Vì sao cần xử lí than công nghiệp bằng phương pháp tiên tiến HELE?
Than đá hay than công nghiệp từ lâu đã đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng của nhân loại. Tuy nhiên, hiệu suất trung bình của các đơn vị sản xuất nhiệt điện bằng than đá tại các quốc gia có sự chênh lệch rất lớn, có thể dao động từ dưới 30% đến hơn 47%. Sự chênh lệch này có thể ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm độ tuổi vận hành của các nhà máy, chu trình hơi nước, điều kiện khí hậu địa phương, chất lượng than, thực hành vận hành và bảo trì và khả năng tiếp thu các công nghệ tiên tiến. Trong số các yếu tố này, các điều kiện chu trình hơi có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất của nhà máy. Sự khác biệt về hiệu suất trung bình chuyển thành sự khác biệt về mức độ CO2 và các chất gây ô nhiễm khác được thải ra môi trường trên mỗi kWh điện. Ngoài ra còn có sự khác biệt lớn trong việc triển khai các công nghệ kiểm soát đối với các chất gây ô nhiễm như: oxit nitơ (NOx), oxit lưu huỳnh (SOx) và vật chất hạt (PM) và mức phát thải. Tất cả các chất ô nhiễm này gây ra các vấn đề môi trường và sức khỏe. Do đó, các quốc gia đang thắt chặt tiêu chuẩn khí thải cũng như cam kết giảm lượng khí thải CO2 sau hội nghị biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc tại Paris kể từ tháng 12 năm 2015.
Trong đó, HELE là một trong những công nghệ đang được chú ý trong thời gian gần đây. Việc triển khai các công nghệ hiệu quả cao, phát thải thấp (HELE) làm tăng hiệu quả của việc đốt than của nhà máy điện và cùng lúc đó giảm cường độ CO2 thải ra ngoài môi trường. Vậy công nghệ HELE là gì? Đây là một quá trình tru hồi khí CO2 từ quá trình sản xuất điện, sau đó nén lại và tái sử dụng trong các mục đích khác như tăng áp lực trong các hồ dầu.
Ngược lại với các nhà máy cận nhiệt, các nhà máy HELE, cụ thể là siêu tới hạn (SC) và siêu âm (USC), hoạt động ở điều kiện chu trình hơi cao hơn, do đó chúng sử dụng ít than trên một đơn vị điện được sản xuất và thải ra ít chất gây ô nhiễm hơn.
Các quốc gia và khu vực phát triển trên thế giới như Mỹ, Trung Quốc và EU đều có một giới hạn phát thải nghiêm ngặt thế riêng đối với các nhà máy nhiệt điện than sử dụng than công nghiệp. Các quy định này thường được sử dụng làm giá trị tham khảo trong các cuộc tranh luận quốc gia và quốc tế để xác định lại các giá trị ngưỡng trong tương lai cho các nhà máy nhiệt điện than. Do đó, dữ liệu từ các nhà máy luôn được chú ý đến, đặc biệt là trong bối cảnh hiện nay khi các quốc gia phát triển các chiến lược để đáp ứng các mục tiêu khí hậu COP21 của nước họ. Ngoài ra, các chỉ số này cũng được sử dụng để quyết định số phận của nhà máy đó có được hoạt động tiếp hay không. Nhiều nhà máy hiện đang hoạt động có thể bị ngừng hoạt động, thay thế hoặc buộc chỉ hoạt động dự phòng không liên tục như các nguồn như năng lượng mặt trời và gió. Bên cạnh đó, một số nhà máy nhiệt điện than có thể được chuyển đổi thành sinh khối hoặc sinh khối đồng sáng tạo.
Giải pháp HELE xử lý than công nghiệp mang lại những hiệu quả tích cực về môi trường cho các cường quốc
Công nghệ HELE đốt than công nghiệp đã được ứng dụng tại một số nước và mang lại những hiệu quả có lợi cho môi trường. Những nước đã áp dụng thành công kỹ thuật mới này có thể được nhắc đến là Trung Quốc, Mỹ, và các nước Châu Âu.
Trung Quốc tích cực thực hiện các giải pháp để giảm phát thải khi đốt than công nghiệp
Hiện nay các nhà máy điện than công nghiệp trên toàn lãnh thổ Trung Quốc có tổng công suất lên đến hơn 900 GW. Điều này cũng phản ánh được gần như một nửa công suất đốt than toàn cầu thuộc về Trung Quốc và cũng khiến nước này trở thành quốc gia có công suất đốt than lớn nhất thế giới. Dự kiến trong tương lai các nhà máy với công suất hơn 150-200 GW sẽ và đang được xây dựng. Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã thể hiện cam kết mạnh mẽ đối với giải quyết các vấn đề môi trường liên quan đến chất lượng không khí, quản lý tài nguyên thiên nhiên và biến đổi khí hậu. Trong khi mở rộng hệ thống các nhà máy đốt than của mình, Trung Quốc đã thực hiện nhiều hành động khác nhau, trong đó có HELE, để đảm bảo rằng nhà máy mới có khả năng hoạt động tối ưu, hiệu quả và giảm tác động đến môi trường. Kết quả thu được là Trung Quốc đã đạt đến điểm hiệu suất hoạt động trung bình 38,6% vượt quá mức trung bình trên các nhà máy đốt than trong IEA (International Energy Agency) . Hơn nữa, các tiêu chuẩn môi trường của nước này cho các nhà máy điện mới được cho là nghiêm ngặt nhất thế giới, vì vậy mỗi nhà máy điện đều được trang bị hệ thống kiểm soát bụi và lưu huỳnh và 95% thực vật có kiểm soát oxit nitơ.
Mỹ hạn chế ô nhiễm khi đốt than công nghiệp bằng cách thu hồi và lưu trữ cacbon
Mỹ là quốc gia sản xuất và tiêu thụ điện thứ 2 thế giới, đặc biệt là từ than công nghiệp. Theo thống kê trong năm 2015, nước này đã tạo ra khoảng 4 nghìn tỷ kwh điện, trong đó 67% trong số này đến từ nhiên liệu hóa thạch, bao gồm 33% từ than đá (EIA, 2016a). Các nhà máy than tại Mỹ bị chi phối bởi hệ thống đốt than cũ và hệ thống đốt than tới hạn mới, do đó hiệu quả trung bình chưa cao, khoảng 37,4% (LHV, net). Tuy nhiên, quốc gia này hiện đang dẫn đầu trong các tiêu chuẩn kiểm soát ô nhiễm, đặc biệt đối với thủy ngân và công nghệ kiểm soát thuỷ ngân. Ngoài ra, Mỹ còn có các chương trình thu hồi và lưu trữ carbon, góp phần tích cực đến hoạt động về oxycomb Fir và hóa chất đốt cháy và nghiên cứu về các công nghệ than sạch tiên tiến khác như AUSC nhằm tạo ra một hệ thống năng lượng sạch mà vẫn hoạt động hiệu quả.
Khí đốt than công nghiệp tại EU giảm bằng cách sử dụng các hệ thống kiểm soát ô nhiễm
Hiệu suất nhà máy nhiệt điện đốt bằng than công nghiệp tại EU là 38% (LHV). EU cũng là nơi có một trong những nhà máy đốt than tiên tiến nhất với hiệu suất ròng khoảng 47% (LHV). Bên cạnh đó EU còn có một số tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt nhất thế giới, các hệ thống kiểm soát ô nhiễm đối với NOx, SO2 và PM được triển khai rộng rãi.
Mối quan hệ giữa Liên minh Năng lượng cùng với EU ngày càng chặt chẽ hơn với các quy định về môi trường dành cho các nhà máy nhiệt điện than và ưu tiên sản xuất năng lượng tái tạo, một số quốc gia đã cam kết giảm hoặc loại bỏ các nhà máy nhiệt điện than. Tuy nhiên, bất chấp điều này và các mục tiêu khí hậu đầy tham vọng của EU, một số quốc gia thành viên, đặc biệt là Ba Lan, sẽ tiếp tục dựa vào than đá để sản xuất điện. Do đó, một số nhà máy đốt than vẫn đang được lên kế hoạch và được xây dựng.
