Điện khí chu trình hỗn hợp: Giải pháp kép cho an ninh năng lượng và Net Zero

Phối cảnh trung tâm điện lực Ô Môn. Ảnh: Petrovietnam

Tận dụng tối đa, phát thải tối thiểu

Chu trình hỗn hợp tua-bin khí (GTCC) là một giải pháp phát điện sử dụng tua-bin khí, lò hơi thu hồi nhiệt, tua-bin hơi nước và máy phát điện. Tua-bin khí tạo ra điện bằng cách đốt cháy khí tự nhiên hoặc LNG. Sau quá trình đốt, khí thải vẫn còn ở nhiệt độ rất cao. Lượng khí này sẽ được tận dụng để tạo hơi nước và tiếp tục phát điện thông qua tua-bin hơi. Nói cách khác, có thể “tận dụng kép” nguồn nhiên liệu duy nhất là khí tự nhiên hoặc LNG để tạo ra điện.

Đối với năng lượng tái tạo, tua-bin khí có một ưu điểm đặc biệt. Chỉ với tua-bin khí và máy phát, hệ thống có thể khởi động rất nhanh. Nhờ đó, có thể kết hợp nguồn điện tái tạo như điện gió, điện mặt trời với các tua-bin khí khởi động nhanh. Trong một số trường hợp, khi điện mặt trời không thể phát do mây hoặc mưa, riêng nguồn tái tạo sẽ không đủ để đáp ứng nhu cầu. Khi đó, tua-bin khí có thể khởi động tức thì để bù đắp khoảng thiếu hụt, bảo đảm cân bằng cung – cầu. Vì vậy, sự kết hợp giữa năng lượng tái tạo và tua-bin khí sẽ là một trong những giải pháp then chốt để xây dựng danh mục nguồn điện tối ưu.

Cùng với đó, nhờ tối ưu lượng nhiên liệu tiêu thụ như khí tự nhiên, GTCC còn giúp giảm phát thải carbon nhờ tối ưu lượng nhiên liệu tiêu thụ như khí tự nhiên. Theo thông tin từ đại diện Mitsubishi Power (thương hiệu về giải pháp năng lượng), công nghệ thế hệ mới hiện nay có hiệu suất phát điện đạt trên 64%. Đồng thời, chỉ riêng việc thay thế bằng GTCC hiện đại đã có thể cắt giảm tới 65% lượng carbon thải ra ngoài môi trường.

Ngoài ra, tua-bin khí thế hệ mới còn có khả năng đồng đốt (co-firing) tới 30% hydro ngay ở thời điểm hiện tại và mục tiêu là tiến tới 100% vào năm 2030. Khi triển khai các nhà máy điện GTCC tại Việt Nam, lộ trình chuyển dịch năng lượng thực tế có thể được xây dựng theo hướng: bắt đầu với khí tự nhiên, sau đó đồng đốt 30% hydro khi chuỗi cung ứng hydro hình thành, kế đến từng bước nâng dần tỷ lệ đồng đốt theo quá trình kiểm chứng công nghệ và phát triển hệ sinh thái hydro.

Đẩy nhanh chuyển dịch năng lượng: cơ hội và nút thắt

Trao đổi với KTSG Online, ông Akihiro Ondo, Tổng Giám đốc kiêm Giám đốc điều hành Mitsubishi Power, cho biết Việt Nam đang ở vị thế thuận lợi cho quá trình chuyển dịch năng lượng nhờ nguồn tài nguyên tái tạo dồi dào và khí tự nhiên. Việt Nam có thể áp dụng những bài học từ Thái Lan trong việc khai thác khí tự nhiên hay Malaysia và Indonesia ở lĩnh vực năng lượng tái tạo. Hiện đơn vị này cũng đang triển khai một vài dự án tại Singapore cho Keppel Infrastructure, Sembcorp Industries và Meranti Power. Tại Thái Lan, 10 tổ máy tua-bin khí thế hệ mới nhất cũng đã được bàn giao.

Trên thế giới, nhiều quốc gia cũng đã đi vào hoạt động các nhà máy điện GTCC. Đơn cử, với công suất lắp đặt 5.597MW, nhà máy Surgutskaya GRES-2 (Sugrut-2), nằm ở thành phố Surgut của Nga, là một trong những nhà máy nhiệt điện khí lớn nhất thế giới. Ngoài ra, còn có các Nhà máy điện 4.384MW Dah-Tarn (Tatan) nằm ở Guanyin, Taoyuan, ở phía bắc Đài Loan; Nhà máy Futtsu với công suất 5.040MW nằm ở Chiba, Nhật Bản; hay Burullus, Beni Suef, New Capital là một cụm ba nhà máy GTCC lớn tại Ai Cập, với công suất mỗi nhà máy đạt khoảng 4.8 GW…

Hiện có nhiều doanh nghiệp cũng đang cung cấp các dòng tua-bin khí, có thể kể đến GE Vernova (Mỹ), Siemens Energy (Đức), Ansaldo Energia (Ý) hay Doosan Enerbility (Hàn Quốc)… Điểm chung của các “tay chơi” lớn này là đều hướng tới mức hiệu suất 64%+, đồng thời nghiên cứu mở rộng khả năng đồng đốt với hydro. Đây là yếu tố được xem là chìa khóa trong lộ trình khử carbon ngành điện. Cuộc đua công nghệ GTCC không chỉ thể hiện năng lực cạnh tranh của các tập đoàn, mà còn mở ra cơ hội quan trọng cho những quốc gia tìm kiếm giải pháp trung gian trong quá trình chuyển đổi năng lượng.

Tại Việt Nam, tiêu thụ điện được dự báo tăng 10,3–12,5% mỗi năm trong giai đoạn 2025–2030. Do vậy thách thức lớn nhất là đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng, trong khi hạ tầng và chính sách vẫn còn là nút thắt. Với tốc độ tăng trưởng kinh tế ổn định, Việt Nam sẽ liên tục cần thêm các nhà máy phát điện mới, đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ với các bên liên quan, từ chính phủ, công ty phát điện, nhà thầu EPC (thiết kế, cung cấp thiết bị công nghệ và thi công xây dựng công trình) đến doanh nghiệp trong nước.

Cách đây không lâu, Mitsubishi Power vừa công bố cung cấp hai tuabin khí thế hệ mới M701JAC cùng các thiết bị phụ trợ cho Nhà máy nhiệt điện Ô Môn 4. Dự án có công suất thiết kế 1.155 MW, do Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) làm chủ đầu tư.

Với việc công suất cực đại liên tục lập đỉnh mùa hè năm nay cho thấy yêu cầu cấp thiết là vừa bảo đảm an ninh năng lượng, vừa mở rộng nhanh nguồn tái tạo. Trong bối cảnh đó, các nhà máy tuabin khí chu trình hỗn hợp, như Ô Môn 4, Dung Quất 1 và 3…, được kỳ vọng sẽ chia sẻ bớt gánh nặng cho lưới điện và góp phần giảm phát thải toàn cầu.

Thu Trà