Khí thiên nhiên (Natural Gas) hiện nay là một trong những nguồn năng lượng quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Với khả năng cung cấp nhiệt, điện, và năng lượng cho công nghiệp, khí thiên nhiên ngày càng được ưa chuộng vì tính linh hoạt, hiệu suất cao hơn và phát thải thấp hơn so với các nhiên liệu hóa thạch truyền thống như than đá hoặc dầu mỏ. Bằng việc khai thác, chế biến và ứng dụng khí thiên nhiên đúng cách, chúng có thể giúp giảm gánh nặng ô nhiễm môi trường đồng thời đảm bảo nguồn cung năng lượng ổn định cho sản xuất và đời sống.
Các ứng dụng chính của khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực: điện, công nghiệp, giao thông vận tải, dân dụng – thương mại, và cả nông nghiệp. Dưới đây là phân tích chi tiết từng ứng dụng, cùng những quy trình và ưu điểm khi sử dụng.
Ứng dụng trong sản xuất điện năng
Khí thiên nhiên, chủ yếu là methane, có thể được sử dụng trong sản xuất điện năng qua các hình thức như khí khô hoặc khí được hóa lỏng (LNG). Trong nhà máy điện tuabin khí, năng lượng hóa học của khí được biến đổi thành nhiệt năng, và nhiệt năng này làm quay tuabin để tạo ra điện năng. So với việc dùng than đá, việc dùng khí thiên nhiên giúp giảm lượng phát thải carbon và các chất ô nhiễm như NOₓ, SO₂.
Quy trình sản xuất điện từ khí thiên nhiên thường gồm các bước:
- Hóa lỏng khí thiên nhiên (LNG): Khí được làm lạnh sâu xuống khoảng −162°C để chuyển sang trạng thái lỏng, giúp giảm đáng kể thể tích, thuận tiện cho lưu trữ và vận chuyển.
- Vận chuyển và tái hóa khí: LNG được chuyển bằng tàu hoặc xe bồn đến các cảng hoặc kho, sau đó được tái hóa (vaporizers) để trở lại dạng khí.
- Cấp khí cho nhà máy điện: Khí dạng khí được dẫn vào hệ thống đường ống đến nhà máy điện.
- Đốt cháy và phát điện: Khí được đốt trong buồng đốt, tạo ra nhiệt năng – làm quay tuabin và máy phát điện, tạo điện năng.
Ưu điểm khi sử dụng khí thiên nhiên trong sản xuất điện:
- Giảm ô nhiễm môi trường: lượng CO₂, NOₓ thấp hơn mạnh so với than và dầu mỏ.
- Nguồn cung cấp điện ổn định: nhà máy dùng khí không phụ thuộc trực tiếp vào điều kiện thời tiết như gió hay mặt trời.
- Hiệu suất cao: mỗi đơn vị nhiên liệu cung cấp nhiều điện năng hơn.
- Nguồn cung dồi dào: nhiều khu vực trên thế giới có trữ lượng khí thiên nhiên lớn, MetaGas là một trong các bên cung cấp LNG/CNG tại Việt Nam cho thị trường công nghiệp.
Ứng dụng trong công nghiệp
Khí thiên nhiên được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp với nhiều vai trò khác nhau:
- Sản xuất điện công nghiệp: Những nhà máy nhiệt điện sử dụng khí để đốt tạo nhiệt, quay tuabin, phục vụ các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất.
- Nguyên liệu hóa dầu và hóa chất: Các thành phần như ethane, propane, butane được tách từ khí thiên nhiên dùng làm nguyên liệu để sản xuất nhựa, phân bón, hóa chất, sợi tổng hợp…
- Nhiên liệu cho các quy trình sản xuất: Khí thiên nhiên được dùng làm nguồn nhiệt cho các lò nung gốm, thủy tinh, xi măng, luyện kim, sản xuất thực phẩm…
- Động cơ nhiên liệu công nghiệp: Ngoài công nghiệp nặng, CNG và LNG có thể là nhiên liệu cho máy móc, thiết bị di chuyển trong nhà máy, kho bãi, máy nén khí…
Ứng dụng trong giao thông vận tải
Khí thiên nhiên đóng vai trò ngày càng lớn trong giao thông vận tải, cụ thể:
- Xe buýt công cộng sử dụng CNG, giúp giảm lượng khí thải trong đô thị.
- Phương tiện vận tải nặng như xe tải, xe vận chuyển, thậm chí tàu hỏa hoặc tàu biển sử dụng LNG/CNG để thay thế dầu diesel.
- Xe hơi thông thường: ở nhiều quốc gia, xe ô tô dùng CNG được khuyến khích vì phát thải thấp hơn, chi phí nhiên liệu thấp hơn.
Lợi ích khi sử dụng khí thiên nhiên cho giao thông:
- Giảm ô nhiễm môi trường: giảm CO₂, NOₓ, SOₓ rất đáng kể so với động cơ diesel hoặc xăng.
- Hiệu quả kinh tế: chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp hơn do động cơ sạch hơn, ít cặn than.
- An toàn: khí tự nhiên nhẹ hơn không khí, dễ bay hơi; nếu xử lý rò rỉ tốt, giảm nguy cơ tồn đọng nhiên liệu gây cháy nổ.
Các dạng khí được sử dụng trong giao thông:
- CNG (Khí tự nhiên nén): nén khí ở áp suất cao vào bình chuyên dụng.
- LNG (Khí tự nhiên hóa lỏng): hóa lỏng khí để giảm thể tích, thuận tiện vận chuyển đường xa hoặc khi cần trữ lớn.
Ứng dụng trong dân dụng và thương mại
Trong gia đình, nhà hàng, khách sạn và các tòa nhà thương mại, khí thiên nhiên có rất nhiều tiện ích:
- Nấu ăn, làm nóng nước, sưởi ấm: thay thế điện hoặc nhiên liệu khác, giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu suất.
- Hệ thống đồng phát (CHP): cung cấp điện và nhiệt đồng thời cho tòa nhà, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng lên tới 70–80%.
- Điều hòa không khí, hệ thống sấy khô: dùng khí tự nhiên để cung cấp nhiệt cho máy sấy, máy nước nóng, máy điều hòa công nghiệp nhỏ.
- Ứng dụng trong thương mại: nhà hàng, khách sạn – nấu ăn, sấy, sưởi, cung cấp điện/nghiền nước nóng đồng thời.
Ứng dụng trong nông nghiệp
Một số ứng dụng đáng kể của khí thiên nhiên trong nông nghiệp bao gồm:
- Sản xuất phân bón: khí thiên nhiên là nguyên liệu chính để sản xuất amoniac, góp phần tạo ra phân đạm – hỗ trợ năng suất cây trồng.
- Nhiên liệu cho máy nông nghiệp: sử dụng CNG cho máy gặt, máy bơm nước… giúp giảm chi phí và ô nhiễm.
- Sưởi ấm chuồng trại & sấy nông sản: sử dụng khí thiên nhiên cho các lò sấy nông sản như cà phê, lúa, rau quả; đồng thời cung cấp nhiệt cho chuồng trại trong vùng lạnh hoặc có biến động nhiệt độ lớn.
Lợi ích nổi bật của khí thiên nhiên so với các nhiên liệu khác
Cháy sạch, ít tro bụi
Một trong những ưu điểm vượt trội của khí thiên nhiên là quá trình cháy diễn ra hoàn toàn sạch. Khi được đốt, khí thiên nhiên không sinh ra khói đen, không để lại tro bụi và thải ra lượng sulfur oxides (SOx) và nitrogen oxides (NOx) thấp hơn rất nhiều so với than hoặc dầu. Đây là yếu tố quan trọng giúp các nhà máy, khu công nghiệp giảm tải áp lực xử lý khí thải, đồng thời đáp ứng các quy định nghiêm ngặt về môi trường của Việt Nam và quốc tế.
Chi phí vận hành thấp
Khí thiên nhiên không chỉ thân thiện môi trường mà còn có tính kinh tế cao, nhờ:
- Giá nhiên liệu cạnh tranh hơn dầu DO/FO (trong dài hạn).
- Hiệu suất đốt cao, giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ cho cùng sản lượng đầu ra.
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp hơn, do khí thiên nhiên cháy sạch, không gây đóng cặn, ít ăn mòn thiết bị như dầu hoặc than.
Ngoài ra, doanh nghiệp có thể chuyển đổi từ dầu sang khí thiên nhiên một cách dễ dàng, nhờ các hệ thống đầu đốt đa nhiên liệu hoặc nâng cấp đơn giản thiết bị đốt cũ. MetaGas cung cấp giải pháp trọn gói từ tư vấn, thiết kế hệ thống đến cung ứng LNG/CNG, giúp quá trình chuyển đổi diễn ra an toàn, nhanh chóng và tối ưu chi phí.
Giúp doanh nghiệp đáp ứng tiêu chuẩn môi trường
Trong bối cảnh toàn cầu hướng đến kinh tế carbon thấp và phát triển bền vững, việc sử dụng khí thiên nhiên giúp doanh nghiệp:
- Tuân thủ các quy định pháp lý về môi trường, bao gồm QCVN 19:2009/BTNMT (khí thải công nghiệp) và các nghị định liên quan đến giảm phát thải nhà kính.
- Cải thiện xếp hạng ESG (Environmental, Social, Governance) – tiêu chí đánh giá hoạt động bền vững được nhiều quỹ đầu tư và tổ chức tài chính quốc tế áp dụng.
- Tăng điểm trong chuỗi cung ứng toàn cầu, đặc biệt khi xuất khẩu sang các thị trường khắt khe như EU, Mỹ, Nhật Bản – nơi yêu cầu minh bạch hóa lượng phát thải CO₂ trong sản xuất.
Việc chuyển sang sử dụng LNG/CNG không chỉ mang tính chiến lược về chi phí mà còn là cam kết mạnh mẽ của doanh nghiệp với xã hội và môi trường – điều ngày càng được người tiêu dùng, nhà đầu tư và các bên liên quan đánh giá cao.
Khí thiên nhiên là một nguồn năng lượng rất quan trọng và đa dụng, với các ứng dụng rộng khắp từ sản xuất điện, công nghiệp, giao thông vận tải đến sinh hoạt dân dụng và nông nghiệp. Với lợi thế như phát thải thấp hơn, hiệu suất cao và khả năng vận hành linh hoạt, khí thiên nhiên đang là lựa chọn chiến lược trong chuyển đổi năng lượng xanh. MetaGas sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp và khách hàng trong quá trình áp dụng khí thiên nhiên với các giải pháp tối ưu về chi phí, an toàn và thân thiện môi trường.
