Pakistan và bài toán than non

130

Sở hữu một nguồn nhiên liệu khổng lồ, vấn đề của Pakistan là làm sao biến nguồn nhiên liệu đó thành điện. Đó là khi GE vào cuộc.

 

Nồi hơi của một nhà máy điện siêu tới hạn ở Neurath, Đức. Nguồn ảnh: GE Steam Power.

Phía dưới sa mạc Thar khô cằn của Pakistan 305m là nơi có nhiều nhiên liệu hơn bất cứ mỏ dầu nào từng được biết đến ở Iran hay Ả Rập Xê Út. Chỉ một lượng nhỏ trong số 175 tỷ tấn than non của mỏ nhiên liệu này cũng đủ để cung cấp 20% lượng năng lượng hiện tại của Pakistan trong 50 năm. Điều này có ý nghĩa rất lớn tới việc cung cấp điện cho 200 triệu dân Pakistan, vốn chỉ tiêu dùng một lượng điện tính trên đầu người bằng 1/3 của Mỹ. Than sẵn có sẽ giảm chi phí nhập khẩu dầu và than đá, giảm sự phụ thuộc của Pakistan vào các nguồn điện bên ngoài.

Nhưng mọi chuyện lại không đơn giản và “ngon ăn” như vậy. Đốt cháy than non chẳng khác gì đốt củi ẩm trong lò sưởi. Chứa hơn 50% là nước và các tạp chất khác, than non là loại nhiên liệu có lượng calo thấp và không mang lại nhiều giá trị cho sản xuất điện. Đó là lý do vì sao phần lớn trữ lượng than của Thar chưa được khai thác kể từ khi được tình cờ phát hiện năm 1992. Chín năm trước, khi công ty hợp tác công – tư Sindh Engro Coal Mining mua 1% nguồn dự trữ để khai thác, họ vẫn còn chưa giải được bài toán làm sao để đốt than non.

Lời giải đã được tìm ra vào tháng trước: GE Power, với kinh nghiệm đốt loại than non tương tự ở châu Âu và Mỹ, sẽ mang công nghệ tua-bin hơi nước và nồi hơi tới Pakistan. Nhà thầu SEPCO III của Trung Quốc đã thông báo rằng họ sẽ sử dụng các thiết bị của GE trong nhà máy điện mới ở gần Karrachi. Nhà máy được gọi là “Qasim-Lucky” này sẽ sản xuất 660 MW điện để cung cấp cho 1,3 triệu hộ dân và doanh nghiệp Pakistan khi nó bắt đầu hoạt động thương mại năm 2021.

“Là nhà máy điện siêu tới hạn đầu tiên ở khu vực Trung Đông, Bắc Phi và Thổ Nhĩ Kỳ, dự án sẽ tạo ra những dấu ấn mới của ngành điện ở Pakistan,” Qin Xubao, giám đốc dự án tại SEPCO III, cho biết.

Ultra-supercritical (USC)” (siêu tới hạn) là thuật ngữ mô tả áp suất khổng lồ GE đạt được bên trong tua-bin hơi nước. Quá trình đột phá công nghệ này bắt đầu ở nhà máy điện Beater Wheel, nơi họ nghiền than non mịn như bột trẻ em. Với bề mặt tiếp xúc nhiều hơn, các phân tử than tí hon khô dễ và nhanh hơn khi khí nóng thổi bụi than vào trong buồng đốt. Ở đó, với nhiệt độ trung bình khoảng 340 độ C, than non sẽ được đốt cháy dễ dàng.

Một tua-bin hơi nước siêu tới hạn ở nhà máy điện RDK8 tại Đức. Áp suất hơi nước bên trong đạt tới 4000 pounds/inch vuông, cao hơn áp suất một viên đạn tạo ra khi bắn vào một vật rắn. Nguồn ảnh: GE Steam Power.

Kích thước là thách thức khi đốt than non. Lượng khí gas trên mỗi cm2 trong nồi hơi phải như nhau. Vì nhiên liệu khác nhau cháy ở nhiệt độ khác nhau, GE đã thiết kế nồi hơi theo các chiều Goldilocks: không quá nhỏ để nhiên liệu bị quá nóng mà cũng không quá lớn khiến nó khó cháy. Vị trí của mỗi bộ phận trong nồi hơi cũng quan trọng không kém.

“Cách đưa khí vào ngọn lửa, cách bạn quản lý độ to nhỏ của lửa và vị trí của ngọn lửa … tất cả đều ảnh hưởng tới việc than non phản ứng và cháy,” Sacha Parneix, giám đốc thương mại của Steam Power thuộc GE tại khu vực Trung Đông, Bắc Phi và Thổ Nhĩ Kỳ (MENAT), giải thích. “Chúng tôi có hàng loạt chi tiết được thiết kế đặc biệt để đảm bảo thực sự đốt cháy hoàn toàn loại nhiên liệu vốn không dễ cháy này”.

Hơi nóng sau đó di chuyển lên phía trên tới nồi hơi, nơi nó biến nước dự trữ trong các ống thành hơi nước. Hơi nước quay các tua-bin khổng lồ để phát điện. Đây cũng là một thủ thuật khác trong tua-bin hơi nước của GE.

Công nghệ siêu tới hạn của GE đặt hơi nước dưới áp suất khoảng 4.000 pounds/inch vuông, tương tự tác động của một viên đạn bắn vào vật rắn, và đun nóng tới 1112 độ F (600 độ C). Hơi nóng và áp suất biến đổi hơi nước thành một “chất lỏng siêu tới hạn”, thời điểm mà tại đó một chất không còn là chất lỏng hay chất khí cụ thể nhưng lại cùng có các đặc điểm của cả hai thể này. Ở trạng thái này, hơi nước có thể làm tua-bin quay nhanh hơn 20% so với hiệu suất nhiệt năng ròng trung bình của một nhà máy nhiệt điện. Hiệu suất nhiệt năng ròng trung bình là chỉ số dùng để đánh giá khả năng chuyển đổi nhiên liệu thành nhiệt năng.

Công nghệ siêu tới hạn tiêu thụ ít nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và giảm lượng khí CO2 thải ra mỗi trường trên mỗi kWh điện được sản xuất.

Lucky Power là một trong những đóng góp của GE Power vào quá trình đa dạng hóa lưới điện của Pakistan. Tháng 5 vừa qua, hai tua-bin khí gas HA của GE bắt đầu sản xuất thương mại ở nhà máy chu trình hỗn hợp Bhikki ở Lahore để cung cấp điện cho 2,4 triệu hộ dân. Tua-bin khí gas này cũng dự kiến được sử dụng ở hai nhà máy điện khác của Pakistan là Balloki và Haveli Bahadur Shah. Riêng Haveli Bahadur Shah được kỳ vọng sẽ cung cấp điện cho 2,5 triệu hộ dân.

GE cũng đang cộng tác với Hawa Energy trong kế hoạch xây dựng nhà máy phong điện dọc hành lang gió Gharo-Keti Bandar ở Jhimpir. Hiện ¼ sản lượng điện của Pakistan đang được sản xuất trên các thiết bị công nghệ của GE.

Theo Amy Kover

BÌNH LUẬN CỦA BẠN