
98
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ HIỆU QUẢ ĐỐT KÈM KHÍ LNG VỚI HYDRO CHO NHÀ
MÁY NHIỆT ĐIỆN KHÍ LNG CÔNG SUẤT ĐIỂN HÌNH 1500MW TẠI VIỆT NAM
STUDY, ANALYSIS, AND PRELIMINARY EVALUATION OF THE EFFECTIVENESS OF CO-FIRING LNG WITH
HYDROGEN FOR A TYPICAL 1500MW LNG-FIRED THERMAL POWER PLANT IN VIETNAM
Đoàn Ngọc Dương, Nguyễn Chiến Thắng, Nguyễn Văn Thạo,Nguyễn Thị Minh, Trương Thị Thu Phương, Vũ Văn NamViện Năng lượng, Bộ Công ThươngNgày nhận bài: 11/07/2024, Ngày chấp nhận đăng: 29/08/2024, Phản biện: TS. Trịnh Viết ThiệuTóm tắt: Tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26), Việt Nam đã cam kết sẽ đạt mức phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050. Theo đó, tại Quyết định số 500/QĐ-TTg đến năm 2050, các nhà máy sử dụng LNG chuyển dần sang sử dụng hydro, tổng công suất 25.400 MW, sản xuất 129,6-136,7 tỷ kWh, cụ thể: Nhiệt điện khí trong nước chuyển chạy hoàn toàn bằng hydro 7.030 MW; Nhiệt điện LNG đốt kèm hydro 4.500-9.000 MW; Nhiệt điện LNG chuyển chạy hoàn toàn bằng hydro 16.400-20.900 MW. Công nghệ đốt kèm khí/LNG với hydro là một con đường tiềm năng để khử các bon trong các nhà máy nhiệt điện khí/LNG bằng cách thay thế nhiên liệu khí/LNG bằng nguồn nhiên liệu hydro xanh không có phát thải CO2. Tại thời điểm hiện tại, chi phí sản xuất hydro xanh có giá tương đối cao (khoảng 6 - 8 USD/kg), tuy nhiên theo các tổ chức quốc tế dự báo chi phí sản xuất hydro xanh có thể giảm xuống dưới 3 USD/kg vào năm 2030 và dưới 2 USD/kg vào năm 2050. Để đánh giá hiệu quả khi đốt kèm khí LNG với hydro xanh, trong bài báo này nhóm tác giả đã nghiên cứu, phân tích và đánh giá giá sơ bộ hiệu quả đốt kèm khí LNG với hydro cho nhà máy nhiệt điện công suất điển hình 1500 MW tại Việt Nam cho các kịch bản tỷ lệ trộn và giá hydro xanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi giá hydro xanh giảm xuống dưới 3 USD/kg và công nghệ tuabin khí đốt kèm hydro được thương mại hóa, khi đốt kèm hydro tỷ lệ đến 100% giá điện có thể chấp nhận được bởi hệ thống điện.Từ khóa: Quy hoạch điện VIII, đốt kèm khí LNG với hydro, nhà máy điện LNG, Năng lượng tái tạo, hydro xanh.Abstract: At the 26th United Nations Climate Change Conference (COP26), Vietnam committed to achieving net-zero emissions by 2050. Accordingly, Decision No. 500/QD oriented that by 2050, LNG-fuelled plants will gradually switch to using hydrogen, with a total capacity of 25,400 MW, producing 129.6-136.7 billion kWh, specically: 7,030 MW of domestic gas power plants will switch to running entirely on hydrogen; 4,500-9,000 MW of LNG power plants will co-re LNG and hydrogen; 16,400-20,900 MW of LNG power plant will switch to running entirely on hydrogen. Domestic gas/LNG and hydrogen co-ring technology is a potential path to decarbonize domestic gas/LNG power plants by replacing domestic gas/LNG fuel with a green hydrogen fuel source without CO2 emissions.

99
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
At the present, the cost of green hydrogen production is relatively high (about 6 - 8 USD/kg). However, according to forecasts of international organizations, the cost of green hydrogen production can be reduced to less than 3 USD/kg in 2030 and less than 2 USD/kg in 2050.To evaluate the eectiveness of co-ring LNG with green hydrogen, in this article the authors have researched, analyzed and evaluated the preliminary eectiveness of co-ring LNG with hydrogen for a typical 1500 MW thermal power plant in Vietnam in some scenarios of green hydrogen price and mixing ratio. Research results show that in the case that the price of green hydrogen falls below 3 USD/kg and gas turbine technology capable of co-ring hydrogen is commercialized, the electricity price when co-ring hydrogen with the ratio up to 100% can be accepted by the power system.Keywords: PDP VIII, Co-ring of LNG with hydrogen, LNG power plant, Renewable energy, green hydrogen.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
TạiHộinghịthượngđỉnhvềbiếnđổikhíhậucủa
LiênHợpQuốclầnthứ26(COP26),ViệtNamđã
camkếtsẽđạtmứcphátthảiròngbằng “0”vào
năm2050.Theođó,ngày15/05/2023,Thủtướng
ChínhphủđãbanhànhQuyếtđịnhsố500/QĐ-TTg
phêduyệtQuyhoạchpháttriểnđiệnlựcquốcgia
thờikỳ2021-2030,tầmnhìnđến2050(QHĐVIII)
[1]vớimụctiêupháttriển:Thựchiệnthànhcông
chuyển đổinăng lượng công bằng: (i) Phát triển
mạnh cácnguồn nănglượngtáitạophụcvụsản
xuất điện,đạttỷlệkhoảng30,9-39,2%vàonăm
2030,hướngtớimụctiêutỷlệnănglượngtáitạo
47%vớiđiềukiệncáccamkếttheoTuyênbốchính
trịvềthiếtlậpQuanhệđốitácchuyểnđổinăng
lượngcôngbằngvớiViệtNam(JETP)đượccác
đốitácquốctếthựchiệnđầyđủ,thựcchất.Định
hướngđếnnăm2050tỷlệnănglượngtáitạolên
đến67,5-71,5%;(ii)Kiểmsoátmứcphátthảikhí
nhàkínhtừsảnxuấtđiệnđạtkhoảng204-254triệu
tấnnăm2030vàcònkhoảng27-31triệutấnvào
năm2050.Hướngtớiđạtmứcphátthảiđỉnhkhông
quá170triệutấnvàonăm2030vớiđiềukiệncác
camkếttheoJETPđượccácđốitácquốctếthực
hiệnđầyđủ,thựcchất.Vớiđịnhhướngpháttriển
mạnhđiệngióngoàikhơikếthợpvớicácloạihình
nănglượngtáitạokhác(điệnmặttrời,điệngiótrên
bờ…)đểsảnxuấtnănglượngmới(hydro,amoniac
xanh…)phụcvụnhucầutrongnướcvàxuấtkhẩu.
Đốivớinguồnnhiệtđiệnkhínóiriêngđểthựchiện
camkếttrên“thựchiệnlộtrìnhchuyểnđổinhiên
liệusanghydrokhicôngnghệđượcthươngmại
NĐT, 30127,
20.02%
NĐKtrongnước
và LNG, 37330,
24.81%
TĐvàTĐTN,
31746, 21.10%
ĐGTB, 21880,
14.54%
ĐGNK, 6000,
3.99%
ĐMT, 12836,
8.53%
ĐSK, 2270,
1.51%
Pinlưutrữ, 300,
0.20%
Điệnđồngphát,
2700, 1.79%
Nguồnđiệnlinh
hoạt, 300, 0.20%
Nhậpkhẩuđiện,
5000, 3.32%
Other, 8300,
5.52%
Hình 1. Cơ cấu nguồn điện Việt Nam dự kiến năm 2030 [1]

100
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
hóavàgiáthànhphùhợp”.Theocơcấunguồnđiện
củaViệtNamdựkiếnđếnnăm2030nhưHình1,
tổngcôngsuấtnguồnđiệnkhíthiênnhiêntrong
nước và LNG chiếm khoảng 37.330MW (tương
đương24,81%).
Hình 2. Phát thải CO
2
của các loại hình nguồn điện [3]
Nguồnđiệnkhí(khíthiênnhiêntrongnướcvàkhí
LNG)cóthểcoilànguồnđiệnsạchkhiphátthải
CO
2
(340g/kWh)thấphơnrấtnhiềusovớinguồn
điệnthan(820g/kWh)[3].Tuynhiênphátthảinày
vẫnlàrấtlớn.Đểđạtđượcmụctiêuvàcamkếtđạt
phátthảiròngbằng“0”vàonăm2050,sẽcórất
nhiềugiảiphápđượcđưara,mộttronggiảipháp
làđốtkèmkhíthiênnhiên/LNGvớihydro.Khiđốt
kèmhydro,tỷlệphátthảiCO
2
sẽgiảmkhitỷlệđốt
kèmhydrotăng,vớimứcgiảmphátthảiCO
2
tỷlệ
thuậnkhităngtỷlệđốtkèmhydronhưHình3.
Hình 3. Mối liên hệ tỷ lệ giảm phát thải CO
2
với tỷ lệ đốt kèm hydro với khí thiên nhiên/LNG [4]
TheoQuyếtđịnh500/QĐ-TTg[1],đếnnăm2050,
các nhà máy sử dụng LNG chuyển dần sang sử
dụnghydro,tổngcôngsuất25.400MW,sảnxuất
129,6-136,7tỷkWh,cụthể:Nhiệtđiệnkhítrong
nước chuyển chạy hoàn toàn bằng hydro 7.030
MW;NhiệtđiệnLNGđốtkèmhydro4.500-9.000
MW;NhiệtđiệnLNGchuyểnchạyhoàntoànbằng
hydro16.400-20.900MW.CơcấunguồnđiệnViệt
Namđếnnăm2050nhưHình4.
ĐGTB,
60050,
12.53%
ĐGNK,
70000,
14.61%
ĐMT, 168594,
35.18%
ĐSK, 6015,
1.26%
Thủyđiện,
36016, 7.52%
Nguồnđiệnlưutrữ
, 30650, 6.40%
Đồngphát, 4500,
0.94%
NĐthansửdụng
sinhkhốivà
amoniac, 25632,
5.35%
NĐkhí, 7900,
1.65%
NĐkhíchuyển
sang
Hydrogen,
7030
,
1.47%
NĐLNGđốtkèm
hydro , 4500,
0.94%
NĐLNGchuyển
sang hydro, 16400,
3.42%
Nguồnđiện
linhhoạt,
30900, 6.45%
Nhậpkhẩu
điện, 11042,
2.30%
Other, 69872,
14.58%
Hình 4. Cơ cấu nguồn điện Việt Nam dự kiến năm 2050 [1]

101
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
Vềcôngnghệtuabinkhíđốtkèmhydro:Siemens
cóloạituabinkhíHL-classcóthểđốtkèmtới30%
hydro,dựkiếnpháttriểnloạituabinHL-classnàycó
thểđốt100%hydrovàonăm2030[7]GEcóhơn30
tuabinkhícókhảnăngđốtkèmítnhất50%hydro,
GEđangtiếptụcnghiêncứuvàpháttriểntuabinkhí
loạiHAcókhảnăngđốtkèmhydrovớitỷlệlên
đến100%[5],[6].MHPScũngcóloạituabinekhí
cóthểđốtkèm30%hydrovàdựkiếnpháttriển
loại tuabin khí có thể đốt 100% hydro sẵn sằng
vàonăm2025[8],[9].TheođánhgiácủaIEAdựa
trên11cấpđộsẵnsàng,côngnghệtuabinkhíđốt
kèmhydrođượcđánhgiáởcấpđộthứ8–Quymô
thươngmạiđầutiên[10].
Nhưvậycóthểnóirằngđốtkèmhydrotrongcác
nhà máy điện khí thiên nhiên/LNG là một giải
pháp phù hợp để giảm phát thải CO
2
, và công
nghệđốtkèmhydrocủacáchãngtuabinkhícũng
đãdầnsẵnsàngvàthươngmạihóa.Tuynhiênđể
đánhgiátínhhiệuquảvềmặtkinhtế,giáthành
sản xuất điện, nhóm nghiên cứu đã thực hiện
“Nghiêncứu,phântích,đánhgiásơbộhiệuquả
đốtkèmkhí LNGvớihydrochonhàmáynhiệt
điệnkhíLNGcôngsuấtđiểnhình1.500MWtại
ViệtNam”.
2. NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KỊCH BẢN ĐỐT KÈM HYDRO XANH
Nhómnghiêncứutiếnhànhnghiêncứu,tínhtoán
vàđánhgiáhiệuquảđốtkèmkhíhydroxanhvới
LNGchocáckịchbảnnhưsau:Kịchbản1(KB1)
tỷlệđốtkèm20%,kịchbản2(KB2)tỷlệđốtkèm
30%,kịchbản3(KB3)tỷlệđốtkèm50%,kịch
bản4(KB4)tỷlệđốtkèm80%,kịchbản5(KB5)
tỷlệđốtkèm100%(tỷlệđốtkèmtínhtheonhiệt
trị). Trong các tính toán với các kịch bản trên,
nhómnghiêncứugiảđịnhcácthôngsốđầuvào
nhưsau:
Lượngkhôngkhícấpchotuabinkhí:
Quátrìnhcháynhiênliệulàquátrìnhphảnứnghoá
họcgiữacácnguyêntốhoáhọcvớioxyvàphátra
mộtlượngnhiệtlớn.Khiđốtnhiênliệukhíthìcác
chấtcháytrongnhiênliệucũngtiếnhànhoxyhoá
theocácphảnứnghoáhọc,phươngtrìnhnhưsau:
2 2
2 2 2
( 3, 76 )
4
3,76
2 4
n m
m
C H n O N
m m
nCO H O n N
+ + +
= + + +
(1)
Thểtíchkhôngkhílýthuyếtcầnthiếtđểcháy1
m
3
tc
nhiênliệukhí:
[
2 4
2 2
0,0476 0,5 0,5 2
3 3
1,5 ,
4
o
n m
V CO H CH
m
H S n C H O m m
tc tc
= × + + +
+ + + −
∑
(2)
Dựatrênđặctínhnhiênliệukhívàcáctỉlệđốt
kèmhydrokếtquảlượngkhôngkhílýthuyếtcần
đểđốtcháy1m
3
nhiênliệuchoquátrìnhcháytheo
bảngphíadưới.
Bảng 1. Lượng không khí lý thuyết khi đốt kèm hydroTT Tỉlệđốtkèm Đơnvị Giátrị
1 Tỉlệđốtkèm
hydro0%
m
khôngkhí/
m
3
nhiênliệu
10,39
2 Tỉlệđốtkèm
hydro20%
m
3
khôngkhí/
m
3
nhiênliệu
8,79
3 Tỉlệđốtkèm
hydro30%
m
3
khôngkhí/
m
3
nhiênliệu
7,99
4 Tỉlệđốtkèm
hydro50%
m
3
khôngkhí/
m
3
nhiênliệu
6,39
5 Tỉlệđốtkèm
hydro100%
m
3
khôngkhí/
m
3
nhiênliệu
2,38

102
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
(ISSN: 1859 - 4557)
Từkếtquảtrêncóthểnhậnthấykhităngtỉlệđốt
kèmthìlượngkhôngkhíyêucầucấpchotuabin
khísẽcóxuhướnggiảm.
Giáthiếtbị:
Lắpmớivàcảitạohệthống:Theothôngtintừcác
nhàcungcấpthiếtbị,khithựchiệnđốtkèmhydro
cácnhàmáycóthểcầnlắpđặtmới,cảitạocáchệ
thống,thiếtbịnhưsau:Hệthốngnhập,tồnchứa
hydro, hệ thống cung cấp hydro; Bộ điều khiển
hòatrộnkhiđốtkèm;Hệthốngđiềukhiểnhòatrộn
hydro;Cảitạovòiđốt,buồngđốttùytheotỉlệđốt
kèm; Hệthống khử NO
x
; Các hệ thống, thiết bị
liênquankhác(antoàn,phòngcháychữacháy…),
ướctínhchiphílắpmớivàcảitạokhiđốtkèm
hydrotheocáctỷlệnhưđềcậpởtrên.
Do đó, giá thiết bị tăng thêm khi đốt kèm tỷ lệ
hydro[16]đượcgiảđịnhnhưsau:Đốtkèmđến
50%hydro,giáthiếtbịgóithầuEPCtăngthêm
+10%;Đốtkèmđến80%hydro,giáthiếtbịgói
thầu EPC tăng thêm +15%; Đốt kèmđến 100%
hydro,giáthiếtbịgóithầuEPCtăngthêm+20%.
Giánhiênliệu:
+GiákhíLNG:TheodựbáogiáLNGtrongđềán
QHĐVIII[13],giáLNGtínhtrungbìnhchonhàmáy
điệngiaiđoạn2021-2050là11,8USD/triệuBtu.
+Giáhydro:
Theodựbáo,chiphísảnxuấthydroxanhcóthể
giảm xuống dưới3,0 USD/kg vào năm2030 và
dưới2,0USD/kgvàonăm2050.
Hình 5. Dự báo giá hydro xanh [11]
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
KB1 KB2 KB3 KB4 KB5
GiáthànhSXđiệntheocáckịchbảnđốtkèmH2vớiLNG
(UScent/kWh)
GiáH2là2USD/tấn GiáH2là3USD/tấn GiáH2là5USD/tấn GiáH2là8USD/tấn
Hình 6. Chi phí sản xuất điện theo các kịch bản đốt kèm hydro với LNG