chuyển hóa sử dụng than

3

chuyÓn hãa vµ sö dông than

hµ néi - 2008

3

I. MỞ ĐẦU

Người ta cho rằng trong tương lai không xa, khi nguồn dầu mỏ cạn kiệt,

người tiêu dùng sẽ quay sang những nguồn cung cấp mới. Nếu cơ sở hạ tầng

sản xuất được chuẩn bị ngay từ bây giờ, thì có thể ngăn chặn được sự sụp đổ

trên diện rộng mà người ta dự đoán là sẽ xảy ra vào cuối kỷ nguyên dầu mỏ.

Theo tài liệu thống kê về năng lượng thế giới của BP (BP Statistical

Review of World Energy), năm 1985 trữ lượng dầu còn lại có thể khai thác về

mặt kinh tế là 770 tỷ thùng. Vào năm 2005, tức là sau 20 năm tiêu thụ, con số

này lại được đánh giá là 1.200 tỷ thùng. Song dầu mỏ vẫn là một nguồn năng

lượng có hạn, và với tốc độ tiêu thụ như hiện nay, người ta cho rằng chúng ta

sẽ cạn nguồn tài nguyên này trong vòng 40 năm nữa. Hơn nữa, phần lớn

nguồn dầu mỏ lại tập trung ở một số ít vùng bất ổn định trên thế giới (ví dụ:

Trung Đông 62%, Arập Xê út 22%), có thể bị ngừng cung cấp bất kỳ lúc nào

do các cuộc xung đột và các hoạt động không thuận lợi của các Chính phủ.

Những lo ngại này đang tác động đến giá dầu trên thế giới.

Trong tình hình đó, những nguồn nhiên liệu hoá thạch phi truyền thống

sẽ là một giải pháp đầy tiềm năng. Nếu tất cả những nguồn năng lượng phi

truyền thống của thế giới được biến đổi thành dầu nhờ công nghệ hiện đại, thì

người ta sẽ có một lượng dầu ước 8.800 tỷ thùng. Với tốc độ tiêu thụ 30 tỷ

thùng/năm, thì số lượng trên sẽ đủ dùng trong vòng 300 năm hoặc hơn nữa.

Những lớp cát và đá chứa dầu, nhất là ở mỏ Athabasca ở Alberta

(Canada) và vành đai Orinoco (Venezuela), là những nguồn năng lượng mới,

lớn, có khả năng tạo ra 6.600 tỷ thùng dầu, song số hiện tại có thể khai thác

về phương diện kinh tế chỉ vào khoảng 10-20% con số trên.

Nếu khám phá được nguồn dự trữ dầu mới và có những công nghệ mới

để khai thác triệt để hơn nữa nguồn dầu đang có thì thời điểm khủng hoảng

dầu mỏ có thể được đẩy lùi thêm. Tuy nhiên việc cạn nguồn nguyên liệu dầu

mỏ là một thực tế đang đến rất gần.

Việc sản xuất nhiên liệu/hóa chất từ khí tổng hợp (CO + H2) đang

nhận được sự quan tâm ngày càng tăng bởi vì nguồn dầu mỏ đang dần cạn

kiệt và giá dầu thô luôn biến động. Các nhiên liệu, đặc biệt là diesel, thu

được từ quá trình chuyển hóa khí tổng hợp thông qua phản ứng tổng hợp

Fischer-Tropsch (F-T) (tên của hai kỹ sư người Đức, Franz Fisher và Hans

Tropsch đã sáng chế ra quá trình này vào năm 1920 để sản xuất dầu thô từ

than và khí đốt), đã được thừa nhận là có chất lượng rất cao. Nhiên liệu này

4

sẽ tham gia tích cực vào việc bảo vệ môi trường và tăng hiệu quả năng

lượng trong lĩnh vực vận tải khi các động cơ diesel hiện đại được áp dụng

đại trà trong phương tiện vận tải. Công nghệ F-T phát triển trong những

năm gần đây có tính khả thi đủ để xây dựng các khu liên hợp qui mô lớn.

Dưới quan điểm xem xét dài hạn về khả năng phát triển quá trình chuyển

hóa than thành chất lỏng, cần phải xem xét nhiều hướng đi. Đây là những

hướng đi có khả năng quyết định tính khả thi của tất cả các loại dự án trong

lĩnh vực này. Nhìn chung, các hướng đi phải có các điểm chung là:

1. Hiệu quả về mặt sinh năng lượng nhiệt

2. Giá thành chấp nhận được

3. Ưu điểm về môi trường

Các vấn đề này đã được giải quyết tốt bằng cách sử dụng những con

đường chuyển hóa than thành chất lỏng đa thế hệ. Trong số những con đường

khác nhau, về nguyên tắc, quá trình sản xuất đồng thời nhiên liệu lỏng và điện

hiện đang chiếm ưu thế. Hiệu quả của quá trình tăng lên là do sự cân bằng

năng lượng tốt hơn trong phương thức đồng sản xuất còn ưu điểm bảo vệ môi

trường là do công nghệ loại sự ô nhiễm dễ dàng được áp dụng. Các quá trình

mới nhất sẽ đảm bảo giải pháp tốt hơn để bảo vệ môi trường.

II. TÌNH HÌNH CHUYỂN HÓA, SỬ DỤNG THAN TRONG LĨNH VỰC

PHÁT NĂNG LƯỢNG VÀ HÓA CHẤT

Theo dự tính của các chuyên gia, cùng với sự tăng dân số, việc tiêu thụ

năng lượng trên toàn cầu có thể tăng thêm 27% trong vòng 15 năm tới (Hình

1). Mức tiêu thụ năng lượng ngày càng gia tăng phần lớn là ở các nước đang

phát triển. Tương tự, sự phân bố nhu cầu về điện theo nguồn năng lượng cũng

không ngừng tăng lên và dự tính đến năm 2020 nhu cầu về điện trên thế giới

tương đương với khoảng 5,5 tỷ tấn dầu, đến năm 2030 là tương đương 6,5 tỷ

tấn dầu (Hình 2).

Từ thế kỷ trước và cho đến những năm 2030, than và khí tự nhiên vẫn là

những nguồn nguyên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất trong số các nguồn nguyên

liệu sản xuất điện bao gồm: than, khí tự nhiên, dầu mỏ, năng lượng hạt nhân

và năng lượng tái tạo.

Hình 1: Sự tăng nhu cầu sử dụng năng lượng trên thế giới

Hình 2: Phân bố nhu cầu điện theo nguồn năng lượng trên thế giới

Theo đánh giá của BP trong báo cáo BP Statistical Review 2004, tính

đến năm 2003, trữ lượng than trên toàn thế giới là 984 tỷ tấn (50% than

antraxit và 50% than nâu) và có thể khai thác trong 192 năm nữa (Hình 3).

Mỹ, Cộng đồng các quốc gia độc lập và Trung Quốc là các quốc gia có trữ

lượng than lớn nhất thế giới (chiếm trên 50% trữ lượng than thế giới). Các

quốc gia khác như Ấn Độ, Úc, Nam Phi có trữ lượng than tương ứng là 90, 90

và 50 tỷ tấn.

5