Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam đang đối mặt với thách thức lớn trong việc đảm bảo cung ứng năng lượng bền vững khi nhu cầu tiêu thụ năng lượng tăng trung bình khoảng 6% mỗi năm trong giai đoạn 2010-2019. Tổng tiêu thụ năng lượng cuối cùng đã tăng từ 36,24 triệu tấn dầu tương đương (TOE) lên 59,17 triệu TOE trong giai đoạn 2007-2017, tương đương mức tăng 5,08%/năm. Sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu dự kiến sẽ chiếm từ 53% đến 60% vào năm 2030, trong khi nguồn điện phát triển chậm và các nguồn năng lượng tái tạo còn nhiều rủi ro về biến động. Trong bối cảnh đó, việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được xem là giải pháp then chốt nhằm giảm áp lực cung ứng và chi phí xã hội, khi chi phí tiết kiệm một đơn vị điện năng chỉ bằng 1/3 đến 1/4 chi phí sản xuất mới.

Luận văn tập trung nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam, một doanh nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản tại Lào Cai. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2022, với mục tiêu đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng, xác định tiềm năng tiết kiệm và đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại công ty. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa thực tiễn đối với công ty mà còn góp phần thúc đẩy phát triển bền vững ngành khai thác khoáng sản tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý năng lượng hiện đại, trong đó có:

  • Lý thuyết sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả: Định nghĩa việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất và mức tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo mục tiêu sản xuất và đời sống.
  • Mô hình kiểm toán năng lượng: Là công cụ đo lường, phân tích và đánh giá mức tiêu thụ năng lượng, tiềm năng tiết kiệm và đề xuất giải pháp cải tiến.
  • Khái niệm chỉ số hiệu quả năng lượng (EnPI): Là chỉ số đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của thiết bị hoặc hệ thống, làm cơ sở thiết lập mục tiêu tiết kiệm.
  • Mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001: Hướng dẫn xây dựng hệ thống quản lý năng lượng bền vững, tích hợp các quy trình kiểm soát và cải tiến liên tục.
  • Phân tích kinh tế kỹ thuật: Bao gồm các chỉ số như thời gian hoàn vốn, giá trị hiện tại thuần (NPV), tỷ suất hoàn vốn nội tại (IRR) để đánh giá tính khả thi của các giải pháp tiết kiệm năng lượng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp sau:

  • Phương pháp tra cứu, tổng hợp tài liệu: Thu thập và phân tích các số liệu, tài liệu liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong ngành khai thác khoáng sản và các nghiên cứu tương tự.
  • Phương pháp điều tra xã hội học: Phỏng vấn trực tiếp và khảo sát các cán bộ quản lý, kỹ thuật viên tại Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam để thu thập thông tin về thực trạng quản lý và sử dụng năng lượng.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến các chuyên gia tiết kiệm năng lượng để đánh giá và đề xuất giải pháp phù hợp.
  • Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành kiểm toán năng lượng thực tế tại Chi nhánh tuyển Tằng Loỏng, sử dụng các thiết bị đo kiểm chuyên dụng như thiết bị đo điện áp, dòng điện, nhiệt độ, độ rọi, khí thải để thu thập dữ liệu tiêu thụ năng lượng của các thiết bị trong dây chuyền sản xuất.
  • Phân tích dữ liệu: Sử dụng các chỉ số kỹ thuật và kinh tế để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng, xác định tiềm năng tiết kiệm và tính toán hiệu quả kinh tế của các giải pháp đề xuất.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ các thiết bị tiêu thụ năng lượng chính tại Chi nhánh tuyển Tằng Loỏng, với thời gian khảo sát từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2022. Phương pháp chọn mẫu là chọn toàn bộ các thiết bị trọng điểm tiêu thụ năng lượng để đảm bảo tính đại diện và chính xác trong phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng quản lý năng lượng tại công ty: Qua đánh giá ma trận quản lý năng lượng, công ty có chính sách năng lượng rõ ràng với mức độ cam kết cao (mức 4), tổ chức quản lý năng lượng tích hợp đầy đủ (mức 4), tuy nhiên các kênh truyền thông và đào tạo về tiết kiệm năng lượng còn hạn chế (mức 2-3). Hệ thống đo đạc giám sát năng lượng chủ yếu dựa trên đồng hồ tổng, chưa có đồng hồ đo riêng cho từng khu vực, gây khó khăn trong việc kiểm soát chi tiết.

  2. Tiêu thụ năng lượng của các thiết bị: Kết quả đo kiểm cho thấy nhiều động cơ trong dây chuyền sản xuất hoạt động với hệ số công suất trung bình chỉ khoảng 0,6 - 0,7, thấp hơn mức tiêu chuẩn, dẫn đến tổn thất năng lượng đáng kể. Ví dụ, động cơ máy đập 160kW có công suất tiêu thụ trung bình 92,3 kW với hệ số công suất 0,7; động cơ bơm 250kW tiêu thụ trung bình 161,8 kW với hệ số công suất 0,71.

  3. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng: Qua kiểm toán, các giải pháp kỹ thuật như thay thế bóng đèn cao áp thủy ngân bằng đèn LED 150W, cải tạo mái nhà xưởng, lắp đặt biến tần cho máy nén khí và động cơ bơm có thể tiết kiệm từ 10% đến 30% năng lượng tiêu thụ tại các khu vực tương ứng. Ví dụ, giải pháp thay bóng đèn LED có thể giảm chi phí điện năng hàng năm đáng kể với thời gian hoàn vốn dưới 2 năm.

  4. Hiệu quả kinh tế của các giải pháp: Phân tích NPV và IRR cho thấy các giải pháp đề xuất đều có giá trị hiện tại thuần dương và tỷ suất hoàn vốn nội tại trên 15%, đảm bảo tính khả thi về mặt tài chính. Thời gian hoàn vốn trung bình của các dự án dao động từ 1,5 đến 4 năm, phù hợp với chiến lược đầu tư của công ty.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến hiệu quả sử dụng năng lượng chưa cao tại công ty là do hệ thống quản lý năng lượng chưa hoàn thiện, thiếu đồng hồ đo đạc chi tiết và nhận thức của cán bộ nhân viên về tiết kiệm năng lượng còn hạn chế. So với các nghiên cứu trong ngành khai thác khoáng sản, kết quả này tương đồng với báo cáo của ngành khi tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong các doanh nghiệp khai thác có thể lên tới 25-40%.

Việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật như lắp đặt biến tần, thay thế thiết bị chiếu sáng truyền thống bằng công nghệ LED, cải tạo kết cấu nhà xưởng không chỉ giúp giảm tổn thất năng lượng mà còn góp phần giảm phát thải khí nhà kính, phù hợp với định hướng phát triển năng lượng bền vững của Việt Nam theo Nghị quyết số 55-NQ-TW.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ công suất tiêu thụ từng thiết bị trước và sau khi áp dụng giải pháp, bảng tổng hợp hiệu quả kinh tế kỹ thuật của từng giải pháp, giúp minh họa rõ ràng tiềm năng và lợi ích của các biện pháp tiết kiệm năng lượng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Hoàn thiện hệ thống quản lý năng lượng: Xây dựng và triển khai hệ thống đo đạc, giám sát năng lượng chi tiết đến từng khu vực và thiết bị, áp dụng tiêu chuẩn ISO 50001 trong vòng 12 tháng. Chủ thể thực hiện là phòng Quản lý năng lượng phối hợp với các phòng ban kỹ thuật.

  2. Đào tạo nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo, tuyên truyền về tiết kiệm năng lượng cho toàn bộ cán bộ nhân viên, đặc biệt là đội ngũ vận hành và quản lý, nhằm nâng cao ý thức và kỹ năng thực hiện các biện pháp tiết kiệm. Thời gian thực hiện trong 6 tháng đầu năm, do phòng Nhân sự phối hợp với chuyên gia tiết kiệm năng lượng đảm nhiệm.

  3. Áp dụng các giải pháp kỹ thuật tiết kiệm năng lượng: Triển khai thay thế bóng đèn cao áp thủy ngân bằng đèn LED, lắp đặt biến tần cho máy nén khí và động cơ bơm, cải tạo mái nhà xưởng để tận dụng ánh sáng tự nhiên và giảm tiêu hao điện năng. Ước tính hoàn thành trong 18 tháng, do phòng Kỹ thuật và Đầu tư thực hiện.

  4. Xây dựng chỉ số hiệu quả năng lượng (EnPI): Thiết lập hệ thống chỉ số đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng cho từng thiết bị và khu vực, làm cơ sở theo dõi và cải tiến liên tục. Thời gian triển khai trong 9 tháng, do phòng Quản lý năng lượng chủ trì.

  5. Tăng cường đầu tư và hỗ trợ tài chính: Khuyến khích công ty tiếp cận các nguồn vốn ưu đãi, quỹ hỗ trợ tiết kiệm năng lượng để thực hiện các dự án cải tiến công nghệ. Chủ thể là Ban lãnh đạo công ty phối hợp với các tổ chức tài chính trong và ngoài nước.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban lãnh đạo và quản lý doanh nghiệp khai thác khoáng sản: Nhận diện các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, từ đó xây dựng chiến lược tiết kiệm năng lượng phù hợp với đặc thù sản xuất.

  2. Chuyên gia và kỹ sư quản lý năng lượng: Áp dụng các phương pháp kiểm toán năng lượng và phân tích kinh tế kỹ thuật để đánh giá và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng trong các nhà máy công nghiệp.

  3. Cơ quan quản lý nhà nước về năng lượng và môi trường: Tham khảo các kết quả thực tiễn để xây dựng chính sách, quy định và chương trình hỗ trợ doanh nghiệp trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành quản lý năng lượng, kỹ thuật môi trường: Học tập mô hình nghiên cứu, phương pháp phân tích và các giải pháp kỹ thuật được đề xuất nhằm phát triển nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực năng lượng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả lại quan trọng đối với doanh nghiệp khai thác khoáng sản?
    Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm giúp giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh doanh và giảm tác động môi trường. Trong ngành khai thác khoáng sản, tiêu thụ năng lượng lớn nên tiềm năng tiết kiệm có thể lên đến 25-40%, góp phần nâng cao sức cạnh tranh.

  2. Phương pháp kiểm toán năng lượng được thực hiện như thế nào tại công ty?
    Kiểm toán năng lượng bao gồm các bước xác định phạm vi, thu thập dữ liệu, đo đạc thực địa, phân tích số liệu và đề xuất giải pháp. Tại công ty, sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để đánh giá hiệu suất các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất.

  3. Các giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng?
    Các giải pháp gồm thay thế đèn chiếu sáng bằng LED, lắp đặt biến tần cho máy nén khí và động cơ bơm, cải tạo mái nhà xưởng để tận dụng ánh sáng tự nhiên, giúp giảm tiêu thụ điện năng và tăng hiệu suất thiết bị.

  4. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp tiết kiệm năng lượng?
    Sử dụng các chỉ số như thời gian hoàn vốn, giá trị hiện tại thuần (NPV), tỷ suất hoàn vốn nội tại (IRR) để phân tích chi phí đầu tư và lợi ích thu được, từ đó xác định tính khả thi và ưu tiên thực hiện các giải pháp.

  5. Làm sao để nâng cao nhận thức và sự tham gia của nhân viên trong tiết kiệm năng lượng?
    Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền, xây dựng văn hóa tiết kiệm năng lượng trong doanh nghiệp, đồng thời áp dụng các chính sách khuyến khích và đánh giá hiệu quả thực hiện của từng cá nhân, bộ phận.

Kết luận

  • Nhu cầu năng lượng tại Việt Nam tăng nhanh, trong khi nguồn cung gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
  • Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam có tiềm năng tiết kiệm năng lượng lớn thông qua cải tiến kỹ thuật và quản lý.
  • Kiểm toán năng lượng thực tế tại công ty cho thấy nhiều thiết bị hoạt động chưa hiệu quả, với hệ số công suất trung bình chỉ khoảng 0,6-0,7.
  • Các giải pháp kỹ thuật như thay đèn LED, lắp biến tần, cải tạo nhà xưởng được đánh giá khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế với thời gian hoàn vốn hợp lý.
  • Đề xuất xây dựng hệ thống quản lý năng lượng hoàn chỉnh, đào tạo nhân viên và áp dụng chỉ số hiệu quả năng lượng để theo dõi và cải tiến liên tục.

Tiếp theo, công ty cần triển khai các giải pháp đề xuất trong vòng 1-2 năm tới để đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả sản xuất. Các doanh nghiệp trong ngành khai thác khoáng sản và các nhà quản lý năng lượng nên tham khảo nghiên cứu này để áp dụng phù hợp. Hành động ngay hôm nay để góp phần phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.