Viện Nghiên cứu Năng lượng Hàn Quốc (KIER) đã chứng minh thành công công nghệ phát điện bằng khí đốt lớn nhất thế giới có khả năng tách carbon dioxide. Họ cũng trở thành công ty đầu tiên trên thế giới sử dụng phương pháp này để tạo ra hơi nước thành công phục vụ sản xuất điện.
Sản xuất hơi nước từ nhà máy trình diễn. Tín dụng: VIỆN NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG HÀN QUỐC
Trong quá trình sản xuất điện bằng khí đốt thông thường, quá trình đốt nhiên liệu giải phóng carbon dioxide, một loại khí nhà kính chính, cùng với nitơ và hơi nước. Sau khi thải ra, CO₂ trộn với nitơ từ không khí, đòi hỏi phải có các cơ sở chuyên dụng để tách và thu giữ CO₂ tinh khiết một cách có chọn lọc để lưu trữ. Quá trình bổ sung này làm tăng chi phí sản xuất điện.
Để giải quyết thách thức này, công nghệ đốt cháy vòng hóa học (CLC) đang nổi lên như một giải pháp phát điện thân thiện với môi trường. Không giống như các phương pháp thông thường khi nhiên liệu phản ứng trực tiếp với không khí, công nghệ CLC cung cấp oxy nguyên chất cho nhiên liệu bằng các hạt mang oxy. Các hạt này giải phóng oxy trong quá trình đốt cháy và sau đó hấp thụ lại oxy khi tiếp xúc với không khí, liên tục lặp lại chu trình để duy trì quá trình.
Bằng cách tận dụng công nghệ này, nhiên liệu chỉ tương tác với oxy nguyên chất, loại bỏ mọi phản ứng với nitơ trong không khí. Do đó, quá trình đốt cháy tạo ra carbon dioxide và hơi nước, do đó sau khi ngưng tụ hơi nước, cho phép thu giữ trực tiếp mà không cần phải tách thêm. Ngoài ra, không giống như quá trình đốt cháy thông thường, tạo ra oxit nitơ (NOₓ), một tác nhân chính tạo ra các hạt siêu mịn, công nghệ này hoạt động thông qua quá trình đốt cháy không ngọn lửa, giúp giảm đáng kể lượng khí thải NOₓ.
Nhóm nghiên cứu, hợp tác với Viện nghiên cứu KEPCO, đã phát triển công nghệ đốt vòng hóa học (CLC) đẳng cấp thế giới. Năm 2023, họ đã thành lập một nhà máy thí điểm quy mô 3 MW, lớn nhất cùng loại trên toàn cầu và tiến hành các thử nghiệm trình diễn quy mô đầy đủ. Trong hơn 300 giờ hoạt động liên tục, công nghệ này đã đạt được hiệu suất tách carbon dioxide và phát thải vượt quá 96%, vượt qua chuẩn mực toàn cầu trước đó là 94%.
Nhà máy trình diễn CLC do nhóm nghiên cứu phát triển. Tín dụng: VIỆN NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG HÀN QUỐC
Cùng với việc trình diễn thành công, nhóm nghiên cứu cũng đã mở ra cánh cửa thương mại hóa. Lần đầu tiên trên thế giới, họ đã sản xuất thành công hơi nước để phát điện bằng công nghệ đốt vòng hóa học (CLC). Trong khi các nước tiên tiến như Liên minh châu Âu, Trung Quốc và Hoa Kỳ đã tiến hành trình diễn công nghệ CLC, thì chưa có nước nào đạt được sản lượng hơi nước.
Nếu quy mô trình diễn công nghệ nhỏ, hiệu suất cao, nhưng mất nhiệt đáng kể, khiến không thể tạo ra hơi nước. Tương tự, nếu không duy trì được hiệu suất trong khi mở rộng quy mô, việc sản xuất hơi nước sẽ không xảy ra.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã cho phép sản xuất hơi nước bằng cách phát triển các công nghệ thiết kế và vận hành quy trình giúp giảm thiểu thất thoát nhiệt trong khi mở rộng quy mô và bằng cách thúc đẩy các kỹ thuật sản xuất quy mô lớn cho các hạt mang oxy. Sự chuyển đổi này đã đưa công nghệ từ lĩnh vực đổi mới đầy hứa hẹn trong tương lai sang lĩnh vực thương mại hóa.
Một phân tích kinh tế về công nghệ đốt tuần hoàn hóa học (CLC) dự đoán rằng, so với nhà máy điện khí đốt tự nhiên thông thường công suất 100MW, công nghệ này sẽ tạo ra lợi nhuận hoạt động hàng năm là 14,4 tỷ KRW và cải thiện hiệu suất phát điện thêm 4%.
Đáng chú ý, chi phí thu giữ CO₂ dự kiến sẽ giảm 30% so với các phương pháp hiện có, cho phép thu giữ hơn 150.000 tấn CO₂ mỗi năm. Sự tiến bộ này dự kiến sẽ đóng góp đáng kể vào việc đạt được các mục tiêu trung hòa carbon quốc gia.
Tiến sĩ Ryu Ho-jung, nhà nghiên cứu chính của Bộ phận nghiên cứu CCS, tuyên bố: "Để đạt được mục tiêu trung hòa carbon quốc gia, điều cần thiết là phải thiết lập và vận hành các nhà máy điện khí kết hợp các công nghệ tiên tiến như đốt cháy vòng hóa học (CLC).
"Chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển và trình diễn công nghệ của mình để đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các giải pháp phát điện thế hệ tiếp theo."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
