Nhiệt điện là gì ?
Nhiệt điện là hình thức sản xuất điện năng bằng cách chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng. Nguồn nhiệt được tạo ra chủ yếu từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu diesel hoặc khí thiên nhiên.
Sau đó, nhiệt lượng này được sử dụng để đun sôi nước, tạo ra hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao, làm quay tuabin gắn với máy phát điện, từ đó tạo ra dòng điện.
Các loại hình nhiệt điện phổ biến
Nhiệt điện than
- Sử dụng than đá làm nhiên liệu chính. Đây là loại phổ biến nhất ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.
Nhiệt điện khí
- Sử dụng khí thiên nhiên để đốt tạo nhiệt. Có ưu điểm là phát thải ít hơn nhiệt điện than.
Nhiệt điện dầu
- Ít được sử dụng hơn do chi phí vận hành cao và ảnh hưởng môi trường lớn.
Nhiệt điện sinh khối
- Dùng nguyên liệu sinh học như rơm rạ, mùn cưa. Đây là hướng đi xanh và bền vững hơn.
Nguyên lý hoạt động của nhiệt điện
- Trước tiên ta cần đốt nhiên liệu tạo nhiệt như than, khí hoặc dầu được đốt cháy trong lò hơi để tạo ra lượng nhiệt lớn.
- Nhiệt lượng được dùng để đun sôi nước trong hệ thống ống nước, tạo ra hơi nước siêu nhiệt ở áp suất và nhiệt độ cao.
- Hơi nước được dẫn vào tuabin hơi, làm quay các cánh tuabin. Tuabin được nối trục với máy phát điện.
- Khi tuabin quay, máy phát điện quay theo, biến đổi cơ năng thành điện năng.
- Hơi nước sau khi làm quay tuabin được làm nguội và ngưng tụ lại thành nước nhờ hệ thống bình ngưng, sau đó quay trở lại lò hơi để tiếp tục chu trình.
Ưu điểm của nhiệt điện
- Chi phí đầu tư ban đầu thấp.
- Có thể xây dựng ở nhiều vị trí, không phụ thuộc vào địa hình như thủy điện.
- Công suất lớn, đáp ứng nhu cầu cao và liên tục.
- Dễ điều chỉnh công suất để phù hợp với nhu cầu phụ tải.
Nhược điểm của nhiệt điện
- Phát thải khí CO₂, nguyên nhân gây biến đổi khí hậu.
- Phát sinh bụi, khí độc như SO₂, NOx gây ảnh hưởng tới sức khỏe và môi trường.
- Thải ra tro xỉ, nước nóng và nước thải công nghiệp – gây ô nhiễm đất, nguồn nước.
- Tiêu tốn nguồn tài nguyên không tái tạo như than và dầu.
Vai trò của nhiệt điện trong sản xuất điện năng
- Đáp ứng nhu cầu điện năng tăng nhanh do sự phát triển của công nghiệp, đô thị hóa và tiêu dùng đòi hỏi lượng điện năng lớn, ổn định.
- Đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống điện vì trong khi các nguồn điện tái tạo còn phụ thuộc vào thời tiết thì nhiệt điện có thể hoạt động liên tục, cung cấp nguồn điện ổn định.
- Phân bố linh hoạt về vị trí xây dựng, có thể xây dựng gần các khu công nghiệp lớn, giảm tổn thất truyền tải.
Xu hướng phát triển của ngành nhiệt điện
- Chuyển đổi từ nhiệt điện than sang nhiệt điện khí hoặc biomass.
- Ứng dụng công nghệ đốt than sạch.
- Tăng cường hệ thống xử lý khí thải và tro xỉ.
- Kết hợp nhiệt điện với nguồn tái tạo để tối ưu hóa hệ thống điện.
Nhiệt điện là một phần không thể thiếu trong bức tranh năng lượng hiện nay. Dù có nhiều tranh cãi về ảnh hưởng môi trường, không thể phủ nhận vai trò to lớn của nhiệt điện trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.