Khi làm nguyên liệu cho nhiệt điện, sinh khối có hàm lượng các bon cao (gần 48%), nhiệt trị thực chất khô (4.113 Kcal/kg) cho phép thể hiện gần như đầy đủ các tính năng của than nhưng lại trung hòa CO2, hầu như không phát thải SO2 và ít gây bụi bẩn công nghiệp. Tiềm năng sản xuất sinh khối năng lượng là lợi thế gần như tuyệt đối của số ít nước ở vùng khí hậu nhiệt đới mưa nhiều và Việt Nam là quốc gia có tiềm năng sinh khối rất lớn từ nông nghiệp, đang xuất khẩu sản lượng viên nén sinh khối đứng thứ hai thế giới.
Nguyên liệu để sản xuất viên nén
Điện sinh khối ở Hàn và Nhật dùng viên nén của Việt Nam
Nhà máy đồng phát điện sinh khối PoSeung Green Power ở Khu liên hợp Công nghiệp Quốc gia Asan tại Poseung của tỉnh Gyeonggi, Hàn Quốc. Giám đốc Nhà máy giới thiệu: Cần 1,5 tấn sinh khối để sản xuất 1 MW điện. Mỗi năm, Nhà máy sử dụng 260 nghìn tấn sinh khối cho hoạt động liên tục 310 ngày, tương đương 7.400 giờ, bán khoảng 300.000 MWh điện. Tỷ suất lợi nhuận của Nhà máy (đã tính lãi suất và khấu hao thiết bị) một năm là 6 – 7%.
Tiến sĩ Lee Soo Min, chuyên gia nghiên cứu cao cấp thuộc Ban Vật liệu công nghiệp rừng của Viện Khoa học Lâm nghiệp Quốc gia Hàn Quốc, cho biết chuyển đổi năng lượng nhằm thực thi cam kết giảm phát thải khí các bon, nước này chú trọng chuyển sang điện sinh khối. Điện sinh khối tại Hàn Quốc chủ yếu là nhiệt điện sử dụng nguyên liệu viên nén đốt cháy tạo nhiệt phát điện. Năm 2022, quy mô thị trường viên nén gỗ của Hàn Quốc là 4,5 triệu tấn (nhập khẩu và tự sản xuất). Nhưng sản xuất trong nước mới đáp ứng 15,8% nhu cầu nên năm 2022, nhập khẩu 3,78 triệu tấn.
Hàn Quốc nhập khẩu 95% lượng viên nén gỗ từ 3 quốc gia Đông Nam Á là Việt Nam, Indonesia và Malaysia. Năm 2022, Hàn Quốc nhập của Việt Nam 2,2 triệu tấn, chiếm 80% lượng nhập khẩu. Dự báo nhu cầu viên nén gỗ của Hàn Quốc năm 2023 là 5 triệu tấn, phải nhập khẩu 4,17 triệu tấn (hơn 83%). Kế hoạch điện lần thứ 10 giai đoạn 2022 – 2036, Hàn Quốc xác định viên nén gỗ sẽ chiếm 57,64% tổng năng lượng sinh học.
“Nhiều nhà máy phát điện sử dụng viên nén đang được xây dựng, nhiều nhà máy nằm trong kế hoạch xây dựng. Nhu cầu viên nén tại Hàn Quốc sẽ tăng nhanh trong những năm tới, dự tính 6 triệu tấn vào năm 2025”, Tiến sĩ Lee Soo Min nói.
Kế hoạch của Chính phủ Hàn Quốc, năm 2030 chấm dứt nhiệt điện than. Sẽ có nhiều nhà máy nhiệt điện than thay đổi công nghệ, thiết bị để chuyển sang sử dụng viên nén. Nếu tất cả các nhà máy nhiệt điện than tại Hàn Quốc chuyển đổi thành nhiệt điện viên nén thì nhu cầu viên nén sẽ là con số khổng lồ, lên tới vài trăm triệu tấn mỗi năm.
Còn ở Nhật Bản, theo ông Masayoshi Pelle Ito, Phó Giám đốc Ban năng lượng và hóa chất Công ty TNHH Itochu Việt Nam (Nhật Bản) phụ trách về viên nén gỗ, những năm qua, nhập khẩu viên nén từ Việt Nam tăng đều hàng năm. Năm 2022 đã lên 2,5 triệu tấn, tăng 156% so với năm 2021 (1,6 triệu tần). Hiện nay, Nhật Bản đang xây dựng nhiều nhà máy nhiệt điện sinh khối, sẽ đi vào hoạt động từ năm 2025 nên nhu cầu viên nén còn tăng rất cao. Nhà máy chưa hoạt động, các đối tác Nhật Bản đã và đang ký hợp đồng mua viên nén gỗ của Việt Nam.
“Dự báo từ năm 2025 trở đi, mỗi năm Nhật Bản sẽ nhập khẩu viên nén gỗ của Việt Nam 4 – 5 triệu tấn. Thêm vào đó, thế giới hiện nay có xu hướng dùng viên nén gỗ để thay thế than trong sản xuất nhiệt điện nhằm giảm phát thải khí các bon, nên nhu cầu sử dụng viên nén trong tương lai sẽ vô cùng lớn”, ông Masayoshi Pelle Ito nhận định.
Một dây chuyền sản xuất viên nén
Xuất khẩu viên nén của Việt Nam và những vấn đề đặt ra
Thông tin từ Tổng cục Hải quan, năm 2013, Việt Nam mới xuất khẩu hơn 175 ngàn tấn viên nén, trị giá 22 triệu USD; Năm 2020, đã xuất 3,2 triệu tấn viên nén, trị giá 352 triệu USD; tăng hơn 18 lần sản lượng, 16 lần kim ngạch. Hiện nay, Việt Nam đã trở thành quốc gia xuất khẩu viên nén lớn thứ hai thế giới, sau Mỹ.
Tiến sỹ Tô Xuân Phúc ở Tổ chức Forest Trends cho biết, ngành sản xuất viên nén Việt Nam mới phát triển trong thập kỷ gần đây, chủ yếu đáp ứng nhu cầu điện sinh học tại Nhật Bản và Hàn Quốc sau thảm họa động đất và sóng thần. Vì vậy, gần 100% lượng viên nén của Việt Nam xuất sang Nhật Bản và Hàn Quốc.
Hiệp hội Gỗ và Lâm sản Việt Nam phân tích số liệu từ Trung tâm Thương mại Quốc tế: Trong 5 năm qua, tiêu thụ viên nén toàn cầu tăng từ 2,5 tỷ USD năm 2016 lên 4,35 tỷ USD năm 2020, về sản lượng viên nén xuất khẩu tăng từ 16,8 triệu tấn lên 28,7 triệu tấn. Xu hướng tiêu thụ viên nén toàn cầu tiếp tục tăng mạnh trong những năm tới khi Chính phủ Mỹ chính thức ủng hộ và trở lại Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu. Điều này mở ra triển vọng phát triển ngành sản xuất Việt Nam.
Tuy nhiên, Tiến sỹ Tô Xuân Phúc cũng cho hay, ngành sản xuất và xuất khẩu viên nén của Việt Nam đang tiểm ẩn một số vấn đề. Trước hết, nguồn nguyên liệu đầu vào chưa được kiểm soát nên chất lượng sản phẩm không đồng đều, có chất lượng kém; đẩy giá xuất khẩu xuống thấp. Nguồn nguyên liệu để sản xuất viên nén chủ yếu được sử dụng từ gỗ phụ phẩm như mùn cưa, dăm bào, cành ngọn của gỗ rừng trồng (keo, bạch đàn, cao su), cây phân tán. Một số nguồn tin cho biết các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ ở địa phương mua bất kỳ nguồn gỗ nào từ các hộ dân để sản xuất. Chỉ một số doanh nghiệp lớn sử dụng nguyên liệu từ rừng trồng có chứng chỉ quản lý rừng bền vững (FSC).
Mặc dù đã trở thành một trong những sản phẩm xuất khẩu quan trọng của ngành gỗ Việt Nam, nhưng sản xuất và xuất khẩu viên nén chưa được quan tâm đúng mức về quản lý. Sản xuất và xuất khẩu đang phát triển tự phát. Thiếu kết nối trong ngành, chưa có tiếng nói chung dẫn đến tình trạng cạnh tranh không lành mạnh, đặc biệt giữa các cơ sở nhỏ. Nhiều tín hiệu cho thấy, tương lai cạnh tranh nguyên liệu đầu vào sẽ diễn ra khốc liệt.
Nhiều doanh nghiệp sản xuất và xuất khẩu viên nén, đặc biệt là các doanh nghiệp quy mô nhỏ thiếu thông tin về thị trường. Vì vậy, không chủ động được sản xuất kinh doanh, đối mặt nhiều rủi ro.
Công ty TNHH Hạt giống Việt thu hoạch cỏ voi VS-19
Viên nén gỗ và tiềm năng cỏ voi
Theo ông Nguyễn Thanh Phong, Chi hội trưởng Chi hội viên nén thuộc Hiệp hội Gỗ và Lâm sản Việt Nam, Chủ tịch HĐQT Công ty Cổ phần Năng lượng sinh học Phú Tài (ở Quy Nhơn, Bình Định), hiện Việt Nam có trên 80 doanh nghiệp tham gia sản xuất, xuất khẩu viên nén gỗ. Thị phần được chia đều cho 2 thị trường, những doanh nghiệp nằm trong khu vực miền Trung hầu hết xuất khẩu sang Nhật Bản, còn những doanh nghiệp sản xuất viên nén gỗ ở miền Nam xuất khẩu sang Hàn Quốc.
Khi xung đột Nga và Ukraine xảy ra làm mất nguồn cung khí đốt từ Nga cho các quốc gia châu Âu, viên nén gỗ của Việt Nam có thêm thị trường với nhu cầu rất lớn. Giá viên nén liên tục tăng, đến cuối quý IV/2022 tăng đến 190 USD/tấn. Thế nhưng, chỉ những nhà máy chế biến viên nén vừa hoạt động mới hưởng lợi, còn những nhà máy đã ký hợp đồng dài hạn với đối tác Nhật Bản thì đối mặt vô vàn khó khăn, nhất là ở miền Trung.
“Với các đối tác Nhật Bản, khi đã ký hợp đồng dài hạn thì khó đàm phán để thay đổi giá. Trong khi, giá gỗ rừng trồng trong nước cũng tăng chóng mặt như ở Bình Định, vào năm 2021 giá gỗ rừng trồng chỉ 1,2 – 1,3 triệu đồng/tấn thì đến năm 2022 đã tăng lên 1,8 – 1,9 triệu đồng/tấn (tăng 150%). Giá xuất khẩu dăm gỗ sang Trung Quốc cũng tăng. Còn giá viên nén xuất khẩu sang Nhật Bản theo hợp đồng đã ký, không tăng”, ông Nguyễn Thanh Phong cho biết.
Tại Bình Định, theo đánh giá của ông Phong, thuận lợi cho phát triển ngành chế biến viên nén gỗ. Ngoài diện tích rừng trồng, các nhà máy chế biến viên nén còn có thể mua gỗ rừng trồng từ các tỉnh lân cận sẽ thúc đẩy xây dựng vùng nguyên liệu, liên kết chuỗi sản phẩm.
Ngành chế biến viên nén gỗ của Việt Nam cũng đã tính tới việc đa dạng nguyên liệu đầu vào. Trong đó, cây cỏ voi đang được chú trọng, bởi trồng 4 tháng là thu hoạch, năng suất có thể đạt 300 tấn/ha; một năm 3 vụ là được 900 tấn.
Công ty TNHH Hạt giống Việt (Vietseed – doanh nghiệp khoa học và công nghệ) là một trong những đơn vị tiên phong nghiên cứu cây cỏ voi, đã thành lập nhóm nghiên cứu từ khảo nghiệm giá trị canh tác, sử dụng sản xuất nhiên liệu đốt sinh nhiệt đến các công đoạn cơ giới hóa canh tác, thu hoạch, chế biến. Giống cỏ voi Vietseed nghiên cứu là VS-19, qua chọn lọc và đã được chấp nhận tự công bố lưu hành tháng 10/2021. Giống thích ứng rất rộng, chi phí canh tác thấp, năng suất sinh khối cao.
Kết quả kiểm nghiệm chất lượng mẫu viên nén sản xuất thử nghiệm từ sinh khối cỏ voi VS-19 thu hoạch tại Hà Nội, Khánh Hòa và Ninh Thuận năm 2022 cho kết quả: Nhiệt trị đạt lần lượt 3.593 – 3.954 và 3.850 Kcal/kg; tỷ lệ tro 6,97 – 8,27 và 3,75%; hàm lượng lưu huỳnh (S) dao động 0,167 – 0,062 và 0,169%; hàm lượng ni tơ (N) ở mức 1,32 – 0,50 và 1,04%; tỷ lệ cố định các bon (mức độ hấp thụ CO2) từ 16 – 18%.
Để đảm bảo cho việc tổ chức sản xuất lớn sản phẩm viên nén từ sinh khối cỏ voi, Vietseed đang phối hợp với Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố (Ninh Thuận) tiếp tục nghiên cứu, khắc phục các điểm yếu và xử lý dạng nguyên liệu tươi. Nghiên cứu cơ giới hóa trồng trọt, thu hoạch và sơ chế cỏ voi phục vụ sản xuất viên nén làm nhiên liệu đốt; thử nghiệm công nghệ tối ưu hóa quá trình sấy khô nguyên liệu tươi, nghiền và ép viên nén phù hợp với kết cấu đặc thù của sinh khối sản xuất từ cỏ.
Các nghiên cứu định hướng dài hạn của Vietseed cũng đã và đang được khởi động: Sử dụng công nghệ sinh học nhân giống cỏ voi giúp giảm chi phí trồng mới và nhân nhanh diện tích; đánh giá nguồn gen, xử lý, lai tạo và tuyển chọn giống cỏ voi mới; nghiên cứu mức độ hấp thụ CO2 hướng tới mục tiêu trung hòa (Net Zero Carbon).
“Một số kết quả nghiên cứu này cũng sẽ là giải pháp hữu ích giúp tăng hiệu quả canh tác và sử dụng đối với các diện tích cỏ cùng loại hiện hữu đang trồng để phục vụ mục đích chăn nuôi đại gia súc”, Phó Giám đốc Vietseed Lê Đăng Hùng cho biết.
Tính toán của tư vấn nhiệt điện: Một nhà máy nhiệt điện sinh khối với hiệu suất khoảng 30%, để sản xuất 1 kWh điện cần 2.863 Kcal nhiệt đốt. Về lý thuyết, 1kg cỏ voi với mức nhiệt trị thực khi đạt 4.113 Kcal có tiềm năng sản xuất được 1,44 kW/h điện. Trường hợp triệt tiêu các yếu tố liên quan đến vận chuyển nguyên liệu, giá thành điện sinh khối tại điểm phát có thể khoảng 1.500 – 1.800 đồng/kWh.
Nguồn tro thu được từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng viên nén sinh khối có thể sử dụng để sản xuất phân bón hữu cơ với chi phí thấp, thúc đẩy nông nghiệp chuyển mạnh theo hướng hữu cơ, sinh thái.
THANH HẢI
(tổng hợp thông tin)
