Thị trường khí đốt - 'Cuộc chơi' sôi động (Kỳ cuối)

Ngày nay, khí tái tạo có thể sản xuất thông qua quá trình phân hủy kỵ khí chất thải sinh học hoặc rác thải, hay quá trình điện phân nước hoặc tách chiết các hợp chất (có phát thải CO2) để tạo khí hydro.

Một cơ sở sản xuất khí tái tạo ở Pháp

Sử dụng biomethane rất có lợi cho môi trường vì nó có thể giảm phát thải khí nhà kính GHG và thay thế được diesel trong ngành vận tải. Ngoài ra, khí biomethane cũng mang đến giá trị kinh tế cao và có vai trò chiến lược trong việc chuyển đổi cơ cấu năng lượng: giảm phụ thuộc vào khí đốt và chi phí nhập khẩu, hỗ trợ một phần các chính sách nông nghiệp... Biomethane cũng rất dễ dàng khi hòa vào mạng lưới khí chung.

Do đó, khí tái tạo có vai trò to lớn bảo đảm cung cấp nhiên liệu sạch và không có CO2. Điều này lý giải vì sao EU xem biomethane chính là đòn bẩy thúc đẩy quá trình sản xuất nhiên liệu không có nguồn gốc carbon.

Hiện tại, việc sản xuất biomethane tập trung ở châu Âu (với 2Gm3 vào năm 2017). Các cây trồng năng lượng (cây trồng cho mục đích sản xuất khí biogas) là nguồn cung chính để sản xuất khí biomethane tại EU, nhất là Đức - quốc gia sản xuất khí sinh học lớn nhất khu vực.

Ngoài ra, chất thải hữu cơ và nông nghiệp cũng là nguồn cung lớn thứ hai. Rác thải nông nghiệp là nguồn nguyên liệu được Pháp và Đan Mạch ưa chuộng thay vì các chất thải từ hộ gia đình hay ngành công nghiệp như các quốc gia khác.

Về lâu dài, phương pháp khí hóa sinh khối có nguồn gốc xenlulozo sẽ được áp dụng. Ước tính tổng lượng khí sinh học tiềm năng có thể đạt đến 150Gm3/năm (tương đương khí tự nhiên), trong đó khoảng 100Gm3/năm năng lượng sinh khối (bao gồm cả sinh khối từ xenlulozo) và 50Gm3 từ cây trồng năng lượng (nhưng sẽ chiếm tỷ lệ khá thấp).

Tuy nhiên, khí sinh học đang vấp phải một hạn chế: Kinh tế. Chi phí để sản xuất biomethane khá cao, tùy thuộc vào nguyên liệu dùng để phân hủy kỵ khí cũng như kích thước các nhà máy. Giá khí sinh học dao động trong khoảng 30-150 euro/MWh (khoảng 90 euro/MWh ở Pháp), trong khi giá bán buôn khí đốt chỉ có 22 euro/MWh.

Nếu châu Âu tiếp tục chính sách hỗ trợ cho các ngành năng lượng tái tạo, áp dụng các cơ chế hỗ trợ chung hiệu quả và cải tiến công nghệ, việc sản xuất được 50Gm3 khí sinh học vào năm 2030 sẽ nằm trong tầm tay. Để thu được lợi nhuận từ khí sinh học, ngoài việc tính đến kích thước lắp đặt tối thiểu, các công dụng khác của khí biogas... thì có thể cơ cấu để biomethane chiếm 40% lượng khí sinh học được sản xuất. Như vậy, lượng khí tái tạo sản xuất vào năm 2030 có thể tăng đều từ 20Gm3 trở lên (bao gồm bio GNV).

Trước những hạn chế về nguồn nguyên liệu để sản xuất biomethane, việc phát triển các công nghệ phân hủy kỵ khí là điều rất cấp thiết để phát triển ngành khí tái tạo dài hạn. Hiện tại, công nghệ khí hóa và Power-to-gas (công nghệ biến đổi điện năng thành khí) vẫn chưa được áp dụng vào thực tiễn. Do hai kỹ thuật này gặp phải nhiều áp lực về kinh tế và cần phải tăng cường nghiên cứu để có những giải pháp ít tốn kém hơn, cạnh tranh với khí đốt tự nhiên.

Do đó, khí tái tạo có thể phát triển hay không phụ thuộc vào các chính sách hỗ trợ tài chính công.

Theo Cedigaz, việc sản xuất biomethane có thể đạt được

25-60Gm3 vào năm 2050, thay thế được 5-13% mức tiêu thụ năng lượng hóa thạch ở châu Âu, chiếm 20-45% trong cơ cấu sản xuất. Tuy nhiên, con số này vẫn chưa đáng kể. Các kế hoạch hướng đến việc giảm carbon thường đề cao giá trị của khí tái tạo và ước tính nguồn năng lượng này có thể đạt khoảng 120Gm3 vào năm 2050. Kế sách SNBC (kế hoạch carbon thấp ở Pháp) đã giúp khí tái tạo có thể đạt mức 120Gm3 trong năm 2050. Nếu kỹ thuật Power-to-gas được phát triển rộng hơn thì việc sản xuất khí tái tạo có thể vươn lên 180Gm3 vào năm 2050.

Trên thực tế, nguồn năng lượng sạch này có thể thay thế một phần nhu cầu tiêu thụ năng lượng hóa thạch. Pháp nhanh chóng trở thành quốc gia đi đầu về biomethane. Theo Chương trình năng lượng EPP công bố vào tháng 1-2019, khí sinh học có thể chiếm 7% trong nhu cầu tiêu dùng nếu chi phí sản xuất có thể giảm xuống và giá trung bình là 67 euro/MWh vào năm 2023 và 60 euro/MWh vào năm 2028. Hiện biomethane đã được sử dụng rộng rãi ở 59 nơi tại Pháp. Điều này hoàn toàn tương ứng với mục tiêu đề ra trong chương trình EPP. Dự báo, sẽ có 6-34% lượng khí tái tạo được hòa mạng lưới khí vào năm 2035, tương đương khối lượng 20-140 TWh.

Có thể nói, khí đốt tự nhiên vẫn đang nhận được rất nhiều ưu ái từ các chính phủ vì nó có thể đáp ứng cơ cấu chuyển đổi năng lượng, có tính chiến lược cao, mang đến giá trị kinh tế và tốt cho môi trường. Nguồn năng lượng sạch này đang dần thay thế cho than và dầu trong tất cả lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là ở các nước như Trung Quốc và Ấn Độ.

Năng lượng tái tạo đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm và đang trên đà phát triển mạnh mẽ để phù hợp với chiến lược cắt giảm carbon vì môi trường. Tuy nhiên, khí đốt tự nhiên vẫn đóng vai trò chính trong quá trình này.

Năm 2018, lượng phát thải CO2 đã bắt đầu tăng trở lại do nhu cầu tiêu dùng tăng mạnh, buộc phải dùng đến nguồn năng lượng hóa thạch gây ô nhiễm nặng như than và dầu.

Thực tế, nhiệt điện than vẫn đang phát triển mạnh ở các quốc gia mới nổi tại châu Á. Nguồn khí tự nhiên tại các quốc gia này chỉ đóng vai trò làm năng lượng chuyển tiếp và là yếu tố đang được các chính phủ thúc đẩy trong quá trình chuyển đổi cơ cấu năng lượng.

Ở châu Âu, vai trò của khí tự nhiên được nâng cao hơn vì tỷ lệ nhiệt điện than đang dần giảm xuống. Tuy nhiên, việc sử dụng khí tự nhiên để thay cho than chỉ được xem là kế sách tạm thời. Dần dần, các loại khí có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch sẽ được thay thế bằng khí tái tạo. Và, biomethane chính là lĩnh vực tiềm năng đầy hứa hẹn.

Khí sinh học đang vấp phải một hạn chế: Kinh tế. Chi phí để sản xuất biomethane khá cao, tùy thuộc vào nguyên liệu dùng để phân hủy kỵ khí cũng như kích thước các nhà máy. Giá khí sinh học dao động trong khoảng 30-150 euro/MWh, trong khi giá bán buôn khí đốt chỉ có 22 euro/MWh.

S.Phương

(trích lược)