Hệ thống đồng phát sản xuất nhiệt điện: Hiệu quả TKNL từ công nghệ cũ

Trung tâm giải trí cộng đồng tại bang Ohio, Mỹ đã quyết định giảm thiểu điện năng lãng phí. Thay vì phụ thuộc vào nguồn cung điện chạy bằng than và khí đốt từ lưới điện quốc gia và một nồi hơi riêng để cung cấp nhiệt, cơ sở này đã quyết định lắp đặt một máy tích hợp nhiệt – điện với khả năng chuyển hoá nhiệt thải thành điện năng.

Giờ đây, với việc sử dụng máy tích hợp nhiệt – điện, trung tâm có thểt tự tạo ra nguồn điện chiếu sáng khi lưới điện quốc gia gặp sự cố và nhiệt để giữ ấm cho văn phòng và các bể bơi suốt trong mùa lạnh.

Dự kiến, sự chuyển đổi này sẽ giúp Trung tâm giải trí cộng đồng tiết kiệm khoảng 10% điện năng tiêu thụ.

Sử dụng một công nghệ của quá khứ…

Công nghệ “đồng phát” được sử dụng trong máy tích hợp nhiệt – điện không phải là một khái niệm mới. Trên thực tế, các nhà máy điện đầu tiên của Thomas Edison đã bán cả nhiệt và điện cho các tòa nhà và nhà máy lân cận từ đầu thế kỷ XX.Tuy nhiên, quá trình điện khí hoá nhanh chóng của Mỹ đã khiến nhiều công ty điện trở nên độc quyền.

Trong nhiều thập kỷ, các công ty điện thường xây những nhà máy khổng lồ cách xa các toà nhà và nhà máy sản xuất. Điều này gây lãng phí một lượng điện năng và nhiệt năng rất lớn do tổn hao  quá trình truyền tải. Đòng thời, gây lãng phí nhiệt do nhà máy điện không có nhu cầu sử dụng.

Cụ thể, để sản xuất 1 đơn vị điện, người ta cần đốt cháy 3 đơn vị nhiên liệu và hiệu suất 33% đó không hề được cải thiện trong suốt 60 năm qua.

... để thay đổi tương lai

Gần đây, cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu đã buộc các nhà sản xuất phải tìm cách nâng cao hiệu quả năng lượng của mình, thay vì chấp nhận mức lãng phí lên tới 67% như trước đây. Nhà máy tích hợp nhiệt – điện sử dụng công nghệ đồng phát được coi như một giải pháp hiệu quả mà không tốn công nghiên cứu, thử nghiệm.

Hiệu quả năng lượng của công nghệ này đã được kiểm nghiệm và đạt 60 – 90%. Hơn thế, nếu có được những thiết kế máy riêng phù hợp với từng cơ sở lắp đặt, loại máy này còn giúp giảm thiểu khí thải CO2, cũng như nhiều chất gây ô nhiễm khác như ni-tơ ô-xít và lưu huỳnh ô-xít.

Các nhà lập pháp và hành pháp Mỹ đã bắt đầu chú ý đến công nghệ đồng phát. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ xác định đồng phát là một phương tiện hiệu quả để thực hiện mục tiêu xanh hoá nền kinh tế, hạn chế lượng phát thải khí các-bon từ các nhà máy điện hiện có.

Hội đồng Môi trường Ohio và Quỹ Bảo vệ môi trường gần đây đã yêu cầu Ủy ban Công ích Ohio hỗ trợ Công ty Điện lực Ohio trong một dự án sử dụng máy tích hợp nhiệt – điện thế hệ mới để đạt được các mục tiêu hiệu quả năng lượng.

Hiện nay, tỷ lệ điện năng được sinh ra từ các máy tích hợp nhiệt – điện còn thấp, song Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge cho rằng, nó có thể tăng lên đến 20% vào năm 2030. Nếu đạt đến ngưỡng này, công nghệ đồng phát sẽ tạo ra gần 1 triệu việc làm mới; tiết kiệm 1.500 tỷ kWh, tương đương gần 50% tổng tiêu thụ năng lượng trong các hộ gia đình của Mỹ; giảm phát thải 800 triệu tấn CO2 mỗi năm, tương đương loại bỏ hơn 50% số xe chở khách trên đường.

Các dự án sử dụng công nghệ đồng phát đã chứng minh sự việc cần  có một định nghĩa rộng lớn hơn về hiệu quả năng lượng. Thay vì chỉ tập trung vào giảm tiêu thụ điện hay sử dụng các vật liệu, thiết bị, công nghệ mới đầy tốn kém, chúng ta cũng có thể ứng dụng các công nghệ cũ theo một cách thức mới nhằm đạt hiệu quả năng lượng cao trong sản xuất và đời sống.

 Anh Tuấn (Theo EDF)