Phát thải và loại bỏ carbon

Hiện Trung Quốc sử dụng 57% lượng than của thế giới và thải ra 32% lượng CO₂ liên quan đến năng lượng. Áp lực ngày càng tăng từ các quốc gia khác yêu cầu Trung Quốc cần cắt giảm lượng khí thải nhanh hơn. Theo quan điểm của Chính phủ Trung Quốc, sự cân bằng là quan trọng và cắt giảm phát thải chỉ là một trong nhiều ưu tiên. Sự ổn định về giá năng lượng, an ninh năng lượng và các mục tiêu kinh tế đều là những mục tiêu quan trọng nhất trong chính sách năng lượng của Trung Quốc.

Chuyện chuyển dịch năng lượng tại Trung Quốc (Kỳ VII)

Chính sách ứng phó với biến đổi khí hậu rõ ràng nhất của Trung Quốc là cam kết đưa lượng khí thải CO₂ đạt mức cao nhất trước năm 2030 và đạt được trạng thái trung hòa về khí hậu (2060). Về mục tiêu năm 2030, có một loạt các mục tiêu, mục đích và biện pháp hỗ trợ, cả trong khuôn khổ FYP 14 hiện nay đến năm 2025 và FYP 15 đến năm 2030. Về mục tiêu đến năm 2060, cho đến nay có rất ít biện pháp hỗ trợ với kế hoạch thương mại khí thải quốc gia sẽ bao gồm các lĩnh vực phát thải cao (70% lượng khí thải) với việc mở rộng lĩnh vực dần dần đến năm 2030, dưới áp lực của cơ chế điều chỉnh biên giới carbon của EU CBAM. DNV ước tính mức giá carbon trung bình của Trung Quốc là 20 USD/tCO₂ (2030), 40 USD/tCO₂ (2040) và tăng lên 90 USD/tCO₂ (2050), một mức chỉ vượt qua các khu vực châu Âu và các nước OECD thuộc khu vực Thái Bình Dương với xu hướng tăng giá carbon được củng cố bằng việc đưa vào nhiều lĩnh vực hơn và mở rộng phạm vi áp dụng trong kế hoạch mua bán khí thải quốc gia của Trung Quốc.

Lượng khí thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quy trình sau khi được thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) và công nghệ thu giữ không khí trực tiếp (DAC) dự kiến đã giảm 66% so với mức của năm 2022, với 4,2 GtCO₂/năm còn lại (2050). Định hướng vào năm 2050 là rõ ràng, song quỹ đạo hiện tại khiến khó có thể đạt được mức trung hòa carbon hoàn toàn vào năm 2060 trừ khi Trung Quốc thay đổi hướng đi loại bỏ carbon, và đặc biệt là loại bỏ than, thì nền kinh tế của nó thậm chí còn tăng trưởng nhanh hơn. Hiện Trung Quốc đặt mục tiêu giảm 65% cường độ carbon (trên một đơn vị GDP) so với mức năm 2005 vào năm 2030. DNV thì dự báo mức giảm chỉ còn 59% vào thời điểm đó.

Lượng khí thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải toàn cầu: Năm 2022, 33% lượng khí thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải toàn cầu chiếm 22% từ than đá, 7% từ các nhiên liệu khác và 4% lượng khí thải từ quá trình, là đến từ Trung Quốc. Tỷ trọng này tăng đều đặn, với mức tăng cao nhất (từ 14% lên 27%) là trong giai đoạn 2000-2010. Đến giữa những năm 2030, lượng khí thải của Trung Quốc sẽ giảm nhanh hơn nhiều so với mức trung bình phát thải toàn cầu, trong đó Trung Quốc chiếm 22 % lượng phát thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải toàn cầu (2050) khi mà lượng phát thải của Trung Quốc là lớn nhất thế giới, vào khoảng 12,1 GtCO₂ phát thải liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải (2022), một mức cao kỷ lục mới. Việc sử dụng than của Trung Quốc đã tăng mạnh cho đến năm 2013 và kể từ đó dao động quanh mức của năm đó. Mức tiêu thụ than tăng từ năm 2021 đến năm 2022 và tăng cao hơn nữa vào năm 2023. DNV dự báo mức tiêu thụ sẽ ổn định trong 4 đến 5 năm tới trước khi giảm dần xuống 1/3 mức hiện tại (2050). Sự sụt giảm này là do quá trình chuyển đổi sản xuất điện từ than sang năng lượng tái tạo, bắt đầu có tác động thực sự vào năm 2035. Tỷ trọng phát thải liên quan đến năng lượng và quy trình của lĩnh vực điện có tỷ trọng lớn nhất (2022) song giảm từ 44% hiện tại xuống chỉ còn 23% (2050), với mức giảm tuyệt đối từ 5,4 GtCO₂/ năm lên 1 GtCO₂/năm.

Tỷ lệ phát thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải của lĩnh vực sản xuất (2022) là lớn thứ hai trong số các lĩnh vực có nhu cầu năng lượng chính (4,3 GtCO₂/năm) và tỷ lệ này tăng từ 35% hiện nay lên 49% (2050), mặc dù giảm một nửa về mặt tuyệt đối. Nguyên nhân chính cũng tương tự như lĩnh vực điện: Việc sử dụng than ngày càng giảm. Lượng khí thải trong lĩnh vực giao thông vận tải của Trung Quốc đã tăng lên cùng với nhu cầu vận tải ngày càng tăng. Nhu cầu vận tải đường bộ chiếm gần 70% lượng khí thải đó song cũng có xu hướng giảm nhanh nhất. Năm 2022, lượng khí thải CO₂ từ giao thông vận tải là 1,3 GtCO₂/năm và chúng sẽ đạt đỉnh điểm vào giữa thập kỷ này ở mức 1,4 GtCO₂/năm. Khí thải từ vận tải đường bộ sẽ giảm nhanh chóng, trong khi khí thải từ vận tải hàng hải sẽ phải mất thêm 5 năm nữa mới bắt đầu giảm xuống. Cho đến nay, hàng không là lĩnh vực giảm phát thải chậm nhất trong lĩnh vực vận tải, điều này là do nhu cầu đi lại bằng máy bay ngày càng tăng, kết hợp với việc thiếu các công nghệ loại bỏ carbon dễ dàng hoặc rẻ tiền. Đến năm 2035, có vẻ như lượng khí thải từ lĩnh vực hàng không sẽ đạt đỉnh và đến năm 2050 lượng khí thải sẽ giảm xuống song vẫn cao hơn một chút so với mức của năm 2022, thấp hơn khoảng 20% ​​so với mức đỉnh.

Lượng phát thải từ lĩnh vực xây dựng của Trung Quốc gần như giữ nguyên như hiện nay (0,42 GtCO₂/năm), chiếm khoảng 4% tổng lượng phát thải CO₂ liên quan đến năng lượng và quá trình phát thải (2022) song sẽ chiếm 10% lượng phát thải của Trung Quốc (2050). Tuy nhiên, hỗn hợp nhiên liệu thay đổi đáng kể, trong đó ngày nay 35% lượng khí thải đến từ than đá, 10% từ dầu và phần còn lại là từ khí đốt tự nhiên. Đến năm 2050, 82% lượng khí thải sẽ đến từ khí đốt tự nhiên, 10% từ than đá và phần còn lại từ dầu mỏ. Sự thay đổi này diễn ra trong khi nhu cầu năng lượng từ lĩnh vực tòa nhà sẽ tăng 40% và tổng diện tích sàn tăng 50%.

Các công nghệ CCS và DAC loại bỏ carbon

Hiện công nghệ thu hồi và loại bỏ carbon bao gồm một bộ công nghệ có thể giúp giảm lượng khí thải CO₂ từ các lĩnh vực tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Thu hồi carbon đề cập đến việc tách và thu giữ CO₂ từ các nguồn có nồng độ cao, chẳng hạn như trong khí thải của các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch và các lĩnh vực công nghiệp nặng (ví dụ như xi-măng hoặc hóa dầu). Loại bỏ carbon còn đề cập đến quá trình loại bỏ CO₂ ở nồng độ thấp khỏi khí quyển. Trong cả hai trường hợp, CO₂ thu được hoặc loại bỏ có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng (như nhiên liệu điện tử hoặc đồ uống có ga) hoặc được vận chuyển và lưu trữ trong các bể hồ chứa địa chất hoặc biển. Do đó, CCS là một phương pháp chống lại và cắt giảm lượng khí thải công nghiệp, trong khi DAC và lưu trữ là công nghệ phát thải âm. CCS kết hợp với việc tiếp tục sử dụng CO₂ thu được được gọi là CCUS (U: utilization để sử dụng).

Việc triển khai năng lực CCS của Trung Quốc đã bị tụt hậu so với các khu vực khác, chẳng hạn như khu vực Bắc Mỹ và châu Âu, khi mà các cơ sở thương mại quy mô lớn chỉ mới xuất hiện khi có sự phát triển gần đây nhất. Tháng 8/2022, Trung Quốc đã triển khai dự án CCUS quy mô megatonne tích hợp đầu tiên, nhà máy hóa dầu Qilu ở mỏ giếng dầu Shengli, nằm ở tỉnh Sơn Đông (Sinopec, 2023). Một dự án nhiệt điện than khác, công suất 1,5 Mtpa, Huaneng CCUS cũng đã bắt đầu được xây dựng tại tỉnh Cam Túc (12/2022). Hơn thế nữa, Shaanxi Yanchang Petroleum cũng đã công bố kế hoạch xây dựng cơ sở CCUS quy mô 5 Mtpa công suất (GCCSI, 2023a).

Hiện cũng cần có sự thay đổi song song trong chính sách hỗ trợ công nghệ. CCS đã được đưa vào các tài liệu chính sách quan trọng trong khuôn khổ khí hậu “1+N” của Trung Quốc, cung cấp hướng dẫn cho những nỗ lực của quốc gia nhằm đạt được các mục tiêu carbon kép, cũng như trong chiến lược loại bỏ carbon của một số chính quyền tỉnh. Lần đầu tiên, CCUS được đưa vào FYP 14 (2021-2025) của Trung Quốc trong số các dự án bảo tồn tài nguyên và bảo vệ môi trường quan trọng. Hiện có một sự thay đổi theo hướng đề cập đến CCUS ngoài các lĩnh vực điện và dầu khí và hướng tới các chính sách đối với các lĩnh vực khó giảm bớt (GCCSI, 2023b). Điều này chỉ ra rằng CCS dự kiến ​​sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được mức độ trung hòa carbon ở Trung Quốc. Tuy nhiên, những diễn biến này nên được xem nhiều hơn như những tín hiệu chính sách với các công cụ chính sách cụ thể vẫn chưa được thiết lập. Những công cụ chính sách như vậy rất cần thiết vì chi phí CCS trong hầu hết các quy trình ứng dụng vẫn còn rất cao, điều đó có nghĩa là công nghệ không thể chỉ được thúc đẩy bởi những cân nhắc về mặt kinh tế.

Hiện tại, quy mô của CCS ở Trung Quốc là không đáng kể, với 11 dự án đang hoạt động chỉ chiếm khoảng 1 trong số 26 MtCO₂ được thu giữ mỗi năm trên toàn cầu. Tuy nhiên, với việc có thêm bốn cơ sở CCS đang được phát triển, sáu cơ sở đang xây dựng và khoảng 100 dự án với quy mô khác nhau đang được trình diễn, DNV kỳ vọng CCS sẽ tăng ổn định bắt đầu từ cuối những năm 2020. Tỷ lệ thu giữ carbon được dự báo sẽ đạt 38 MtCO₂/năm (2030), 148 MtCO₂/năm (2040) và 277 MtCO₂/năm (2050).

Hiện tại, 61% lượng khí thải thu được đến từ quá trình xử lý khí tự nhiên, trong đó chi phí thu hồi từ dòng áp suất cao là một trong những mức thấp nhất. Tuy nhiên, do việc mở rộng quy mô của các ứng dụng CCS khác, tỷ lệ này sẽ giảm xuống 4% (2028) và tiếp tục giảm, hơn nữa dẫn đến lượng khí thải thu được từ nguồn này gần như bằng 0 (2050). Ban đầu, CCS sẽ chủ yếu được thúc đẩy bởi quá trình thu giữ lượng khí thải, cụ thể là trong sản xuất ammonia và nhiên liệu điện tử, do chi phí thu giữ tương đối thấp hơn cho các ứng dụng này. Sản xuất kết hợp ammonia và nhiên liệu điện tử sẽ chiếm 78% tổng lượng khí thải thu được (2030) và duy trì tỷ lệ này cho đến năm 2040. Bắt đầu từ đầu những năm 2040, sự gia tăng các ứng dụng thu hồi carbon trong sản xuất và sản xuất điện (sắt và thép) sẽ thúc đẩy phần lớn tăng trưởng CCS, bao gồm 23% và 14% lần lượt tổng lượng khí thải được thu hồi vào giữa thế kỷ này.

Lời giải thích cho sự thay đổi động lực triển khai CCS trong phần sau của giai đoạn dự báo của DNV là có hai nguyên nhân. Đầu tiên, việc triển khai năng lực ở một mức độ nào đó cho các ứng dụng này trong các giai đoạn trước sẽ giảm chi phí nắm bắt cao ban đầu ở một mức độ nào đó nhờ học hỏi công nghệ. Thứ hai, Trung Quốc nhận thấy sự phát triển của CCUS trong giai đoạn sau từ 2030 đến 2045. Với đội ngũ nhà máy điện than tương đối trẻ và việc bổ sung công suất than đang diễn ra ở Trung Quốc (DNV dự báo rằng khoảng 5% sản lượng điện sẽ vẫn đến từ năng lượng hóa thạch vào giữa thế kỷ này), cũng như các hạn chế đối với quá trình sản xuất các sản phẩm khó loại bỏ carbon, những ứng dụng này có thể sẽ là mục tiêu chính để mở rộng hơn nữa CCS vào những năm 2040 với tỷ lệ ứng dụng phát thải quy trình vẫn sẽ đáng kể song chỉ chiếm 54%.

Hiện tại, Trung Quốc mới bắt đầu nghiên cứu và phát triển các công nghệ loại bỏ CO₂ như DAC, đặc biệt là chất hấp phụ và chuẩn bị vật liệu hấp phụ hiệu suất cao (GCCSI, 2023b). DNV kỳ vọng Trung Quốc sẽ tiếp tục phát huy những nỗ lực này và triển khai DAC để loại bỏ một số lượng khí thải của mình, mặc dù không ở quy mô lớn. Đến năm 2050, chỉ có khoảng 2 MtCO₂/năm sẽ được loại bỏ bằng DAC, thấp hơn đáng kể so với mức mà DNV kỳ vọng đạt được ở khu vực Bắc Mỹ, châu Âu và khu vực Châu Á-Thái Bình Dương.

Nhìn chung, DNV dự báo chỉ có 9% lượng khí thải ở Trung Quốc được CCS thu giữ hoặc loại bỏ (2050). Điều này chứng tỏ để đạt được mục tiêu trung hòa carbon, Trung Quốc cần xem xét tăng cường đáng kể sự hỗ trợ của mình cho CCS và DAC. Trên thực tế, điều này có nghĩa là chuyển từ khát vọng và tín hiệu chính sách sang các cơ chế chính sách cụ thể, chẳng hạn như các biện pháp khuyến khích và quản lý, cũng như phát triển các mô hình kinh doanh hiệu quả.

Link nguồn:

https://safety4sea.com/wp-content/uploads/2024/04/DNV-Energy_Transition_Outlook_China_2024_04.pdf

Tuấn Hùng
SAFETY4SEA

Trung Quốc và bài toán chuyển dịch năng lượng (Kỳ VI) 

Trung Quốc và bài toán chuyển dịch năng lượng (Kỳ V)

Trung Quốc và bài toán chuyển dịch năng lượng (Kỳ III)

Trung Quốc và bài toán chuyển dịch năng lượng (Kỳ II)

Chuyển dịch năng lượng tại Trung Quốc (Kỳ I)