Trữ lượng khổng lồ?

Sinh khối (Biomass) là khái niệm thường dùng để chỉ các vật chất có nguồn gốc sinh học và có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng. Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm các loại thực vật, cây trồng công nghiệp, phế phụ phẩm nông – lâm nghiệp v.v.

Năng lượng sinh khối được xem là một nguồn năng lượng tái tạo vì có tốc độ bổ sung nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ bổ sung của các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá vốn đòi hỏi hàng triệu năm. CO2 trong khí quyển và nước được hấp thụ bởi thực vật trong quá trình quang hợp để sản xuất tinh bột (đường) và hình thành sinh khối. Năng lượng mặt trời, qua quá trình quang hợp, cũng được “giữ lại” trong các liên kết hóa học của sinh khối, do đó, sinh khối cũng được xem là một dạng tích trữ năng lượng mặt trời. Khi đốt sinh khối, khí oxy kết hợp với cácbon trong sinh khối tạo ra CO2 và nước. CO2 lại tiếp tục tham gia để sản xuất sinh khối mới, khép kính chu trình tái tạo sinh khối trong tự nhiên.

Hình 1. Chu trình tái tạo nguồn nguyên liệu sinh khối (Nguồn: Internet)

Việt Nam được thiên nhiên ban tặng một nguồn nguyên liệu sinh khối với trữ lượng khổng lồ, ước tính lên đến hơn 160 triệu tấn mỗi năm [1]. Nguồn sinh khối tiềm năng ở Việt Nam bao gồm các nhóm:

• Phế phụ phẩm trồng trọt: trấu, rơm, rạ, bã mía, thân ngô, cây công nghiệp (sắn, cao su, dừa…), hạt các loại (lạc, macca, casava), cây ăn quả…
• Phế phụ phẩm lâm nghiệp: giấy vụn, vụn gỗ…;
• Phế phụ phẩm chăn nuôi: phân từ trại chăn nuôi gia súc, gia cầm;
• Và chất thải rắn đô thị.

Hình 2. Các nguồn nguyên liệu sinh khối tiềm năng ở Việt Nam (Nguồn: Internet)

Theo ước tính, đến năm 2030 và năm 2050, tổng tiềm năng lý thuyết nguồn điện sinh khối lần lượt đạt khoảng 113 triệu MWh và 120 triệu MWh [2]. Tiềm năng lý thuyết nguồn điện sinh khối trên cả nước tăng khoảng 1,9%/năm đến năm 2030 và tăng khoảng 0,6%/năm cho giai đoạn 2030-2050 [2].

Mặc dù tiềm năng lý thuyết như trên, nhưng tiềm năng kỹ thuật của nguồn điện sinh khối ở Việt Nam thấp hơn do các giới hạn về khai thác theo từng vùng miền, khu vực. Tổng tiềm năng kỹ thuật nguồn điện sinh khối Việt Nam đến năm 2030 dự kiến sẽ đạt 75,5 triệu MWh và tăng lên 82,17 triệu MWh vào năm 2050 [2].

Hình 3. Bản đồ thông tin sinh khối Việt Nam (Biomass Atlas)

Bản đồ thông tin sinh khối Việt Nam (hình 3) thể hiện sự khác nhau về tiềm năng lý thuyết (trái) và tiềm năng kỹ thuật (phải) của phế phụ phẩm trồng trọt sau khi tính toán đến một số giới hạn khai thác như: được nông dân đồng ý bán phế phụ phẩm trồng trọt, chỉ tính sản lượng phế phụ phẩm còn thừa sau khi đã sử dụng cho những mục đích sẵn có [3].

Bức tranh điện sinh khối Việt Nam hiện tại và tương lai

Hiện nay, ở Việt Nam có khoảng 378MW điện sinh khối bã mía đang hoạt động đồng phát cho các nhà máy đường và phát điện lên lưới, khoảng 100MW điện trấu và 70MW điện gỗ đang được chuẩn bị đầu tư [2].

Các dự án nhà máy điện trấu có quy mô công suất trung bình 10MW/nhà máy, đều tập trung ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Đây là vựa lúa lớn nhất Việt Nam với lượng trấu chiếm gần 55% tổng lượng trấu trên cả nước [2], đồng thời cũng là nơi có nhu cầu nhiệt và điện rất lớn vào mùa vụ xay xát thóc trong khi lại ở xa các nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch như than.

Đối với nhà máy điện bã mía, theo số liệu thống kê đến năm 2019, toàn quốc có 34 nhà máy trên tổng số 35 nhà máy đường đang hoạt động sử dụng công đoạn ép mía và sử dụng bã mía làm nhiên liệu để cung cấp điện và hơi [2]. Trong số đó, chỉ có 10 nhà máy đường với tổng công suất lắp đặt gần 378 MW sản xuất được điện thừa và đưa lên lưới điện quốc gia [2].

Có thể kể đến một số nhà máy điện bã mía lớn hiện đang vận hành ở nước ta hiện nay như:

1. Nhà máy Điện sinh khối An Khê, công suất 95 MW, tỉnh Gia Lai;
2. Nhà máy Đường Khánh Hòa, công suất 60 MW, tỉnh Khánh Hòa;
3. Nhà máy Đường Ninh Hòa, công suất 30 MW, tỉnh Khánh Hòa;
4. Nhà máy Điện sinh khối KCP – Phú Yên, công suất 30 MW, tỉnh Phú Yên;
5. Nhà máy Điện sinh khối mía đường Tuyên Quang, công suất 25 MW, tỉnh Tuyên Quang.

Bên cạnh các nhóm nhà máy điện kể trên, công suất nhà máy điện rác ở nước ta cũng còn khá khiêm tốn. Nhà máy “biến rác thành điện” tại Gò Cát – TP.HCM là dự án điện rác đầu tiên với công suất lắp đặt là 2,4 MW. Theo sau đó là Nhà máy điện rác Nam Sơn và Nhà máy điện rác Cần Thơ với công suất lần lượt là 1,93 MW và 7,5 MW.

Một điểm sáng cho điện rác Việt Nam hiện nay là dự án Nhà máy điện rác Sóc Sơn – TP.Hà Nội, với công suất phát khoảng 75MW, được đánh giá là dự án điện rác có quy mô lớn hàng đầu trên thế giới. Dự án đã khởi công xây dựng từ năm 2017 và dự kiến đưa vào vận hành trong năm 2021.

Cùng với dự án Nhà máy điện rác Sóc Sơn, 4 dự án điện rác khác cũng đã được phê duyệt bổ sung vào quy hoạch và đưa vào vận hành trong thời gian sắp tới, gồm có: dự án Nhà máy điện rác Hậu Giang (12 MW), dự án Nhà máy điện rác Xuân Sơn (15 MW), dự án Nhà máy điện rác Đồng Nai (30MW), dự án Nhà máy điện rác Phú Thọ (18MW) và dự án Nhà máy điện rác Thái Bình (5MW).

Hình 4. Phối cảnh tổng thể nhà máy điện rác Sóc Sơn (Nguồn: hanoi.gov.vn)

Khiêm tốn hay động lực chưa đủ?

Mặc dù với tiềm năng lớn về trữ lượng sinh khối, đặc biệt là ứng dụng phát triển điện sinh khối ở Việt Nam nhưng hiện nay công suất nhà máy điện sinh khối nối lưới chỉ mới đạt khoảng 50% so với mục tiêu đã đề ra trong năm 2020 là 660 MW theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh.

Những khó khăn dẫn đến con số công suất khiêm tốn của điện sinh khối có thể kể đến như: vốn đầu tư ban đầu khá lớn, thời gian hoàn vốn lâu; nguồn nguyên liệu sinh khối vẫn còn phân tán và phụ thuộc nhiều vào mùa, vụ, nên thường không ổn định, khó xác định được số lượng và không dự báo được mức giá trong tương lai; gặp phải sự cạnh tranh gay gắt về nguồn nguyên liệu khi người dân thu gom trấu, vỏ rơm và bán lại cho các công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi với giá cao; thiếu nguồn nhân lực có chuyên môn…

Trong đó, vốn đầu tư ban đầu của mỗi nhà máy điện sinh khối không chỉ phụ thuộc vào công suất, mà còn phụ thuộc phần lớn vào công nghệ. Các công nghệ nhà máy điện sinh khối đang được phát triển và sử dụng hiện nay gồm có:

1. Lò hơi đốt ghi và tuabin hơi (Grate combustion steam boiler + steam turbine), với công suất nhà máy: 3-8-15 MW;
2. Lò hơi tầng sôi bọt khí và tuabin hơi (Bubbling fluidized bed combustion steam boiler + steam turbine), với công suất nhà máy: 8-15-25-50-100 MW;
3. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn và tuabin hơi (Circulating fluidized bed combustion steam boiler + steam turbine), với công suất nhà máy: 15-25-50-100 MW;
4. Bộ khí hóa nguyên liệu sinh khối và tuabin/động cơ chạy khí tổng hợp (Gasifier + syngas engine/turbine), với công suất nhà máy: 0,5-1,5 MW;
5. Bể phân hủy kỵ khí và tuabin/động cơ chạy khí sinh học (Anaerobic digester + biogas engine/turbine), với công suất nhà máy: 0,5-1,5-3-8 MW.

Việc nắm bắt các công nghệ sinh khối kể trên cũng là một thách thức không nhỏ đối với công cuộc phát triển điện sinh khối ở Việt Nam.

Nhận thức được tiềm năng và đánh giá được những khó khăn trên, Chính phủ Việt Nam đã có những hành động cụ thể để “khơi thông” dòng chảy điện sinh khối. Đáng chú ý nhất là Quyết định số 08/2020/QĐ-TTg do Thủ tướng Chính phủ ban hành để sửa đổi quy định giá mua điện đối với dự án điện sinh khối là 1,634 đồng/kWh đối với các dự án đồng phát nhiệt – điện và 1,968 đồng/kWh đối với các dự án chỉ phát điện [4]. Đây được xem là cơ chế giá điện tương đối tốt tại Việt Nam đối với các nguồn năng lượng tái tạo, nhằm khuyến khích và tăng sự hấp dẫn của các dự án điện sinh khối đối với các nhà đầu tư, tạo động lực cho sự phát triển điện sinh khối tại Việt Nam.

Tuy nhiên, để khai thác được 75,5 triệu MWh tiềm năng điện sinh khối vào năm 2030, đòi hỏi cần phải có một số giải pháp cụ thể như: ưu đãi hơn nữa giá mua điện cho các dự án lớn để rút ngắn thời gian hoàn vốn; sử dụng phương án đa nhiên liệu, góp phần đảm bảo nguồn nguyên liệu cho nhà máy; tăng cường hợp tác giữa các đơn vị và hiệp hội, các doanh nghiệp trong và ngoài nước nhằm chia sẻ kinh nghiệm và nắm bắt các công nghệ; đơn giản hóa các quy trình, thủ tục hành chính xin phép đầu tư; đào tạo và chuyển giao công nghệ cho Việt Nam v.v.   

Thực hiện: Nhi Đỗ

Tham khảo:

[1] Trung tâm Hỗ trợ Phát triển Năng lượng Việt Nam. Cẩm nang Năng lượng xanh Việt Nam: BIOMASS – Develop & Go Green.

[2] Bộ Công Thương. 12/2020. Dự thảo Quy hoạch tổng thể về năng lượng quốc gia thời kỳ 2021-2030.

[3] The World Bank. 8/2020. Final Report on Biomass Atlas for Vietnam.

[4] Quyết định số 08/2020/QĐ-TTg ngày 05/3/2020 của Thủ tướng Chính phủ về sửa đổi, bổ sung một số Điều của Quyết định số 24/2014/QĐ-TTg ngày 24 tháng 3 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện sinh khối tại Việt Nam.