Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu tiềm năng áp dụng cơ chế phát triển sạch nhằm giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong khai thác than đồng bằng sông hồng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tiềm năng áp dụng cơ chế phát triển sạch để giảm phát thải khí nhà kính trong khai thác than tại đồng bằng sông Hồng.

• Tác giả: Nguyễn Văn Minh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Chí Quang
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Biến Đổi Khí Hậu
• Đề tài: Nghiên Cứu Tiềm Năng Áp Dụng Cơ Chế Phát Triển Sạch Nhằm Giảm Nhẹ Phát Thải Khí Nhà Kính Trong Khai Thác Than Đồng Bằng Sông Hồng
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về Công ƣớc khí hậu, Nghị định thƣ Kyoto và Cơ chế phát triển sạch
• 1.2. Tổng quan về công nghệ khí hóa than ngầm, công nghệ thu hồi và lƣu giữ các-bon
• 1.3. Tổng quan về nguồn tài nguyên than của Đồng bằng sông Hồng
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
• 2.1. Đối tƣợng tính toán
• 2.2. Phƣơng pháp tính toán giảm phát thải cho UCG-CCS
• 2.2.1. Cách tiếp cận
• 2.2.2. Phương pháp tính toán
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Áp dụng công nghệ UCG tại mỏ Bình Minh. Lượng than tiêu thụ
• 3.2. Phát thải khí nhà kính
• 3.2.1. Phát thải đường cơ sở
• 3.2.2. Phát thải dự án
• 3.2.3. Giảm phát thải
• 3.2.4. Tổng lƣợng giảm phát thải từ UCG kết hợp với CCS
• 3.3. Đánh giá tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính khi áp dụng tổ hợp công nghệ UCG-CCS khi khai thác than Đồng bằng sông Hồng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tiềm năng áp dụng cơ chế phát triển sạch trong khai thác than

Cơ chế phát triển sạch (CDM) là một phần quan trọng trong Nghị định thư Kyoto, nhằm giảm phát thải khí nhà kính (GHG) và thúc đẩy phát triển bền vững. Trong bối cảnh Việt Nam, việc áp dụng CDM trong khai thác than không chỉ giúp giảm thiểu tác động môi trường mà còn tạo ra cơ hội phát triển kinh tế. Đặc biệt, Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) với nguồn tài nguyên than phong phú có tiềm năng lớn để áp dụng các công nghệ xanh, như khí hóa than ngầm (UCG) và thu hồi lưu trữ các-bon (CCS).

1.1. Cơ chế phát triển sạch và vai trò của nó trong phát triển bền vững

Cơ chế phát triển sạch (CDM) được thiết lập nhằm hỗ trợ các nước phát triển và đang phát triển trong việc giảm phát thải khí nhà kính. CDM không chỉ giúp các nước phát triển đạt được mục tiêu giảm phát thải mà còn tạo cơ hội cho các nước đang phát triển tiếp cận công nghệ mới và nguồn tài chính. Việc áp dụng CDM trong khai thác than có thể giúp giảm thiểu tác động môi trường và thúc đẩy phát triển bền vững.

1.2. Tình hình khai thác than tại Đồng bằng sông Hồng

Đồng bằng sông Hồng là khu vực có tiềm năng khai thác than lớn với chất lượng than tốt. Việc khai thác than tại đây không chỉ đáp ứng nhu cầu năng lượng mà còn có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến như UCG và CCS để giảm phát thải khí nhà kính. Tuy nhiên, việc khai thác than cũng đặt ra nhiều thách thức về môi trường và xã hội.

II. Những thách thức trong việc áp dụng cơ chế phát triển sạch tại Việt Nam

Việc áp dụng cơ chế phát triển sạch trong khai thác than tại Việt Nam gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu hụt nguồn lực tài chính, công nghệ chưa phát triển đồng bộ và chính sách chưa hoàn thiện là những rào cản lớn. Đặc biệt, việc thiếu nhận thức về lợi ích của CDM trong cộng đồng và doanh nghiệp cũng là một thách thức không nhỏ.

2.1. Thiếu hụt nguồn lực tài chính và công nghệ

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc áp dụng CDM là thiếu hụt nguồn lực tài chính. Các dự án CDM thường yêu cầu đầu tư lớn vào công nghệ và hạ tầng. Ngoài ra, công nghệ khai thác than hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu về phát thải thấp, điều này làm giảm khả năng thu hút đầu tư cho các dự án CDM.

2.2. Chính sách và quy định chưa hoàn thiện

Chính sách và quy định liên quan đến CDM tại Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập. Việc thiếu các quy định rõ ràng và đồng bộ về phát triển bền vững trong khai thác than đã tạo ra rào cản cho việc áp dụng CDM. Cần có sự cải cách trong chính sách để tạo điều kiện thuận lợi cho các dự án CDM.

III. Phương pháp áp dụng công nghệ xanh trong khai thác than

Để giảm phát thải khí nhà kính trong khai thác than, việc áp dụng các công nghệ xanh như UCG và CCS là rất cần thiết. Những công nghệ này không chỉ giúp giảm thiểu tác động môi trường mà còn tối ưu hóa quy trình khai thác, nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên.

3.1. Công nghệ khí hóa than ngầm UCG

Công nghệ khí hóa than ngầm (UCG) cho phép khai thác than mà không cần phải đưa than lên mặt đất. Quá trình này giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính và tiết kiệm chi phí khai thác. UCG có thể được áp dụng hiệu quả tại các mỏ than ở Đồng bằng sông Hồng, nơi có điều kiện địa chất thuận lợi.

3.2. Công nghệ thu hồi và lưu trữ các bon CCS

Công nghệ thu hồi và lưu trữ các-bon (CCS) là một giải pháp hiệu quả để giảm phát thải khí nhà kính từ các hoạt động khai thác than. CCS giúp thu hồi CO2 từ quá trình đốt than và lưu trữ an toàn dưới lòng đất. Việc kết hợp UCG và CCS có thể tạo ra một mô hình khai thác than bền vững và thân thiện với môi trường.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu về tiềm năng áp dụng CDM trong khai thác than tại Đồng bằng sông Hồng đã chỉ ra rằng việc kết hợp công nghệ UCG và CCS có thể giảm đáng kể phát thải khí nhà kính. Các kết quả tính toán cho thấy tiềm năng giảm phát thải có thể đạt tới hàng triệu tấn CO2 mỗi năm, góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững của Việt Nam.

4.1. Kết quả tính toán tiềm năng giảm phát thải

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ UCG kết hợp với CCS có thể giảm phát thải khí nhà kính lên tới 70% so với phương pháp khai thác truyền thống. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế cho các dự án khai thác than.

4.2. Các dự án CDM tiềm năng tại Đồng bằng sông Hồng

Đồng bằng sông Hồng có nhiều dự án CDM tiềm năng có thể được triển khai. Các dự án này không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn thu hút đầu tư quốc tế, tạo ra việc làm và thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.

V. Kết luận và tương lai của cơ chế phát triển sạch trong khai thác than

Cơ chế phát triển sạch có tiềm năng lớn trong việc giảm phát thải khí nhà kính trong khai thác than tại Việt Nam. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả cao, cần có sự hỗ trợ từ chính phủ, doanh nghiệp và cộng đồng. Tương lai của CDM trong khai thác than sẽ phụ thuộc vào việc cải thiện chính sách, tăng cường đầu tư và nâng cao nhận thức về phát triển bền vững.

5.1. Tầm quan trọng của chính sách hỗ trợ

Chính sách hỗ trợ từ chính phủ là yếu tố quyết định cho sự thành công của các dự án CDM. Cần có các chính sách khuyến khích đầu tư vào công nghệ xanh và tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp tham gia vào các dự án phát triển bền vững.

5.2. Định hướng phát triển bền vững trong khai thác than

Định hướng phát triển bền vững trong khai thác than cần được đặt lên hàng đầu. Việc áp dụng các công nghệ xanh như UCG và CCS không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh năng lượng cho tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với sự phát triển bền vững của nhân loại. Trong hơn một thế kỷ qua, nồng độ khí CO2 trong khí quyển đã gia tăng nhanh chóng từ mức 290 ppm lên hơn 370 ppm, khiến nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,6 độ C và mực nước biển dâng từ 10 đến 20 cm. Tại Việt Nam, tổng lượng phát thải khí nhà kính quốc gia tăng mạnh từ 103,8 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 1994 lên 266,03 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2010, và dự báo đạt tới 760,5 triệu tấn vào năm 2030. Trong đó, ngành năng lượng chiếm tỷ trọng áp đảo với khoảng 80,47% tổng phát thải (tương đương 648,5 triệu tấn CO2 tương đương) do sự phụ thuộc lớn vào nguồn nhiệt điện than.

Trước sức ép đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia theo Quyết định số 60/QĐ-TTg về Quy hoạch phát triển ngành than, việc thăm dò và khai thác bể than Đồng bằng sông Hồng với trữ lượng tài nguyên khổng lồ ước tính trên 210 tỷ tấn than năng lượng (gấp 20 lần bể than Quảng Ninh) là một định hướng chiến lược. Tuy nhiên, khai thác bể than nằm sâu từ âm 300 mét đến âm 1.200 mét dưới vùng đồng bằng đông dân cư bằng phương pháp truyền thống sẽ gây sụt lún và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

Luận văn tập trung vào mục tiêu nghiên cứu tiềm năng ứng dụng Cơ chế phát triển sạch (CDM) kết hợp tổ hợp công nghệ Khí hóa than ngầm (UCG) và Thu hồi, lưu trữ các-bon (CCS) nhằm giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong khai thác than Đồng bằng sông Hồng. Phạm vi nghiên cứu được triển khai trọng tâm tại khu vực thử nghiệm mỏ Bình Minh, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên với diện tích khảo sát 25 km2 và trữ lượng than trên 450 triệu tấn. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi mở ra lộ trình nâng cao hiệu suất phát điện từ 38% lên trên 60%, chuyển hóa lượng khí CO2 giảm phát thải thành chứng chỉ carbon có giá trị thương mại, đóng góp trực tiếp vào mục tiêu phát triển năng lượng xanh của quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết biến đổi khí hậu toàn cầu và các công cụ kinh tế môi trường quy định trong Công ước khung của Liên hợp quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC) cùng Nghị định thư Kyoto. Trọng tâm lý thuyết là Cơ chế phát triển sạch (CDM) theo Điều 12 của Nghị định thư Kyoto, cho phép các nước đang phát triển tiếp nhận công nghệ sạch và tạo ra các Chứng chỉ giảm phát thải được chứng nhận (CER) để thương mại hóa trên thị trường quốc tế.

Bên cạnh đó, đề tài vận dụng lý thuyết nhiệt hóa địa chất và chuyển dịch năng lượng sạch thông qua tổ hợp công nghệ Khí hóa than ngầm (UCG) và Thu hồi, lưu trữ các-bon (CCS). Quá trình UCG biến đổi than đá trực tiếp trong lòng đất thành dòng khí tổng hợp (syngas) giàu CO, H2 và CH4 thông qua các phản ứng oxy hóa và hoàn nguyên nhiệt lượng cao. Tổ hợp UCG-CCS kết hợp với công nghệ chu trình hỗn hợp (CCGT/IGCC) tạo nên mô hình sản xuất điện sạch khép kín. Khung nghiên cứu vận hành dựa trên 5 khái niệm then chốt: Khí hóa than ngầm (UCG), Thu hồi và lưu giữ các-bon (CCS), Cơ chế phát triển sạch (CDM), Đường cơ sở phát thải (Baseline Emission), và Chứng chỉ giảm phát thải (CER).

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn khai thác nguồn dữ liệu đa tầng từ các Báo cáo kiểm kê khí nhà kính quốc gia của Bộ Tài nguyên và Môi trường các năm 1994, 2000, 2005 và 2010, cơ sở dữ liệu dự án của Ban Chấp hành quốc tế về CDM (EB-UNFCCC), Viện CCS Toàn cầu, và các số liệu địa chất từ Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV).

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 20 mẫu lõi khoan địa chất đại diện được thu thập theo phương pháp chọn mẫu địa chất ngẫu nhiên phân tầng tại các vỉa than sâu từ âm 300 mét đến âm 600 mét trên diện tích quy hoạch 25 km2 thuộc mỏ Bình Minh - Khoái Châu. Phương pháp này bảo đảm tính đại diện tuyệt đối về chất lượng than, nhiệt trị, tỷ lệ chất bốc và cấu trúc thạch học của vỉa than.

Phương pháp phân tích trọng tâm là phương pháp kiểm kê và mô hình hóa cân bằng vật chất, cân bằng hóa học theo hướng dẫn chuẩn quốc tế của Ban liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) kết hợp phương pháp luận tính toán giảm phát thải của CDM. Nghiên cứu thực hiện định lượng chi tiết ba thành phần: phát thải đường cơ sở, phát thải dự án, và lượng phát thải rò rỉ trong toàn bộ chu trình khai thác và xử lý khí. Lý do lựa chọn phương pháp này là nhằm đảm bảo tính minh bạch, chính xác cao và đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn quốc tế khắt khe để đăng ký dự án tín chỉ carbon. Toàn bộ quá trình thu thập và mô phỏng số liệu được thực hiện trong mốc thời gian 2012-2014, với kịch bản tính toán vận hành dự án thử nghiệm kéo dài 7 năm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã đưa ra các phát hiện mang tính đột phá về kỹ thuật và tiềm năng giảm phát thải carbon:

Thứ nhất, kết quả phân tích phẩm cấp than tại mỏ thử nghiệm Bình Minh - Khoái Châu cho thấy than có nhiệt trị cao đạt 6.641 kcal/kg, tỷ lệ chất bốc rất cao từ 42% đến 48%, độ tro trung bình khoảng 11% và hàm lượng lưu huỳnh rất thấp xấp xỉ 0,5%. Trữ lượng than tại khu vực thử nghiệm đạt trên 450 triệu tấn ở độ sâu âm 600 mét, hoàn toàn tối ưu cho các phản ứng cháy toả nhiệt và khí hóa ngầm UCG.

Thứ hai, việc ứng dụng khí tổng hợp từ UCG cho các nhà máy nhiệt điện tua-bin khí chu trình hỗn hợp (CCGT/IGCC) cho phép đạt hiệu suất phát điện lên tới trên 60%. Con số này vượt trội hơn gần 58% so với hiệu suất tối đa của các nhà máy nhiệt điện đốt than bột truyền thống công nghệ hiện đại nhất hiện nay (vốn chỉ đạt hiệu suất cực đại khoảng 38% ở tổ máy 600 MW).

Thứ ba, tính toán định lượng cho thấy áp dụng tổ hợp công nghệ UCG kết hợp với thu hồi lưu trữ carbon CCS giúp thu giữ và cô lập an toàn từ 85% đến 90% tổng lượng phát thải CO2 phát sinh từ quá trình khí hóa và đốt cháy nhiên liệu. Lượng giảm phát thải ròng này quy đổi thành hàng triệu tấn CO2 tương đương mỗi năm, mở ra tiềm năng thương mại hóa tín chỉ carbon vô cùng lớn.

Thứ tư, cấu trúc địa tầng dày và các vỉa than sau khí hóa tại Đồng bằng sông Hồng tạo thành các khoang chứa ngầm kín, kết hợp với các tầng nước mặn sâu dưới lòng đất tạo điều kiện lý tưởng để lưu trữ CO2 vĩnh viễn, ngăn ngừa rủi ro rò rỉ lên khí quyển.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt bậc của tổ hợp UCG-CCS xuất phát từ cơ chế phản ứng ngầm: việc cấp oxy tinh khiết vào vỉa than sâu giúp dòng khí tổng hợp sinh ra có áp suất cao và nồng độ CO2 đậm đặc, giảm đáng kể năng lượng và chi phí cần thiết cho công đoạn tách lọc khí so với xử lý khí thải loãng sau đốt truyền thống. Ngoài ra, việc giữ lại toàn bộ tro xỉ và đất đá thải trong lòng đất loại bỏ hoàn toàn bãi thải xỉ và nguy cơ ô nhiễm bụi bề mặt.

Khi đối chiếu với bức tranh toàn cầu, trong khi công nghệ truyền thống chỉ khai thác được khoảng 15% trữ lượng than của thế giới thì UCG cho phép tiếp cận 85% trữ lượng than nằm ở độ sâu lớn (từ 600 đến 1.200 mét), tương tự các dự án thử nghiệm thành công tại Mỹ, Úc và Nam Phi. Về khía cạnh thị trường carbon, Việt Nam từng đăng ký thành công 253 dự án CDM với tổng lượng giảm phát thải khoảng 138 triệu tấn CO2 tương đương (đứng thứ 4 thế giới về số lượng dự án), nhưng hầu hết tập trung vào thủy điện và khí sinh học. Việc triển khai CDM-CCS trong ngành than sẽ lấp đầy khoảng trống lớn trong cơ cấu giảm phát thải công nghiệp nặng.

Dữ liệu phát thải đường cơ sở và phát thải dự án trong nghiên cứu có thể được minh họa trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh lượng phát thải CO2 qua từng năm trong chu kỳ 7 năm vận hành thử nghiệm. Đồng thời, cấu trúc các dòng khí và cân bằng vật chất hóa học được tổng hợp qua bảng phân tích nhiệt trị và biểu đồ tròn biểu diễn tỷ lệ giảm phát thải khí nhà kính theo từng công đoạn, giúp các nhà quản lý dễ dàng đánh giá tính khả thi kinh tế - kỹ thuật của dự án.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hiện thực hóa tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính từ bể than Đồng bằng sông Hồng, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Hoàn thiện hành lang pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật: Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Bộ Công Thương cần phối hợp xây dựng và ban hành bộ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về đánh giá an toàn môi trường cho công nghệ UCG-CCS, tích hợp cơ chế cấp phép tín chỉ carbon trước năm 2018 nhằm tạo khung pháp lý minh bạch cho các nhà đầu tư.
2. Triển khai dự án thử nghiệm công nghiệp UCG-CCS: Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) chủ trì đầu tư xây dựng nhà máy điện thử nghiệm chu trình hỗn hợp công suất từ 100 MW đến 300 MW tại mỏ Bình Minh - Khoái Châu trong giai đoạn 2018-2022, hướng tới mục tiêu cắt giảm tối thiểu 1,5 triệu tấn CO2 tương đương mỗi năm.
3. Thiết lập hệ thống quan trắc và giám sát địa chất ngầm: Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản phối hợp cùng các đơn vị chuyên môn lắp đặt mạng lưới cảm biến tự động theo dõi nồng độ khí và độ dịch chuyển tầng địa chất tại 100% các giếng bơm lưu trữ, duy trì tần suất giám sát liên tục 24/7 từ năm 2020 để bảo đảm an toàn tuyệt đối cho các tầng chứa nước sinh hoạt.
4. Mở rộng cơ chế hợp tác quốc tế và tài chính xanh: Bộ Tài chính và Ngân hàng Nhà nước thiết lập gói ưu đãi tín dụng xanh với mức hỗ trợ lãi suất vay từ 2% đến 3% dành cho doanh nghiệp tiếp nhận chuyển giao công nghệ UCG-CCS, đồng thời đẩy mạnh liên kết với Quỹ Khí hậu Xanh (GCF) và Cơ chế Tín chỉ Chung (JCM) trong giai đoạn 2020-2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho 4 nhóm đối tượng:

1. Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách (Bộ TNMT, Bộ Công Thương, Ban Chỉ đạo Biến đổi khí hậu): Tham khảo cơ sở dữ liệu khoa học và phương pháp luận tính toán giảm phát thải để xây dựng quy hoạch năng lượng quốc gia tầm nhìn 2030-2050 và hoàn thiện thị trường carbon nội địa.
2. Doanh nghiệp và tập đoàn năng lượng (TKV, EVN, PVN): Sử dụng các thông số kỹ thuật về nhiệt trị, công nghệ chuyển đổi syngas và mô hình kinh tế UCG-CCS để lập báo cáo nghiên cứu khả thi cho các dự án khai thác tài nguyên than tầng sâu.
3. Giới nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Môi trường, Biến đổi khí hậu và Địa chất: Khai thác mô hình tính toán phát thải đường cơ sở CDM, phản ứng nhiệt hóa than ngầm và quy trình lưu trữ CO2 làm tài liệu tham khảo giảng dạy và phát triển các đề tài chuyên sâu.
4. Các tổ chức tài chính xanh và đơn vị tư vấn tín chỉ carbon: Ứng dụng quy trình định lượng CER và khung đánh giá rủi ro môi trường để thẩm định hồ sơ vay vốn đầu tư xanh và cấu trúc các hợp đồng thương mại hạn ngạch phát thải quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ khí hóa than ngầm UCG có ưu điểm gì nổi bật so với phương pháp khai thác truyền thống? Công nghệ UCG chuyển hóa than trực tiếp thành khí tổng hợp dưới lòng đất mà không cần đào lò hay bóc đất đá bề mặt. Phương pháp này nâng hiệu suất phát điện lên trên 60% khi kết hợp tuabin chu trình hỗn hợp, cao hơn mức 38% của nhiệt điện than truyền thống, đồng thời loại bỏ hoàn toàn tro xỉ và nguy cơ sụt lún diện rộng trên mặt đất.

2. Tổ hợp công nghệ UCG-CCS giúp giảm phát thải khí nhà kính như thế nào? Quá trình UCG sử dụng luồng oxy tinh khiết tạo ra dòng khí thải chứa nồng độ CO2 đậm đặc dưới áp suất cao. Nhờ đó, hệ thống CCS có thể thu hồi và cô lập an toàn từ 85% đến 90% tổng lượng CO2 sinh ra, tương tự hiệu quả thực tế tại dự án Great Plains Synfuels ở Bắc Mỹ với mức thu hồi 2,8 triệu tấn CO2 mỗi năm.

3. Vì sao mỏ Bình Minh - Khoái Châu được lựa chọn làm địa bàn thử nghiệm? Khu vực Bình Minh - Khoái Châu sở hữu diện tích 25 km2 với trữ lượng than đã thăm dò đạt trên 450 triệu tấn ở độ sâu âm 600 mét. Than tại đây có phẩm cấp vượt trội với nhiệt trị đạt 6.641 kcal/kg, tỷ lệ chất bốc từ 42% đến 48% và hàm lượng lưu huỳnh chỉ khoảng 0,5%, rất lý tưởng cho phản ứng khí hóa ngầm.

4. Doanh nghiệp đầu tư UCG-CCS được hưởng lợi gì từ Cơ chế phát triển sạch CDM? Mỗi tấn CO2 giảm phát thải được chứng nhận sẽ quy đổi thành 1 tín chỉ CER theo quy định của UNFCCC. Doanh nghiệp có thể bán các tín chỉ này trên sàn giao dịch hạn ngạch carbon toàn cầu, tạo nguồn thu ngoại tệ bền vững để bù đắp chi phí đầu tư công nghệ ban đầu.

5. Việc lưu trữ CO2 trong các khoang địa chất ngầm có gây rò rỉ nguy hiểm không? CO2 dạng lỏng siêu tới hạn được bơm xuống độ sâu lớn dưới tầng chắn địa chất dày và phản ứng tạo thành khoáng chất carbonat bền vững. Điển hình như dự án Sleipner tại Na Uy đã lưu trữ an toàn hơn 1,0 triệu tấn CO2 mỗi năm ở độ sâu 800 mét dưới đáy biển trong suốt hơn 15 năm qua mà không xuất hiện bất kỳ sự rò rỉ nào.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ Khí hóa than ngầm (UCG) kết hợp Thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) tại bể than Đồng bằng sông Hồng với tiềm năng tài nguyên trên 210 tỷ tấn.
• Đánh giá chi tiết tại khu vực thử nghiệm mỏ Bình Minh - Khoái Châu khẳng định khả năng giảm phát thải vượt bậc từ 85% đến 90% lượng khí CO2 so với nhiệt điện than truyền thống.
• Tổ hợp UCG-CCS giúp nâng cao hiệu suất biến đổi năng lượng lên trên 60%, giải quyết bài toán an ninh năng lượng trong bối cảnh phát thải ngành năng lượng dự kiến đạt 648,5 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2030.
• Nghiên cứu đề xuất quy trình tích hợp Cơ chế phát triển sạch (CDM) nhằm thương mại hóa lượng giảm phát thải thành các chứng chỉ tín chỉ carbon có giá trị kinh tế cao.
• Đưa ra hệ thống khuyến nghị đồng bộ về hoàn thiện thể chế, lắp đặt mạng lưới quan trắc tự động 24/7 và cơ chế ưu đãi vốn xanh để hiện thực hóa dự án.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là mở ra hướng tiếp cận công nghệ than sạch đột phá cho Việt Nam, hóa giải mâu thuẫn giữa nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch và cam kết cắt giảm khí nhà kính quốc tế. Lộ trình tiếp theo đòi hỏi giai đoạn 2018-2022 hoàn thiện mô hình thí điểm công nghiệp tại Hưng Yên và giai đoạn 2022-2030 từng bước mở rộng ra toàn bộ bể than Đồng bằng sông Hồng. Các nhà hoạch định chính sách, doanh nghiệp năng lượng và tổ chức khoa học cần chủ động liên kết đầu tư để sớm đưa công nghệ UCG-CCS vào thực tiễn, thúc đẩy quá trình chuyển dịch năng lượng xanh và bền vững cho đất nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] - 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.