính luôn hai nhà máy Sông Hậu 1 và Hải Dương BOT vừa đưa vào vận hành thì tổng công suất nhiệt điện than cả nước hiện là 22.130 MW với 30 nhà máy.

Trong đó, có 26 nhà máy áp dụng công nghệ cận tới hạn với tổng công suất 18.436 MW, chiếm 83%. Chỉ có bốn nhà máy áp dụng công nghệ siêu tới hạn, gồm Vĩnh Tân 4, Vĩnh Tân 4 mở rộng, Duyên Hải 3 mở rộng và Sông Hậu 1 với tổng công suất là 3.694 MW, chiếm 17% (hình 1).

Nhiệt điện than của Việt Nam rất lạc hậu so với thế giới khi chiếm đa số là công nghệ cận tới hạn với dải hiệu suất thấp nhất và cũng phát thải ô nhiễm cao nhất.

Theo “Cẩm nang Công nghệ Việt Nam năm 2019”do Cục Năng lượng Đan Mạch (DEA) phối hợp với Cục Điện lực và Năng lượng tái tạo Việt Nam (EREA) và một số cơ quan khác biên soạn, hiệu suất thực trung bình tại Việt Nam của nhiệt điện than cận tới hạn là 35% và siêu tới hạn là 37%.

Theo tỷ lệ công suất như trên, hiệu suất thực trung bình toàn bộ các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam hiện nay là 35,3%.

So  với thế giới, hiệu suất trung bình của nhiệt điện than Việt Nam thấp hơn 2,2 điểm phần trăm. Con số này tưởng là không đáng kể nhưng thực tế, hiệu suất trung bình nhiệt điện than thế giới chỉ tăng 3,4 điểm phần trăm trong 20 năm (1996-2016), từ 34,1% lên 37,5%. Điều đó cũng có nghĩa nhiệt điện than Việt Nam lạc hậu gần 13 năm so với thế giới.

Đáng chú ý hơn, các nhà máy được quảng bá là áp dụng công nghệ siêu tới hạn, hiện đại hàng đầu Việt Nam, nhưng hiệu suất điện thực đạt được lại thuộc dải công nghệ cận tới hạn của thế giới (không cao hơn 39%). Đây là một điều gây ngạc nhiên về hiệu suất nhiệt điện than tại Việt Nam.

Cụ thể, nhiệt điện Vĩnh Tân 4 có hiệu suất thực ghi trên nhãn máy là 39,8%. Tuy nhiên, kế hoạch sản xuất của nhà máy này năm 2021 của EVN công bố(3) cho thấy suất tiêu hao nhiệt tinh là 10.200 kJ/kWh. Nghĩa là, hiệu suất điện thực của nhà máy đạt được chỉ là 3.600 kJ/10.200 kJ = 35,3%, thấp hơn đến 4,6 điểm phần trăm so với số liệu ghi trên nhãn máy. Cẩm nang Công nghệ Việt Nam năm 2019 cũng khuyến nghị áp dụng hiệu suất điện thực của công nghệ siêu tới hạn là 37%, thuộc dải hiệu suất công nghệ cận tới hạn của thế giới.

Thực tế đó nói lên một điều rằng công nghệ gọi là hiện đại tại Việt Nam chưa hẳn đã là hiện đại của thế giới, xét theo hiệu suất thực tế đạt được.

Hiệu suất điện than trên 50% chưa tồn tại trên thế giới và có thể đắt gấp ba lần điện khí

Lý giải cho đề xuất tiếp tục xây dựng thêm nhiệt điện than trong Dự thảo QHĐ8, Viện Năng lượng phản hồi với ý rằng: “Công nghệ các nhà máy nhiệt điện than hiện nay đã phát triển và tiến bộ vượt bậc”, “hiệu suất có thể lên đến trên 50%”(4).

Tuy nhiên, điều đó không có thật. Nhà máy nhiệt điện than hiện đang vận hành thương mại có hiệu suất cao nhất thế giới là RDK Block 8 của Đức, với hiệu suất đạt được là 47,5%. Hình 2 là danh sách tám nhà máy nhiệt điện than có hiệu suất cao nhất thế giới hiện nay(5).

Có nhiều cách để nâng cao hiệu suất của nhà máy nhiệt điện than, trong đó cách để đạt hiệu quả tốt nhất là nâng cao nhiệt độ và áp suất hơi nước. Nhà máy RDK Block 8 đạt được hiệu suất kỷ lục thế giới hiện nay nhờ đưa được nhiệt độ hơi đến 600-620 độ C.

Đưa nhiệt độ hơi vượt qua rào cản 620 độ C và đạt đến 700 độ C nhằm đạt hiệu suất từ 50% trở lên (công nghệ trên siêu tới hạn cải tiến, A-USC) luôn là nỗi khát khao khó chinh phục của giới khoa học và các nhà công nghệ trong suốt 30 năm qua.

Tìm ra hợp kim siêu đặc biệt để chống chịu với điều kiện hoạt động khắc nghiệt đến cực đoan ở nhiệt độ 700 độ C mà không bị nóng chảy vẫn là bài toán chưa có lời giải, dù hàng núi tiền đã bỏ ra tại Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật, Mỹ và châu Âu.

IEA đưa ra lộ trình áp dụng thử nghiệm công nghệ A-USC sau năm 2025, và dự kiến đưa vào hoạt động thương mại từ sau năm 2030.

Tuy vậy, điều này không có gì chắc chắn vì những yêu cầu về kinh phí và hiệu quả kinh tế, trong khi chi phí phát điện từ khí thiên nhiên, điện gió và điện mặt trời đang suy giảm nhanh chóng.

Ngay trong Báo cáo dự thảo lần 3 của QHĐ8 của Viện Năng lượng công bố tháng 2-2021 cũng cho thấy nhiệt điện than dù áp dụng công nghệ nào cũng có suất đầu tư cũng như chi phí vận hành và bảo dưỡng cao hơn điện khí.

Đặc biệt, suất đầu tư điện than công nghệ trên siêu tới hạn cải tiến dự kiến gấp ba lần điện khí, chi phí vận hành và bảo dưỡng cố định cao gần gấp đôi điện khí, trong khi hiệu suất dự kiến lại thấp hơn 10 điểm phần trăm (50% so với 60%). Điều đó cho thấy về mặt kinh tế, đầu tư vào điện than công nghệ trên siêu tới hạn cải tiến kém hiệu quả hơn nhiều so với đầu tư vào điện khí.

Vậy, giữa một bên là công nghệ nhiệt điện than đắt tiền hơn hay chưa thành hình với rủi ro có thể thấy trước, và một bên là công nghệ nhiệt điện khí thân thiện môi trường hơn, hiệu suất cao hơn, nên đặt niềm tin vào đâu?

Nguồn: Greenid