Công nghệ thu giữ, sử dụng và lưu trữ CO2 nhằm giảm phát thải từ các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam

Tóm tắt

Theo dự báo, đến năm 2030, phát thải CO₂ là 927 triệu tấn mỗi năm. Trong khi đó, COP26 cam kết phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 và cam kết từ bỏ điện than vào những năm 2040.

Vì vậy, việc thu hồi và lưu giữ carbon (CCS) được xem là một trong các biện pháp quan trọng để giảm phát thải khí nhà kính. Tuy nhiên, Việt Nam chưa có công nghệ để giảm phát thải CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện than. Việc loại bỏ điện than vào những năm 2040 sẽ là sự lãng phí tài sản trong khi nhiều nhà máy nhiệt điện vẫn còn hoạt động tốt vào thời điểm đó.

Thu giữ, sử dụng và lưu trữ CO₂ (Carbon Capture, Utilisation and Storage – CCUS) là công nghệ tiềm năng để giảm phát thải CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam. Công nghệ này đã được vận hành thương mại tại nhiều nơi trên thế giới.

1. Tổng quan về công nghệ thu giữ, sử dụng và lưu trữ các bon – CCUS

Trái đất nóng lên là hậu quả của một quá trình tích lũy lâu dài của khí nhà kính mà chủ yếu là CO₂. Vì vậy, lượng CO₂ ngày càng tăng thì nhiệt độ trái cũng tăng theo. Điều này đang làm cho các loài sinh vật mất hoặc có nguy cơ tuyệt chủng. Khoảng 50% các loài động thực vật sẽ đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng vào năm 2050 nếu nhiệt độ Trái Đất tăng thêm từ 1,1 – 6,4^oC.

Bên cạnh đó, sự nóng lên của Trái Đất còn gây ra các thiệt hại về kinh tế, dịch bệnh, hạn hán,… Tổ chức WHO đưa ra báo cáo, các dịch bệnh nguy hiểm đang lan tràn ở nhiều nơi trên thế giới hơn bao giờ hết. Những vùng trước kia có khí hậu lạnh giờ đây cũng xuất hiện các loại bệnh nhiệt đới.

Các đợt nắng nóng khủng khiếp cũng đang diễn ra thường xuyên hơn gấp 4 lần so với trước đây, và dự đoán trong vòng 40 năm tới, mức độ thường xuyên của chúng sẽ gấp 100 lần so với hiện nay. Trái Đất nóng lên cũng làm cho các núi băng và sông băng co lại, đồng nghĩa với mực nước biển đang dần dâng lên, làm tăng lượng nước đổ vào các biển và đại dương. Nhiệt độ nước ở các biển và đại dương ấm lên là nhân tố tiếp thêm sức mạnh cho các cơn bão. Những cơn bão khốc liệt đang ngày một nhiều hơn. Trong vòng chỉ 30 năm qua, số lượng những cơn giông bão cấp độ mạnh đã tăng gần gấp đôi. Các cơn bão lớn làm mùa màng thất bát, tiêu phí nhiều tỷ đô la. Ngoài ra, để khống chế dịch bệnh phát tán sau mỗi cơn bão lũ cũng cần rất nhiều tiền. Khí hậu càng khắc nghiệt càng làm thâm hụt các nền kinh tế.

Để thực hiện mục tiêu hạn chế tăng nhiệt độ của Trái Đất, các nhà khoa học đã nghiên cứu công nghệ tách và thu hồi CO₂ từ khí thải của các nhà máy, sau đó cất giữ CO₂ trong hệ thống ngầm dưới đáy biển, được thể hiện ở hình1

Các nhà khoa học cho rằng công nghệ thu hồi và lưu giữ CO₂ có thể giúp giảm 5,5 tỷ tấn CO₂, tương đương với 16% lượng CO₂ cần giảm để đưa hạn chế mức tăng nhiệt độ của trái đất dưới 2^oC so với nhiệt độ thời kỳ tiền cách mạng công nghiệp. Theo đánh giá của Cơ quan Năng lượng quốc tế, thu hồi và lưu giữ CO₂ được dự kiến đến năm 2050 sẽ giúp giảm tới 13% lượng khí thải CO₂ trên toàn cầu.

2. Hiện trạng phát triển các hệ thống CCUS trên thế giới

Tính đến năm 2021, công suất của các hệ thống CCUS đang vận hành trên thế giới vào khoảng 40 triệu tấn/năm, thể hiện rõ ở hình 2

3. Tiềm năng áp dụng công nghệ CCUS tại Việt Nam

Khả năng lưu giữ CO₂ trong vỉa than 12 – 22 m3/tấn thể hiện hình 3

Kết Luận

Công nghệ CCUS áp dụng cho nhà máy nhiệt điện than đã được kiểm chứng và thương mại hoá rộng rãi trên thế giới. Công nghệ này phù hợp cho cả nhà máy nhiệt điện than xây mới và nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động.

Áp dụng công nghệ CCUS sẽ giúp Việt Nam giảm phát thải khí CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện than, đóng góp vào mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 như đã cam kết tại hội nghị COP26, đồng thời có thể sử dụng các nhà máy nhiệt điện than cho đến hết tuổi thọ của nhà máy.

Tuy nhiên, có rất nhiều rào cản và chi phí thực hiện rất lớn nên cần có quá trình nghiên cứu, thử nghiệm, đánh giá cụ thể cho từng loại hình lưu trữ CO₂ tại Việt Nam. Cần giao nhiệm vụ cho các Viện nghiên cứu chuyên ngành để tiến hành nghiên cứu, thử nghiệm công nghệ này tại một số vị trí lưu trữ CO₂ khác nhau (bể chứa dầu khí đã cạn kiệt, vỉa than không thể khai thác, tầng nước mặn sâu,…). Sau đó đánh giá khả năng lưu trữ và kiểm soát rò rỉ CO₂ từ các khu vực lưu trữ. Phối hợp với các tổ chức nước ngoài để tham quan học tập và chuyển giao công nghệ. Tranh thủ nguồn lực hỗ trợ từ các nước phát triển cho vấn đề chuyển đổi năng lượng và giảm phát thải. Có chính sách hỗ trợ triển khai các dự án CCUS, dần hoàn thiện thị trường các bon và thuế các bon để tạo nguồn lực đầu tư cho lĩnh vực này. Bổ sung các tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy định trong việc thu giữ, sử dụng và lưu trữ CO₂.

Tài liệu tham khảo

1. G.H. Koch, et.al., “Cost of Corrosion and Prevention Strategies in the United States,” Report FHWA

RD-01-156, U.S. Federal Highway Administration, (September 30, 2001).

2. M.R.M Abu-Zahra, Schneiders, L. H. J., Niederer, J. P. M., Feron, P. H. M.; Versteeg, G. F., “CO2

Capture from Power Plants”, Int. J. Greenh, Gas Control 1 (2007), p. 37.

3. J. Kittel, Gonzalez, S., “Corrosion in CO2 Post-Combustion Capture with Alkanolamines — A Review,

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. d’IFP Energies, (November, 2013).

4. J. Bulger, Girgis, M., Polvi, T., “Corrosion Due to Process Instability in a Hot Lean Amine System,

Paper No. 05386, Corrosion 2005, NACE International (Houston, TX).

5. ASTM G1, “Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens”,

ASTM International, West Conshohocken, PA.

6. A.J. Sexton, A. J.; Rochelle, G. T., “Catalysts and Inhibitors for Oxidative Degradation of

Monoethanolamine. Int. J. Greenh, Gas Control, 2009, p. 704.

7. Phùng Quốc Huy, Diễn đàn Công nghệ và Năng lượng Việt Nam 2022

Ngô Đăng Lưu(Công ty Anh Minh Global)
Nguyễn Đình Long (Trường ĐH Đồng Nai)
Nguyễn Hùng (Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh)