Tiềm năng của công nghệ điện nhiệt kết hợp - CCHP

Công nghệ điện nhiệt kết hợp (Trigeneration hoặc CCHP – combined cooling, heating and power) được hiểu là tái sử dụng nhiệt lượng phát ra từ các máy phát điện để làm mát, sưởi ấm hoặc thậm chí cung cấp điện năng. Công nghệ này đang được nghiên cứu và triển khai tại một số quốc gia trên thế giới.

CCHP chưa được biết đến rộng rãi trên thế giới như điện gió và điện mặt trời. Vậy thế mạnh của CCHP là gì?

Các hệ thống CCHP thường được sử dụng như một máy phát điện dự phòng khi không có điện lưới, đồng thời giảm lượng phát thải khí nhà kính. Quan trọng hơn, công nghệ CCHP đã đáp ứng phần nào nhu cầu về làm mát và sưởi ấm của con người mà không gây ra nguy cơ quá tải cho lưới điện khi nhu cầu sử dụng tăng lên.

Do đó, CCHP đang được sử dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới tại các trung tâm dữ liệu, sân bay, siêu thị, tòa nhà văn phòng, trường đại học và các cơ sở công nghiệp.

Australia: Tiên phong sử dụng công nghệ CCHP

Hệ thống phát điện CCHP chạy nhiên liệu khí sinh học tại nhà máy xử lý nước thải của quận Cam, California, Mỹ

Thành phố Sydney của Australia là một trong những khu vực đã triển khai công nghệ CCHP từ khá sớm. Với khoảng 4,6 triệu dân, Chính quyền thành phố Sydney đặt mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính đến 70% vào năm 2030.

Tuy nhiên, thực tế hiện nay các nhà máy phát điện (chủ yếu là nhiệt điện chạy than) đang “đóng góp” đến 80% lượng khí thải nhà kính. Do đó, chính quyền Thành phố đã lập kế hoạch chuyển đổi nhiên liệu của các nhà máy nhiệt điện, phân tán các nhà máy hiện có và giảm lượng khí thải nhà kính. Trong đó, công nghệ CCHP đóng vai trò rất quan trọng.

Dự kiến sẽ có 360 MW điện từ CCHP được bổ sung cho Thành phố. Với sản lượng điện này từ CCHP, ước tính sẽ giảm được từ 1,1 - 1,7 triệu tấn khí thải nhà kính trong một năm. Như vậy, kịch bản này, Sydney sẽ đi được ¼ quãng đường của mục tiêu giảm 70% lượng khí nhà kính vào năm 2030. Ngoài ra, CCHP còn có thể giảm từ 30 - 60% sản lượng điện tiêu thụ của toàn Thành phố.

Để triển khai kế hoạch này, Sydney đã tổ chức đấu thầu các hệ thống CCHP cho 5 trung tâm thể thao dưới nước, khu vực Quảng trường, khu nhà Hải quan và khoảng 200 tòa nhà của Thành phố. Cuối năm 2012, Thành phố đã ký thỏa thuận với một chi nhánh của Tập đoàn năng lượng Origin,  triển khai các hệ thống CCHP tại các tòa nhà tư nhân tại địa phương.

Ngoài ra CCHP cũng đã được lắp đặt tại tòa nhà Coca-Cola vào năm 2011. Dự án này cung cấp năng lượng, nước nóng, nước lạnh cho toàn bộ tòa nhà bởi một máy phát điện chạy gas có công suất 774 kW và một hệ thống hấp thu nhiệt và làm lạnh có công suất 650 kW.

Hoa Kỳ: Bùng nổ công nghệ CCHP

Siêu bão Sandy (tháng 10/2012) đã làm cho một phần lưới điện tại thành phố New York tê liệt hoàn toàn trong nhiểu tuần, nhưng một số khu vực sử dụng CCHP như Trung tâm y tế Overlook vẫn có điện sử dụng bình thường.

Tại Tiểu bang New Jersey, Bệnh viện Summit cũng may mắn vượt qua tình trạng mất điện do siêu bão Sandy gây ra nhờ hệ thống CCHP mới lắp đặt trước khi siêu bão tàn phá nước Mỹ.  

Khi siêu bão sandy đổ bộ vào thành phố New York, Mỹ, trung tâm y tế Overlook không bị mất điện nhờ hệ thống CCHP

Khi lãnh đạo Bệnh viện Summit nhận được thông tin về siêu bão Sandy, họ đã quyết định tách hệ thống điện của Bệnh viện ra khỏi lưới điện của Tiểu bang và mọi hoạt động của Bệnh viện hoàn toàn dựa vào một hệ thống CCHP công suất 2 MW chạy khí sinh học và một hệ thống máy phát điện diesel dự phòng có công suất 2 MW. Cả hai hệ thống này đã làm tròn vai trò cung cấp điện cho Bệnh viên trong thời gian lưới điện của Tiểu bang bị tê liệt.

Trên thực tế, mục đích lắp đặt CCHP của Bệnh viện Summit không phải cấp điện trong trường hợp bị thiên tai mà chủ yếu là để tiết kiệm điện. Thời gian đầu, lãnh đạo Bệnh viên dự tính lắp đặt hệ thống điện mặt trời để bổ sung thêm nguồn điện. Tuy nhiên, sau đó họ không thực hiện do công suất phát của điện mặt trời không đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng. Tiếp theo đó, Bệnh viện Summit chuyển qua tìm hiểu về công nghệ CCHP và nhận thấy công nghệ này có thể cung cấp đủ công suất cho nhu cầu của toàn Bệnh viện.

Còn Trung tâm y tế Overlook cũng tại Tiểu bang New Jersey cũng đã tiết giảm được 2 triệu USD tiền điện hàng năm nhờ vào hệ thống CCHP. Chính quyền Tiểu bang đã trợ cấp cho Trung tâm y tê Overlook một khoản tiền là 1 triệu USD để đầu tư cho hệ thống CCHP. Dự kiến trong khoảng 2,5 năm trung tâm Overlook sẽ thu hồi được khoản tiền đầu tư này. 

Từ kinh nghiệm của Bệnh viên Summit và Trung tâm y tế Overlook, một đơn vị y tế khác tại Tiểu bang New Jersey là Atlantic Health System cũng đang nghiên cứu đầu tư CCHP cho các cơ sở của họ.

Tại California, một nhà máy xử lý nước thải tại quận Cam đã sử dụng CCHP để sản xuất là điện, nhiệt và khí hydro. Hệ thống CCHP tại đây hoạt động với một một pin nhiên liệu nhiệt độ cao và khí sinh học từ quá trình phân lập khí mêtan. Điện và nhiệt được sử dụng ngay tại chỗ phục vụ cho hoạt động của nhà máy, còn khí hydro được dẫn đến các trạm nạp hydro cho xe ô tô.

Tại nhiều nơi khác trên thế giới như London, New York, Paris, Berlin, Copenhagens và Seoul công nghệ CCHP cũng đã bước đầu được triển khai. 

Tại thủ đô London (Vương quốc Anh), Tập đoàn Tài chính PricewaterhouseCoopers đã giảnh được một giải thưởng của Anh quốc về bảo vệ môi trường sau khi lắp đặt một hệ thống CCHP tại tòa nhà Tổng hành dinh của tập đoàn này.

Tại CHLB Đức, Công ty Chế tạo Ô tô Daimler đã lên kế hoạch triển khai hệ thống CCHP thứ ba tại một nhà máy sản xuất ô tô Mercedes-Benz ở Rastatt.

Tại Tây Ban Nha, Công ty Sản xuất Bia DAMM cũng đã cho lắp đặt CCHP tại một nhà máy của họ ở thành phố Barcelona.

 


  • 19/05/2014 10:36
  • Thái Sơn (tổng hợp và biên dịch)
  • 4705


Gửi nhận xét