Công nghệ mới: Nâng hiệu suất, giảm phát thải

Theo kết quả nghiên cứu của GE, hiệu suất trung bình của các nhà máy nhiệt điện than có thể tăng từ 34% lên 37,4%, nhà máy điện khí tăng từ 39,4% lên 42,7%. Lượng khí thải CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện cũng có thể giảm khoảng 7 - 8%/năm, tương đương với việc cắt giảm 642.000 xe ô tô hoạt động. Vấn đề đặt ra, làm thế nào đạt được kết quả trên?

Là một trong những nhà cung cấp các giải pháp năng lượng lớn trên thế giới, tháng 7/2015, GE đã thành lập Trung tâm Hiệu quả năng lượng toàn cầu. Mục đích là kết nối các chuyên gia năng lượng, tìm giải pháp có thể áp dụng vào các nhà máy nhiệt điện  và hơn 90 thương hiệu sản xuất điện trên thế giới, từ đó, góp phần nâng cao hiệu suất hoạt động của các tổ máy và giảm tối đa lượng khí thải phát ra từ các nhà máy nhiệt điện đang hoạt động.

Ví dụ, các giải pháp kỹ thuật số của GE đã hỗ trợ bộ phận điều hành nhà máy phân tích dữ liệu và xác định các sự cố có thể xảy ra trong quá hình hoạt động. Quy trình quản lý hiệu suất thiết bị (Asset Performance Management) bao gồm hệ thống quản lý 24/7 và đề xuất phương án bảo trì, giúp các nhà máy điện hạn chế tối đa sự cố. Đồng thời, các giải pháp này sẽ giúp mỗi nhà máy nhiệt điện than có thể tiết kiệm hơn 1 tỷ USD chi phí sửa chữa và bảo dưỡng trong vòng 10 năm.

Bên cạnh đó, các giải pháp về tối ưu hóa vận hành (Operations Optimization) còn góp phần nâng cao công suất lò hơi, tăng nhiệt độ và giảm 10 - 15% lượng khí thải NOx thông qua việc tối ưu hoá và đồng bộ hóa quy trình đốt cháy nhiên liệu. Giải pháp phân tích hiệu quả đốt than (Coal Analyzer) sẽ cải thiện công suất của cả nhà máy, bằng cách áp dụng quy trình đốt cháy và làm nguội phù hợp với các loại than khác nhau. Nhờ đó, mỗi nhà máy nhiệt điện than có thể giảm được 4.400 tấn than/năm, nhưng vẫn đảm bảo sản lượng điện sản xuất.

Nâng cấp nồi hơi là một trong những điểm mấu chốt của việc cải thiện công suất của nhà máy nhiệt điện than. Các chuyên gia có thể đưa ra những giải pháp sửa chữa và cải thiện chất lượng của các lò hơi, vòi phun, hệ thống quản lý ô nhiễm môi trường, quản lý khói và các thiết bị phụ trợ khác. Các giải pháp này đều hướng tới mục đích cao nhất là giảm thiểu lượng phát thải. 

Các giải pháp chống carbon hóa cũng rất đa dạng, từ việc cải thiện chất xúc tác HRSG CO nhằm giảm hơn 80% lượng CO2 đến việc tăng năng suất hệ thống tuabin khử Dry Low Nox (DLN) để giảm đến 40% lượng khí thải. Gần đây cũng đã có những cải tiến độ tin cậy của các tuabin khí thông qua việc kéo dài thời gian nghỉ giữa các lần bảo trì lên đến 48.000 giờ.

Thực tế, GE đã có nhiều ứng dụng vào việc nâng cấp các nhà máy điện ở châu Á, giảm tối đa lượng nhiên liệu sử dụng, đồng thời nâng cao độ tin cậy hoạt động của các tổ máy và giảm lượng khí phát thải. Nhật Bản là quốc gia đầu tiên nâng cấp nhà máy điện với tuabin 9Emax, nâng cao hiệu suất của nhà máy từ 47,2% đến 51,4% và giảm lượng khí phát thải. Thời gian nghỉ giữa các lần bảo trì được kéo dài hơn, từ 12.000 giờ lên 32.000 giờ, tương đương với 4 năm hoạt động của một nhà máy nhiệt điện thông thường.

Tại Indonesia, giải pháp Advanced Gas Path (AGP) dành cho hệ thống tuabin 9E.03 của GE cũng đã được lắp đặt trên các tuabin.. Theo đó, công suất thiết kế tăng từ 90,5 MW lên 106,8 MW vào ban ngày và từ 19,5 MW lên 110 MW vào ban đêm. Giải pháp AGP cũng đồng nghĩa với việc tối ưu hoá vận hành các tuabin bằng cách giảm lượng nhiên liệu cần sử dụng và tăng 10,54% hiệu suất làm nóng. Giải pháp này còn bao gồm việc áp dụng hệ thống phân tích OpFlex của GE, kiểm soát hoạt động của các tuabin tốt hơn, cụ thể là điều chỉnh công suất sản xuất điện nhanh hơn khi nhu cầu tiêu thụ điện thay đổi.

Tính đến thời điểm này, các giải pháp và công nghệ của GE đã hỗ trợ hơn 2.800 khách hàng trên toàn thế giới, lắp đặt 28.000 thiết bị thông qua 7 nhóm hoạt động vùng, 9 dây chuyền sản xuất, gần 1.600 GW công suất điện và 150 triệu giờ dữ liệu vận hành.

Đồng hành cùng ngành Điện Việt Nam

Theo Báo cáo Năng lượng toàn cầu năm 2016 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), khoảng 41% sản lượng điện trên thế giới được tạo ra từ các nhà máy điện than; 22% từ các nhà máy nhiệt điện khí. IEA cũng dự báo, nhiệt điện than sẽ tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong ngành Điện từ nay đến năm 2030. Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng này. Vì vậy, phát triển các nhà máy nhiệt điện than hay các nguồn năng lượng tái tạo là công việc quan trọng, cấp bách trong thời gian tới. Tuy nhiên, áp lực đè nặng lên các chủ đầu tư, các nhà quản lý trong việc đảm bảo tối ưu hóa khâu vận hành các nhà máy điện hiện có, góp phần vào việc nâng cao hiệu suất, giảm lượng khí phát thải, cung cấp điện ổn định và lâu dài.

Cuối năm 2015, Việt Nam đã tham gia Hội nghị quốc tế lần thứ 21 về biến đổi khí hậu (COP21) và ký thỏa thuận cắt giảm 8% lượng khí thải nhà kính vào năm 2030. Đây thực sự là một thách thức đối với Việt Nam. Cùng với việc tăng công  suất của nhiệt điện than để đảm bảo đủ nguồn cung cấp điện, Việt Nam phải tuân thủ nghiêm ngặt những gì đã ký kết ở COP21.

Tuy nhiên, theo nhiều chuyên gia năng lượng, Việt Nam là một trong số 20 quốc gia có tiềm năng nâng cao hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện than, thông qua việc ứng dụng các giải pháp và công nghệ hiện đại, từ đó góp phần tăng khoảng 2,8% công suất điện toàn hệ thống.

Ông Jim Vono - Tổng giám đốc GE Power Services khu vực châu Á - Thái Bình Dương cho biết, GE rất hào hứng với các giải pháp và công nghệ hiện đại có thể cung cấp cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam nói riêng và ngành Điện Việt Nam nói chung trong thời gian tới, từ đó, có thể tối ưu hóa vận hành và giảm chi phí trong cả vòng đời của các nhà máy nhiệt điện than. “GE hy vọng, sẽ được tiếp sức cho ngành Năng lượng Việt Nam, góp phần đưa Việt Nam trở thành thị trường sử dụng năng lượng bền vững và công suất cao nhất trong khu vực. Từ đó, ngành Điện sẽ đóng góp tích cực vào phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam”, ông Jim Vono khẳng định.