Tính Toán Và Xây Dựng Biểu Giá Điện Sản Xuất Từ Sinh Khối Vỏ Trấu Tại Việt Nam

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu hus tính toán và xây dựng biểu giá điện sản xuất từ nguồn sinh khối vỏ trấu phù hợp với điều kiện, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Thị Bích Nguyệt
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Đình Thống
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Tính Toán Và Xây Dựng Biểu Giá Điện Sản Xuất Từ Nguồn Sinh Khối Vỏ Trấu Phù Hợp Với Điều Kiện Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN VỎ TRẤU
• 1.2. Hiện trạng sử dụng vỏ trấu tại Việt Nam
• 1.3. Tiềm năng khai thác trấu cho sản xuất điện
• 1.4. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN TRẤU TRÊN THẾ GIỚI VÀ MỘT SỐ DỰ ÁN ĐIỆN TRẤU Ở VIỆT NAM
• 1.5. KINH NGHIỆM XÂY DỰNG BIỂU GIÁ ĐIỆN SINH KHỐI TRÊN THẾ GIỚI VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG BIỂU GIÁ ĐIỆN TRẤU Ở VIỆT NAM
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Phương pháp thu thập, kế thừa tài liệu
• 2.2.2. Phương pháp luận tính toán
• 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Excel
• 2.3. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Lựa chọn công nghệ sản xuất điện trấu
• 3.2. Cơ sở xây dựng biểu giá
• 3.3. Các dữ liệu đầu vào
• 3.4. Các thông số kỹ thuật và kinh tế tài chính
• 3.5. Xác định giá điện trấu quy dẫn
• 3.6. Phân tích chỉ tiêu kinh tế của nhà máy điện trấu
• 3.7. Phân tích chỉ tiêu tài chính của nhà máy điện trấu
• 3.8. Đề xuất cơ chế hỗ trợ giá điện trấu
• 3.8.1. Mức hỗ trợ giá
• 3.8.2. Chính sách ưu đãi về vốn đầu tư, thuế, đất đai
• 3.9. Phân tích các rào cản/khó khăn trong việc xây dựng biểu giá điện trấu ở Việt Nam và giải pháp khắc phục
• 3.9.1. Rào cản về trình độ công nghệ và hạ tầng kỹ thuật
• 3.9.2. Rào cản về nguồn tài chính và giá bán điện
• 3.9.3. Rào cản về cơ chế - chính sách
• 3.9.4. Giải pháp khắc phục
• 3.9.4.1. Giải pháp về công nghệ
• 3.9.4.2. Giải pháp về nguồn tài chính và giá bán điện
• 3.9.4.3. Giải pháp đối với rào cản về cơ chế hỗ trợ - chính sách
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Biểu Giá Điện Từ Sinh Khối Vỏ Trấu Tại Việt Nam

Biểu giá điện từ sinh khối vỏ trấu tại Việt Nam đang trở thành một chủ đề nóng trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng được chú trọng. Nguồn vỏ trấu, một sản phẩm phụ từ ngành nông nghiệp, có tiềm năng lớn trong việc sản xuất điện. Tuy nhiên, việc xây dựng biểu giá điện phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam vẫn còn nhiều thách thức.

1.1. Nguồn Gốc Và Ứng Dụng Của Vỏ Trấu

Vỏ trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa, chiếm khoảng 20% khối lượng hạt lúa. Tại Việt Nam, vỏ trấu chủ yếu được sử dụng làm chất đốt trong sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, phần lớn vẫn chưa được khai thác triệt để, dẫn đến lãng phí và ô nhiễm môi trường.

1.2. Hiện Trạng Sử Dụng Vỏ Trấu Tại Việt Nam

Hiện nay, chỉ khoảng 20-25% vỏ trấu được sử dụng hiệu quả, trong khi phần còn lại thường bị thải bỏ hoặc đốt không kiểm soát. Điều này không chỉ gây lãng phí mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Việc Xây Dựng Biểu Giá Điện Từ Vỏ Trấu

Việc xây dựng biểu giá điện từ sinh khối vỏ trấu gặp nhiều thách thức, từ công nghệ sản xuất đến chính sách hỗ trợ. Giá điện từ nguồn năng lượng tái tạo thường cao hơn so với năng lượng truyền thống, điều này làm giảm sức hấp dẫn đối với các nhà đầu tư.

2.1. Thách Thức Về Công Nghệ Sản Xuất Điện

Công nghệ sản xuất điện từ vỏ trấu còn mới mẻ tại Việt Nam. Nhiều nhà máy chưa được trang bị công nghệ hiện đại, dẫn đến hiệu suất thấp và chi phí cao.

2.2. Rào Cản Về Chính Sách Hỗ Trợ

Chính sách hỗ trợ cho năng lượng tái tạo chưa đủ mạnh, khiến cho việc đầu tư vào sản xuất điện từ vỏ trấu trở nên khó khăn. Cần có các cơ chế khuyến khích rõ ràng để thu hút nhà đầu tư.

III. Phương Pháp Tính Toán Giá Điện Từ Vỏ Trấu

Để xây dựng biểu giá điện từ vỏ trấu, cần áp dụng các phương pháp tính toán khoa học và hợp lý. Việc này không chỉ giúp xác định giá thành sản xuất mà còn đảm bảo tính khả thi trong việc triển khai.

3.1. Phương Pháp Tính Toán Chi Phí Sản Xuất

Chi phí sản xuất điện từ vỏ trấu bao gồm nhiều yếu tố như chi phí nguyên liệu, chi phí vận hành và bảo trì. Cần có một mô hình tính toán chi tiết để xác định giá điện hợp lý.

3.2. Đánh Giá Hiệu Quả Kinh Tế

Đánh giá hiệu quả kinh tế của nhà máy điện từ vỏ trấu là rất quan trọng. Cần phân tích các chỉ tiêu kinh tế như tỷ suất hoàn vốn, thời gian hoàn vốn và lợi nhuận dự kiến.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Và Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu về biểu giá điện từ sinh khối vỏ trấu đã chỉ ra nhiều ứng dụng thực tiễn. Các nhà máy điện từ vỏ trấu không chỉ giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn thu cho địa phương.

4.1. Các Dự Án Điện Từ Vỏ Trấu Tại Việt Nam

Một số dự án điện từ vỏ trấu đã được triển khai tại các tỉnh miền Tây, cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng nguồn năng lượng này. Các dự án này không chỉ cung cấp điện mà còn tạo ra việc làm cho người dân.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hiệu Suất

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng vỏ trấu để sản xuất điện có thể đạt hiệu suất cao nếu được áp dụng công nghệ hiện đại. Điều này mở ra cơ hội lớn cho ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Biểu Giá Điện Từ Vỏ Trấu

Biểu giá điện từ sinh khối vỏ trấu có tiềm năng lớn trong việc phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam. Tuy nhiên, cần có các chính sách hỗ trợ và đầu tư mạnh mẽ để khai thác triệt để nguồn năng lượng này.

5.1. Tương Lai Của Năng Lượng Tái Tạo Tại Việt Nam

Năng lượng tái tạo, đặc biệt là từ vỏ trấu, sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Cần có chiến lược phát triển rõ ràng để khai thác nguồn năng lượng này.

5.2. Đề Xuất Chính Sách Hỗ Trợ

Đề xuất các chính sách hỗ trợ cho việc phát triển điện từ vỏ trấu, bao gồm các cơ chế khuyến khích đầu tư và hỗ trợ tài chính cho các dự án năng lượng tái tạo.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia sản xuất lúa gạo hàng đầu thế giới với sản lượng lúa bình quân đạt khoảng 43,6 triệu tấn thóc mỗi năm, tập trung trên 50% tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Quá trình xay xát lúa gạo phát sinh một khối lượng phụ phẩm khổng lồ khoảng 8,7 triệu tấn vỏ trấu hàng năm. Tuy nhiên, thực tế hiện nay chỉ có khoảng 20% đến 25% lượng trấu được tận dụng làm chất đốt sinh hoạt, lò gạch thủ công và phân bón. Khoảng 75% đến 80% lượng vỏ trấu còn lại, tương đương hơn 3 triệu tấn mỗi năm, chưa được xử lý hiệu quả mà bị đốt bỏ lộ thiên hoặc thải trực tiếp xuống hệ thống sông rạch, gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng và cản trở giao thông thủy.

Trong bối cảnh nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia đặt mục tiêu tỷ trọng năng lượng tái tạo chiếm 5,6% tổng công suất vào năm 2020 và tăng lên 9,4% vào năm 2030. Mặc dù tiềm năng sinh khối từ 3.096 cơ sở xay xát tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long là rất lớn, việc phát triển các dự án nhiệt điện trấu vẫn đình trệ. Nguyên nhân cốt lõi là giá thành sản xuất điện sinh khối cao hơn năng lượng truyền thống, trong khi cơ chế biểu giá điện hỗ trợ chưa được hoàn thiện.

Nghiên cứu được triển khai nhằm mục tiêu xác định giá điện quy dẫn, đánh giá toàn diện hiệu quả kinh tế và tài chính cho nhà máy điện trấu công suất 10 MW tại Đồng bằng sông Cửu Long. Đề tài cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn để đề xuất biểu giá điện ưu đãi Feed-in Tariff phù hợp, thúc đẩy giải quyết triệt để vấn đề rác thải nông nghiệp, cắt giảm khoảng 65.000 tấn khí thải CO2 mỗi năm và mở rộng nguồn thu từ tro trấu cho ngành vật liệu xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết chi phí năng lượng quy dẫn (Levelized Cost of Electricity - LCOE), kết hợp với lý thuyết phân tích dòng tiền chiết khấu (Discounted Cash Flow) và cơ chế biểu giá điện ưu đãi cố định (Feed-in Tariff - FIT). Các khái niệm then chốt được lượng hóa bao gồm: Giá trị hiện tại thuần (NPV), Tỷ suất hoàn vốn nội bộ kinh tế (EIRR), Tỷ suất hoàn vốn nội bộ tài chính (FIRR) và Chi phí vốn bình quân gia quyền (WACC).

Hệ thống phát điện được mô hình hóa theo chu trình nhiệt động Rankine với công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFBC) kết hợp tuabin ngưng hơi thuần túy. Đặc tính kỹ thuật của vỏ trấu làm nhiên liệu đầu vào được xác định với nhiệt trị trung bình 3.104 kcal/kg, độ ẩm tự nhiên 14%, hàm lượng tro dao động 15,73% đến 18% và khối lượng riêng 120 kg/m3. Về mặt hóa học, thành phần chất bốc hữu cơ chiếm 75%, Carbon chiếm 41,44%, Hydro chiếm 4,94% và Silic dioxit trong tro đạt trên 80%. Các chỉ số này là tham số đầu vào quan trọng để tính toán cân bằng vật chất và hiệu suất nhiệt điện năng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp khảo sát thực địa, thu thập số liệu thứ cấp và mô hình hóa tài chính trên phần mềm bảng tính. Cỡ mẫu nghiên cứu thực tế gồm 108 nhà máy xay xát lúa gạo phân bố tại 5 tỉnh thành trọng điểm gồm Cần Thơ, An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang và Sóc Trăng, kết hợp kế thừa chuỗi dữ liệu kỹ thuật từ 10 dự án điện trấu tiêu biểu có công suất từ 6 MW đến 10 MW tại miền Nam. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cao nhất cho vùng nguyên liệu tập trung lớn nhất cả nước.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích chi phí quy dẫn đa biến là nhằm phản ánh chính xác các yếu tố biến động đặc thù của Việt Nam: lãi suất vốn vay thương mại từ 10% đến 12%/năm, tỷ lệ vốn tự có 20% đến 30%, suất tiêu hao nhiên liệu từ 1,32 đến 1,58 kg trấu/kWh và hệ số già hóa thiết bị 2%/năm trong vòng đời dự án 20 năm. Toàn bộ kịch bản tài chính được kiểm định độ nhạy với các biến số then chốt như giá mua trấu 19,38 USD/tấn và thời gian vận hành nhà máy từ 6.500 đến 8.000 giờ/năm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, việc lựa chọn cấu hình công nghệ gồm 1 lò hơi tầng sôi tuần hoàn (thông số hơi 45 bar, 450 độ C) kết hợp 1 tuabin ngưng hơi thuần túy (40 bar, 400 độ C) công suất 10 MW mang lại hiệu suất phát điện tối ưu đạt 30%, suất tiêu hao nhiên liệu trung bình 1,468 kg trấu/kWh và tỷ lệ điện tự dùng của nhà máy khoảng 10%. Công nghệ này xử lý triệt để kích thước hạt nhỏ dưới 6 mm của vỏ trấu, giảm 90% lượng khí thải độc hại so với công nghệ ghi đốt truyền thống.

Thứ hai, kết quả tính toán chi phí quy dẫn xác định giá thành sản xuất điện trấu cơ sở đạt khoảng 8,5 đến 10,5 UScents/kWh (tương đương 1.800 đến 2.220 đồng/kWh). Mức giá này cao hơn 25% đến 35% so với giá thành nhiệt điện than nhập khẩu (khoảng 6,8 đến 7,2 UScents/kWh). Tổng mức đầu tư cho nhà máy điện trấu 10 MW dao động từ 15 triệu đến 20 triệu USD, tương ứng suất đầu tư từ 1.500 đến 2.000 USD/kW.

Thứ ba, phân tích tài chính chỉ ra rằng nếu áp dụng biểu giá chi phí tránh được hiện hành của thủy điện nhỏ, dự án điện trấu không khả thi với chỉ số NPV bị âm và tỷ suất FIRR chỉ đạt 4,5% đến 6,2%, thấp hơn nhiều so với chi phí sử dụng vốn vay 11%/năm. Dự án chỉ đạt ngưỡng sinh lời tài chính an toàn với FIRR từ 12% đến 14% khi giá bán điện được hỗ trợ đạt mức 9,5 đến 10,2 UScents/kWh.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính khiến giá điện trấu cao là do 100% thiết bị tuabin và lò hơi chuyên dụng phải nhập khẩu, kèm theo chi phí logistics thu gom vỏ trấu chiếm tới 35% tổng chi phí vận hành hàng năm bởi khối lượng riêng của trấu rất thấp (chỉ 120 kg/m3). Cơ cấu chi phí sản xuất điện trấu có thể được trực quan hóa rõ nét thông qua biểu đồ phân rã chi phí: khấu hao vốn đầu tư chiếm 45%, chi phí nhiên liệu chiếm 35%, chi phí vận hành bảo dưỡng O&M chiếm 15% và chi phí khác chiếm 5%.

So sánh với quốc tế, mức giá điện trấu 9,5 đến 10,2 UScents/kWh của Việt Nam tương đương với biểu giá cộng thêm (Adder) của Thái Lan dành cho nhà máy rất nhỏ dưới 10 MW (đạt 9,76 UScents/kWh) và thấp hơn mức giá FIT cố định của Trung Quốc (11,9 UScents/kWh) hay các nước châu Âu như Tây Ban Nha (21,5 UScents/kWh) và Séc (23,3 UScents/kWh). Khi giá trấu biến động tăng thêm 20% (từ 19,38 USD lên 23,25 USD/tấn), bảng phân tích độ nhạy chứng minh chỉ số FIRR sẽ giảm ngay 2,8%, đòi hỏi cơ chế giá điện phải có biên độ trượt giá nhiên liệu linh hoạt.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, kiến nghị Thủ tướng Chính phủ và Bộ Công Thương ban hành biểu giá điện ưu đãi FIT cố định cho các nhà máy điện đốt trấu nối lưới ở mức 9,5 đến 10,2 UScents/kWh với thời hạn hợp đồng mua bán điện (PPA) chuẩn kéo dài 20 năm, triển khai ngay trong giai đoạn 2016 - 2020.

Thứ hai, Bộ Tài chính thành lập quỹ hỗ trợ bù giá năng lượng tái tạo với mức trợ giá trực tiếp từ 2,0 đến 3,2 UScents/kWh (khoảng 420 đến 680 đồng/kWh) từ nguồn thu thuế bảo vệ môi trường đối với nhiên liệu hóa thạch và nguồn tài chính các-bon CDM khi cắt giảm 65.000 tấn CO2 mỗi năm cho mỗi cụm dự án 10 MW.

Thứ ba, Ngân hàng Phát triển Việt Nam (VDB) và các ngân hàng thương mại áp dụng gói tín dụng ưu đãi với lãi suất vay cố định 5% đến 7%/năm, thời hạn vay tối thiểu 12 đến 15 năm, đồng thời áp dụng chính sách miễn thuế thu nhập doanh nghiệp trong 4 năm đầu và giảm 50% trong 9 năm tiếp theo.

Thứ tư, Ủy ban nhân dân các tỉnh Đồng Tháp, An Giang, Cần Thơ và Tiền Giang tổ chức quy hoạch các cụm công nghiệp xay xát tập trung gắn liền với nhà máy điện trấu trong bán kính thu gom dưới 30 km, hỗ trợ 100% tiền thuê đất trong 5 năm đầu nhằm giảm chi phí vận chuyển trấu từ 15% đến 20%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách (Bộ Công Thương, Viện Năng lượng, Cục Điều tiết Điện lực): Ứng dụng mô hình tính toán giá quy dẫn và phương pháp xác định mức trợ giá bù chênh lệch để ban hành các văn bản quy phạm pháp luật về cơ chế khuyến khích phát triển điện sinh khối tại Việt Nam.

Nhóm doanh nghiệp và chủ đầu tư năng lượng tái tạo: Sử dụng trọn bộ thông số kỹ thuật, cấu hình lò hơi tầng sôi CFBC và bảng tính dòng tiền để lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi, dự toán chi phí đầu tư cho các dự án điện trấu quy mô từ 5 MW đến 20 MW.

Nhóm viện nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học: Kế thừa dữ liệu phân tích hóa lý của vỏ trấu, đặc tính phát thải khí và các mô hình nhiệt động học phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu về năng lượng sinh khối và khoa học môi trường.

Nhóm tổ chức tài chính và ngân hàng thương mại: Tham khảo các tiêu chuẩn đánh giá rủi ro tài chính, điểm hòa vốn, phân tích độ nhạy NPV và FIRR làm căn cứ thẩm định phương án cho vay tín dụng xanh đối với các dự án sinh khối.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao giá điện sản xuất từ vỏ trấu lại cao hơn nhiệt điện than truyền thống? Do toàn bộ công nghệ lò hơi tầng sôi và tuabin ngưng hơi phải nhập khẩu với suất đầu tư ban đầu lên tới 1.500 đến 2.000 USD/kW. Thêm vào đó, khối lượng riêng vỏ trấu thấp (120 kg/m3) làm gia tăng chi phí lưu kho, bốc dỡ và vận chuyển nhiên liệu.

Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFBC có ưu điểm gì vượt trội đối với vỏ trấu? Công nghệ CFBC tạo lớp sôi ổn định cho hạt trấu kích thước dưới 6 mm, nâng hiệu suất cháy lên trên 80% và đạt hiệu suất phát điện 30%. Quá trình này giúp kiểm soát tốt nhiệt độ buồng đốt, giảm thiểu tối đa khí phát thải độc hại SO2 và NOx.

Tro trấu thải ra sau quá trình phát điện được tái sử dụng như thế nào? Tro trấu chứa hàm lượng Silic dioxit (SiO2) tinh khiết trên 80%, được thu hồi qua hệ thống xyclon để làm phụ gia cao cấp sản xuất xi măng chống xâm thực, bê tông chịu lực hoặc phân bón hữu cơ, với giá trị thương mại từ 10 đến 100 USD/tấn.

Biến động giá nguyên liệu vỏ trấu ảnh hưởng ra sao đến tính khả thi của dự án? Nhiên liệu trấu chiếm 35% chi phí vận hành. Khi giá trấu tăng từ 19,38 USD/tấn lên mức trên 25 USD/tấn, tỷ suất hoàn vốn FIRR sẽ giảm xuống dưới 10%, khiến dự án gặp rủi ro tài chính nếu không có điều khoản trượt giá trong hợp đồng PPA.

Tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính của một nhà máy điện trấu 10 MW là bao nhiêu? Mỗi nhà máy điện trấu 10 MW tiêu thụ khoảng 85.000 tấn trấu/năm thay thế cho nhiệt điện than, giúp giảm phát thải trực tiếp khoảng 65.000 tấn CO2 tương đương mỗi năm, đủ điều kiện đăng ký bán chứng chỉ giảm phát thải CERs theo cơ chế CDM.

Kết luận

Thứ nhất, nghiên cứu khẳng định tiềm năng sinh khối khổng lồ từ hơn 3 triệu tấn vỏ trấu dư thừa hàng năm tại Đồng bằng sông Cửu Long là nguồn năng lượng sạch quý giá cần được khai thác quy mô công nghiệp.

Thứ hai, việc lựa chọn cấu hình công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFBC và tuabin ngưng hơi thuần túy 10 MW là giải pháp kỹ thuật tối ưu nhất, đạt hiệu suất phát điện 30% và tiêu hao 1,468 kg trấu/kWh.

Thứ ba, giá thành điện trấu quy dẫn được xác định khoa học ở mức 8,5 đến 10,5 UScents/kWh, đòi hỏi cơ chế biểu giá hỗ trợ FIT đạt từ 9,5 đến 10,2 UScents/kWh để bảo đảm tính khả thi tài chính với FIRR trên 12%.

Thứ tư, nghiên cứu thiết lập mô hình kết hợp toàn diện giữa biểu giá FIT cố định, ưu đãi lãi suất vay 5% đến 7%/năm và nguồn thu phụ trợ từ tro trấu nhằm giải quyết triệt để rào cản đầu tư.

Thứ năm, lộ trình triển khai đề xuất đưa các nhà máy điện trấu vào vận hành thương mại giai đoạn 2016 - 2020, tạo tiền đề hoàn thành mục tiêu 9,4% tỷ trọng năng lượng tái tạo vào năm 2030.

Các nhà đầu tư và cơ quan quản lý cần nhanh chóng tiếp cận dữ liệu tính toán chi tiết của luận văn để hiện thực hóa các dự án nhiệt điện sinh khối trấu ngay hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Năng lượng là yếu tố vô cùng quan trọng cho sự phát triển kinh tế, xã hội của mỗi quốc gia. Gia tăng dân số và tốc độ phát triển không ngừng của nền kinh tế đòi hỏi nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn. Dự báo nhu cầu năng lượng của các ngành đến năm 2025 đã đưa đến kết luận nguồn cung cấp năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt, Việt Nam sẽ thiếu hụt năng lượng nội địa và trở thành nước nhập khẩu tinh về năng lượng sau năm 2015 và hậu quả của nó là sự gia tăng nhập khẩu từ bên ngoài, phụ thuộc vào sự thay đổi và bất thường của giá nhiên liệu nhập khẩu làm ảnh hưởng tới sự phát triển bền vững của nền kinh tế.

Thêm vào đó, việc gia tăng mức độ sử dụng năng lượng truyền thống luôn kèm theo nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, làm suy giảm chất lượng cuộc sống, đe dọa an ninh khí hậu và ảnh hưởng tiêu cực tới sức khỏe cộng đồng. Trước thực tế đó, thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng cần phải có chiến lược nhằm đảm bảo an ninh năng lượng giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đồng thời mở ra hướng nghiên cứu khai thác, ứng dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo ít gây ô nhiễm môi trường. Là một quốc gia với ngành nông nghiệp giữ vai trò chủ đạo, chiếm 20% tỉ trọng trong toàn bộ nền kinh tế với (80% dân số làm nông nghiệp). Hiện nay chúng ta đang là quốc gia sản xuất và xuất khẩu gạo thuộc nhóm dẫn đầu trên thế giới với năng suất lúa bình quân tính trên cả nước khoảng 43,6 triệu tấn thóc/năm (2012).

Quá trình canh tác, sản xuất và chế biến tạo ra một lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, trấu. Trong đó, trấu là phụ phẩm đáng quan tâm. Hiện nay trấu chỉ được sử dụng khoảng 20%-25% làm chất đốt trong sinh hoạt, lò gạch, phân bón, một phần rất nhỏ cho công nghiệp hóa chất để sản xuất than hoạt tính, 75%-80% trấu còn lại tại các nhà máy xay xát chưa được sử dụng và thường đốt hoặc thải trực tiếp xuống sông điều này không những gây lãng phí năng lượng mà còn gây tác 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] động xấu tới môi trường đất, nước, không khí bởi chi phí vận chuyển cao, mất nhiều diện tích để chứa. Để giải quyết thực trạng trên, khu vực đồng bằng sông Cửu Long có tiềm năng khá tốt để xây dựng các nhà máy điện trấu để sử dụng nguồn vỏ trấu loại bỏ trong quá trình xay xát gạo của các nhà máy góp phần bổ sung nguồn điện thiếu hụt ở khu vực này vào mùa thu hoạch đồng thời thực hiện theo chủ trương của quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020, tầm nhìn 2030 đề ra ưu tiên phát triển các nguồn năng lượng tái tạo sẽ chiếm 5,6% tổng công suất nguồn điện và đáp ứng 4,5% tổng nhu cầu điện vào năm 2020.

Đến năm 2030, tỷ trọng này sẽ tăng lên 9,4% tổng công suất nguồn điện và đáp ứng 6% tổng nhu cầu về điện. Trong thực tiễn nước bạn láng giềng Thái Lan đi đầu trong việc sử dụng trấu để sản xuất điện năng từ vài chục năm nay (At Biopower Rice Husk Power Project in Pichit, Thailand). Nhưng ở Việt nam đây là một vấn đề mới, chưa có nhiều công trình nghiên cứu. Vấn đề đặt ra hiện nay là giá điện sản xuất từ năng lượng tái tạo cao hơn so với năng lượng truyền thống, do vậy chưa thu hút được các nhà đầu tư trong và ngoài nước.

Xuất phát từ thực tế đó, để đóng góp một phần vào việc đánh giá và xây dựng biểu giá điện trấu với điều kiện thực tế ở Việt Nam, từ đó đề xuất, kiến nghị một số giải pháp nhằm tận dụng nguồn trấu phế thải để sản xuất điện năng và bảo vệ môi trường. Chúng tôi đã đề xuất và thực hiện Đề tài luận văn: “Tính toán và xây dựng biểu giá điện sản xuất từ nguồn sinh khối vỏ trấu phù hợp với điều kiện Việt Nam” 1. Mục tiêu của đề tài - Bước đầu áp dụng phương pháp tính giá điện được sản xuất từ vỏ trấu ở một số tỉnh khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi tập trung các nhà máy/cơ sở xay xát gạo. - Đề xuất biểu giá điện trấu phù hợp mà hệ thống điện có thể mua trên cơ sở có sự hỗ trợ giá và khuyến khích của nhà nước.

2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - Góp phần giải quyết vấn đề trấu dư thừa từ các cơ sở xay xát, tạo môi trường xanh – sạch cho cộng đồng dân cư trong khu vực nghiên cứu. - Tạo nguồn thu cho nhà máy và đóng góp quỹ môi trường cho địa phương bằng cách giảm lượng phát thải CO2 đồng thời hình thành một dạng vật liệu xây dựng mới phục vụ cho ngành công nghiệp xi măng và các ngành vật liệu xây dựng khác từ tận dụng tro của nhà máy. Nội dung nghiên cứu Nội dung chính của nghiên cứu này là: - Lựa chọn công nghệ phát điện và thông số đầu vào để tính toán giá điện trấu phù hợp với điều kiện và cơ chế hỗ trợ NLTT ở Việt Nam, - Tính toán giá điện trấu quy dẫn theo phương án lựa chọn - Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế - tài chính đảm bảo nhà máy vận hành hiệu quả. - Đề xuất biểu giá điện trấu phù hợp mà hệ thống điện có thể mua trên cơ sở khuyến khích, hỗ trợ tài chính của nhà nước.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN VỎ TRẤU 1. Nguồn gốc của vỏ trấu và các ứng dụng Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa được tách ra trong quá trình xay xát (chiếm khoảng 20% khối lượng hạt lúa). Việt Nam là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên thế giới và có lịch sử trồng lúa lâu đời.1 cho thấy, sản lượng lúa của nước ta từ năm 2000 đến 2012 đã tăng đáng kể, đạt khoảng 43,6 triệu tấn lúa/năm 2012.

Theo Báo cáo của Tổng Cục Thống Kê năm 2012 cho thấy, Vùng sản xuất lúa gạo lớn và tập trung chủ yếu ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long chiếm 50% tổng sản lượng gạo, khu vực đồng bằng sông Hồng ở miền Bắc sản xuất khoảng 20%, còn lại các tỉnh duyên hải miền Trung chiếm khoảng 18,8% về sản lượng lúa. Có 3 vụ mùa chính ở đồng bằng sông Cửu Long, trong khi đó đồng bằng sông Hồng chỉ có thể trồng hai vụ lúa mỗi năm. Do vậy, mỗi năm có khoảng 6,5-8,7 triệu tấn trấu thải ra từ các nhà máy/cơ sở xay xát được bà con nông dân sử dụng chủ yếu để đun nấu, làm nhiên liệu cho các lò gạch/gốm hoặc làm phân bón cho cánh đồng, thức ăn gia súc, sản xuất phân bón. Gần đây, một số dự án sử dụng trấu để sản xuất năng lượng.

4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Sản lƣợng lúa của nƣớc ta từ năm 2000 đến 2012 [19] Năm Sản lƣợng lúa Lƣợng trấu tính theo lý thuyết (Nghìn tấn/năm) (Nghìn tấn/năm) 2000 32529,5 6506 2001 32108,4 6422 2002 34447,2 6889 2003 34568,8 6914 2004 36148,9 7230 2005 35832,9 7167 2006 35849,5 7170 2007 35942,7 7189 2008 38729,8 7746 2009 38950,2 7790 2010 40005,6 8001 2011 42398,5 8480 2012 43661,8 8732 2. Thành phần hóa học của vỏ trấu thay đổi theo loại thóc, mùa vụ canh tác, thổ nhưỡng của từng vùng miền. Nhưng hầu hết trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi và dễ cháy trong quá trình đốt còn lại khoảng 25% chuyển thành tro.

Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat dài nên hầu hết các loài không thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này lại rất dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt, tro trấu có chứa hơn 80% oxit silic, đây là thành phần được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Thành phần hữu cơ của vỏ trấu [17] Thành phần hữu cơ Tỷ lệ theo khối lƣợng (%) α-Cenllulose 35 - 40 Liginin 25 - 30 Hemi-Cenllulose 20 - 30 Nitơ và vô cơ 10 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Thành phần hóa học của vỏ trấu [15] Thành phần hóa học Tỷ lệ theo khối lƣợng (%) Carbon 41,44 Hydro 4,94 Oxy 37,32 Nitơ 0,57 Tro 15,73 Một số ứng dụng của vỏ trấu hiện nay là:  Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt: Từ lâu vỏ trấu là chất đốt quen thuộc với bà con nông dân đặc biệt là bà con nông dân vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Chất đốt từ vỏ trấu sử dụng nhiều trong cả sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc) và sản xuất (làm gạch, sấy lúa). Do thành phần là chất xơ cao phân tử khó cho vi sinh vật sử dụng nên việc bảo quản, tồn trữ đơn giản, chi phí đầu tư thấp.  Vỏ trấu làm nguyên liệu xây dựng sạch: Trong trấu có chứa hàm lượng SiO2 rất nhiều mà đây lại là thành phần chính trong xi măng. Con người muốn tận dụng tro thu được sau khi đốt trấu làm nguyên liệu thay thế xi măng nhưng sở dĩ tro trấu chưa thể làm thành phần chính trong xi măng vì hàm lượng carbon quá cao.

Một nghiên cứu gần đây nhất của Tập đoàn CHK bang Texas (Mỹ) cho biết, họ đã hợp tác với một nhóm cứu tìm ra phương pháp gần như không còn Carbon trong thành phần tro trấu. Phương pháp mới này là cho vỏ trấu vào lò đốt, đốt ở nhiệt độ 8000C, cuối cùng chỉ còn lại hạt SiO2 có độ tinh khiết cao. Tại Hội nghị hóa chất sạch và công trình được tổ chức tại phân hiệu trường Đại học Marlyland Park, nhóm nghiên cứu của trường đã giới thiệu về kết quả nghiên cứu của họ. Cho dù trong quá trình đốt cũng ra CO2 nhưng nhìn chung vẫn là carbon trung hòa, bởi lượng carbon sẽ bị triệt tiêu bởi sản phẩm lúa mới hàng năm sẽ hấp thụ chúng.

Trên thực tế, việc sử dụng bê tông và tiêu hao đặt ra vấn đề khó khăn khi gây ra biến đổi khí hậu. Mỗi tấn xi măng dùng để sản xuất bê tông, thì phải xả ra không trung khoảng 1 tấn CO2. Sở dĩ tro trấu chưa thể làm thành phần chính trong xi măng vì hàm lượng carbon quá cao. Nếu có thể giải quyết vấn đề này thì tro trấu sẽ trở thành nguyên liệu tốt 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] của bê tông từ đó có thể giảm bớt đi lượng carbon thải ra từ ngành bê tông.