Nhà máy sản xuất viên nén đen của Công ty IGEV (Gia Lai)

Từ gỗ keo đến nhiên liệu thay thế than đá

Một nhà máy nhiệt điện ở Nhật Bản vẫn đốt than mỗi ngày. Nhưng giờ đây, trong dòng nhiên liệu đổ vào lò hơi khổng lồ ấy đã xuất hiện thêm những viên nén màu đen được sản xuất từ gỗ rừng trồng tại Việt Nam. Hành trình của chúng bắt đầu không phải ở Tokyo hay Osaka, mà từ những vùng nguyên liệu keo tại tỉnh Gia Lai.

Trong bối cảnh châu Á đứng giữa áp lực giảm phát thải và nhu cầu bảo đảm an ninh năng lượng, viên nén đen đang nổi lên như một dạng nhiên liệu chuyển tiếp cho thời kỳ hậu than đá, trước khi năng lượng tái tạo đủ sức thay thế hoàn toàn nhiệt điện truyền thống và Việt Nam đang bắt đầu xuất hiện trong chuỗi chuyển đổi đó.

Tại nhà máy của Công ty TNHH Năng lượng xanh Idemitsu Việt Nam (Idemitsu Green Energy Vietnam - IGEV) ở Gia Lai, những xe tải chở gỗ keo liên tục ra vào khu vực sản xuất. Đây là nguyên liệu chính để tạo ra viên nén đen - loại nhiên liệu sinh khối đang được nhiều doanh nghiệp Nhật Bản quan tâm.

Khác với viên nén gỗ trắng truyền thống chủ yếu dùng trong lò hơi sinh khối, viên nén đen được xử lý nhiệt bằng công nghệ torrefaction, giúp nhiên liệu có đặc tính gần giống than đá hơn.

Quy trình bắt đầu bằng việc gỗ keo được băm thành dăm gỗ, sau đó ép thành viên nén trắng (white pellet). Những viên nén này tiếp tục được đưa vào hệ thống lò quay trong môi trường không có oxy.

Nhiệt độ cao làm thay đổi cấu trúc vật liệu sinh khối. Khí sinh ra trong quá trình sấy tiếp tục được tận dụng làm nhiên liệu cho hệ thống gia nhiệt, giúp tối ưu năng lượng trong toàn bộ quy trình sản xuất.

Sau quá trình này, sản phẩm cuối cùng trở thành viên nén đen - loại nhiên liệu có khả năng chống ẩm tốt hơn, nhiệt trị cao hơn và dễ nghiền hơn so với viên nén trắng thông thường.

Theo IGEV, viên nén đen có nhiệt trị khoảng 4.500-5.500 kcal/kg, cao hơn đáng kể so với viên nén gỗ truyền thống. Đặc biệt, loại nhiên liệu này có thể đồng đốt tới 30% với than tại các nhà máy nhiệt điện mà không cần thay đổi lớn về hạ tầng vận hành. Đó là lý do thị trường Nhật Bản bắt đầu quan tâm mạnh hơn đến viên nén đen.

Nhật Bản hiện là một trong những thị trường nhập khẩu sinh khối lớn nhất thế giới. Các chuyên gia dự báo đến năm 2030, nhu cầu viên nén của nước này có thể tăng lên tới 20 triệu tấn/năm, trong đó phần lớn là nhu cầu nhập khẩu. Nguồn viên nén đen chất lượng cao đang được các tập đoàn năng lượng lớn của Nhật Bản như Idemitsu thử nghiệm và đẩy mạnh nhập khẩu ở quy mô thương mại từ các nhà máy tại Việt Nam.

Cần nhắc lại rằng, sau sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima, Nhật Bản giảm dần phụ thuộc vào điện hạt nhân, nhưng vẫn cần duy trì nguồn điện nền ổn định cho nền kinh tế công nghiệp.

Vấn đề nằm ở chỗ điện gió và điện mặt trời chưa đủ ổn định để thay thế hoàn toàn nhiệt điện than, trong khi áp lực giảm phát thải và cam kết net-zero ngày càng lớn. Điều này khiến Nhật Bản rơi vào trạng thái mà nhiều chuyên gia gọi là "xanh nhưng thực dụng".

Các nhà đầu tư cho rằng, Nhật Bản không chỉ cần năng lượng xanh, mà còn cần nguồn năng lượng xanh có thể vận hành ổn định như than đá. Vì thế, đồng đốt nhiên liệu sinh khối với than trở thành giải pháp thực tế trong giai đoạn chuyển đổi năng lượng. Trong nhóm nhiên liệu sinh khối, viên nén đen được đánh giá có đặc tính gần giống than đá.

Theo các doanh nghiệp năng lượng Nhật Bản, viên nén đen có thể được xử lý gần giống than đá trong quá trình vận hành. Khả năng chống nước tốt hơn cũng giúp việc lưu trữ ngoài trời thuận lợi hơn so với viên nén trắng.

Ông Hiroto Ono, Tổng giám đốc IGEV cho biết, doanh nghiệp đã thử nghiệm đồng đốt viên nén đen với than tại Nhật Bản với tỷ lệ khoảng 30%. Công ty hiện cung cấp sản phẩm thử nghiệm cho khoảng 20 khách hàng Nhật Bản, bao gồm các công ty điện lực và doanh nghiệp công nghiệp nặng.

Nhu cầu tương lai được đánh giá còn lớn hơn nhiều. Một công ty điện lực Nhật Bản đang lên kế hoạch đồng đốt 20% viên nén đen tại tổ máy 600 MW, trong khi một doanh nghiệp khác cân nhắc tỷ lệ 10% tại tổ máy 700 MW. Chỉ riêng hai dự án này đã tạo ra nhu cầu hàng trăm ngàn tấn viên nén đen mỗi năm.

Không chỉ ngành điện, các doanh nghiệp thép và xi măng cũng bắt đầu tham gia cuộc chơi biocarbon. Tập đoàn thép Kobe Steel (Kobelco) đang phối hợp với Mitsubishi Ube Cement phát triển dự án sử dụng viên nén đen trong luyện thép. Trong khi đó, doanh nghiệp gang đúc Aisin Takaoka đã sản xuất biocoke từ vỏ cọ dầu tại Indonesia nhằm thay thế than cốc trong lò luyện gang.

Điều đó cho thấy nhiên liệu sinh khối không còn chỉ là câu chuyện năng lượng tái tạo đơn thuần, mà đang dần bước vào chuỗi sản xuất công nghiệp nặng của châu Á.

Chuỗi cung ứng năng lượng mới

Đầu năm nay, tại Cảng quốc tế Chu Lai, những container viên nén đen đầu tiên của Công ty IGEV chính thức rời cảng lên đường sang Nhật Bản. Gần 1.000 tấn hàng trong chuyến xuất khẩu không chỉ đánh dấu cột mốc mới của doanh nghiệp Nhật Bản tại Gia Lai, mà còn cho thấy Việt Nam đang từng bước tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng năng lượng chuyển đổi của châu Á.

Phía sau lô hàng ấy là gần một thập kỷ phát triển công nghệ, thử nghiệm đồng đốt và xây dựng nhà máy viên nén đen quy mô thương mại đầu tiên tại Việt Nam. Đến nay, IGEV đã xuất khẩu khoảng 10.000 tấn viên nén sinh khối qua cảng Chu Lai.

Chuỗi vận hành của sản phẩm cho thấy đây không còn là hoạt động xuất khẩu viên nén gỗ thông thường. Từ nhà máy tại Gia Lai, các container viên nén đen được vận chuyển đến cảng Chu Lai trước khi lên tàu sang Nhật Bản. Tại đây, hệ thống cảng trung chuyển và kho bãi của Tập đoàn Idemitsu tiếp tục đảm nhiệm vai trò phân phối nhiên liệu tới các nhà máy nhiệt điện than.

Từ rừng trồng Việt Nam, qua hệ thống logistics miền Trung đến các nhà máy điện Nhật Bản, viên nén đen đang dần hình thành một chuỗi cung ứng năng lượng mới, nơi nguyên liệu sinh khối, hạ tầng cảng biển và công nghệ nhiệt điện cùng kết nối trong quá trình chuyển đổi phát thải của châu Á.

Phó chủ tịch UBND tỉnh Gia Lai, ông Nguyễn Hữu Quế đánh giá, dự án của Idemitsu không chỉ là một nhà máy công nghiệp thông thường, mà còn là biểu tượng cho hợp tác phát triển bền vững giữa Gia Lai và doanh nghiệp Nhật Bản.

Lãnh đạo tỉnh cũng cho rằng, việc lựa chọn Gia Lai để phát triển nhà máy viên nén đen thương mại đầu tiên tại Việt Nam là quyết định mang tính chiến lược nhờ lợi thế nguồn nguyên liệu gỗ dồi dào và khả năng kết nối thuận lợi với hệ thống cảng biển miền Trung.

Với công suất khoảng 120.000 tấn/năm và vốn đầu tư hơn 1.500 tỷ đồng, đây là một trong những nhà máy viên nén đen quy mô lớn trên thế giới. Điều khiến Idemitsu đặt nhiều kỳ vọng vào viên nén đen nằm ở khả năng tận dụng hạ tầng nhiệt điện than hiện hữu. Theo doanh nghiệp, tỷ lệ đồng đốt đã đạt khoảng 30% tại các lò hơi than mà không cần đầu tư cải tạo lớn về hệ thống vận hành. Điều này có nghĩa là, về lý thuyết, hơn 30% lượng phát thải CO2 có thể được cắt giảm chỉ bằng cách phối trộn than với viên nén năng lượng xanh.

Trong bối cảnh Nhật Bản chưa thể từ bỏ hoàn toàn nhiệt điện than, bài toán lớn nhất không còn là có dùng than hay không, mà là làm thế nào để giảm phát thải ngay trên chính các hệ thống hiện hữu. Đó cũng là lý do Idemitsu đang tăng tốc mở rộng mạng lưới sản xuất biomass tại châu Á. Tập đoàn cho biết, đang nghiên cứu nhiều kế hoạch đầu tư mới trong và ngoài Việt Nam, sử dụng đa dạng nguồn nguyên liệu sinh khối.

Nếu kế hoạch này thành hiện thực, những viên nén đen sản xuất từ gỗ rừng trồng Việt Nam có thể sẽ không còn là một sản phẩm ngách của ngành biomass, mà trở thành một phần đáng kể trong chiến lược chuyển đổi năng lượng của Nhật Bản và châu Á.

Dù được xem là nhiên liệu chuyển tiếp quan trọng, viên nén đen không phải không có tranh cãi. Việc đốt biomass vẫn phát thải CO2, trong khi tính bền vững của nguồn nguyên liệu ngày càng được giám sát chặt chẽ thông qua các tiêu chuẩn ESG, truy xuất nguồn gốc và chứng nhận quốc tế. Tuy nhiên, trong bối cảnh nhiều quốc gia châu Á vẫn phụ thuộc vào nhiệt điện than, viên nén đen đang nổi lên như một giải pháp thực tế để giảm phát thải mà không cần thay đổi lớn hạ tầng hiện hữu. Có thể đây chưa phải đích đến cuối cùng của năng lượng sạch, nhưng là giải pháp khả thi giúp khu vực tiến gần hơn tới mục tiêu net-zero.