Công nghệ Nhà máy nhiệt điện khí hóa than cho tương lai (26/02/2014)

Theo Quy hoạch phát triển ngành than và ngành điện (Quy hoạch điện VII) cho giai đoạn 2011 - 2020, có xét triển vọng đến 2030 thì nhu cầu than để sản xuất điện như sau ( bảng 1):

Bảng 1. Sản lượng điện và sản lượng than cấp cho điện

Nội dung	Năm 2020	Năm 2030
- Sản lượng khai thác than	65 triệu tấn	75 triệu tấn
- Khả năng cấp than cho điện	30 triệu tấn	35 triệu tấn
- Sản lượng điện (kịch bản cơ sở):	330 tỷ kWh/năm	695 tỷ kWh/năm
trong đó do NMNĐ đốt than	156 tỷ kWh./năm	392 tỷ kWh/năm
- chiếm tỷ trọng	47,27%	56,40%
- lượng than yêu cầu	78 triệu tấn/năm	170 triệu tấn/năm
Thiếu hụt	48 triệu tấn/năm	135 triệu tấn/năm

            Lượng than thiếu hụt được bù đắp bằng than nhập khẩu. Than nội địa cấp cho NMNĐ là than antraxit cám xấu (than tốt nhất cấp cho sản xuất điện là cám 5, còn lại đa phần là cám 6 có độ tro từ 30 - 40%), chất bốc thấp (< 6%), nên rất khó đốt cháy. Đối với các lò hơi đốt than bột (chiếm tỷ trọng chủ yếu trong sản xuất điện) phụ tải nhỏ hơn 50% định mức đã phải chuyển£70% định mức đã phải đốt kèm dầu, phụ tải  sang đốt toàn dầu, lượng cacbon chưa cháy còn lại trong tro rất cao, từ 15 - 20%, làm giảm hiệu suất năng lượng của nhà máy điện tới 2 - 3%. Than nhập khẩu chủ yếu là than bitum và á bitum, có chất bốc theo mẫu làm việc rất cao (từ 25-40%) nên dễ bốc cháy .

            Vì thế vấn đề sử dụng hiệu quả nguồn than và sử lý sản phẩm cháy là một vấn đề cấp thiết đối với Việt Nam và Toàn Cầu. Do đó, sự lựa chọn công nghệ đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển ngành Điện nói chung và các nhà máy nhiệt điện nói riêng ở Việt Nam. Trong giới hạn bài viết này sẽ giới thiệu cho người đọc công nghệ mới đang được sử dụng tại các nước tiên tiến để nâng cao hiệu quả đốt và hạn chế ảnh hưởng tới môi trường, chu trình hỗn hợp khí hóa tích hợp – IGCC ( Integrated gasification combined cycle ).

            Chu trình hỗn hợp khí hoá tích hợp ( IGCC ) sản xuất điện từ nhiên liệu lỏng hoặc rắn. Đầu tiên, nhiên liệu được chuyển thành khí tổng hợp,  là  hỗn hợp khí hydro và carbon monoxide. Sau đó, khí tổng hợp này được biến đổi thành điện năng thông qua một chu trình kết hợp bao gồm một hệ thống tua bin khí và tuabin hơi. Công nghệ chu trình hỗn hợp tương tự như công nghệ được sử dụng trong nhà máy nhiệt điện khí - hơi hỗn hợp hiện đại.

            Nhà máy nhiệt điện với công nghệ IGCC vẫn chưa hoàn toàn được thương mại hóa. Một số mô hình nhà máy công nghệ IGCC với sản lượng điện lên đến 300 MW đã được xây dựng ở Châu Âu và Mỹ ,với sự hỗ trợ tài chính hoàn toàn từ chính phủ. Động lực để theo đuổi công nghệ này là khả năng hoạt động tốt hơn đối với môi trường với chi phí cận biên thấp. Điều này đặc biệt đúng đối với  việc sử dụng hiệu quả nhiên liệu và thu giữ CO₂. Để cạnh tranh với các nhà máy đốt than bột thông thường hiện nay dưới những quy định về môi trường , những thách thức chính phải đối mặt với công nghệ IGCC là chi phí vốn và khả năng vận hành ổn định.

CNNL