Dựa trên chuỗi báo cáo về các ý tưởng đột phá trong năng lượng giai đoạn 2021-2025, ngành công nghiệp năng lượng toàn cầu đang chứng kiến sự chuyển dịch mô hình căn bản từ tối ưu hóa quá trình đốt cháy nhiên liệu sang tối ưu hóa toàn bộ chu trình nhiệt động lực học. Сhúng tôi nhận định rằng kỷ nguyên đốt than và khí đơn thuần để đun nước chạy tuabin hơi nước đang đi đến hồi kết. Thay vào đó là sự lên ngôi của các chu trình sử dụng CO2 siêu tới hạn (sCO2), bơm nhiệt nhiệt độ cao (HTHP) và các vật liệu quản lý nhiệt thông minh. Đây là những công nghệ lõi giúp các cường quốc công nghiệp như Mỹ, EU và Trung Quốc duy trì năng lực cạnh tranh sản xuất trong bối cảnh áp lực khử carbon ngày càng gay gắt.
Сông nghệ chu trình Allam đang được xem là chìa khóa vàng cho tương lai của điện khí. Tại Mỹ, công ty Net Power đã thương mại hóa thành công chu trình này, sử dụng sCO2 làm lưu chất công tác thay vì hơi nước, cho phép đốt khí tự nhiên với oxy tinh khiết để đạt hiệu suất ròng lên tới 59% và thu hồi 100% CO2 phát thải với chi phí cạnh tranh (800-1000 USD/kW). Tại Châu Âu, trọng tâm lại đặt vào việc điện hóa nhiệt công nghiệp. Các bơm nhiệt HTHP sử dụng môi chất tự nhiên đang thay thế hàng loạt lò hơi đốt gas trong các ngành chế biến thực phẩm và hóa chất, giúp EU giảm sự phụ thuộc vào khí đốt nhập khẩu. Trung Quốc và các quốc gia Châu Á phát triển đang chạy đua trong việc thu hồi nhiệt thải từ các trung tâm dữ liệu khổng lồ để sưởi ấm đô thị, biến gánh nặng chi phí làm mát thành nguồn doanh thu từ bán nhiệt.
Đối với Việt Nam, VBC đánh giá đây là thời điểm bản lề để tái cấu trúc hạ tầng năng lượng, đặc biệt là trong quy hoạch điện khí và phát triển khu công nghiệp sinh thái. Việt Nam đang chuẩn bị triển khai hàng loạt dự án điện khí LNG và khai thác mỏ khí Lô B. Nếu vẫn áp dụng công nghệ tuabin khí chu trình hỗn hợp truyền thống, chúng ta sẽ sớm đối mặt với rủi ro tài sản mắc kẹt do quy định phát thải. Việc nghiên cứu áp dụng chu trình sCO2 hoặc các biến thể của nó ngay từ giai đoạn thiết kế sẽ giúp các nhà máy điện khí Việt Nam đạt chuẩn phát thải ròng bằng 0 trong tương lai.
Đi sâu vào khả năng tự chủ và phát triển công nghệ nội địa (Made in Vietnam), chúng tôi nhận thấy tiềm năng lớn ở mảng thiết bị phụ trợ và tích hợp hệ thống, trong khi phần lõi công nghệ vẫn cần lộ trình chuyển giao bài bản.
Đối với Bơm nhiệt nhiệt độ cao (HTHP), đây là thị trường tiềm năng nhất cho các doanh nghiệp cơ khí chế tạo Việt Nam. Các ngành công nghiệp mũi nhọn của ta như dệt may (nhuộm), chế biến thủy sản (sấy, thanh trùng) đều có nhu cầu nhiệt trong dải 100 độ C đến 160 độ C, hiện đang đốt than hoặc dầu rất lãng phí. Việt Nam đã có nền tảng sản xuất máy điều hòa không khí và thiết bị lạnh công nghiệp khá tốt (như các đơn vị thuộc REE hay các doanh nghiệp FDI). Việc nâng cấp công nghệ từ bơm nhiệt dân dụng lên bơm nhiệt công nghiệp chủ yếu nằm ở thiết kế máy nén chịu áp cao và tối ưu hóa bộ trao đổi nhiệt. Các kỹ sư Việt Nam hoàn toàn có thể thiết kế và chế tạo các hệ thống này nếu nhập khẩu đầu nén chuyên dụng. Việc nội địa hóa các dàn trao đổi nhiệt, bình áp lực và hệ thống điều khiển có thể đạt tỷ lệ trên 60%.
Việt Nam đang trở thành điểm đến của các trung tâm dữ liệu quy mô lớn. Thách thức làm mát tại vùng nhiệt đới là rất lớn. Áp dụng công nghệ thu hồi nhiệt thải từ hệ thống làm mát bằng chất lỏng (liquid cooling) để cung cấp nước nóng cho các khách sạn hoặc khu dân cư lân cận là mô hình kinh tế tuần hoàn khả thi. Các doanh nghiệp xây lắp cơ điện (M&E) của Việt Nam hoàn toàn đủ năng lực thiết kế và thi công hệ thống đường ống và trạm trao đổi nhiệt này. Về vật liệu tản nhiệt thông minh và nanocomposite tự phục hồi, đây là lĩnh vực cần hợp tác R&D giữa các viện nghiên cứu trong nước và đối tác quốc tế, vì năng lực sản xuất vật liệu mới của ta còn hạn chế.
Công nghệ sCO2 cho phát điện là công nghệ cao, đòi hỏi trình độ luyện kim và gia công chính xác cực cao (tuabin sCO2 nhỏ hơn 10 lần tuabin hơi nước nhưng chịu áp suất và nhiệt độ khắc nghiệt). Khả năng Việt Nam tự chế tạo tuabin này trong 10 năm tới là rất thấp. Tuy nhiên, Việt Nam có thể tham gia vào chuỗi cung ứng các thiết bị cân bằng nhà máy (BOP) như hệ thống đường ống chịu áp, tháp trao đổi nhiệt và kết cấu thép.
Để hiện thực hóa các cơ hội này, VBC khuyến nghị các doanh nghiệp Việt Nam cần thay đổi tư duy đầu tư: chuyển từ mua thiết bị giá rẻ sang đầu tư công nghệ hiệu suất cao trọn đời. Chúng tôi cung cấp các giải pháp tư vấn chiến lược để hỗ trợ quá trình chuyển đổi này.
Cụ thể, VBC thực hiện dịch vụ Đánh giá và Kiểm toán năng lượng chuyên sâu, giúp các nhà máy công nghiệp xác định các nguồn nhiệt thừa lãng phí và đề xuất giải pháp thu hồi nhiệt hoặc áp dụng bơm nhiệt HTHP với bài toán hoàn vốn cụ thể. Chúng tôi cung cấp dịch vụ Săn tìm công nghệ, kết nối các chủ đầu tư điện khí Việt Nam với các nhà cung cấp bản quyền công nghệ chu trình Allam hoặc các giải pháp tuabin sCO2 tiên tiến từ Mỹ và Nhật Bản.
Bên cạnh đó, VBC hỗ trợ các chủ đầu tư khu công nghiệp xây dựng mô hình chia sẻ năng lượng nhiệt (Thermal Energy Sharing), nơi nhiệt thừa của nhà máy thép/xi măng được thu hồi để cấp cho nhà máy thực phẩm kế bên thông qua mạng lưới đường ống do chúng tôi tư vấn thiết kế. Chúng tôi cũng tư vấn tiếp cận các nguồn tài chính xanh từ các định chế quốc tế cho các dự án nâng cao hiệu suất năng lượng này.