Áp dụng công nghệ tiên tiến để hạn chế phát thải từ nhà máy nhiệt điện than

Nguồn nhiệt điện than ở Việt Nam đã và đang chiếm một tỷ trọng lớn trong cơ cấu nguồn điện. Trong tương lai 15 - 20 năm tới, công suất của nhiệt điện than vẫn sẽ chiếm trên 50% tổng công suất nguồn điện. Ưu thế cơ bản của nhiệt điện than là nguồn cung và giá than ổn định, rẻ hơn so với các nguồn nhiên liệu hoá thạch khác.

Công nghệ các nhà máy nhiệt điện đốt than cũng có truyền thống phát triển lâu dài, độ ổn định và tin cậy cao.... Song các chuyên gia cho rằng, về lâu dài, cần tiếp tục áp dụng các công nghệ tiên tiến, hiện đại hơn đối với các nhà máy nhiệt điện than nhằm nâng cao hiệu suất, giảm tiêu thụ nhiên liệu.

Đã cơ bản xử lý chất thải

Theo PGS. TS. Trương Duy Nghĩa, Chủ tịch Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam, nhà máy nhiệt điện đốt than sản sinh ra nhiều chất thải nguy hại, song công nghệ xử lý đến nay được các nhà máy áp dụng khá hiện đại. Vốn đầu tư và chi phí vận hành cho các hệ thống xử lý này cũng rất lớn, nên có thể coi các chất thải đã được xử lý khá triệt để trước khi thải ra môi trường.

Báo cáo của Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam cho hay, tro bay của nhà máy nhiệt điện được lọc bụi qua khử bụi tĩnh điện (EPS), có hiệu suất trên 99,98%, nghĩa là chỉ có một lượng nhỏ tro bay theo khói thải vào không khí.

Ống khói của các nhà máy nhiệt điện phổ biến cao từ 200 - 250 m, sự phát tán bụi có thể đi xa 50 - 100 km nên tăng rất ít nồng độ bụi trong môi trường không khí xung quanh.

Còn đối với chất thải khí gồm bụi (không bị giữ lại qua lọc bụi tĩnh điện EPS), SO2, NOx cũng đều được khử trước khi thải ra ngoài không khí qua tháp khử Hệ thống khử lưu huỳnh khí khói lò, đạt tiêu chuẩn quy định mới được phép thải vào không khí.

PGS. TS. Trương Duy Nghĩa cũng cho biết, các thiết bị khử SO2, NOx đầu tư rất đắt, trung bình một tháp khử SO2 cho tổ máy công suất 300 MW giá khoảng từ 18 - 20 triệu USD, tháp khử NOx giá khoảng từ 12 - 18 triệu USD. Chi phí vận hành hàng năm 2 tháp này lên tới 20 triệu USD/năm cho một nhà máy nhiệt điện có 4 tổ máy 300 MW.

Như vậy, các nhà máy nhiệt điện đã đầu tư hàng trăm triệu USD cho thiết bị xử lý các chất thải theo khói này để bảo đảm nồng độ phát thải phải dưới giới hạn cho phép khi phê duyệt. Chi phí vận hành hệ thống thiết bị xử lý này cho cả đời dự án còn lớn hơn nhiều chi phí đầu tư. Trong khi đó rất nhiều quá trình công nghiệp khác không có xử lý gì các khí độc hại này.

Cùng quan điểm trên, TS. Trần Văn Lượng, Cục trưởng Cục Kỹ thuật an toàn và Môi trường công nghiệp, Bộ Công Thương cho biết, theo thống kê của Ngân hàng Thế giới mới đây, Việt Nam có sản lượng điện khoảng 140,9 tỷ kWh, đứng thứ 29 toàn cầu; trong đó, tỷ trọng điện từ nhiệt điện than chiếm 24,5%, xếp thứ 15 và có mức phát thải khí nhà kính là 33,6 triệu tấn CO2 quy đổi, xếp thứ 20 trong nhóm các nước này.

TS. Trần Văn Lượng cũng cho hay, đối với bụi thải, tất cả 21/21 các nhà máy nhiệt điện than đã lắp đặt hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) đạt hiệu suất xử lý bụi đạt trên 99,7% và các nhà máy đều đáp ứng được các yêu cầu theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường. Việc xử lý NOx và SO2 tại các doanh nghiệp cũng được áp dụng công nghệ mới, đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường, về cơ bản xử lý tốt phát thải tại các nhà máy nhiệt điện đốt than.

Đẩy mạnh sử dụng công nghệ tiên tiến

Việc áp dụng các công nghệ và thiết bị xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện than để kiểm soát chất lượng không khí đã được thực hiện từ những năm 50 - 60 của thế kỷ trước tại các nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, EU…

Nhưng do yêu cầu ngày càng cao về bảo vệ môi trường, các nhà chế tạo thiết bị nhiệt điện đốt than đã tập trung phát triển công nghệ đốt than mới nhằm sử dụng nhiên liệu chất lượng thấp có hàm lượng lưu huỳnh cao trong khi vẫn giảm thiểu đáng kể được phát thải NOx, SO2 cơ sở. Song song với đó là hoàn thiện và tối ưu hóa công nghệ các hệ thống thiết bị xử lý khí thải để kiểm soát nồng độ các chất ô nhiễm...

Theo ông Đoàn Ngọc Dương, Phó Viện trưởng Viện Năng lượng, Bộ Công Thương, về tổng thể có thể thấy, hiện tại cũng như trong thời gian tới, các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam đều đã, đang và sẽ được áp dụng các thiết bị và công nghệ kiểm soát phát thải khí phù hợp, tiên tiến, có công nghệ an toàn, tin cậy.

Đồng thời, đã được kiểm chứng, đáp ứng yêu cầu về bảo vệ môi trường hiện hành cũng như dự phòng cho khả năng quy định về phát thải chặt chẽ hơn nữa trong tương lai.

Tuy nhiên, cần tiếp tục áp dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại hơn để nâng cao hiệu suất, giảm tiêu thụ nhiên liệu. Việc đầu tư công nghệ lò hơi thông số cao hơn mức hiện tại, đạt siêu tới hạn (USC) sẽ nâng cao đáng kể hiệu suất chu trình phát điện, đồng thời tiêu thụ nhiên liệu than sẽ giảm tương ứng, dẫn đến giảm được cả phát thải khí, bụi, SO2, NOx, CO2 cũng như chất thải rắn, tro xỉ.

Theo so sánh của ông Đoàn Ngọc Dương, một nhà máy nhiệt điện đốt than, tổng công suất 1.200 MW, sử dụng nhiên liệu than á bitum nhập khẩu có nhiệt trị khoảng 4.800 kcal/kg. Nếu áp dụng công nghệ tới hạn SC, hiệu suất phát điện đạt khoảng 40,7%, tương ứng với tiêu hao nhiêu liệu khoảng 0,44 kg/kWh, hay 3,17 triệu tấn than/ năm (Tmax = 6.000h/năm).

Trường hợp áp dụng công nghệ siêu tới hạn USC, hiệu suất sẽ đạt khoảng 42,5%, tiêu hao nhiêu liệu khoảng 0,425 kg/kWh, hay 3,06 triệu tấn than/năm. Như vậy, so với công nghệ SC, công nghệ USC giảm được khoảng 110.000 tấn than/năm, tương ứng với lượng giảm phát thải SO2 khoảng 600 - 700 tấn, NOx khoảng 520 tấn và giảm lượng tro xỉ khoảng 4.000-5.000 tấn mỗi năm.

Công ty Phát triển điện lực J - Power (Nhật Bản) là doanh nghiệp thực hiện nhiều dự án nhiệt điện đốt than tại Nhật Bản. Đại diện công ty này cho biết, công tác nghiên cứu, phát triển, mô phỏng công nghệ phát điện than sạch thế hệ tiếp theo đang được triển khai và sẽ đạt được hiệu suất cao hơn nhiều hơn so với công nghệ siêu tới hạn tối tân hiện nay.

Theo so sánh của J – Power, nếu công nghệ cận tới hạn cho hiệu suất đốt 36%, công nghệ siêu tới hạn (USC) đạt 41% thì sắp tới, công nghệ siêu tới hạn cải tiến (A-USC) sẽ đạt hiệu suất 46%.

Trong tương lai, công nghệ phát điện thế hệ kế tiếp như: Chu trình hỗn hợp tích hợp khí hóa than (IGCC) sẽ cho hiệu suất lên tới 48% và Chu trình hỗn hợp khí hóa than kết hợp pin nhiên liệu (IGFC) sẽ cho hiệu suất tới 55% hoặc hơn. Đồng thời sẽ giúp giảm hơn nữa lượng phát thải CO2 từ 15 - 25%.

Rõ ràng, ngoài việc tiến tới loại bỏ dần các nhà máy nhiệt điện than công nghệ cũ, không đáp ứng điều kiện về môi trường (như 2 khối cao áp nhà máy nhiệt điện Uông Bí do công nghệ cũ hồi tháng 7/2016), để giảm phát thải, xử lý tốt vấn đề tro, xỉ, bụi thải tại các nhà máy nhiệt điện than, thì việc tiến tới sử dụng các công nghệ tiên tiến hơn trong giai đoạn tới là cần thiết.

Cùng với đó là các nhà máy điện khi phê duyệt đầu tư cũng hướng tới áp dụng công nghệ mới để cải thiện tối đa hiệu suất năng lượng, giảm thiểu tối đa lượng khí thải và chất thải rắn phát sinh./.