Các nước trên khắp Đông Nam Á như Việt Nam đang cân nhắc sử dụng amoniac làm nhiên liệu đồng đốt trong các nhà máy điện than, một cách tiếp cận được thúc đẩy mạnh mẽ bởi Nhật Bản. Tuy nhiên, việc đồng đốt amoniac rất tốn kém, ít khả thi để triển khai ở quy mô lớn, và ẩn chứa rủi ro làm trì hoãn việc triển khai các phương án triển khai năng lượng tái tạo khả dụng trong nội địa, hiệu quả về chi phí và có thể mở rộng quy mô. Blog này xem xét hoạt động đồng đốt và những rủi ro của nó ở Đông Nam Á.
Đồng đốt amoniac là gì?
Đồng đốt bao gồm việc thay thế một số than được sử dụng trong các nhà máy điện bằng amoniac, sau đó đốt amoniac cùng với than để tạo ra điện. Đồng đốt amoniac vẫn là một công nghệ chưa được thử nghiệm trên quy mô lớn; chỉ có một số dự án trình diễn áp dụng đồng đốt 20% amoniac và vẫn chưa có thử nghiệm nào về tỷ lệ đồng đốt cao hơn.
“Tỷ lệ đồng đốt” đề cập đến sự phân chia hàm lượng năng lượng; ví dụ: tỷ lệ đồng đốt 20% có nghĩa là amoniac thay thế 20% than theo hàm lượng năng lượng.
Amoniac được sản xuất từ hydro và hiện được sử dụng trực tiếp làm nguyên liệu phân bón và hóa chất, mặc dù nó cũng có thể đóng vai trò là chất mang năng lượng.
- Amoniac xám có nguồn gốc từ hydro được sản xuất từ khí hóa thạch hoặc than đá. Hơn 99% amoniac được sản xuất ngày nay là thuộc loại này.
- Amoniac xanh cũng có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, có tích hợp thu hồi và lưu trữ các-bon (CCS). Dưới 1% amoniac được sản xuất theo cách này.
- Amoniac xanh được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước chạy bằng điện tái tạo. Chỉ 0,01% amoniac được sản xuất bằng năng lượng tái tạo vào năm 2021.
Amoniac được quảng cáo là “nhiên liệu có hàm lượng các-bon thấp” vì nó không tạo ra lượng khí thải các-bon trực tiếp khi đốt cháy. Tuy nhiên, ở cả hai tỷ lệ đồng đốt, gồm tỷ lệ 20% hiện đang được trình diễn và tỷ lệ 50% đang được thử nghiệm, tác động giảm phát thải trực tiếp đối với nhà máy điện than sẽ không đáng kể. Để giảm đáng kể lượng khí thải từ nhà máy điện than thông qua việc sử dụng nhiên liệu amoniac thì cần phải đốt đơn amoniac 100%, vốn là một công nghệ chưa khả thi và có khả năng rất không khả thi ở quy mô lớn.
Tuy nhiên, việc đồng đốt amoniac trong ngành điện có nguy cơ quá tốn kém, chậm triển khai trên quy mô lớn và có cường độ các-bon quá cao để giúp các quốc gia khử các-bon theo chiến lược phát triển phát thải thấp của họ và theo Thỏa thuận Paris, đồng thời sẽ không giúp ích gì cho các quốc gia trong việc thực hiện các mục tiêu an ninh năng lượng của mình.
Tại sao việc đồng đốt amoniac lại được khuyến khích ở Đông Nam Á hiện nay?
Các quốc gia ở Đông Nam Á đang tích cực xem xét cách thức loại bỏ dần điện than và đạt mức phát thải ròng bằng không. Trong bối cảnh này, chính phủ Nhật Bản và một bộ phận doanh nghiệp có lợi ích kinh tế trong việc thúc đẩy đồng đốt amoniac như một công nghệ được cho là có thể giảm lượng khí thải từ các nhà máy than non trẻ trên khắp Đông Nam Á mà không cần phải ngừng hoạt động.
Việc quảng bá này diễn ra thông qua các cơ chế cấp cao như Cộng đồng Châu Á Không Phát thải (AZEC) của Nhật Bản và Sáng kiến Chuyển đổi Năng lượng Châu Á (AETI), đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc ký kết hàng chục Biên bản Thỏa thuận hợp tác giữa các công ty trong ngành công nghiệp Nhật Bản và các công ty điện lực ở In-đô-nê-xi-a, Thái Lan, Phi-líp-pin và Ma-lai-xi-a nhằm kiểm thử tính khả thi của việc đồng đốt. Việt Nam hiện cũng đưa ý định theo đuổi việc đồng đốt amoniac vào kế hoạch phát triển ngành điện dài hạn của quốc gia.
Tuyên bố cấp Bộ trưởng của các Bộ trưởng ASEAN năm 2023 về Hội nghị Năng lượng+3 (Các nước thành viên ASEAN cùng với Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc) khuyến khích việc triển khai và sử dụng amoniac. Tuy nhiên, tuyên bố của Hội nghị các Bộ trưởng ASEAN về Năng lượng (Bộ trưởng Năng lượng của 10 nước thành viên ASEAN) lại tránh đề cập đến amoniac, một dấu hiệu cho thấy nó được công nhận là một lựa chọn gây tranh cãi.
Điểm mấu chốt là việc đồng đốt amoniac mang lại những rủi ro lớn và khó có thể mang lại lợi ích về an ninh năng lượng và khả năng chi trả cho quá trình chuyển đổi ngành điện ở Đông Nam Á. Những nỗ lực của Nhật Bản nhằm xuất khẩu công nghệ đắt tiền và rủi ro này sang các nước ở Đông Nam Á có nguy cơ khiến khu vực này rơi vào tình trạng tài sản bị mắc kẹt và phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu; những rủi ro mà việc đầu tư vào các nguồn tài nguyên tái tạo trong nước sẽ tránh được.
Những rủi ro của việc đồng đốt amoniac là gì?
Việc đồng đốt amoniac có một số hạn chế và rủi ro :
Amoniac đắt hơn than nếu xét về năng lượng tương đương. Tại Việt Nam, BloombergNEF ước tính rằng việc mua amoniac có thể đắt gấp 7 đến 9 lần so với than vào năm 2030. Việc đồng đốt amoniac cũng tốn kém hơn nhiều so với các công nghệ tái tạo. Ví dụ, việc đồng đốt 50% amoniac sẽ tiêu tốn gấp đôi lượng năng lượng mặt trời kết hợp với pin lưu trữ ở Việt Nam vào năm 2030. Đại diện ngành điện tại Việt Nam đã bày tỏ nghi ngờ về tính khả thi lâu dài về tài chính của việc đồng đốt amoniac.
Đặt cược vào rủi ro đồng đốt làm trì hoãn việc triển khai các giải pháp thay thế chi phí thấp, khả dụng trong nội địa và có thể mở rộng quy mô, chẳng hạn như năng lượng gió và mặt trời, với những lộ trình đáng tin cậy, hiệu quả hơn về mặt chi phí để đạt mức phát thải ròng bằng 0 cho Đông Nam Á . Kết quả hoạt động mô hình hóa của Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) cho thấy Đông Nam Á có nguồn tài nguyên tái tạo khổng lồ và với mức đầu tư và hỗ trợ ở quy mô được tăng lên đáng kể thì hệ thống điện chủ yếu dựa vào năng lượng tái tạo là khả thi.
Việc theo đuổi phương án đồng đốt amoniac sẽ đòi hỏi phải tìm nguồn cung amoniac với khối lượng lớn, làm tăng rủi ro an ninh năng lượng do phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu từ các quốc gia xuất khẩu hydro và amoniac trong tương lai như Ốt-x-tơ-rây-li-a và Trung Đông. Ngay cả đối với những quốc gia như Việt Nam đang có kế hoạch sản xuất amoniac xanh trong nước thì giá trị sử dụng nó trong ngành điện còn hạn chế. Sử dụng điện tái tạo để sản xuất hydro, sau đó sử dụng nhiều năng lượng tái tạo hơn để chuyển đổi hydro thành amoniac và cuối cùng đốt amoniac để sản xuất điện, là một cách tốn kém hơn, chậm hơn và rất kém hiệu quả để cải thiện khả năng tự cấp tự túc về năng lượng, so với sử dụng năng lượng tái tạo trực tiếp để sản xuất điện.
Đồng đốt amoniac vẫn là một công nghệ non trẻ, cho đến nay mới chỉ có thử nghiệm đồng đốt ở tỷ lệ 20% và chưa được triển khai ở quy mô thương mại. Tính khả thi về mặt thương mại và kỹ thuật của việc đạt được tỷ lệ đồng đốt amoniac ở mức hơn 50% – chưa nói đến đốt 100%, vốn là mức cần thiết để loại bỏ hoàn toàn khí thải trực tiếp từ các nhà máy than – vẫn chưa được chứng minh. Việc đặt cược vào phương án đồng đốt amoniac để giảm lượng khí thải từ điện than có nguy cơ kéo dài tuổi thọ của các nhà máy than và không đáp ứng được các mục tiêu về khí hậu.
Phân tích của TransitionZero cho thấy rằng một nhà máy điện than có 20% amoniac sẽ vẫn có lượng khí thải cao gấp 5 lần so với mức cần thiết trong kịch bản Net Zero (phát thải ròng bằng 0) của Cơ quan Năng lược Quốc tế (IEA) vào năm 2030. Nếu amoniac được sử dụng lại được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch thì tổng lượng phát thải trong toàn bộ vòng đời của nhà máy điện than đồng đốt có thể còn tăng lên. Ví dụ, amoniac xám được sản xuất từ than chưa áp dụng biện pháp giảm phát thải có chứa lượng khí thải tương đương gấp đôi lượng khí thải từ quá trình đốt than trực tiếp.
Phân tích của CREA (Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng và Không khí sạch) cho thấy việc đồng đốt amoniac với than sẽ làm tăng đáng kể tình trạng ô nhiễm không khí, tạo ra những rủi ro lớn cho sức khỏe. PM2.5 và các hạt độc hại có thể tăng 67% ở tỷ lệ đồng đốt 20% và 167% ở tỷ lệ đồng đốt 50%.
Sử dụng amoniac xanh cho những mục đích nào thì sẽ tốt hơn?
Sử dụng amoniac trong đồng đốt than sẽ làm tăng nhu cầu về amoniac xanh – loại amoniac không các-bon duy nhất – gây áp lực lên chuỗi cung còn hạn chế và tạo ra sự đánh đổi tốn kém giữa các khu vực kinh tế khác nhau .
Amoniac xanh sẽ là nguồn tài nguyên hạn chế và đắt đỏ trong nhiều thập kỷ tới và sẽ có vai trò rất quan trọng cho mục đích khử các-bon trong các ngành công nghiệp với ít giải pháp thay thế hơn. Thay vì sử dụng nó cho ngành điện, vốn là ngành có thể sử dụng năng lượng tái tạo để thực hiện các phương án khử các-bon hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và sạch hơn, các quốc gia ở Đông Nam Á có kế hoạch sản xuất amoniac xanh sẽ có được lợi ích lớn hơn trong việc khử các-bon đảm bảo hiệu quả về chi phí bằng cách hướng tới sử dụng amoniac xanh cho các mục đích sau :
Amoniac là một trong những mặt hàng phát thải nhiều khí thải nhất do ngành công nghiệp sản xuất ra và là nguồn tạo ra 1,3% lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng. 70% amoniac được sản xuất ngày nay được dùng làm phân bón, phần còn lại dùng cho công nghiệp. Sản xuất amoniac xanh sẽ rất cần thiết để thay thế nhu cầu amoniac xám hiện tại trong các lĩnh vực này.
Amoniac xanh có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải trong các lĩnh vực mà có thể gặp nhiều thách thức trong quá trình điện khí hóa, chẳng hạn như công nghiệp nặng, bao gồm xi măng, thép hoặc nhựa, hoặc vận tải biển và hàng không.
Việc ưu tiên sử dụng amoniac xanh cho các ngành công nghiệp nặng như vậy có thể góp phần khử các-bon trên khắp Đông Nam Á; trong khi việc đồng đốt amoniac với than có nguy cơ quá đắt, chậm triển khai trên quy mô lớn và có cường độ các-bon quá cao để giúp các quốc gia khử các-bon trong ngành điện của họ theo Thỏa thuận Paris.
Để biết thêm thông tin, hãy xem phần tóm tắt của chúng tôi (bằng tiếng Anh) về tác động bất lợi đến khí hậu và kinh tế của việc đồng đốt amoniac với than để sản xuất điện, hoặc liên hệ với Hanna Hakko hoặc Katrine Petersen.
