Đặt vấn đề Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu Trong quá trình phát triển kinh tế từ thời kỳ tiền công nghiệp, đặc biệt trong những thập kỷ gần đây, các hoạt động như đốt nhiên liệu hóa thạch, sản xuất và tiêu thụ năng lượng, phá rừng, sản xuất hóa chất, sản xuất công nghiệp, sản xuất nông nghiệp. đã phát thải quá mức các khí nhà kính (KNK) vào khí quyển. Nồng độ KNK trong khí quyển đã và đang tăng nhanh, dẫn đến gia tăng hiệu ứng nhà kính, làm nhiệt độ bề mặt trái đất và khí quyển tăng nhanh với tốc độ chưa từng có trong lịch sử. Người ta gọi đó là hiện tượng nóng lên toàn cầu, gây biến đổi khí hậu (BĐKH), ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ sinh thái tự nhiên, môi trường, đe dọa sự phát triển và mọi sự sống trên trái đất mà hậu quả tiêu biểu nguy hiểm nhất là làm mực nước biển dâng cao.
BĐKH hiện nay đã trở thành một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại trong thế kỷ 21, tác động mạnh mẽ đến sự phát triển bền vững của tất cả các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển như Việt Nam chúng ta. Để bảo vệ hệ thống khí hậu trái đất, hạn chế mức phát thải KNK vào khí quyển, các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam đã phê chuẩn Công ước khung của Liên hợp quốc về BĐKH - Công ước khí hậu (UNFCCC). Nhằm có cơ sở thực hiện UNFCCC, Hội nghị các bên lần thứ 3 của UNFCCC tổ chức vào tháng 12 năm 1997 tại Kyoto, Nhật Bản, Nghị định thư Kyoto đã được đệ trình, trong đó đưa ra các cơ chế mềm dẻo để các nước phát triển, các nước đang phát triển có thể hợp tác nhằm thực hiện giảm phát thải KNK định lượng. Cơ chế phát triển sạch (CDM) được quy định tại Điều 12 của Nghị định thư Kyoto, mục đích của CDM là nhằm giúp các Bên không thuộc Phụ lục I đạt được sự phát triển bền vững và đóng góp vào mục tiêu cuối cùng của UNFCCC, và giúp các Bên thuộc Phụ lục I đạt được sự tuân thủ các cam kết của mình về giảm và hạn chế phát thải định lượng theo Điều 3 của Nghị định thư Kyoto.
9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Cũng như các nước đang phát triển khác, hiện tại Việt Nam chưa phải cam kết giảm phát thải KNK định lượng và việc tăng cường thực hiện các dự án CDM hiện nay sẽ thu hút được các nguồn hỗ trợ quốc tế phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế đất nước cũng như tiếp nhận với các công nghệ mới, thân thiện với khí hậu. Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 được phê duyệt tại Quyết định số 60/QĐ-TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012 của Thủ tướng Chính phủ, sản lượng than thương phẩm sản xuất toàn ngành trong năm 2012 là từ 45 - 47 triệu tấn, năm 2020 là từ 60 - 65 triệu tấn. Hiện nay, than tại nước ta được khai thác chủ yếu tại bể than Đông Bắc và để đáp ứng yêu cầu phát triển từ nay đến năm 2020 và đảm bảo an ninh năng lượng lâu dài cho đất nước, ngoài việc mở rộng, nâng công suất khai thác xuống sâu các mỏ hiện có, ngành than còn đầu tư thăm dò, thiết kế xây dựng và khai thác các mỏ mới trong đó có bể than đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) [7]. Bể than ĐBSH có tiềm năng về than rất lớn, chất lượng than rất tốt và rất phù hợp với công nghệ phát điện tua bin khí chu trình hỗn hợp, kết hợp với khí hóa than trong chu trình, nhà máy nhiệt điện có thể đạt hiệu suất lên đến 60% hoặc cao hơn.
Ứng dụng kết hợp công nghệ Khí hóa than ngầm (UCG) và Thu hồi lưu trữ các-bon (CCS) là tổ hợp công nghệ khai thác tối ưu, đáp ứng được các tiêu chuẩn về phát thải vào môi trường, bên cạnh đó công nghệ này còn đáp ứng được các yêu cầu về chi phí thấp nhất và thu hồi lưu trữ các-bon từ việc đốt sơ bộ, áp suất khí cao khi đưa lên mặt đất từ vỉa than ở độ sâu trong lòng đất; đồng thời tạo ra cơ hội để phát triển các dự án CDM không những giảm thiểu phát thải KNK, mà còn để tham gia thị trường buôn bán khí thải đang rất phát triển hiện nay. Vì vậy, học viên chọn đề tài "Nghiên cứu tiềm năng áp dụng Cơ chế phát triển nhằm giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong khai thác than Đồng bằng sông Hồng". 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát Áp dụng cơ chế CDM-CCS cho dự án khai thác than ĐBSH bằng công nghệ UCG nhằm giảm thiểu phát thải KNK góp phần thực hiện mục tiêu phát triển năng lượng bền vững. Mục tiêu cụ thể - Tổng quan về UNFCCC, Nghị định thư Kyoto và các phương thức thực hiện như thương mại khí thải, đồng thực hiện và CDM, đặc biệt là cơ chế CDM- CCS trong giảm thiểu phát thải KNK.
- Phân tích và đánh giá về tiềm năng giảm phát thải KNK bằng giải pháp CDM-CCS trong ứng dụng công nghệ UCG khai thác than ĐBSH. - Phân tích những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện CDM-CCS trong khai thác than ĐBSH bằng công nghệ UCG, từ đó đề xuất các biện pháp thực hiện. Dự kiến những đóng góp của đề tài Kết quả nghiên cứu giúp hiểu rõ hơn về UNFCCC, Nghị định thư Kyoto, và CDM áp dụng ở Việt Nam, đặc biệt là tiềm năng áp dụng CDM-CCS trong khai thác và sử dụng than ĐBSH bằng công nghệ UCG. Việt Nam chưa có dự án CDM-CCS nào trong lĩnh vực năng lượng nói chung và trong khai thác và sử dụng than nói riêng.
Do đó, kết quả của nghiên cứu có thể là cơ sở để đánh giá tiềm năng giảm phát thải KNK khi áp dụng cơ chế CDM-CCS trong khai thác than ĐBSH bằng công nghệ UCG. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu vào việc phân tích tiềm năng giảm phát thải KNK bằng giải pháp áp dụng công nghệ hỗn hợp UCG-CCS cho dự án khai thác than ĐBSH. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đánh giá tiềm năng giảm phát thải KNK bằng kết hợp công nghệ UCG-CCS trong khai thác than ĐBSH và áp dụng cho khu vực thử nghiệm là mỏ Bình Minh, Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên. 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.
Nội dung, phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về BĐKH, UNFCCC, Nghị định thư Kyoto, CDM, tình hình thực hiện CDM và cách thức thực hiện trên thế giới cũng như Việt Nam. - Tổng quan về công nghệ UCG, CCS. - Tổng quan về hiện trạng khai thác than và tiềm năng khai thác than ĐBSH. - Tính toán lượng giảm phát thải KNK cho dự án CCS-CDM khi sử dụng công nghệ UCG trong khai thác thác than ĐBSH.
Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu - Thu thập tài liệu liên quan đến tổng quan CDM, tình hình và cách thức thực hiện CDM trên thế giới và tại Việt Nam. - Thu thập, tổng hợp các số liệu liên quan đến tiềm năng khai thác than, than ĐBSH. - Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ UCG, CCS, phương pháp luận về tính toán lượng các-bon được thu hồi và lưu trữ khi áp dụng kết hợp công nghệ UCG-CCS. Phương pháp phân tích thông tin Thu thập, tính toán và xử lý số liệu 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.
Tổng quan về Công ƣớc khí hậu, Nghị định thƣ Kyoto và Cơ chế phát triển sạch 1. Công ƣớc khí hậu Trong những năm 1980, bằng chứng khoa học về mối liên hệ giữa lượng KNK phát thải vào khí quyển do các hoạt động của con người với nguy cơ BĐKH toàn cầu đã dẫn đến sự quan tâm chung của mọi người. Cùng với sự phát triển công nghiệp mạnh mẽ trên toàn cầu, thông qua những hoạt động của mình như đốt các nhiên liệu hóa thạch, khai thác mỏ, cháy rừng và khai thác rừng, chuyển đổi sử dụng đất, sản xuất lương thực và chăn nuôi, sản xuất công nghiệp, chất thải. con người đã đang làm tăng nồng độ các KNK trong khí quyển, ví dụ như khí CO2 tăng từ 290 lên 370 phần triệu thể tích (ppm).
Điều đó dẫn đến gia tăng hiệu ứng nhà kính, làm nhiệt độ bề mặt Trái đất và khí quyển tăng nhanh với tốc độ chưa từng có trong quá khứ. Người ta gọi đó là hiện tượng nóng lên toàn cầu, gây BĐKH trên Trái đất, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái tự nhiên và sự sống trên Trái đất mà hậu quả tiêu biểu nhất là làm mực nước biển dâng cao [10]. Các hoạt động phát thải quá mức các KNK vào khí quyển của con người chính là nhân tố cơ bản và quyết định gây BĐKH toàn cầu từ hơn một thế kỷ qua và trong những thế kỷ tới. Phần lớn nhất phát thải các KNK toàn cầu trong lịch sử và hiện tại bắt nguồn từ các nước phát triển.
Các tính toán khoa học cho thấy trong 100 năm qua, nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,6oC và mực nước biển dâng khoảng 10-20 cm. Nếu việc phát thải các KNK vẫn tiếp tục tăng như mức độ hiện nay, dự báo trong thế kỷ tới nhiệt độ toàn cầu tăng từ 1,4 - 5,8oC và tương ứng với nó mực nước biển sẽ dâng cao từ 9-88 cm. Biến đổi khí hậu gây rất nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng và nguy hiểm đến các hoạt động kinh tế-xã hội, các hệ thống sinh thái và cuộc sống con người, chẳng hạn như: 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Các nước đất thấp, đảo nhỏ, các nước có ven biển thấp, các vùng rừng ngập mặn sẽ bị ngập, thậm chí bị xóa tên trên bản đồ thế giới do nước biển dâng; - Gây biến động dòng chảy sông, làm tăng lượng bốc thoát hơi tiềm năng; - Ảnh hưởng đến mùa sinh trưởng và phân bố cây trồng, cấu trúc mùa màng hàng năm; - Tác động đến hệ sinh thái rừng, làm tăng nguy cơ diệt chủng của một số loài động vật, thực vật quý hiếm và tăng nguy cơ cháy rừng; - Ảnh hưởng đến sức khỏe con người, làm tăng dịch bệnh; - Đe dọa các công trình, cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông và các vùng dân cư vùng ven biển.