Tăng lượng điện sạch, giảm phát thải nhờ các nguồn linh hoạt

Mẹ và bé
Rate this post

Để sử dụng nhiều năng lượng tái tạo, góp phần giảm lượng khí thải carbon mà vẫn giữ cho hệ thống hoạt động ổn định, nguồn điện linh hoạt được coi là giải pháp phù hợp trong điều kiện hiện nay.

Hệ thống ổn định nhanh

Tháng 7 năm 2022 với những đợt nắng nóng khắc nghiệt kéo dài, hệ thống điện miền Bắc trong tình trạng không có nguồn điện dự phòng đã được kiểm định độ an toàn và ổn định.

Ngày 4/7, thời tiết nắng nóng gay gắt, lượng điện tiêu thụ tăng cao, một số tổ máy phát điện gặp sự cố, gây dao động điện áp, sau đó gây gián đoạn cung cấp điện cho một số khách hàng. lớn ở phía bắc.

Tiếp đó, đến ngày 18/7, tiêu thụ điện riêng toàn miền Bắc tiếp tục đạt đỉnh 22.800 MW, tăng gần 2.000 MW so với năm 2021. Đồng thời, một số nguồn phát điện tại đây như Cẩm Phả, Thăng Long, Quảng Ninh, Ninh Bình, Mông Dương 2 lại gặp sự cố, với tổng công suất lần lượt khoảng 1.555 MW. Rất may là hệ thống đã không gặp tình trạng như ngày 4/7. Tuy nhiên, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cũng phải liên tục đưa ra các cảnh báo, yêu cầu khách hàng tiết kiệm điện nhất có thể, tránh tình trạng tiết kiệm nhiều khi tất cả đều đang nóng.

Nhưng may mắn đó không dễ lặp lại khi tốc độ tăng trưởng tiêu thụ điện tại miền Bắc – bất chấp đại dịch vẫn ở mức cao, trong khi nguồn cung thấp.

Cụ thể, năm 2019, phụ tải đỉnh (Pmax) miền Bắc chỉ đạt 16.115 MW, năm 2020 đạt 16.990 MW, năm 2021 đạt 20.900 MW và năm 2022 lập đỉnh mới với 22.800 MW.

Kỳ vọng về nguồn điện bổ sung từ miền Nam vốn dư thừa lại bị hạn chế bởi đường dây truyền tải điện ra miền Bắc không thể khắc phục được trong vài năm tới, khiến việc cung cấp điện ổn định và an toàn trở thành thách thức ở miền Bắc. .

Ngoài ra, nhiều nguồn điện lớn dù đã được quy hoạch đầu tư nhưng đang gặp khó khăn trong triển khai do khó đàm phán Hợp đồng mua bán điện theo nguyện vọng của chủ đầu tư, dẫn đến khó huy động vốn và triển khai hoạt động đầu tư. . bắt đầu dự án. Bên cạnh đó, cũng có nhà đầu tư không muốn tham gia thị trường điện cạnh tranh vì lo lắng dòng tiền bán điện không ổn định. Điều này khiến cho việc cung cấp điện của miền Bắc nói riêng và cả nước nói chung ngày càng trở nên thách thức hơn.

Trước những thách thức về thiếu hụt nguồn cung này, EVN cũng đề xuất sớm có cơ chế để phát triển nhanh các nguồn năng lượng tái tạo ở miền Bắc.



Đơn vị năng lượng khí do Wartsila xây dựng hỗ trợ năng lượng gió ở Argentina
Đơn vị năng lượng khí do Wartsila xây dựng hỗ trợ năng lượng gió ở Argentina

Điều này không chỉ giúp giảm lượng khí thải carbon của ngành năng lượng, giúp đạt được các mục tiêu như phát thải ròng / trung tính carbon, mà các dự án năng lượng tái tạo – đặc biệt là điện mặt trời, cũng đang tốn kém hơn. bán điện rẻ hơn nhiều so với giá nhiệt điện than nhập khẩu, vốn đang chịu áp lực chi phí than đầu vào tăng gấp 3 lần so với năm 2021 do tác động của xung đột Nga-Ukraine.

Tuy nhiên, việc phát triển năng lượng tái tạo, cụ thể là điện mặt trời các loại ở miền Bắc không thuận lợi như miền Trung và miền Nam, nơi có số giờ nắng nhiều và cường độ nắng ổn định.

Vì vậy, việc quan tâm đến nguồn khởi động nhanh, giúp ổn định hệ thống nhanh chóng khi thiếu hụt cục bộ đã được lãnh đạo EVN cân nhắc thông qua việc tiếp xúc với các đối tác có lợi thế về mặt này để có những nghiên cứu cụ thể trước khi chính thức báo cáo Bộ. của ngành Công Thương và các cơ quan quản lý nhà nước.

Trong số các nguồn khởi động nhanh hiện nay có thể kể đến là nhà máy điện nổi hoặc nhà máy động cơ ICE.

Với khả năng hòa lưới trong vòng chưa đầy 30 giây kể từ khi khởi động và có thể đạt đầy tải trong vòng chưa đầy 2 phút, nhà máy điện linh hoạt sử dụng ICE giúp ứng phó với những biến động bất ngờ do biến động cung cấp điện. Sự bất thường của thời tiết để tái tạo năng lượng, ổn định và cân bằng điện áp của hệ thống một cách nhanh chóng.

Hiện hệ thống điện Việt Nam có tới 24,3% tổng công suất là nguồn năng lượng tái tạo từ gió và mặt trời, thậm chí có lúc huy động tới 44% công suất tiêu thụ của các nguồn điện. Để tận dụng ngay các dự án điện tái tạo hiện có, nhanh chóng có thêm nguồn điện cho hệ thống với chi phí tiết kiệm hơn nhiệt điện than hiện nay, việc có nguồn khởi động nhanh và linh hoạt ngày càng trở nên quan trọng. cần thiết.

Giải pháp tăng điện sạch

Việt Nam đã cam kết đạt được mục tiêu không phát thải ròng (Net-zero) tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc (COP26). Để góp phần thực hiện cam kết này, Dự thảo Quy hoạch điện VIII tại tờ trình 2279 / TTr-BCT (ngày 29/4/2022) đã có những điều chỉnh đáng kể.

Phương án vận hành kịch bản cao cũng khuyến khích phát triển mạnh mẽ các nguồn năng lượng tái tạo với tỷ trọng năng lượng tái tạo trong tổng nguồn cung năng lượng sơ cấp đạt 18,2% vào năm 2030 và 30% vào năm 2045, đạt mục tiêu Nghị quyết số 55-NQ / TW.

Kết quả là, phát thải CO2 đạt đỉnh 250 triệu tấn vào năm 2035, sau đó giảm dần xuống 175 triệu tấn vào năm 2045 và ước tính đạt 42 triệu tấn vào năm 2050, đáp ứng cam kết của Việt Nam tại COP26.

Cũng theo Dự thảo Quy hoạch tổng thể, đến năm 2030 sẽ có 23.900 MW điện khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) nhập khẩu sử dụng công nghệ tuabin khí chu trình hỗn hợp (CCGT) và 31.400 MW vào năm 2045. Khí nền này có quy mô từ 1.500 MW đến 2.400 MW và dự kiến ​​tiêu thụ 14-18 tỷ mét khối LNG vào năm 2030 và 13-16 tỷ mét khối vào năm 2045.

Tuy nhiên, Bộ Công Thương đã chủ động lưu ý rằng cả 16 dự án điện LNG với tổng công suất 23.900 MW nêu trong dự thảo Quy hoạch điện VIII đều có thách thức là khó đàm phán mua bán điện, khó thu xếp vốn. . .

Trên bình diện quốc tế, cuộc khủng hoảng năng lượng hiện nay đã mang đến những thách thức trong việc cung cấp LNG, gây áp lực lên cách thức vận hành của các nguồn điện đốt khí truyền thống, vốn đóng vai trò là nguồn điện nền. , mang lại sự ổn định cho hệ thống.

Đại dịch Covid-19 khiến mọi người có cái nhìn khác về tương lai về tính linh hoạt cần thiết cho các hệ thống điện khi tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo ngày càng tăng. Trong các hệ thống như vậy, chênh lệch công suất của nhà máy nhiệt điện khí nền có thể sẽ giảm xuống và cách thức vận hành của nó sẽ phải thay đổi.

Một số báo cáo Triển vọng Năng lượng Mới của Bloomberg gần đây đã dự báo rằng hệ số công suất của sản xuất điện từ khí đốt sẽ giảm đáng kể và sẽ vẫn ở mức thấp trên toàn cầu. Cụ thể, hệ số công suất của phát điện khí (CCGT) sẽ giảm từ mức trung bình 40% hiện nay xuống còn gần 25% vào năm 2030 và còn xa hơn khi vai trò của nhiệt điện khí sẽ thay đổi để cân bằng các nguồn năng lượng tái tạo.



Khối động cơ đốt trong (ICE) tại một nhà máy điện do Wartsial xây dựng ở Amamapare, Indonesia.  Dự án của Công ty PT Freeport, công suất 128 MW

Khối động cơ đốt trong (ICE) tại một nhà máy điện do Wartsial xây dựng ở Amamapare, Indonesia.

Dự án của Công ty PT Freeport, công suất 128 MW

Hiện nhiều quốc gia đang xem xét ưu tiên sử dụng năng lượng tái tạo (mặt trời và gió) để đảm bảo an ninh năng lượng thay cho các nguồn nhiệt điện truyền thống, vì loại năng lượng này được dự báo là có giá thành thấp nhất. vào năm 2030, không có bất kỳ rủi ro nhiên liệu nào, đồng thời giúp giảm lượng khí thải carbon của ngành năng lượng.

Khi điều này được xem xét kỹ lưỡng hơn và trở thành xu hướng, chắc chắn sẽ có những thay đổi đáng kể trong cách vận hành và khai thác các loại hình phát điện khác. Cụ thể, điện khí hóa có thể thay đổi vai trò từ chạy nền / chạy lùi sang bao phủ trên cùng và cân bằng hệ thống.

Điều này đòi hỏi các công nghệ sản xuất điện bằng khí tự nhiên sẽ cần phải linh hoạt về thời gian khởi động, tăng tải và hạ tải, vận hành tải thấp, cũng như thời gian khởi động và dừng nhanh.

Về khía cạnh này, các nhà máy điện khí sử dụng động cơ đốt trong (ICE) với hiệu suất cao (lên đến 50%) và tính linh hoạt vượt trội (khởi động trong vòng 2 phút) trở thành một giải pháp. rất thích hợp để cân bằng các nguồn năng lượng tái tạo.

Hiện tại, Dự thảo Quy hoạch điện VIII theo Tờ trình 2279 / TTr-BCT trong kịch bản vận hành phụ tải cao đã đưa ra kế hoạch đến năm 2030 có 120 MW nguồn vận hành khí / hydro, sau đó tăng nhanh lên 4.093 MW vào năm 2035 và lên 29.039 MW vào năm 2045. Điều này cho thấy đã có sự ghi nhận đáng kể về vai trò quan trọng của các công nghệ có tính linh hoạt cao khi tỷ trọng năng lượng tái tạo ngày càng tăng.

Có kinh nghiệm xây dựng các nhà máy điện khí ICE với hơn 74.000 MW được lắp đặt tại 180 quốc gia trên thế giới, ông Phạm Minh Thành, Giám đốc Quốc gia, thuộc tập đoàn Wärtsilä cho biết, các động cơ ICE của Wärtsilä hiện có thể chạy bằng khí tự nhiên, khí sinh học, mêtan tổng hợp hoặc một hiđro / hỗn hợp khí tự nhiên với tối đa 25% hiđro.

Tập đoàn đã hợp tác với một số nhà cung cấp giải pháp năng lượng và nhà máy điện độc lập (IPP) trên thế giới như Capwatt (Bồ Đào Nha), Keppel Offshore & Marine (Singapore) trong việc thử nghiệm nhiên liệu hỗn hợp. hydro và khí tự nhiên cho các nhà máy điện ICE ở các nước này.

“Wärtsilä đang phát triển các dòng động cơ ICE mới có thể sử dụng 100% nhiên liệu hydro với nước và không khí làm đầu vào, giúp tập đoàn đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2030.” đại diện này cho biết.

Hiện nay, ngoài các dự án điện mặt trời và điện gió đã được áp dụng giá FIT theo quy định, còn có 62 dự án điện gió và 5 dự án điện mặt trời / phần dự án đã hoàn thành nhưng trượt giá FIT nên không được. huy động. cử động. Ngoài ra còn có một số dự án năng lượng tái tạo khác đã được cấp giấy chứng nhận đầu tư, đang trong quá trình triển khai cũng không dễ bị loại khỏi Quy hoạch để tránh kiện tụng.

Vì vậy, khi các dự án điện lớn và mới không thấy đâu trong vòng 5 năm tới, thì việc huy động các dự án năng lượng tái tạo hiện có này để không lãng phí nguồn vốn đầu tư toàn xã hội đã bỏ ra. Thời điểm bổ sung nhanh chóng lượng điện sạch, ít phát thải, duy trì độ ổn định và độ tin cậy cũng như tối ưu hóa hệ thống là điều rất cần được xem xét thông qua việc bổ sung các nguồn linh hoạt.

Nhà máy điện có động cơ linh hoạt có khả năng vận hành ở nhiều chế độ khác nhau như: Khởi động nhanh, phụ tải nền, phủ đỉnh, phụ tải thấp, dừng nhanh và thay đổi tức thời công suất phát theo yêu cầu của tổ máy. vận hành hệ thống điện.
– Khởi động nhanh: Các nhà máy điện có động cơ linh hoạt có thể kết nối với lưới điện trong vòng chưa đầy 30 giây kể từ thời điểm khởi động và đạt đầy tải trong vòng chưa đầy 2 phút. Chế độ vận hành này đặc biệt có lợi để bù đắp cho lượng điện gió hoặc năng lượng mặt trời giảm đột ngột do biến đổi thời tiết.
– Phụ tải nền: Nhà máy điện động cơ linh hoạt có khả năng cung cấp phụ tải nền như các nhà máy nhiệt điện thông thường bằng cách duy trì công suất phát ổn định với hiệu suất cao. Trong điều kiện tiêu chuẩn, động cơ đốt trong có thể đạt hiệu suất vượt quá 50%.
– Đỉnh cao: Một trong những ưu điểm lớn nhất của nhà máy điện động cơ linh hoạt là khả năng tăng giảm công suất nhanh chóng, góp phần theo dõi chặt chẽ diễn biến phụ tải, đảm bảo cân đối cung cầu trong hệ thống. điện mọi lúc. Sau khi khởi động và hoạt động ở nhiệt độ tiêu chuẩn, nhà máy điện động cơ linh hoạt có thể thay đổi tải mang từ 10% đến 100% (hoặc giảm) trong vòng 42 giây. Mặt khác, nhà máy điện động cơ linh hoạt có khả năng duy trì hiệu suất ổn định ở các tải khác nhau bằng cách bật và tắt linh hoạt các mô-đun động cơ.
– Tải thấp: Nhờ các đặc tính như: Thời gian tắt máy 1 phút, không có thời gian ngừng hoạt động tối thiểu, không tốn nhiên liệu, không phát thải, nhà máy điện có động cơ linh hoạt có thể vận hành linh hoạt ở chế độ tải thấp. Với giải pháp đó, nhà máy có thể cung cấp công suất rất nhanh nếu có yêu cầu từ điều độ viên, đồng thời tiết kiệm chi phí khởi động. Với động cơ đốt trong ICE, chế độ “tải thấp” có thể coi là gần như “không tải”.
– Dừng nhanh: Trong một số trường hợp cần giảm công suất đột ngột, nhà máy điện động cơ linh hoạt có thể cung cấp khả năng ngắt nhanh (trong khoảng 1 phút).

Leave a Reply

Your email address will not be published.