Chỉ làm nếu đó là khí hóa than

Theo lãnh đạo Vinacomin, sau 5 năm hợp tác cùng Tổ chức phát triển công nghệ - công nghiệp mới Nhật Bản (Nedo) 1998-2003, Vinacomin đã xác minh thành công trữ lượng bể than Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH). Theo đó, đơn vị liên danh giữa hai bên đã chính thức công bố tìm thấy các vỉa than ở độ sâu 300-1.000m, chủ yếu tập trung tại vùng giáp ranh hai tỉnh Hải Dương và Thái Bình.

Các mẫu than ở khu vực này lấy lên có chất lượng khá cao, nhiệt trị từ 6.022 đến 6.641kcal/kg, tỉ lệ chất bốc rất cao (42-48%), hàm lượng lưu huỳnh thấp (≈ 0,5%), độ tro trung bình (≈ 11%), v.v... Than chất lượng tốt có thể sử dụng để sản xuất điện theo nhiều phương pháp khác nhau như đốt than phun, tầng sôi, huyền phù than - nước, khí hóa than trong chu trình turbine khí hỗn hợp, v.v... Ở thời điểm đó, Vinacomin từng đề xuất Nedo hợp tác trong việc tìm kiếm ra các công nghệ thích hợp nhất cho khai thác than ở độ sâu như vậy.

Một nhà máy điện khí sử dụng khí hóa than ở Hoa Kỳ

Trước thông tin nhiều nhà khoa học lo ngại việc tiến hành khai thác than ở khu vực ĐBSH sẽ làm ảnh hưởng đến một vùng dân cư rộng lớn, ngành than quyết định lựa chọn công nghệ khí hóa than, loại công nghệ không hề ảnh hưởng bề mặt cũng như nguồn nước ngầm. Đặt giả thiết nếu khai thác hầm lò ở đây, ông Đoàn Văn Kiển khẳng định, do mức độ giàu nước của nước mặt và tầng Đệ Tứ khi khai thác hầm lò cũng khó khoanh khu vực khai thác theo trình tự và khoan hệ thống lỗ khoan để tháo khô sơ bộ nước ngầm trước khi đào giếng và khai thác.

“Việc đào cặp giếng đứng qua lớp sỏi cát Đệ Tứ cần nghiên cứu các biện pháp đào giếng như làm đông hóa, xi măng hóa hoặc dùng phương pháp khoan đánh tụt vỏ vì chống giếng. Hơn nữa, nếu làm thì việc chống giữ các đường lò trong điều kiện đá mềm bở và sũng nước. Đây là vấn đề nan giải và đòi hỏi phải được nghiên cứu kỹ lưỡng để tìm ra phương pháp đào chống hợp lý. Bên cạnh đó, khai thác sẽ làm ảnh hưởng tới chế độ thủy văn của khu vực và làm ảnh hưởng tới bề mặt cho nên cần phải lựa chọn công nghệ khai thác hợp lý. Với vai trò an ninh lương thực đặc biệt của vùng ĐBSH, không ai dám mạo hiểm nếu cơ hội thành công là 50/50 chứ chưa nói đến thấp hơn”.

Ông Kiển là người theo dự án từ đầu, cũng là người trực tiếp chỉ huy mọi công tác liên quan đến điều hành. Ông giải thích, khí hóa than ngầm (UCG) là một loại hình khí hóa than tại chỗ, trong các vỉa than nằm sâu dưới bề mặt đất. Qua các lỗ khoan, không khí, ôxy hoặc hơi nước được bơm vào trong vỉa than, đốt cháy và cung cấp nhiên liệu cho quá trình cháy ngầm qua một giếng riêng biệt được sử dụng để đưa sản phẩm khí tạo ra trong quá trình đốt lên mặt đất.

UCG vừa được xem là một quá trình khai thác vừa được xem là một quá trình chuyển đổi (khí hóa) nhằm tạo ra một loại khí tổng hợp. Loại khí này được xử lý để sản xuất ra nhiên liệu cho nhà máy điện, dầu diesel, nhiên liệu phản lực, khí hydro, phân bón, hóa chất. “Ý thức được việc khai thác hầm lò truyền thống là không thể triển khai ở khu vực đông dân cư và ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh lương thực nên Tập đoàn đã chuyển hướng sang một công nghệ hoàn toàn mới - đó là công nghệ khí hóa than”, ông Đoàn Văn Kiển tính toán theo kết luận của các chuyên gia. “Công nghệ UCG có thể giúp tăng gấp đôi khả năng sử dụng than trên toàn cầu!”.

Trong lễ ký biên bản thỏa thuận hợp tác chiến lược với lãnh đạo Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và Tập đoàn Điện lực Việt Nam mới đây, TS Trần Xuân Hòa, Chủ tịch Hội đồng Thành viên Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã đề nghị ngành Dầu khí giúp đỡ Vinacomin về hồ sơ địa chất khu vực miền võng Hà Nội để sớm đưa ra lộ trình cụ thể cho việc khai thác bể than khổng lồ này.

UCG giúp giảm sức ép khai thác hầm lò

Trong bối cảnh các nguồn năng lượng ngày càng trở lên cạn kiệt, các công nghệ sản xuất năng lượng mới dường như đã đóng vai trò quan trọng trong hỗn hợp năng lượng tương lai. Ngày càng nhiều công ty sản xuất năng lượng đầu tư thử nghiệm và phát triển công nghệ này. “Ở quốc gia nào cũng vậy, sau khi nguồn lộ thiên giảm nhanh, người ta phải chấp nhận khai thác sâu hơn, điều kiện phức tạp, rủi ro với chi phí cao hơn nhằm thỏa mãn các nhu cầu về năng lượng. Việt Nam chúng ta cũng không tránh khỏi.

Vinacomin xác định trong tương lai gần, tỷ lệ hầm lò sẽ tăng nhanh với rất nhiều biến động. Hiện có những mỏ, thợ lò phải làm việc trong điều kiện -500m so với mặt nước biển, tiềm ẩn nhiều rủi ro. Việc xác minh chính xác trữ lượng than ở miền võng Hà Nội là một thuận lợi lớn để giúp khu vực này tăng trưởng nhanh hơn, cũng như đảm bảo nguồn nhiệt lượng từ than cho công nghiệp”, ông Kiển cho biết. “Trung Quốc hiện là một trong những quốc gia đi đầu trong việc triển khai thác công nghệ UCG với khoảng trên 30 dự án lớn đang được xây dựng. Ấn Độ cũng đã xây dựng các kế hoạch áp dụng công nghệ UCG trong việc tiếp cận 350 tỉ tấn than khó có thể khai thác”.

Ở nhiều mỏ, vỉa được mở ba giếng đứng ở độ sâu 300m so mực nước biển (sâu nhất nước ta tính đến thời điểm này) với mức đầu tư hàng ngàn tỉ đồng, công suất khai thác chỉ trên dưới 2,5 triệu tấn/năm. Chưa hết, các đơn vị thành viên của Vinacomin còn phải đào lò xây dựng cơ bản từ độ sâu 300m về nhiều phía, với tổng chiều dài hàng nghìn mét. Ngành than đang chủ trương chuyển hướng từ tăng trưởng nóng sang tăng trưởng xanh, từ phát triển chiều rộng sang chiều sâu. Các mỏ lộ thiên vùng Quảng Ninh cũng có xu hướng chuyển sang khai thác hầm lò. Khi nguồn than lộ thiên ngày một cạn kiện, việc chuyển dịch này là điều tất yếu, vừa giúp tận thu nguồn tài nguyên, vừa bảo đảm môi trường sinh thái.

Trong bối cảnh phải hạn chế phát thải khí cacbon, công nghệ UCG kết hợp với công nghệ thu giữ khí cacbon CCS (carbon capture and storage) hiện đang được xem là một giải pháp sử dụng than hiệu quả, lượng phát thải thấp, đặc biệt là đối với các nhà máy điện sử dụng than. UCG còn mang lại ích lợi lớn về mặt môi trường trong việc sử dụng than nhờ khả năng làm sạch đến 99% các tạp chất gây ô nhiễm trong khí than. Bằng kỹ thuật khí hóa than có thể chuyển hóa được các loại nhiên liệu rắn chất lượng thấp, chứa nhiều ẩm, tro, nhiệt cháy thấp thành nhiên liệu thể khí có chất lượng cao hoặc tạo thành khí tổng hợp dùng trong công nghệ hóa học. Do có thể sử dụng các loại than có chất lượng thấp để sản xuất khí than có giá trị công nghiệp nên khí hóa than sẽ mở ra một triển vọng tốt cho các vùng than chất lượng thấp để phát triển công nghiệp, đặc biệt ở các tỉnh phía bắc nơi có nhiều than cám, than bụi.

Lê Tùng