Việt Nam là số ít quốc gia có tiềm năng sinh khối vô cùng lớn từ nông nghiệp. Từ thực trạng thiếu điện hiện nay, có thể nghiên cứu, tính tới làm điện sinh khối.
Tiềm năng còn bỏ ngỏ
Đối với việc sử dụng sinh khối làm nguyên liệu cho nhiệt điện, tương tự than đá, bản chất của sinh khối là nguyên liệu có hàm lượng các bon cao (gần 48%), nhiệt trị thực chất khô (4.113 Kcal/kg) cho phép nó thể hiện gần như đầy đủ các tính năng của than nhưng lại có khả năng trung hòa CO2, hầu như không phát thải SO2 và rất ít gây bụi bẩn công nghiệp.
Tiềm năng sinh khối để sản xuất viên nén cho nhiệt điện ở Việt Nam vô cùng dồi dào, chi phí thấp.
Tiềm năng sản xuất sinh khối năng lượng là lợi thế gần như tuyệt đối của số ít các nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới mưa nhiều, trong đó có Việt Nam. Bằng chứng là sản lượng viên nén sinh khối xuất khẩu thuộc nhóm dẫn đầu thế giới.
Theo số liệu tính toán của một số đơn vị tư vấn nhiệt điện: Đối với một nhà máy nhiệt điện sinh khối với hiệu suất thô khoảng 30%, để sản xuất 1 kWh điện cần khoảng 2.863 Kcal nhiệt đốt. Như vậy về lý thuyết, 1kg nguyên liệu cỏ voi với mức nhiệt trị thực là 4.113 Kcal có tiềm năng sản xuất được khoảng 1,44 kW/h điện năng. Theo đó, trong trường hợp triệt tiêu các yếu tố liên quan đến vận chuyển nguyên liệu, giá thành điện sinh khối tại điểm phát có thể nằm trong khoảng 1.500 - 1.800 đồng/kWh.
Bên cạnh đó, nguồn tro thu được từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng viên nén sinh khối cũng rất hữu ích, đặc biệt là có thể sử dụng để sản xuất phân bón hữu cơ với chi phí thấp. Điều này hết sức có ý nghĩa trong bối cảnh nền nông nghiệp Việt Nam đang rất thiếu phân bón hữu cơ và đang dần chuyển sang sản xuất theo hướng hữu cơ, sinh thái.
Trong khuôn khổ chương trình tham quan học tập và chia sẻ kinh nghiệm quốc tế về phát triển năng lượng sinh học tại Hàn Quốc do Dự án “Bảo vệ khí hậu thông qua phát triển thị trường năng lượng sinh học bền vững ở Việt Nam” (BEM) tổ chức mới đây, đoàn công tác của phía Việt Nam đã tới tham quan Nhà máy đồng phát điện sinh khối PoSeung Green Power ở Khu liên hợp Công nghiệp Quốc gia Asan tại Poseung (tỉnh Gyeonggi, Hàn Quốc).
Đề cập về hiệu quả lợi nhuận thực tế, Giám đốc Nhà máy điện sinh khối PoSeung Green Power thông tin: Nhà máy này cần 1,5 tấn sinh khối cho sản xuất 1 MW điện. Mỗi năm, công ty sử dụng khoảng 260 nghìn tấn sinh khối. Nhà máy hoạt động liên tục 310 ngày/năm, tương đương 7.400 giờ. Mỗi năm bán khoảng 300.000 MWh điện. Tỷ suất lợi nhuận (IRR) của nhà máy (khi chưa tính lãi suất và khấu hao thiết bị) là 10 - 12%/năm và IRR thực tế là 6 - 7%/năm.
Một góc nhà máy phát điện sinh khối PoSeung Green Power (Hàn Quốc). Ảnh: Chu Khôi.
Trao đổi với đoàn Việt Nam tham gia chương trình tham quan học tập và chia sẻ kinh nghiệm quốc tế về phát triển năng lượng sinh học tại Hàn Quốc, Tiến sĩ Lee Soo Min - chuyên gia nghiên cứu cao cấp thuộc Ban Vật liệu công nghiệp rừng của Viện Khoa học Lâm nghiệp Quốc gia Hàn Quốc cho biết, nước này đang chuyển đổi năng lượng nhằm thực thi cam kết giảm phát thải khí các bon. Trong đó, chuyển sang điện sinh khối đang là xu hướng mà nước này đang rất chú trọng đẩy mạnh.
Điện sinh khối tại Hàn Quốc chủ yếu là nhiệt điện sử dụng nguyên liệu viên nén để đốt cháy và tạo nhiệt phát điện. Năm 2022, quy mô thị trường viên nén gỗ trong nước của Hàn Quốc là 4,5 triệu tấn (bao gồm cả nhập khẩu và tự sản xuất). Trong đó sản xuất trong nước mới đáp ứng được 15,8% nhu cầu viên nén của các nhà máy điện tại Hàn Quốc nên năm 2022, nhập khẩu viên nén gỗ vào Hàn Quốc lên tới 3,78 triệu tấn, tăng 600.000 tấn so với 2021.
Hàn Quốc nhập khẩu 95% lượng viên nén gỗ từ 3 quốc gia Đông Nam Á là Indonesia, Việt Nam và Malaysia. Trong đó, Việt Nam là thị trường nhập khẩu viên nén gỗ quan trọng của Hàn Quốc. Năm 2022, Hàn Quốc đã nhập từ Việt Nam 2,2 triệu tấn, chiếm 80% lượng nhập khẩu.
Trong kế hoạch điện lần thứ 10 giai đoạn 2022 – 2036, chính phủ Hàn Quốc xác định viên nén gỗ sẽ chiếm 57,64% trong tổng năng lượng sinh học. Dự báo, nhu cầu viên nén gỗ của Hàn Quốc trong năm 2023 là 5 triệu tấn, trong đó sản xuất trong nước là 743 nghìn tấn, nhập khẩu 4,17 triệu tấn.
Hàn Quốc sẽ ngày càng chuyển mạnh sang sử dụng năng lượng từ viên nén. Ảnh: Chu Khôi.
"Tại Hàn Quốc, nhiều nhà máy phát điện sử dụng viên nén đang tiếp tục được xây dựng, nhiều nhà máy đang nằm trong kế hoạch xây dựng. Vì vậy, nhu cầu viên nén tại Hàn Quốc sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới, dự tính lên 6 triệu tấn vào năm 2025", Tiến sĩ Lee Soo Min thông tin.
Cũng theo Tiến sĩ Lee Soo Min, hiện các nhà máy nhiệt điện than tại Hàn Quốc đang sản xuất ra gần 40% trong tổng sản lượng điện quốc gia, và sử dụng tổng khối lượng than 100 triệu tấn mỗi năm. Kế hoạch của Chính phủ Hàn Quốc đề ra đến năm 2030 sẽ chấm dứt nhiệt điện than.
Để thực hiện chủ trương này, sẽ có những nhà máy nhiệt điện than thay đổi công nghệ, chuyển đổi thiết bị để chuyển sang sử dụng viên nén. Nếu tất cả các nhà máy nhiệt điện than tại Hàn Quốc chuyển đổi thành nhiệt điện viên nén thì nhu cầu viên nén sẽ là con số khổng lồ, lên tới vài trăm triệu tấn mỗi năm.
Mở ra triển vọng...
Sau gần 2 năm nghiên cứu cơ bản và khảo sát về hầu hết các khía cạnh về sản xuất nguyên liệu sinh khối từ cây cỏ voi, kết quả đã chứng minh tính khả thi và là cơ sở để Công ty TNHH Hạt giống Việt (Vietseed) xây dựng bản đề nghị một dự án sản xuất thử nghiệm rộng cụm nguyên liệu + chế biết chi tiết tại Tây Nguyên với quy mô khởi đầu khoảng 100ha.
Giống cỏ được lựa chọn cho dự án là giống VS-19. Trong 2 năm qua, Vietseed đã nghiên cứu, hoàn thiện quy trình canh tác, thu hoạch bằng cơ giới hóa, lên kế hoạch mở rộng diện tích trồng theo phương án tối ưu và tiết kiệm từ giai đoạn ruộng nhân giống gốc...
Sử dụng viên nén đốt cho nhiệt điện cho phép nó thể hiện gần như đầy đủ các tính năng của than nhưng lại có khả năng trung hòa CO2, hầu như không phát thải SO2 và rất ít gây bụi bẩn công nghiệp.
Nguyên liệu được kiểm soát về chất lượng, nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng về chất lượng lý, hóa tính trước thu hoạch, sơ chế và chuyển về nhà máy chế biến. Việc chế biến cơ bản được phát triển trên công nghệ chế biến viên nén gỗ có điều chỉnh và cải tiến phù hợp với tính chất đặc thù của nguyên liệu mới.
Ở mức năng suất vật chất khô 52,1 tấn/ha/năm, dự án có thể sản xuất được gần 5,2 tấn sinh khối/năm. Giá thành nguyên liệu thô sản xuất được dự toán theo 2 phương án, dao động từ 2,2 đến 2,6 triệu đồng/tấn, giá FOB viên nén tại cảng xuất kỳ vọng ở mức 140 USD/tấn.
Sản phẩm chính còn có thể là thức ăn cho động vật dạ cỏ như bò, trâu..., ngoài ra còn có thể sử dụng nguyên liệu cho các sản phẩm chế biến từ sinh khối giàu hydratecarbon (gồm thành phần chính là Cellulose, Hemicellulose và Lignin).
Giống cỏ voi VS-19 do Vietseed nghiên cứu cho khả năng tạo sinh khối lớn, với chất lượng tốt, rất tiềm năng để đưa vào sản xuất viên nén.
Các sản phẩm gia tăng của dự án cũng đã được tiếp cận và nghiên cứu bao gồm thức ăn thô từ cây ngô, mía, đệm lót sinh học, nguyên liệu giấy kraft, tín chỉ hấp thụ CO2. Dự án cũng cho phép thu gom và chế biến nguồn nguyên liệu sinh khối sẵn có rất lớn từ các loại phụ phẩm nông nghiệp có tính chất tương tự trong vùng lân cận có bán kính 40km như lá mía, thân cây sắn...
Dự án của Vietseed đang nhận được sự quan tâm và bắt đầu tiến hành trồng thử nguồn cỏ voi nguyên liệu để phục vụ sản xuất viên nén. Một số đơn vị trong nước như Lữ Gia commodities, Thủy điện Buôn Đôn, Thủy điện Hương Điền... cũng như các tập đoàn ngoài nước như Sumitomo, FCC, SCG... đang rất quan tâm tới dự án này và tích cực tiếp cận thông tin.
Tuy nhiên, các khó khăn như chưa kiểm soát được giá thành sản xuất lớn, chưa có cơ chế hỗ trợ chuyển đổi nguyên liệu, chính sách khuyến khích trung hòa CO2 và giải pháp đốt toàn bộ hoặc đồng đốt hiệu quả bằng sinh khối... đang làm cho các đối tác chùn chân.
Thời gian qua, Vietseed đã dày công nghiên cứu, thử nghiệm đưa cỏ voi nguyên liệu vào sản xuất viên nén và cho chất lượng rất khả quan để làm nguyên liệu đốt.
Ông Đỗ Thanh Tùng, Giám đốc Công ty TNHH Hạt giống Việt, chủ nhiệm dự án cho biết: "Sinh khối là dạng nguyên liệu “sống”, biến đổi theo điều kiện môi trường. Vì vậy sản xuất nhất thiết phải có sự tham gia của ngành nông nghiệp.
Mỗi cụm nguyên liệu + chế biến phải được đặt tại địa điểm phù hợp nhất với cây trồng nòng cốt là cỏ voi, không cách quá xa cảng biển và đáp ứng được các yêu cầu như: Có sẵn diện tích đất trồng lợi suất thấp, chi phí thuê đất rẻ hoặc đang trồng cây khác kém hiệu quả, phù hợp với canh tác cơ giới toàn bộ (độ dốc, kết cấu); có sẵn toàn bộ hoặc một phần hạ tầng máy móc canh tác, thu hoạch và vận chuyển các cây trồng và nguyên liệu tương tự; nhà máy chế biến được đặt ở vị trí trung tâm, vùng nguyên liệu được phát triển trong giới hạn bán kính tối đa 40km...
Hiện tại, Vietseed đang triển khai mở rộng vùng nguyên liệu trồng cỏ voi tại Buôn Đôn (Đắk Lắk) phục vụ sản xuất viên nén làm chất đốt.
"Để mở được một cụm nguyên liệu + chế biến viên nén với quy mô khoảng 1.000ha nguyên liệu cỏ voi, cần chuẩn bị công phu với thời gian tối thiểu khoảng 3 - 4 năm. Quy mô ngành này là quá lớn so với khả năng của Vietseed. Vì vậy chúng tôi cần các đối tác có đủ tham vọng và nguồn lực ổn định để đầu tư dài hạn. Trước khi có đối tác, dự án vẫn được tiếp tục triển khai và duy trì từng hạng mục với quy mô trong khả năng có thể hoặc mục tiêu ngắn hạn vào các thị trường ngách", ông Lê Thanh Tùng chia sẻ.