Khí hóa than: Lời giải cho an ninh năng lượng?

Bên ngoài nhà máy khí hóa than tại Thiểm Tây, Trung Quốc.

Bài toán an ninh năng lượng

Hồi tháng 5, Chính phủ Ấn Độ phê duyệt chương trình thúc đẩy các dự án khí hóa than, coi đây là một trong những chiến lược bảo đảm an ninh năng lượng. Công nghệ này sử dụng nhiệt độ cao kết hợp với oxy và hơi nước để chuyển than thành khí tổng hợp (syngas), từ đó sản xuất phân bón, methanol, dimethyl ether (DME), hydro... giúp tận dụng nguồn than trong nước và giảm phụ thuộc vào nhập khẩu dầu khí.

Chương trình được triển khai trong bối cảnh những biến động địa chính trị tại Trung Đông làm dấy lên lo ngại về nguồn cung dầu thô, khí hóa lỏng (LPG) và nguyên liệu sản xuất phân bón. So với việc đốt than trực tiếp để phát điện, khí hóa than giúp loại bỏ phần lớn bụi mịn, lưu huỳnh và các tạp chất trước khi sử dụng, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc thu giữ và lưu trữ carbon (CCS).

Không chỉ Ấn Độ, nhiều quốc gia châu Á cũng đang theo đuổi chiến lược này. Trung Quốc triển khai hoặc lên kế hoạch xây dựng 13 dự án chuyển đổi than thành khí nhằm giảm nhu cầu nhập khẩu khí tự nhiên, trong khi Indonesia phát triển 6 dự án khí hóa than để sản xuất DME thay thế LPG nhập khẩu.

Tuy nhiên, khí hóa than vẫn dựa trên nhiên liệu hóa thạch nên phát thải lượng lớn CO₂, tiêu thụ nhiều nước và phát sinh tro xỉ. Nếu không đi kèm các công nghệ xử lý carbon và quản lý môi trường phù hợp, việc mở rộng công nghệ này có thể làm chậm quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch và tạo thêm áp lực đối với mục tiêu giảm phát thải toàn cầu.

Ấn Độ là quốc gia khai thác và tiêu thụ than đá lớn thứ 2 thế giới.

Những rào cản chính

Dù vậy, các chuyên gia cho rằng khí hóa than không phải là lời giải thay thế hoàn toàn nhiên liệu nhập khẩu. Ấn Độ hiện phải đối mặt với nhiều rào cản về công nghệ, chất lượng tài nguyên, nguồn nước, tài chính và năng lực triển khai.

Thách thức đầu tiên là chất lượng than. Than của Ấn Độ có hàm lượng tro cao, khoảng 30 - 45%, trong khi ở Trung Quốc và Indonesia thường dưới 20%. Điều này làm giảm hiệu suất khí hóa và đòi hỏi các lò phản ứng chuyên biệt với chi phí đầu tư lớn hơn.

Bên cạnh đó, khí hóa than tiêu thụ lượng nước đáng kể. Dù có thể áp dụng các hệ thống thu hồi, tái sử dụng nước, giải pháp này lại làm tăng chi phí, đặc biệt tại những khu vực khan hiếm nguồn nước.

Khó khăn còn nằm ở quy mô triển khai. Hiện, Ấn Độ mới có một nhà máy khí hóa than thương mại công suất gần 2 triệu tấn/năm. Để đạt mục tiêu 100 triệu tấn vào năm 2030, nước này sẽ phải xây dựng thêm hàng chục nhà máy mới trong khoảng bốn năm rưỡi, mục tiêu được nhiều chuyên gia đánh giá là rất tham vọng.

Bài học từ Indonesia cũng cho thấy những rủi ro về hiệu quả kinh tế. Theo Viện Kinh tế Năng lượng và Phân tích Tài chính (IEEFA), các dự án sản xuất DME từ than chỉ có lãi khi giá LPG ở mức cao.

Khí hóa than giúp Ấn Độ giảm phụ thuộc vào nhập khẩu.

Trong nhiều giai đoạn, LPG nhập khẩu vẫn rẻ hơn DME sản xuất trong nước, khiến không ít dự án bị đình trệ. Bên cạnh đó, yêu cầu cam kết lợi nhuận dài hạn từ các nhà cung cấp công nghệ cũng tạo thêm áp lực đối với ngân sách và chính sách hỗ trợ của chính phủ.

Ông Atanu Mukherjee - Giám đốc Điều hành Công ty Năng lượng Dastur (Ấn Độ), nhận định: “Khí hóa than giúp đa dạng hóa nguồn cung và nâng cao khả năng chống chịu của hệ thống năng lượng trước các cú sốc. Tuy nhiên, công nghệ này không thể chấm dứt hoàn toàn sự phụ thuộc vào dầu khí nhập khẩu”.