Mặc dù đóng góp chính vào tổng sản lượng điện sản xuất của đất nước, nhưng với cam kết phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, nhiệt điện than đang đứng trước thách thức lớn phải đối mặt. Đặc biệt, với lượng phát thải chất rắn và chất khí trong quá trình vận hành như hiện nay, đòi hỏi nhiệt điện than cần sớm có lộ trình chuyển đổi phù hợp để có thể phát triển trước yêu cầu phát thải xanh và phát triển bền vững.
Từ khóa: Nhiệt điện than, điện năng, chất phải, phát thải, chuyển đổi, năng lượng, bền vững…
Abstract
Although it contributes significantly to the country's total electricity production, coal-fired power plants are facing a major challenge with the commitment to achieve net-zero emissions by 2050. In particular, with the current levels of solid waste and gas emissions during operation, it is necessary for coal-fired power plants to have an appropriate transition roadmap in order to develop in line with green emissions requirements and sustainable growth.
Keywords: Coal-fired power plants, electricity, generation, emissions, conversion, energy, sustainability...
Thực trạng đầy thách thức của nhiệt điện than
Thống kê của Bộ Xây dựng từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN), Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) và các nhà máy nhiệt điện khác, cả nước có 31 nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động. Nhiệt điện hiện đang chiếm tỷ trọng cao trong tổng thể hệ thống điện Việt Nam với hơn 31% công suất và khoảng 50% tổng sản lượng điện sản xuất. Tuy nhiên, Việt Nam hiện đang nỗ lực thực hiện nhiều biện pháp nhằm đáp ứng cam kết đối với quốc tế tại COP 26 về giảm phát thải ròng khí gây hiệu ứng nhà kính bằng “0” vào năm 2050, với cơ chế phát thải trong quá trình sản xuất, nhiệt điện than đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn.
Về nguồn cung, do các nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, trữ lượng than khai thác trong nước từ lâu đã không đủ để đảm bảo nguồn cung nhiên liệu. Hiện Việt Nam chủ yếu phải dựa vào nhập khẩu than (than bitum) với trữ lượng lớn để đáp ứng cho việc vận hành hệ thống nhà máy nhiệt điện cả nước. Đáng nói là trong khoảng 10 năm trở lại đây, lượng than đá Việt Nam nhập khẩu đã tăng vọt theo cấp số nhân. Số liệu của Tổng cục Thống kê cho thấy, năm 2014, kim ngạch nhập khẩu than đá của Việt Nam là 3,1 triệu tấn với trị giá 363,95 triệu USD. Nhưng đến năm 2023, Việt Nam đã nhập khẩu trên 51,34 triệu tấn than đá với trị giá 7,1 tỷ USD, tăng 62% về lượng so với năm 2022, gấp 16,5 về lượng và 19,6 lần về trị giá.
Về phát thải, do nhu cầu điện năng phục vụ đời sống và sản xuất ngày càng cao, các nhà máy nhiệt điện hoạt động với công suất lớn nên số lượng tro, xỉ phát thải từ quá trình sản xuất điện có xu hướng ngày càng tăng qua các năm. Cụ thể, năm 2019, tổng lượng tro, xỉ phát thải sau quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện là 13,6 triệu tấn; năm 2020 là 14,8 triệu tấn; năm 2021 là 16,35 triệu tấn; năm 2022 là 15,78 triệu tấn và năm 2023 là hơn 18,07 triệu tấn. Lượng phát thải tro, xỉ tập trung chủ yếu ở khu vực miền Bắc, hơn 11,9 triệu tấn, chiếm 66%; miền Trung hơn 4,1 triệu tấn, chiếm 22,7% và miền Nam khoảng 2 triệu tấn, chiếm 11,3% tổng lượng thải. Trong đó, 12 nhà máy nhiệt điện của EVN là 7,54 triệu tấn, chiếm 41,6% tổng lượng phát thải của cả nước; 6 nhà máy của TKV là 2,36 triệu tấn, chiếm 13,08%; 3 nhà máy của PVN là 1,95 triệu tấn, chiếm khoảng 10,3%; 10 nhà máy còn lại (BOT và các chủ đầu tư khác) phát thải khoảng 6,22 triệu tấn, chiếm 34,4%.
Với cơ chế phát thải trong quá trình sản xuất, nhiệt điện than đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn
Bên cạnh các vấn đề chưa xử lý được với chất thải rắn, việc ứng phó với khí thải từ các nhà máy nhiệt điện than cũng là vấn đề nổi cộm chưa thể xử lý dứt điểm trong nhiều năm qua. Theo các chuyên gia, nguyên liệu chính dùng trong các lò đốt than của các nhà máy nhiệt điện Việt Nam là than đá, than nâu và than bitum nhập khẩu. Trong đó, than đá có thành phần chính là cacbon, quá trình đốt than sẽ sản sinh ra nhiều chất khí gây ô nhiễm gồm sulphur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), carbon dioxide (CO2), các vi hạt rắn (PM), các kim loại nặng và các đồng vị phóng xạ. Than bitum (than nhựa đường: Bituminous coal) chứa nhiều lưu huỳnh (2-3), tạp chất (nhựa đường, hắc ín), vì vậy khi đốt thường gây ô nhiễm không khí. Trong khi đó, nghiên cứu của đại học Stuttgart (Đức) đã chỉ ra rằng, một nhà máy nhiệt điện than với công suất 500MW mỗi năm sẽ sinh ra gần 85kg thủy ngân, hơn 100kg thạch tín, đồng thời nồng độ chất phóng xạ cũng tăng từ 0,03% lên mức 0,12% ở lớp đất bề mặt dày 30cm tại khu vực đất nằm xung quanh bán kính 20km của nhà máy. Đây đều là những chất gây hại đến sức khỏe con người. Ngoài ra, khí thải CO2 từ các nhà máy nhiệt điện than còn là một trong những nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính, khiến nhiệt độ không khí tăng, gây biến đổi khí hậu. Mặc dù vậy, than bitum vẫn được sử dụng rộng rãi, nhất là làm nhiên liệu cho các nhà máy điện vì loại than này sinh ra nhiệt lượng cao.
Trong bối cảnh nền kinh tế đất nước phát triển mạnh mẽ, nhu cầu năng lượng phục vụ đời sống và sản xuất ngày càng cao, Bộ Công Thương đã tính toán và đưa ra dự đoán, sản lượng tiêu thụ điện của Việt Nam năm 2024 tăng khoảng 15% và trong những năm tiếp theo sẽ tăng khoảng 8-10%. Kết quả tính toán cho thấy, tổng công suất các nhà máy điện năm 2030 dự kiến đạt 120.995-145.930 MW và năm 2045 đạt 284.660-387.875 MW (không tính điện mặt trời mái nhà và các nguồn đồng phát); trong đó, công suất nhiệt điện than đạt 37.467 MW vào năm 2030 và giữ nguyên cho tới năm 2045.
Chuyển đổi xanh và kinh tế tuần hoàn - lối mở cho nhiệt điện than
Trong bối cảnh hiện nay, chuyển dịch năng lượng không chỉ là nhiệm vụ quan trọng mà còn là yếu tố then chốt để bảo đảm an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Tuy nhiên, với tỷ trọng cao trong tổng điện năng sản xuất của cả nước, việc thay thế hoàn toàn nhiệt điện than không phải là bài toán dễ dàng, vì vậy, song song với cách giải pháp chuyển dịch năng lượng, nhiệt điện than cũng đang chủ động thay đổi để thích ứng với yêu cầu đặt ra trong tình hình mới.
Từ năm 2017, Việt Nam đã thực hiện giải pháp kinh tế tuần hoàn để chuyển đổi tro xỉ phát thải sau quá trình đốt than thành vật liệu sử dụng trong ngành xây dựng. Giải pháp này được thể chế hóa thông qua Quyết định 452/QĐ-TTg ngày 12/4/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Đề án đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao của các nhà máy nhiệt điện, nhà máy hóa chất, phân bón làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng và trong các công trình xây dựng. Để Đề án thực sự được triển khai có hiệu quả, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 08/CT-TTg ngày 26/3/2021 về việc đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao của các nhà máy nhiệt điện, hóa chất, phân bón làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng và trong công trình xây dựng. Đây là văn bản quan trọng, định hướng hầu hết hoạt động xử lý tro, xỉ nhiệt điện.
Với sự chỉ đạo kịp thời của các cơ quan quản lý từ cấp Trung ương đến địa phương và sự nỗ lực không ngừng của các doanh nghiệp, hiện nay việc xử lý, tiêu thụ tro, xỉ, thạch cao của các doanh nghiệp đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận. Cụ thể, về cơ bản các doanh nghiệp đã tiêu thụ hoàn toàn lượng tro, xỉ, thạch cao phát sinh hàng ngày và giải phóng một phần lượng tro, xỉ, thạch cao tại bãi chứa. Đáng chú ý, tình hình tiêu thụ tro, xỉ nhiệt điện trên phạm vi cả nước có xu hướng tăng dần trong những năm gần đây và từng bước tiệm cận với mức phát thải.
Theo đó, lượng tro, xỉ từ các nhà máy nhiệt điện được tiêu thụ năm 2019 là 50%; năm 2020 là 60%; năm 2021 là 87% và năm 2022 là 105,7%. Riêng năm 2023, lượng tro, xỉ được tiêu thụ toàn quốc đạt hơn 18,01 triệu tấn, tương đương 99,6% tổng lượng phát thải trong năm. Đặc biệt, 12 nhà máy nhiệt điện của EVN tiêu thụ khoảng 8,9 triệu tấn, đạt 118,2% lượng phát thải trong năm. Lũy kế đến cuối năm 2023, tổng lượng tro, xỉ nhiệt điện đã tiêu thụ cộng dồn qua các năm trên cả nước khoảng 83 triệu tấn, chiếm khoảng 66,2% tổng lượng phát thải từ trước tới nay, tăng hơn 10,4% so với thời điểm cuối 2022. Tổng khối lượng tro, xỉ lưu còn giữ tại bãi chứa của các nhà máy hiện nay là 46,4 triệu tấn.
Tro, xỉ sử dụng nhiều nhất trong các lĩnh vực làm vật liệu san lấp, phụ gia khoáng cho xi măng, sau đó là dùng làm phụ gia bê tông cho các công trình thủy lợi, công trình giao thông (đường bê tông xi măng vùng nông thôn) và công trình xây dựng dân dụng (kết cấu móng khối lớn ít tỏa nhiệt). Đồng thời, tro, xỉ được dùng để thay thế một phần nguyên liệu sản xuất gạch xây (nung và không nung). Mới đây, một số địa phương đã đề xuất sử dụng tro, xỉ từ các nhà máy nhiệt điện làm vật liệu san lấp các dự án giao thông và hạ tầng khu công nghiệp. Sáng kiến này không chỉ giúp giải quyết vấn đề thiếu hụt vật liệu san lấp hiện nay mà còn có thể góp phần giảm thiểu tác động môi trường từ việc tích tụ tro, xỉ tại các nhà máy.
Đối với khí thải phát sinh trong quá trình đốt than, Việt Nam đang thực hiện đẩy mạnh tìm kiếm giải pháp tháo gỡ cho vấn đề này với sự hỗ trợ của các Chính phủ, tổ chức trong và ngoài nước. Từ đầu năm 2023, Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc (UNDP) và Viện Năng lượng Việt Nam (IOE) đã thực hiện một nghiên cứu để đánh giá các kịch bản chuyển đổi năng lượng của các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam, tập trung vào ba nhà máy: Phả Lại, Cao Ngạn và Vân Phong. Qua đó có được thông tin tổng quát và cập nhật mới nhất về quá trình chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam, kinh nghiệm quốc tế về công nghệ tốt nhất hiện có, về chi phí, lợi ích và tác động tiềm tàng của quá trình chuyển đổi.
Các kịch bản đưa nhiệt điện than tại Việt Nam về mức phát thải ròng khí nhà kính bằng “0” vào năm 2050 được xem là một trong những giải pháp đóng vai trò hết sức quan trọng trong lộ trình chuyển đổi năng lượng của Việt Nam. Theo đó, các kịch bản chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam bao gồm: (1) Chuyển đổi nhiên liệu hóa thạch sang các dạng năng lượng xanh (sinh khối, amoniac xanh, hydro xanh, khí thiên nhiên). (2) Chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than sang nhà máy lưu trữ, bù công suất, điện linh hoạt, điện hạt nhân. (3) Đóng cửa các nhà máy nhiệt điện than cũ, kém hiệu quả.
Tại Hội thảo với chủ đề “Đánh giá các kịch bản đưa nhiệt điện than tại Việt Nam về mức phát thải ròng khí nhà kính bằng 0 vào năm 2050”, bà Ramla Khalidi - Trưởng Đại diện Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc tại Việt Nam nhận định: “Việt Nam có tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng trong một phần tư thế kỷ qua. Trong đó, than vẫn là nhiên liệu chính để sản xuất điện năng trong nước, chiếm gần một nửa nguồn cung cấp điện. Sự phụ thuộc vào sản xuất điện từ than đặt ra những thách thức đáng kể cho quá trình khử cacbon trong ngành năng lượng của Việt Nam. Khi Việt Nam nỗ lực đạt được mục tiêu toàn cầu do Thỏa thuận Paris đặt ra, điều bắt buộc là phải tìm ra các con đường dẫn tới mức phát thải ròng bằng “0”./.
Tài liệu tham khảo:
1. Số liệu nhập khẩu năm 2014, 2023 của Tổng cục Thống kê;
2. Số liệu tình hình kinh tế - xã hội tháng Bảy và 7 tháng năm 2024, Tổng cục Thống kê;
3. Báo cáo của Bộ Xây dựng tại buổi làm việc của Thủ tướng Chính phủ với các Bộ, ngành, địa phương để tháo gỡ vướng mắc và thúc đẩy hạ tầng giao thông khu vực Đồng bằng sông Cửu Long ngày 13/7/2024.
Minh Huyền