Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành dệt may là một trong những ngành kinh tế xuất khẩu mũi nhọn của Việt Nam, đạt kim ngạch xuất khẩu 31,7 tỷ USD vào năm 2017 và ước tính đạt 34 – 34,5 tỷ USD năm 2018. Tuy nhiên, lĩnh vực này tiêu tốn nguồn chi phí năng lượng rất lớn (trung bình khoảng 3 tỷ USD/năm trên toàn ngành) và có mức độ phát thải khí nhà kính cao (chỉ sau ngành năng lượng điện - nhiệt, nông nghiệp, giao thông vận tải và khai thác dầu khí). Phần lớn doanh nghiệp dệt may trong nước có quy mô vừa và nhỏ, hạn chế về tiềm lực tài chính nên vẫn duy trì công nghệ sản xuất cũ, hiệu quả kinh tế chưa cao. Cơ cấu sử dụng năng lượng chủ yếu là điện năng (chiếm 70%), nhiên liệu hóa thạch (chiếm 29%) và năng lượng sinh khối (chiếm 1%).

Trước bối cảnh hội nhập quốc tế thông qua các Hiệp định thương mại tự do thế hệ mới như CPTPP và EVFTA với các cam kết khắt khe về bảo vệ môi trường và giảm phát thải carbon, việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và áp dụng sản xuất sạch hơn (SXSH) là giải pháp trọng tâm nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành và nâng cao sức cạnh tranh. Khóa luận tập trung nghiên cứu, kiểm toán và đánh giá hiện trạng tiêu thụ năng lượng tại Công ty TNHH Sprinta – một doanh nghiệp gia công may mặc quy mô lớn – nhằm tìm kiếm các tiềm năng giảm thiểu thất thoát và đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng (TKNL) mang tính thực tiễn.

Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng thực tế tại Công ty TNHH Sprinta và đề xuất hệ thống giải pháp tiết kiệm năng lượng, áp dụng sản xuất sạch hơn nhằm mang lại lợi ích kép về kinh tế và bảo vệ môi trường.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Phân tích và đánh giá tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng ở công ty.
  2. Đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng chi tiết của công ty tại từng khu vực và thiết bị.
  3. Đề xuất các giải pháp áp dụng sản xuất sạch hơn và tiết kiệm năng lượng cho công ty.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hiệu quả sử dụng năng lượng tại các dây chuyền may và các bộ phận chuẩn bị sản xuất của nhà máy.
  • Phạm vi không gian: Nhà máy Công ty TNHH Sprinta tại Lô 58-60 Khu chế xuất Linh Trung II, phường Bình Chiểu, quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi thời gian và dữ liệu: Số liệu thống kê tiêu thụ năng lượng và sản xuất giai đoạn 2017 – 2019, trọng tâm là số liệu chi tiết năm 2018 và chu kỳ đo đạc thực tế 4 tháng liên tiếp (tháng 7, 8, 9, 10 năm 2019).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Đề tài dựa trên các khái niệm khoa học về các dạng năng lượng (năng lượng tái tạo: sinh khối, gió, thủy triều, mặt trời, địa nhiệt, hydro; năng lượng không tái tạo: hóa thạch, hạt nhân), phương pháp luận kiểm toán năng lượng và sản xuất sạch hơn. Cơ sở lý luận gắn liền với các văn bản, chiến lược quốc gia:

  • Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12 ngày 28/06/2010 (đặc biệt là Điều 4 về chính sách hỗ trợ và Điều 34 về quy định kiểm toán năng lượng bắt buộc đối với cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm tiêu thụ từ 3 triệu kWh/năm trở lên).
  • Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia (PDP VII) và Tờ trình số 12005/TTr-BCT ngày 21/12/2017 của Bộ Công Thương về Đề án Quy hoạch phát triển năng lượng quốc gia giai đoạn 2016–2025, định hướng đến năm 2035.
  • Quy trình kiểm toán năng lượng tiêu chuẩn: Kiểm toán năng lượng sơ bộ (khảo sát nhanh, thu thập dữ liệu tổng quát) và Kiểm toán năng lượng chi tiết (đo đạc, tính toán cân bằng năng lượng, phân tích tổn thất kỹ thuật và đánh giá tính khả thi kinh tế).

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

Phương pháp Cách thức triển khai Nguồn dữ liệu sử dụng
Thu thập thông tin, tài liệu Khảo sát quy trình sản xuất, công nghệ thiết bị, thu thập hồ sơ quản lý môi trường, tài liệu lưu trữ từ phòng HSE và ban điều hành nhà máy. Hồ sơ kỹ thuật nhà máy, hợp đồng cấp điện Sepzone, hợp đồng cấp nước, các báo cáo môi trường định kỳ của Sprinta (2018–2019).
Tổng hợp và thống kê số liệu Quan sát hoạt động thao tác của công nhân; chụp lại sổ nhật trình ghi nhận chỉ số đồng hồ điện hàng ngày tại các trạm/khu vực. Hóa đơn tiền điện giai đoạn 2017–2019, bảng ghi nhận chỉ số công tơ điện hàng ngày tại từng khu vực sản xuất.
Tính toán cân bằng năng lượng Lấy chỉ số điện kế hôm sau trừ hôm trước để tính kWh tiêu thụ theo ngày/tháng; tính toán công suất làm việc định mức theo giờ của từng loại máy móc so với công suất thực tế. Thông số kỹ thuật danh định của máy móc (công suất, nhãn hiệu), biểu giá điện theo giờ cao điểm/bình thường/thấp điểm, định mức sản phẩm.
Tham vấn chuyên gia Trao đổi chuyên môn với các chuyên gia SXSH chuyên sâu trong ngành dệt may và 02 kỹ sư phụ trách các mảng điện, xử lý nước thải và năng lượng công nghiệp. Ý kiến đánh giá chuyên môn về tính khả thi của giải pháp cải tiến công nghệ và bảo dưỡng thiết bị.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan cơ sở lý thuyết

Chương này hệ thống hóa các định nghĩa về năng lượng, bức tranh tổng quan về hiện trạng sử dụng và an ninh năng lượng tại Việt Nam. Văn bản chỉ ra rằng nhu cầu năng lượng của Việt Nam tăng gấp đôi so với tốc độ tăng trưởng GDP, đưa đất nước trở thành quốc gia nhập khẩu tịnh năng lượng từ năm 2015 (lượng nhập khẩu tịnh năm 2017 đạt 13.189 KTOE, tương đương 18,3% tổng cung năng lượng sơ cấp). Tác giả tổng thuật các mục tiêu phát triển năng lượng đến năm 2025 và 2035 theo Tờ trình số 12005/TTr-BCT (mục tiêu tiết kiệm năng lượng 6% vào năm 2025 và 10% vào năm 2035; giảm phát thải CO₂ 12% vào năm 2025 và 18% vào năm 2035).

Phần trọng tâm của chương là lý thuyết về kiểm toán năng lượng (KTNL), bao gồm khái niệm, mục tiêu, quy trình 3 giai đoạn (chuẩn bị, kiểm toán sơ bộ, kiểm toán chi tiết) và phân tích các trường hợp kiểm toán thực tế tại Việt Nam (như tại Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại, Tổng công ty Thép Việt Nam, chương trình kiểm toán 150 doanh nghiệp trọng điểm của EVN HCMC). Chương 1 cũng chỉ ra các rào cản kỹ thuật như trình độ kiểm toán viên chưa đồng đều, sự đối phó của doanh nghiệp và nguy cơ mất khách quan khi đơn vị kiểm toán kiêm bán thiết bị.

Chương 2. Tổng quan về Công ty TNHH Sprinta

Chương 2 trình bày chi tiết về cơ sở nghiên cứu. Công ty TNHH Sprinta là công ty con của Sports City International Inc (Đài Loan), đi vào hoạt động từ năm 2002 tại Khu chế xuất Linh Trung II, chuyên gia công quần áo thể thao, áo khoác, sơ mi cho các thương hiệu Adidas, Under Armour với công suất thiết kế 6 triệu sản phẩm/năm, lực lượng lao động khoảng 1.500 người.

Mặt bằng nhà máy gồm 2 tầng chính (tầng trệt bố trí khối văn phòng, khu chuẩn bị sản xuất, kho nguyên phụ liệu và kho thành phẩm; tầng 1 là xưởng may chính). Quy trình công nghệ gồm 8 công đoạn liên hoàn:

$$\text{Tiếp nhận đơn hàng} \rightarrow \text{Thiết kế, may mẫu & ra rập} \rightarrow \text{Sổ vải/Trải vải} \rightarrow \text{Cắt laser} \rightarrow \text{Thêu/Ép nhiệt logo} \rightarrow \text{May ráp} \rightarrow \text{Ủi hơi (nồi hơi điện)} \rightarrow \text{Đóng gói}$$

Nhu cầu nguyên nhiên liệu trung bình 1 tháng (số liệu 2018):

  • Vải cuộn: 117.685 m.
  • Nguyên phụ liệu (chỉ, nút, dây kéo, logo): 15.445 kg.
  • Dầu DO cho máy phát điện dự phòng (công suất 750 kVA): 154.440 lít.
  • Điện năng tiêu thụ: khoảng 237.085 kWh/tháng.
  • Nước cấp: trung bình 111,65 m³/ngày (cao nhất 114,12 m³/ngày), phục vụ sinh hoạt (107,7 m³/ngày cho 1.509 người), giặt mẫu (90 lít/ngày), làm mát màng nước (1 m³/ngày) và tưới cây/rửa đường (2,86 m³/ngày).

Hệ thống thiết bị máy may và phụ trợ của nhà máy rất đa dạng, bao gồm: máy 2 kim móc xích (Highlead, Golden Wheel), máy vắt sổ 3/4/5 chỉ (Siruba, Toyota, Pegasus, Shingling), máy may rập tự động (BSM, Bok, Jooke), máy đóng bọ (Juki, Siruba, Sunstar, Golden Wheel, Brother), máy thùa khuy (Golden Wheel, Juki), máy đính cúc (Golden Wheel), máy đánh bông 3 kim/4 kim/xén (Shing Ling, Shing Ray, J-Queen, Pegasus) và máy đầu heo (Shing Ling).

Chương 3. Đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng

Chương 3 tập trung phân tích chuyên sâu các dữ liệu thu thập được tại nhà máy:

  • Phân tích hóa đơn tiền điện qua các năm (2017 – 2019) và cơ cấu đơn giá điện theo khung giờ (bình thường, cao điểm, thấp điểm).
  • Xác định chỉ số tiêu thụ điện năng riêng trên một đơn vị sản phẩm (kWh/sản phẩm) của từng khu vực trong 2 năm 2018 và 2019.
  • Phân chia và giám sát lượng điện tiêu thụ chi tiết tại các khu vực chức năng (từ KV1 đến KV8/KV9) trong 4 tháng khảo sát (tháng 7, tháng 8, tháng 9, tháng 10 năm 2019).
  • Tính toán tiêu thụ năng lượng theo định mức công suất lý thuyết của toàn bộ danh mục máy móc thiết bị tại các khu vực, sau đó đối chiếu với số liệu đo đạc thực tế từ đồng hồ điện.
  • Xác định các nguyên nhân gây thất thoát: máy chạy không tải, tổn thất trên đường dây, hiện tượng rò rỉ khí nén/hơi nước, tổn thất nhiệt từ nồi hơi cấp cho bàn ủi và hiệu suất vận hành chưa tối ưu của hệ thống chiếu sáng và làm mát.

Chương 4. Đề xuất các giải pháp áp dụng tiết kiệm năng lượng cho Công ty TNHH Sprinta

Dựa trên các phân tích thất thoát ở Chương 3, tác giả xây dựng 5 nhóm giải pháp:

  1. Nhóm giải pháp quản lý tốt nội vi: Tăng cường ý thức tắt thiết bị khi không sử dụng, chống rò rỉ khí nén, bảo dưỡng định kỳ các gioăng/van đường ống hơi.
  2. Nhóm giải pháp quản lý năng lượng: Thành lập ban quản lý năng lượng, ghi chép nhật trình tiêu thụ điện theo ca, gắn công tơ theo dõi riêng cho từng tổ chuyền.
  3. Nhóm giải pháp sử dụng hiệu quả và tiết kiệm điện: Điều chỉnh thời gian làm việc tránh giờ cao điểm, tối ưu hóa hệ thống chiếu sáng xưởng may.
  4. Nhóm giải pháp kiểm soát tốt quá trình: Tối ưu hóa áp suất máy nén khí, kiểm soát nhiệt độ và lượng hơi cấp cho bàn ủi, cân bằng chuyền may nhằm giảm thời gian máy chạy không tải.
  5. Nhóm giải pháp cải tiến và trang bị thiết bị: Thay thế động cơ hiệu suất cao (động cơ servo liền trục cho máy may cơ), cải tiến bảo ôn đường ống dẫn hơi từ nồi hơi.

Tác giả thực hiện quá trình sàng lọc, chấm điểm và lựa chọn các cơ hội SXSH dựa trên bảng tiêu chí đánh giá sơ bộ về tính khả thi kỹ thuật, chi phí đầu tư và tiềm năng tiết kiệm kinh tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

  • Thiết lập bức tranh tiêu thụ năng lượng toàn diện: Định lượng được mức độ tiêu thụ điện năng trung bình hàng tháng (khoảng 237.085 kWh/tháng) và xây dựng bộ dữ liệu chi tiết về mức tiêu hao điện năng trên từng sản phẩm (kWh/sp) tại 9 khu vực chức năng của Sprinta.
  • Xác định mức độ chênh lệch định mức và thực tế: Qua phép tính cân bằng năng lượng từ tháng 7 đến tháng 10/2019, đồ án chỉ rõ sự chênh lệch giữa công suất lý thuyết và điện năng thực tế, khoanh vùng được các khu vực có tỷ lệ lãng phí năng lượng lớn do máy chạy không tải và hao hụt nhiệt/khí nén.
  • Hệ thống hóa danh mục giải pháp SXSH: Đề xuất và sàng lọc thành công 5 nhóm giải pháp cải tiến năng lượng, phân loại rõ các giải pháp không tốn chi phí/chi phí thấp (quản lý nội vi, kiểm soát quá trình) và giải pháp cần vốn đầu tư (cải tiến động cơ, bọc cách nhiệt).

Bảng tổng hợp các nhóm giải pháp đề xuất

Nhóm giải pháp Hành động cụ thể Mức độ đầu tư Lợi ích kỳ vọng
Quản lý nội vi Tắt máy may, máy cắt, đèn khi nghỉ giữa ca; kiểm tra rò rỉ khí nén/ống hơi định kỳ. Không tốn chi phí Cắt giảm ngay lượng điện và nhiệt thất thoát vô ích.
Quản lý năng lượng Phân công cán bộ HSE/năng lượng; lập sổ theo dõi chỉ số điện theo từng khu vực chuyền may. Chi phí rất thấp Kiểm soát chặt chẽ phụ tải, phát hiện sớm sự cố thiết bị.
Tiết kiệm điện Vệ sinh chóa đèn, tận dụng ánh sáng tự nhiên; sắp xếp lịch sản xuất hạn chế giờ cao điểm. Chi phí thấp Giảm tiền điện theo biểu giá giờ cao điểm của EVN.
Kiểm soát quá trình Tinh chỉnh áp suất nén phù hợp; cân đối tiến độ giữa các công đoạn cắt - may - ủi - đóng gói. Không tốn chi phí Triệt tiêu thời gian chờ và giảm tổn hao điện không tải.
Cải tiến thiết bị Bọc bảo ôn đường ống hơi nồi hơi bàn ủi; thay thế motor ly hợp bằng motor servo tiết kiệm điện. Cần vốn đầu tư Tăng hiệu suất chuyển hóa năng lượng, giảm tiêu thụ điện năng sâu.

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp dữ liệu thực chứng về định mức tiêu hao năng lượng trong doanh nghiệp may mặc thể thao xuất khẩu, làm tài liệu tham khảo thực tế cho các nghiên cứu về kiểm toán năng lượng trong ngành dệt may.
  • Xây dựng quy trình đánh giá kết hợp giữa lý thuyết kiểm toán năng lượng chuẩn và phương pháp luận sản xuất sạch hơn (SXSH), giúp doanh nghiệp có lộ trình triển khai từng bước phù hợp với năng lực tài chính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Theo tác giả tự nhận định, do giới hạn về thời gian thực tập và điều kiện đo đạc tại cơ sở, giữa tính toán lý thuyết và thực tế vận hành có độ sai lệch tương đối; số liệu đo đạc chi tiết mới tập trung chủ yếu vào 4 tháng (tháng 7 đến tháng 10/2019) và chưa thực hiện được đo đạc liên tục bằng các thiết bị phân tích công suất chuyên dụng cho từng động cơ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiến hành đo kiểm chi tiết bằng máy đo thông số điện chuyên dụng dài hạn cho từng cụm máy may và lò hơi; phân tích tài chính chi tiết hơn (thời gian hoàn vốn, chi phí - lợi ích) cho các giải pháp đầu tư thay thế động cơ trước khi áp dụng trên quy mô toàn xưởng.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Năng lượng, Quản lý Công nghiệp: Cung cấp phương pháp luận thực tế về thu thập số liệu, tính toán cân bằng năng lượng, quy trình sàng lọc cơ hội sản xuất sạch hơn và cấu trúc một báo cáo kiểm toán năng lượng cấp cơ sở.
  • Cán bộ quản lý môi trường (HSE), kỹ sư cơ điện tại các doanh nghiệp may mặc: Tham khảo trực tiếp danh mục thiết bị may mặc thực tế (máy vắt sổ, đóng bọ, thùa khuy, may rập tự động) cùng các giải pháp quản lý nội vi và kỹ thuật vận hành nồi hơi/khí nén giúp cắt giảm chi phí tiền điện tức thì.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô sản xuất và mức tiêu thụ điện năng trung bình tại Công ty TNHH Sprinta là bao nhiêu?
Công ty TNHH Sprinta có quy mô 1.500 nhân viên, công suất 6 triệu sản phẩm may mặc/năm (quần áo thể thao, áo khoác cho Adidas, Under Armour). Mức tiêu thụ điện năng trung bình của toàn nhà máy ghi nhận trong năm 2018 là khoảng 237.085 kWh/tháng.

2. Nguồn nước cấp của Sprinta được phân bổ cho những mục đích nào và lưu lượng bao nhiêu?
Tổng nhu cầu cấp nước của nhà máy khoảng 111,65 m³/ngày (lấy từ Sepzone - Linh Trung), phân bổ cụ thể: nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên (1.509 người) là 107,7 m³/ngày; nước cấp cho hệ thống làm mát màng nước là 1 m³/ngày; nước giặt mẫu là 90 lít/ngày; nước tưới cây và rửa đường là 2,86 m³/ngày.

3. Đồ án đã khảo sát và phân tích năng lượng chi tiết tại bao nhiêu khu vực trong nhà máy?
Đồ án đã chia nhỏ mặt bằng sản xuất và tiến hành theo dõi, tính toán lượng điện tiêu thụ cũng như suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kW/sp) tại 9 khu vực chức năng (từ KV1 đến KV8/KV9) qua các tháng 7, 8, 9, 10 năm 2019.

4. Dầu DO tại nhà máy Sprinta được sử dụng cho mục đích gì và khối lượng bao nhiêu?
Theo bảng tổng hợp nguyên nhiên liệu năm 2018, dầu DO được sử dụng cho máy phát điện dự phòng công suất 750 kVA (vận hành cấp điện khi lưới điện gặp sự cố) với lượng tiêu thụ định mức khoảng 154.440 lít.

5. Cơ sở pháp lý chính nào được tác giả sử dụng để đánh giá nghĩa vụ kiểm toán năng lượng của doanh nghiệp?
Tác giả căn cứ vào Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12 ngày 28/06/2010, trọng tâm là Điều 34 quy định về trách nhiệm thực hiện kiểm toán năng lượng bắt buộc đối với các cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm có mức tiêu thụ từ 3 triệu kWh điện/năm trở lên.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Lương Thảo Hạnh đã hoàn thành việc khảo sát, phân tích hiện trạng tiêu thụ năng lượng và cân bằng công suất tại Công ty TNHH Sprinta. Bằng việc kết hợp phương pháp luận kiểm toán năng lượng và sản xuất sạch hơn, tác giả đã chỉ rõ các điểm thất thoát năng lượng trong dây chuyền may và chuẩn bị sản xuất, đồng thời đề xuất hệ thống 5 nhóm giải pháp cải tiến có tính ứng dụng cao. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn về mặt kỹ thuật và quản lý môi trường cho các doanh nghiệp gia công may mặc đang tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa chi phí năng lượng.