Với công nghệ mới, lượng phát thải CO2 của các nhà máy điện than có thể giảm ít nhất 2 tỉ tấn mỗi năm.
Công nghệ mới này tập trung vào việc nâng cao hiệu suất sử dụng của nguồn nhiệt lượng có được nhờ đốt than. Theo tính toán, tăng 1% hiệu suất của các nhà máy điện than đồng nghĩa với giảm 2% lượng CO2 các nhà máy này xả ra môi trường.
Hiệu suất trung bình của các nhà máy điện than hiện nay đang là 33% và, nếu hiệu suất này tăng thành 40%, lượng CO2 giảm đi sẽ tương đương với hơn 420 triệu xe hơi dừng hoạt động. Số lượng ô tô này nhiều gấp hơn 1,5 lần số xe hơi ở Mỹ, thị trường ô tô lớn nhất thế giới.
Trên thực tế, nhiều nhà máy điện than trên thế giới đã đạt được mức hiệu suất còn cao hơn thế. Nhà máy điện than Rheinhafen-Dampfkraftwerk (hay còn được gọi là RDK 8) ở Karlsruhe, Đức, đạt mức hiệu suất cao nhất thế giới là 47,1%. Nhà máy này có mức xả thải CO2 thấp hơn 40% so với mức xả thải của các nhà máy điện than truyền thống.
RDK 8 sử dụng công nghệ “siêu nồi hơi” (ultra – supercritical) do GE sản xuất. Để tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu, các kỹ sư của GE đã cải tiến quá trình tái sử dụng để hơi nước sau khi sử dụng lần đầu sẽ không chỉ quay lại nồi hơi một lần (single reheat) mà thành hai lần (double reheat). Với cải tiến này, hơi nước đã được tái sử dụng tối đa và nhờ đó 91% nhiệt lượng từ đốt than được tiêu thụ hết.
Công nghệ này được gọi là “siêu nồi hơi” bởi, dưới nhiệt độ cao và áp suất lớn, nước trở thành một dạng “siêu dung dịch” – một giai đoạn nằm giữa dạng lỏng và dạng khí. Tại nhà máy RDK 8, hơi nước khi vào tua-bin chịu áp suất 275 bar và nhiệt độ trên 600°C.
Mô hình nhà máy RDK 8 sử dụng công nghệ “siêu nồi hơi” double reheat của GE – Ảnh: GE Power
Nhưng các kỹ sư GE chưa thỏa mãn. Họ đang đặt ra tham vọng nâng mức hiệu suất thêm 2% bằng việc hoàn thiện thiết kế quá trình tái sử dụng hai vòng cơ bản để tăng áp suất và nhiệt độ lên mức 330 bar và 670°C. Để thấy hết những khó khăn, thách thức họ đang đối mặt, bạn có thể xem xét thông tin sau: Nhiệt độ dung nham khi mới phun trào khỏi miệng núi lửa có nhiệt độ 700 – 1200°C.
Dù khó khăn nhưng tăng hiệu suất lò hơi có ý nghĩa thương mại và môi trường vô cùng lớn lao. Các tính toán của GE cho thấy, tăng hiệu suất lò hơi từ 0.5% đến 1.5% sẽ giúp các nhà máy than tiết kiệm 2 tấn than/giờ hay 18.000 tấn than/năm.
Tổng Giám đốc GE Power Trevor Bailey khá lạc quan với tham vọng này của GE và cho rằng họ “chắc chắn sẽ đẩy mọi thứ vượt qua giới hạn”. “Khi đã đạt được hiệu suất 49%, không ai có thể nói con số 50% là không thể”, ông nói.
Trevor Bailey cũng tin rằng công nghệ này “mang đến hiệu quả giảm xả thải ngay tức thì” và “đó là mối quan tâm chủ yếu và cũng là giá trị thương mại cho khách hàng của GE”.
Thực tế, cơ sở của công nghệ tái sử dụng hơi nước nhiều vòng đã tồn tại từ nhiều thập kỷ trước nhưng trong suốt 25 năm, từ năm 1990 đến năm 2015, chưa có một đơn đặt hàng nào cho loại công nghệ này do giá thành khá cao và các công nghệ đó không đạt được mức nhiệt độ, áp suất mà công nghệ của GE đang có được. Giá nhiên liệu tăng lên và những quy định ngặt nghèo về xả thải của các quốc gia đã làm cho công nghệ này của GE có giá trị vượt trội.
Điện than hiện là nguồn phát thải CO2 chủ yếu ở nhiều quốc gia. Ở Trung Quốc, Ấn Độ và các nước Đông Nam Á, nơi hơn 1/3 dân số toàn cầu sinh sống, than vẫn là nhiên liệu sản xuất điện chủ yếu vì sẵn có và chi phí thấp. Các loại năng lượng mới như gió hay mặt trời chưa thể giữ được vai trò chủ lực trong hệ thống điện vì chỉ đáp ứng được khoảng 4 – 5 giờ nhu cầu/ngày. Nhu cầu điện than ở các quốc gia này được dự báo tiếp tục tăng thêm 20% trong vòng 10 năm tới và chỉ trong năm 2015, GE đã nhận được tới 10 đơn đặt hàng cho công nghệ “double reheat” này.
Theo Quy hoạch điện VII, Việt Nam có 47 nhà máy điện than vào năm 2025, chiếm gần 50% năng lực sản xuất của ngành điện. Tuy nhiên, theo nguyên Viện trưởng Viện năng lượng Việt Nam – TS. Nguyễn Mạnh Hiến, công nghệ hiện đại cần được áp dụng trong các nhà máy điện than để giảm thiểu gánh nặng khí thải và chất thải rắn gây ra cho môi trường.
Tải Catalogue Tiếng việt
