Điện khí LNG là gì? Ứng dụng của khí LNG hiện nay

Điện khí LNG (Liquefied Natural Gas) là quá trình sử dụng khí tự nhiên hóa lỏng làm nhiên liệu để sản xuất điện trong các nhà máy điện khí. Khí LNG được chuyển đổi từ dạng khí tự nhiên (Natural Gas) thành dạng lỏng thông qua quá trình làm lạnh sâu (-162°C), giúp dễ dàng lưu trữ và vận chuyển.

Các thuộc tính của khí LNG là gì?

Công thức hóa học	CH 4  (Methane)
Điểm sôi	-161 ° C hoặc -257.8° F
Mật độ chất lỏng	426kg / m³ hoặc 26,5943lb / ft³
Mật độ khí ở 25 °C hoặc 77 °F	0,656 kg / m³ hoặc 0,04095lb / ft³
Trọng lượng riêng (Không khí = 1)	0,554
Giới hạn dễ cháy (trong không khí theo thể tích)	5.3 – 14%
Nhiệt độ tự bốc cháy	595 °C hoặc 1103 °F

Tham khảo TCVN  12984-2020

Khí LNG về bản chất thì không có mùi nhưng các nhà sản xuất thường thêm vào đó mùi đặc biệt trước khi khí được đưa đi tiêu thụ để người sử dụng có thể phát hiện trong trường hợp khí bị rò rỉ ra ngoài nhằm đảm bảo an toàn. Nếu bị thoát ra ngoài, khí hóa lỏng LNG sẽ bay hơi và phân tán nhanh trong không khí.

Những ưu điểm của khí hóa lỏng LNG

1. Thân thiện với môi trường

So với các nhiên liệu hóa thạch như dầu hoặc than thì LNG nguồn năng lượng tạo ra lượng khí thải vào không khí thấp hơn rất nhiều. Nhờ đó giảm thiểu tối đa vấn đề ô nhiễm môi trường và bảo vệ màu xanh của khí quyển.

2. Dễ dàng lưu trữ, vận chuyển

Khí LNG chỉ chiếm 1/600 thể tích so với không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (15 °C, 1 atm) và sau khi được hóa lỏng, sức chứa của LNG cao gấp 2.4 lần so với CNG nên việc lưu trữ LNG trong các bồn chứa, bình nén khí trở nên dễ dàng hơn nhiều. Áp suất lưu trữ LNG trong các container tàu rất thấp, ở mức dưới 10 kPa trong khi của khí  LPG cao hơn nhiều, lên tới  858,7 kPa. Ngoài ra, nhiệt độ lưu trữ của LNG chỉ là −161 °C còn của LPG lại là – 42 ° C, trừ khi khí được rút ra khỏi tàu.

Việc tồn tại dưới dạng lỏng sẽ giúp LNG dễ dàng được vận chuyển với sản lượng lớn mà vẫn đảm bảo sự an toàn, mang lại hiệu quả về kinh tế cao. Khi đến nơi tiêu thụ, khí LNG sẽ được chuyển về dạng khí thiên nhiên đơn thuần một cách dễ dàng bằng bộ hóa hơi đặc thù.

Phương tiện vận chuyển khí LNG chủ yếu hiện nay là các tàu LNG có tải trọng từ 170000 – 260000 m3, trong đó 155000 – 170000 m3 là tải trọng phổ biến nhất. Đối với những hộ tiêu thụ ở xa đường ống dẫn khí, các thị trường khu vực ven biển và các đảo ngoài khơi, người ta sử dụng xe bồn, tàu hỏa, tàu ven biển có tải trọng từ 2,500-12,000 m3 để vận chuyển khí hóa lỏng LNG.

3. Hiệu quả kinh tế cao

Trước khi có khí LNG, người ta đã phải nén các loại khí thiên nhiên CNG (Compressed Natural Gas) lại rồi mới vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Các loại khí này được nén dưới áp suất rất cao, trên 230 bar và phải làm liên tục trong quá trình vận chuyển. Điều này làm cho khí CNG có chi phí vận chuyển cao và kém an toàn. Trong khi đó, khí LNG dễ hóa lỏng và dễ vận chuyển hơn nên việc dùng LNG làm nhiên liệu phục vụ ngành giao thông vận tải cho các loại xe tải và tàu thuyền sẽ đem đến nhiều tiềm năng về mặt kinh tế hơn là dùng dầu nhiên liệu và diesel.

4. Nhiên liệu an toàn

Vì được hóa lỏng ở áp suất khí quyển nên so với các khí CNG thì LNG an toàn hơn nhiều. Hơn nữa, LNG bay hơi và phân tán nhanh nên không để lại dư lượng. Do đó, chúng ta không cần làm sạch môi trường khi xảy ra sự cố rò rỉ LNG trên nước hoặc mặt đất.

5. Giảm thiểu sự ăn mòn thiết bị

LNG là loại khí không mùi, không màu, không ăn mòn thiết bị và không độc hại. Do đó, dùng LNG sẽ an toàn hơn, giảm sự ăn mòn gây hỏng hóc động cơ, tăng tuổi thọ và hiệu suất sử dụng cho thiết bị.

6. Đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lâu dài

Sử dụng khí hóa lỏng LNG giúp đảo đảm vấn đề an ninh năng lượng cho quốc gia, tạo nguồn cung cấp khí ổn định, lâu dài, góp phần đáp ứng nhu cầu tiêu thụ khí trong nước, đặc biệt là nhu cầu phát điện.

7. Là nguồn năng lượng sạch của tương lai

Thông qua các nghiên cứu, kiểm chứng thì LNG hoàn toàn đáng tin cậy và an toàn cho động cơ, con người và môi trường. Nó là loại khí sạch nhất trong các loại nhiên liệu được sử dụng hiện nay. Với LNG, một kỷ nguyên mới về nguồn năng lượng sạch trong tương lai đã được mở ra.

Quá trình hoạt động của điện khí LNG

• Nhập khẩu LNG:
  LNG được vận chuyển từ các nước xuất khẩu (như Qatar, Úc, Mỹ) bằng tàu chở khí hóa lỏng đến các cảng LNG tại Việt Nam.
• Lưu trữ và tái hóa khí:
  Sau khi được lưu trữ tại các bồn chứa chuyên dụng, LNG được chuyển đổi trở lại trạng thái khí qua quá trình tái hóa khí (regasification).
• Phát điện:
  Khí tự nhiên sau tái hóa được dẫn đến các tuabin khí trong nhà máy điện khí để tạo ra điện. Đây là loại điện năng sạch hơn so với điện từ than hoặc dầu.

Những ứng dụng quan trọng của điện khí LNG

Điện khí LNG (Liquefied Natural Gas) có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, từ phát điện đến công nghiệp và giao thông. Dưới đây là các ứng dụng tiêu biểu:

1. Sản xuất điện

Nguồn cung cấp năng lượng ổn định và sạch:
LNG được sử dụng trong các nhà máy điện khí để tạo ra nguồn điện với lượng khí thải carbon thấp hơn so với than đá và dầu mỏ. Đây là giải pháp chuyển tiếp quan trọng khi các quốc gia hướng tới phát triển năng lượng tái tạo.

Hỗ trợ điều tiết năng lượng tái tạo:
Nhà máy điện khí LNG có khả năng khởi động nhanh và linh hoạt, giúp cân bằng lưới điện khi có sự biến động từ các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời.

2. Cung cấp năng lượng cho ngành công nghiệp

Ngành hóa chất và hóa dầu:
LNG là nguyên liệu đầu vào quan trọng cho ngành hóa dầu, được sử dụng để sản xuất amoniac, phân bón, methanol và các hóa chất khác.

Ngành luyện kim và chế tạo:
LNG cung cấp nhiệt năng cho quá trình luyện kim, chế biến thép và các ngành sản xuất đòi hỏi nhiệt độ cao.

Chế biến thực phẩm:
LNG là nguồn năng lượng sạch và hiệu quả để cung cấp nhiệt và hơi nước trong các nhà máy chế biến thực phẩm.

3. Giao thông vận tải

Nhiên liệu cho tàu biển:
LNG đang trở thành lựa chọn phổ biến cho tàu biển nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải nghiêm ngặt của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO).

Nhiên liệu cho xe tải và xe buýt:
LNG được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông hạng nặng (xe tải, xe buýt), giúp giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm không khí so với dầu diesel.

4. Cung cấp năng lượng cho khu vực dân cư

Hệ thống khí gas đô thị:
LNG được phân phối qua hệ thống đường ống hoặc xe bồn để cung cấp khí đốt cho các hộ gia đình, sử dụng trong nấu ăn, sưởi ấm và làm nóng nước.

Hệ thống năng lượng độc lập (Off-grid):
LNG có thể được sử dụng ở các khu vực chưa được kết nối với lưới điện quốc gia, cung cấp nguồn năng lượng sạch và đáng tin cậy.

5. Dự trữ năng lượng chiến lược

An ninh năng lượng quốc gia:
LNG đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo dự trữ năng lượng dài hạn, đặc biệt khi có gián đoạn trong nguồn cung cấp năng lượng từ các nguồn khác.

Cơ hội và thách thức cho làn sóng “Điện khí LNG” ở Việt Nam

Theo các chuyên gia, điện khí LNG có ưu điểm là linh hoạt, có thể thay đổi khi cần. Hơn nữa. lượng phát thải CO2 ít hơn một nửa so với điện hóa than nên phương pháp này giúp giảm hoặc giảm triệt để lượng phát thải CO2 nhờ dùng hydrogen và phương pháp thu giữ, cô lập cacbon (CCS). Và đặc biệt, điện hóa khí LNG có khả năng đạt hơn 90% hệ số công suất khi cần thiết, không gặp phải tình trạng gián đoạn và phụ thuộc vào các yếu tố thiên nhiên như điện gió hay điện mặt trời. Chính vì vậy làn sóng “ Điện khí LNG” đang diễn ra rất mạnh mẽ. Vậy những cơ hội và thách thức cho Điện khí LNG là gì tại Việt Nam, cùng theo dõi tiếp với chúng tôi nhé.

1. Cơ hội

• Đáp ứng nhu cầu năng lượng đang tăng cao
• Kinh tế Việt Nam tăng trưởng mạnh, kéo theo nhu cầu năng lượng ngày càng lớn. LNG là một giải pháp quan trọng để bổ sung nguồn cung khi nguồn tài nguyên trong nước như than và thủy điện bị hạn chế.
  Đảm bảo an ninh năng lượng
• Nhập khẩu LNG giúp đa dạng hóa nguồn cung năng lượng, giảm phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.
  Thân thiện với môi trường
• LNG là nguồn năng lượng sạch hơn so với than và dầu, góp phần giảm khí thải nhà kính, phù hợp với cam kết của Việt Nam tại COP26 về mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.
  Thu hút đầu tư nước ngoài
• Các dự án điện khí LNG có thể thu hút vốn đầu tư từ các công ty quốc tế, đặc biệt khi Việt Nam là một điểm đến tiềm năng cho các nhà phát triển năng lượng sạch.
  Phát triển cơ sở hạ tầng hiện đại
• Các dự án liên quan đến LNG, như cảng nhập khẩu và nhà máy điện khí, thúc đẩy hiện đại hóa hạ tầng năng lượng và logistics.

2. Thách thức

• Khí gas tự nhiên (Natural Gas) được xem là nguồn nhiên liệu hóa thạch thân thiện nhất với môi trường vì khi đốt, lượng CO2 mà nó sinh ra ít hơn khoảng 30% so với đốt dầu và ít hơn 45% so với đốt than, đồng thời giảm tới 90% lượng NOx và không thải bụi. Khi sử dụng khí LNG để sản xuất điện, việc đầu tư cơ sở hạ tầng như cảng tiếp nhận LNG, bồn chứa, cơ sở tái hóa khí LNG và các đường ống dẫn khí đến nhà máy điện để tiêu thụ đòi hỏi nguồn vốn rất lớn. Hơn nữa nó cũng đòi hỏi nhà đầu tư có nhiều kinh nghiệm và hiện nay, chỉ nhà đầu tư nước ngoài mới có đủ kinh nghiệm để vận hành các công nghệ cao để xử lý khí có nhiệt độ thấp (khoảng – 162℃) và khí bay hơi.
• Mặt khác, vì là nguồn khí an toàn, được nhiều quốc gia sử dụng nên giá LNG cũng khá cao. Trong khi đó, giá nhiên liệu LNG đầu vào chiếm tới 70 – 80% giá điện bán ra cho người sử dụng nên nếu dùng nhiên liệu giá cao thì dự án dùng LNG để sản xuất điện khó có thể tham gia thị trường điện.
• Ngoài ra, ở nước ta, khung pháp lý, cơ chế quản lý vận hành cả chuỗi Khí – điện vẫn chưa hoàn thiện nên khó thu xếp tài chính cho dự án có quy mô hàng tỷ USD. Các quy định về thủ tục, trình tự đầu tư còn không khớp nhau ở cấp Luật định như Luật Đầu tư, Luật Môi trường, Luật Đấu thầu, Luật Xây dựng, Luật Quy hoạch…Đồng thời, thẩm quyền, quy trình đánh giá lựa chọn chủ đầu tư cho các dự án/chuỗi dự án khí – điện LNG không có sự thống nhất, khi thì là Chính phủ, khi thì là Bộ, lúc khác lại là Tỉnh. Điều này đã gây lúng túng cho các bên liên quan.
• Tất cả các vấn đề trên đã gây khiến cho việc ứng dụng khí LNG vào nước ta là một nhiệm vụ nặng nề đối với ngành năng lượng Việt Nam nói chung và các nhà đầu tư có ý định đầu tư phát triển nguồn điện sử dụng khí hóa lỏng LNG tại Việt Nam nói riêng

CÁC DỰ ÁN ĐIỆN KHÍ LNG TẠI VIỆT NAM