EN
Những tiến bộ mới nhất trong công nghệ phát điện là gì?
Trong bối cảnh thị trường năng lượng toàn cầu không ngừng thay đổi, phát điện công nghệ đang đi đầu trong sự chuyển dịch này. Trước hai thách thức song song là đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và giảm phát thải carbon, những tiến bộ gần đây trải rộng trên nhiều nguồn năng lượng khác nhau, từ nhiên liệu hóa thạch đến năng lượng tái tạo và điện hạt nhân. Những đổi mới này không chỉ nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của phát điện mà còn mở đường cho một tương lai năng lượng bền vững hơn.
Những tiến bộ trong công nghệ phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch
Công nghệ siêu tới hạn và công nghệ CFB tiên tiến
Bất chấp nỗ lực chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, phát điện bằng than vẫn đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu năng lượng của nhiều quốc gia. Việc phát triển các nồi hơi siêu tới hạn (USC) đã đánh dấu một bước tiến lớn. Những nồi hơi này hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cực cao, đạt hiệu suất nhiệt lên đến 45%, đây là mức cải thiện đáng kể so với các nồi hơi dưới tới hạn truyền thống. Ví dụ, tại Trung Quốc, nhiều nhà máy điện mới chạy bằng than đang áp dụng công nghệ USC, giúp giảm lượng than tiêu thụ cũng như phát thải CO₂ trên mỗi đơn vị điện năng sản xuất.
Một đổi mới khác là công nghệ giường tầng lưu hóa tuần hoàn siêu tới hạn 660 megawatt (CFB). Dự án đầu tiên trên thế giới sử dụng công nghệ này, được đặt tại thành phố Bân Châu, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc, đã được đưa vào vận hành thương mại thành công. Công nghệ này có khả năng đốt được nhiều loại nhiên liệu chất lượng thấp như than bùn và đá phiến, đồng thời vẫn duy trì hiệu suất cao. Công nghệ cũng tích hợp các biện pháp bảo vệ môi trường tiên tiến, ví dụ như quy trình khử lưu huỳnh bán khô với hiệu suất khử lưu huỳnh trên 98%, cùng thiết kế bộ lọc bụi kiểu túi sáng tạo giúp giảm chi phí đầu tư và mức tiêu thụ điện năng.
Công nghệ đốt hỗn hợp than - amoniac
Trong nỗ lực giảm carbon cho phát điện bằng than, khái niệm đốt hỗn hợp than - amoniac đã ra đời. Gần đây, Tập đoàn Năng lượng Quốc gia Trung Quốc đã thực hiện thành công thử nghiệm đốt hỗn hợp amoniac - than trên tổ máy phát điện than 600 MW. Thử nghiệm này sử dụng công nghệ đốt hỗn hợp sơ bộ amoniac - than và đạt được vận hành ổn định ở nhiều chế độ tải khác nhau. Tỷ lệ cháy hết của amoniac đạt tới 99,99%, mức tăng nồng độ oxit nitơ trước thiết bị khử nitơ được kiểm soát trong khoảng 20 mg/Nm³. Việc sử dụng amoniac, một nhiên liệu không phát thải carbon, để thay thế một phần than có thể giảm đáng kể lượng khí CO2 phát thải từ phát điện chạy bằng than, mở ra hướng đi mới cho việc giảm phát thải carbon trong ngành phát điện than.
Đột phá trong Phát điện từ Năng lượng Tái tạo
Phát điện Mặt trời Hiệu suất Cao
Lĩnh vực phát điện năng lượng mặt trời đã có những bước tiến đáng kể trong những năm gần đây. Các tế bào quang điện loại N đang trở thành xu hướng chủ đạo mới, với thị phần tăng hơn 50 điểm phần trăm so với năm trước. Những tế bào này có hiệu suất chuyển đổi cao hơn, đạt tới 25 - 26% trong sản xuất hàng loạt, so với mức 20 - 22% của các tế bào loại P truyền thống. Ví dụ, một số nhà máy điện mặt trời quy mô lớn tại Hoa Kỳ và Trung Quốc hiện đang sử dụng các tấm pin mặt trời loại N, có khả năng tạo ra nhiều điện hơn trên mỗi đơn vị diện tích, từ đó giảm chi phí tổng cho việc phát điện mặt trời.
Một phát triển khác là sự gia tăng của công nghệ điện mặt trời nhiệt (CSP) kết hợp với lưu trữ năng lượng. Tại các khu vực có nhiều ánh nắng, như các sa mạc ở Trung Đông và Bắc Phi, các nhà máy CSP đang được xây dựng cùng hệ thống lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy. Các nhà máy này có thể lưu trữ năng lượng mặt trời vào ban ngày và sản xuất điện vào ban đêm hoặc trong những ngày nhiều mây, cung cấp nguồn điện ổn định hơn. Chẳng hạn, tổ hợp Noor Complex tại Ma Rốc là một trong những nhà máy CSP lớn nhất thế giới, với công suất 580 MW và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy hoạt động trong 7 giờ, đảm bảo sản xuất điện liên tục ngay cả sau khi mặt trời lặn.
Phát Điện Gió Quy Mô Lớn Và Tiên Tiến
Kích thước của các tuabin gió đang không ngừng tăng lên. Tuabin gió ngoài khơi lớn nhất thế giới với công suất 26 megawatt đã được ra mắt thành công. Các tuabin lớn hơn đồng nghĩa với việc có khả năng phát điện cao hơn và chi phí thấp hơn cho mỗi đơn vị điện năng. Ngoài ra, công nghệ tuabin gió nổi cũng đang đạt được những tiến bộ đáng kể. Những tuabin này có thể lắp đặt ở những vùng nước sâu hơn nơi nguồn gió dồi dào hơn. Na Uy và Vương Quốc Anh đang đi đầu trong việc phát triển và triển khai các trang trại gió nổi, mở rộng khu vực tiềm năng cho sản xuất điện từ gió.
Các hệ thống điều khiển tiên tiến cũng đang được áp dụng cho tuabin gió. Các hệ thống này có thể điều chỉnh góc nghiêng (pitch) và hướng quay (yaw) của các cánh quạt theo thời gian thực dựa trên tốc độ và hướng gió, tối ưu hóa hiệu suất phát điện và giảm hao mòn thiết bị tuabin. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả hoạt động tổng thể của các trang trại gió mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Phát Điện Từ Biomass Kết Hợp Thu Hồi Năng Lượng
Công nghệ phát điện từ sinh khối cũng đã có những bước tiến vượt bậc. Công nghệ "kết hợp thu hồi nhiệt độ trên toàn dải nhiệt độ và phát thải khí thải siêu thấp" đã được thí điểm thành công. Công nghệ này không chỉ giúp các nhà máy điện sinh khối đạt mức phát thải khí thải siêu thấp mà còn thu hồi nhiệt có giá trị thấp và tách, thu hồi các chất ô nhiễm trong khí thải. Ví dụ, tại một nhà máy điện sinh khối 30 MW, công nghệ này có thể thu hồi 14 MW nhiệt năng có giá trị cao mỗi giờ, có thể sử dụng để phát điện hoặc sưởi ấm. Đồng thời, nó cũng có thể chuyển đổi nitơ oxit trong khí thải thành phân bón lỏng amoni nitrat có nồng độ 15%, biến phế phẩm thành tài nguyên quý giá, tạo ra lợi ích kinh tế bổ sung cho các nhà máy điện sinh khối.
Những đổi mới trong công nghệ phát điện hạt nhân
Lò phản ứng Hạt nhân Modular Nhỏ (SMRs)
Các nhà máy điện hạt nhân mô-đun cỡ nhỏ là một xu hướng mới nổi trong lĩnh vực sản xuất điện hạt nhân. Các nhà máy này có kích thước nhỏ hơn, với công suất thường dao động từ 10 đến 300 MW, so với mức trên 1000 MW của các nhà máy hạt nhân quy mô lớn truyền thống. SMR được chế tạo tại nhà máy, giúp giảm thời gian và chi phí xây dựng. Chúng cũng được trang bị các tính năng an toàn nâng cao, chẳng hạn như hệ thống làm mát thụ động có thể ngăn chặn tình trạng nóng chảy lõi trong trường hợp khẩn cấp. Các quốc gia như Hoa Kỳ, Canada và Vương quốc Anh đang tích cực nghiên cứu và phát triển SMR, với một số dự án dự kiến sẽ đi vào hoạt động trong thập kỷ tới.
Chu trình Nhiên liệu Tiên tiến
Một lĩnh vực đổi mới khác trong công nghệ năng lượng hạt nhân là các chu trình nhiên liệu tiên tiến. Các công nghệ chu trình nhiên liệu mới nhằm cải thiện việc sử dụng nhiên liệu hạt nhân và giảm lượng chất thải hạt nhân. Ví dụ, việc phát triển các lò phản ứng nhanh có thể sử dụng uranium hiệu quả hơn và tạo ra ít chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài hơn so với các lò phản ứng nước nhẹ truyền thống. Một số quốc gia như Nga và Trung Quốc đang thực hiện nghiên cứu và phát triển công nghệ lò phản ứng nhanh, với mục tiêu xây dựng các lò phản ứng trình diễn trong tương lai gần.
Câu hỏi thường gặp: Tiến bộ trong Công nghệ Phát điện
Những tiến bộ này ảnh hưởng như thế nào đến chi phí phát điện?
Các công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực điện mặt trời, điện gió và điện sinh khối đang dần làm giảm chi phí. Ví dụ, hiệu suất ngày càng cao của các tế bào quang điện và kích thước lớn hơn của các tuabin gió giúp giảm chi phí sản xuất điện trên mỗi đơn vị. Trong lĩnh vực phát điện từ nhiên liệu hóa thạch, các công nghệ như lò hơi USC và CFB cũng cải thiện hiệu suất, làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và từ đó giảm chi phí. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cho một số công nghệ mới như SMRs trong điện hạt nhân có thể rất cao, nhưng chúng được kỳ vọng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế trong dài hạn.
Các công nghệ phát điện mới này có thân thiện với môi trường không?
Hầu hết các tiến bộ mới nhất đều được thiết kế với mục tiêu bảo vệ môi trường. Các công nghệ năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió và điện sinh khối phát thải ít hoặc gần như không có khí nhà kính trong quá trình vận hành. Trong phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các công nghệ như đốt chung than - amoniac và lò hơi CFB tiên tiến hướng tới việc giảm phát thải carbon dioxide và các chất ô nhiễm. Điện hạt nhân, với các công nghệ tiên tiến như SMR (lò phản ứng nhỏ mô-đun) và chu trình nhiên liệu nâng cao, cũng có tiềm năng thân thiện với môi trường hơn nhờ cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm thiểu chất thải.
Các công nghệ mới này có thể được triển khai trên toàn cầu nhanh đến mức nào?
Tốc độ triển khai khác nhau tùy theo công nghệ. Các công nghệ điện mặt trời và điện gió đang được triển khai tương đối nhanh chóng, đặc biệt là ở những khu vực có chính sách hỗ trợ thuận lợi và nguồn tài nguyên dồi dào. Ví dụ, Trung Quốc và Hoa Kỳ đang tăng cường nhanh chóng công suất điện mặt trời và điện gió của họ. Tuy nhiên, các công nghệ như SMRs (Small Modular Reactors) trong năng lượng hạt nhân và một số công nghệ phát điện sinh khối tiên tiến có thể mất nhiều thời gian hơn để được triển khai rộng rãi do phải trải qua các quy trình phê duyệt về mặt quản lý, chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu về mức độ trưởng thành của công nghệ.
Những bước tiến này có cải thiện độ tin cậy trong cung cấp điện hay không?
Có, điều đó là đúng. Các công nghệ như CSP với lưu trữ năng lượng trong phát điện mặt trời và hệ thống điều khiển tiên tiến trong phát điện gió có thể cung cấp đầu ra điện ổn định hơn. Trong phát điện từ nhiên liệu hóa thạch, các loại lò hơi và công nghệ đốt cháy tiên tiến cải thiện độ tin cậy của nhà máy điện. Các nhà máy điện hạt nhân nhỏ (SMRs) cũng sở hữu các tính năng an toàn và độ tin cậy cao hơn, góp phần mang lại nguồn cung cấp điện ổn định hơn.
Chính phủ đóng vai trò gì trong việc thúc đẩy những tiến bộ này?
Chính phủ đóng vai trò quan trọng. Họ có thể cung cấp các ưu đãi tài chính, chẳng hạn như trợ cấp và miễn giảm thuế, cho việc phát triển và triển khai các công nghệ phát điện mới. Ví dụ, nhiều quốc gia cung cấp trợ cấp cho các dự án năng lượng mặt trời và gió. Chính phủ cũng ban hành các quy định về môi trường, từ đó thúc đẩy việc phát triển các công nghệ phát điện sạch hơn trong các lĩnh vực nhiên liệu hóa thạch và năng lượng hạt nhân. Ngoài ra, họ có thể đầu tư vào nghiên cứu và phát triển cũng như hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng cho các công nghệ phát điện mới.
Table of Contents
- Những tiến bộ mới nhất trong công nghệ phát điện là gì?
- Những tiến bộ trong công nghệ phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch
- Đột phá trong Phát điện từ Năng lượng Tái tạo
- Những đổi mới trong công nghệ phát điện hạt nhân
-
Câu hỏi thường gặp: Tiến bộ trong Công nghệ Phát điện
- Những tiến bộ này ảnh hưởng như thế nào đến chi phí phát điện?
- Các công nghệ phát điện mới này có thân thiện với môi trường không?
- Các công nghệ mới này có thể được triển khai trên toàn cầu nhanh đến mức nào?
- Những bước tiến này có cải thiện độ tin cậy trong cung cấp điện hay không?
- Chính phủ đóng vai trò gì trong việc thúc đẩy những tiến bộ này?