DPPA giúp tối ưu chi phí điện năng và gia tăng tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo cho ngành xi măng

Trong nhiều năm, các giải pháp giảm phát thải của ngành xi măng chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa công nghệ lò nung, giảm hệ số clinker, nâng cao hiệu suất thiết bị và mở rộng sử dụng nhiên liệu thay thế. Tuy nhiên, khi quá trình chuyển đổi xanh bước sang giai đoạn mới, bài toán năng lượng không còn chỉ nằm ở việc tiêu thụ ít hơn mà còn ở cách doanh nghiệp tiếp cận và sử dụng nguồn năng lượng. Cùng với xu hướng phát triển của thị trường điện, cơ chế mua bán điện trực tiếp (DPPA) đang được xem là một trong những giải pháp có thể giúp doanh nghiệp xi măng đồng thời giải quyết 2 mục tiêu quan trọng là tối ưu chi phí điện năng và gia tăng tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo.

Điện năng trở thành yếu tố quyết định năng lực cạnh tranh của nhà máy xi măng

Đối với ngành xi măng, năng lượng luôn là một trong những yếu tố quyết định hiệu quả sản xuất. Nếu nhiệt năng giữ vai trò trung tâm trong quá trình nung clinker thì điện lại là nguồn năng lượng duy trì hoạt động của toàn bộ dây chuyền, từ khai thác và nghiền nguyên liệu, nghiền than, nghiền xi măng đến hệ thống vận chuyển, quạt công nghệ, đóng bao và điều khiển tự động.

Hiện nay, chi phí năng lượng chiếm khoảng 18 - 20% giá thành sản xuất xi măng tại Việt Nam. Trong bối cảnh giá năng lượng có nhiều biến động, áp lực tối ưu chi phí không còn chỉ tập trung vào nhiên liệu cho lò nung mà ngày càng mở rộng sang bài toán quản trị điện năng. Chỉ cần biến động nhỏ về giá điện cũng có thể tạo ra khác biệt đáng kể đối với những nhà máy tiêu thụ hàng chục triệu kWh mỗi năm.

Song song với yếu tố chi phí là áp lực giảm phát thải. Trong tổng lượng phát thải CO₂ của ngành xi măng, khoảng 55% đến từ quá trình phân hủy đá vôi khi sản xuất clinker, khoảng 38% đến từ nhiên liệu sử dụng cho lò nung và khoảng 7% đến từ điện năng tiêu thụ trong sản xuất. Mặc dù tỷ trọng phát thải từ điện thấp hơn so với hai nguồn còn lại, đây lại là lĩnh vực doanh nghiệp có thể cải thiện nhanh thông qua việc chuyển đổi nguồn điện sử dụng mà không phải can thiệp vào dây chuyền sản xuất clinker.

Xu hướng này cũng phù hợp với các yêu cầu ngày càng phổ biến về phát triển bền vững. Nhiều thị trường và đối tác quốc tế không chỉ quan tâm đến lượng phát thải của sản phẩm mà còn chú trọng nguồn năng lượng được sử dụng trong quá trình sản xuất. Điều này khiến việc sử dụng điện tái tạo dần trở thành một lợi thế cạnh tranh, thay vì chỉ là mục tiêu về môi trường.

Có thể thấy, cùng với các giải pháp như giảm hệ số clinker, tăng tỷ lệ nhiên liệu thay thế hay tận dụng nhiệt khí thải phát điện, việc xây dựng chiến lược sử dụng điện hiệu quả đang trở thành một cấu phần mới trong lộ trình chuyển đổi xanh của doanh nghiệp xi măng.

Cơ chế mua bán điện trực tiếp mở thêm hướng tiếp cận nguồn điện tái tạo

Mô hình Virtual DPPA cho phép doanh nghiệp mua điện từ nguồn năng lượng tái tạo thông qua lưới điện quốc gia mà không cần đầu tư trực tiếp nhà máy phát điện.

Một trong những thay đổi đáng chú ý của thị trường điện hiện nay là sự xuất hiện của Cơ chế mua bán điện trực tiếp thông qua lưới điện quốc gia (Virtual Direct Power Purchase Agreement - Virtual DPPA).

Khác với mô hình đầu tư điện mặt trời hoặc điện gió tại nhà máy, Virtual DPPA cho phép doanh nghiệp ký hợp đồng mua điện với đơn vị phát triển dự án năng lượng tái tạo nhưng vẫn sử dụng hệ thống truyền tải của lưới điện quốc gia. Nói cách khác, doanh nghiệp không cần đầu tư nguồn phát điện riêng mà vẫn có thể tiếp cận sản lượng điện từ các dự án năng lượng tái tạo thông qua một cơ chế giao dịch điện được pháp luật cho phép.

Đối với ngành xi măng, đây là điểm khác biệt quan trọng. Phần lớn các nhà máy xi măng vận hành liên tục 24 giờ/ngày với phụ tải lớn và ổn định. Trong khi đó, việc tự đầu tư nguồn điện tái tạo tại chỗ thường bị giới hạn bởi quỹ đất, điều kiện kỹ thuật hoặc khả năng đáp ứng công suất. Virtual DPPA vì vậy mở ra thêm một lựa chọn để doanh nghiệp gia tăng tỷ lệ sử dụng điện tái tạo mà không phải thay đổi mô hình sản xuất hiện có.

Không chỉ dừng ở việc tiếp cận nguồn điện sạch, cơ chế này còn giúp doanh nghiệp chủ động hơn trong kế hoạch sử dụng điện dài hạn. Thay vì hoàn toàn phụ thuộc vào diễn biến của thị trường điện, doanh nghiệp có thể xây dựng phương án sử dụng điện dựa trên các điều khoản đã được thống nhất trong hợp đồng mua bán điện trực tiếp, qua đó giảm bớt rủi ro do biến động giá điện.

Đây cũng là điểm khiến Virtual DPPA được đánh giá không đơn thuần là một hình thức mua điện mới, mà là một công cụ quản trị năng lượng dành cho các doanh nghiệp tiêu thụ điện lớn.

Virtual DPPA hoạt động như thế nào?

Về bản chất, Virtual DPPA không làm thay đổi cách nhà máy nhận điện để sản xuất. Điện vẫn được truyền tải thông qua hệ thống lưới điện quốc gia như hiện nay, bảo đảm độ ổn định của nguồn cung và không yêu cầu doanh nghiệp đầu tư lại hệ thống điện nội bộ.

Điểm khác biệt nằm ở cơ chế giao dịch giữa bên phát điện tái tạo và khách hàng sử dụng điện. Hai bên ký kết hợp đồng mua bán điện trực tiếp theo cơ chế Contract for Difference (CFD). Theo đó, giá điện được xác định trên cơ sở mức giá đã thỏa thuận trong hợp đồng. Khi giá điện thị trường cao hơn hoặc thấp hơn mức giá này, các bên sẽ thực hiện thanh toán phần chênh lệch theo cơ chế CFD.

Nhờ cơ chế đó, doanh nghiệp có thêm cơ sở để dự báo chi phí điện trong dài hạn thay vì hoàn toàn phụ thuộc vào biến động của thị trường. Đồng thời, sản lượng điện tái tạo được ghi nhận còn có thể gắn với các chứng chỉ năng lượng tái tạo như REC hoặc I-REC, hỗ trợ doanh nghiệp trong việc thực hiện các mục tiêu ESG và đáp ứng yêu cầu minh bạch về sử dụng năng lượng sạch của khách hàng.

Có thể nói, nếu trước đây doanh nghiệp chỉ có hai lựa chọn là mua điện từ lưới hoặc tự đầu tư nguồn phát điện thì Virtual DPPA đã bổ sung thêm một phương án linh hoạt hơn. Đây cũng là tiền đề để nhiều giải pháp quản trị năng lượng mới được phát triển, trong đó nổi bật là mô hình kết hợp giữa cơ chế mua bán điện trực tiếp với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin nhằm nâng cao hiệu quả khai thác nguồn điện tái tạo cho các ngành sản xuất tiêu thụ nhiều điện như xi măng.

Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS hoàn thiện mô hình sử dụng điện tái tạo

Mặc dù Virtual DPPA tạo điều kiện để doanh nghiệp tiếp cận nguồn điện tái tạo, nhưng hiệu quả của mô hình này vẫn phụ thuộc vào khả năng cân bằng giữa nguồn điện phát ra và nhu cầu tiêu thụ thực tế của nhà máy. Đây là lý do hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (Battery Energy Storage System - BESS), đang trở thành một cấu phần quan trọng trong các giải pháp cung cấp điện cho khách hàng công nghiệp.

Đối với ngành xi măng, dây chuyền sản xuất thường vận hành liên tục 24 giờ/ngày với phụ tải tương đối ổn định. Trong khi đó, điện mặt trời chỉ phát vào ban ngày, còn điện gió lại phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Nếu không có giải pháp lưu trữ hoặc điều phối nguồn điện, doanh nghiệp khó có thể khai thác tối đa sản lượng điện tái tạo đã ký kết thông qua cơ chế DPPA.

BESS được xem là lời giải cho bài toán này. Hệ thống có khả năng lưu trữ lượng điện dư từ các nguồn năng lượng tái tạo trong thời điểm phát điện cao và bổ sung trở lại lưới khi nhu cầu sử dụng tăng hoặc khi nguồn phát suy giảm. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể nâng cao tỷ lệ sử dụng điện tái tạo, đồng thời hạn chế tình trạng phụ thuộc vào các thời điểm phát điện tự nhiên.

Không chỉ đóng vai trò lưu trữ năng lượng, BESS còn giúp điều hòa phụ tải, giảm công suất cực đại, ổn định nguồn điện và nâng cao khả năng vận hành của toàn bộ hệ thống. Đối với các nhà máy xi măng, nơi mọi công đoạn sản xuất đều được thiết kế để vận hành liên tục, việc duy trì nguồn điện ổn định có ý nghĩa quan trọng không chỉ đối với hiệu quả sản xuất mà còn đối với tuổi thọ thiết bị và chi phí vận hành.

Có thể nói, nếu DPPA tạo ra cơ chế tiếp cận điện tái tạo thì BESS chính là công nghệ giúp cơ chế đó phát huy hiệu quả trong thực tế sản xuất.

Từ cơ chế DPPA đến giải pháp triển khai cho doanh nghiệp xi măng

Khi hành lang pháp lý từng bước được hoàn thiện, thị trường cũng bắt đầu xuất hiện các mô hình triển khai DPPA theo hướng đồng bộ thay vì chỉ cung cấp nguồn điện tái tạo.

Một trong những hướng tiếp cận đang được phát triển là tích hợp bốn thành phần gồm nguồn phát điện tái tạo, cơ chế mua bán điện trực tiếp, hệ thống lưu trữ năng lượng BESS và nền tảng quản lý năng lượng thành một giải pháp tổng thể dành cho khách hàng công nghiệp.

Theo mô hình này, doanh nghiệp xi măng không cần đầu tư xây dựng nhà máy điện mặt trời hoặc điện gió riêng, cũng không phải tự phát triển hệ thống lưu trữ hay thực hiện các thủ tục kỹ thuật liên quan đến cơ chế DPPA. Thay vào đó, đơn vị cung cấp giải pháp sẽ đảm nhận việc đầu tư nguồn phát, tích hợp hệ thống lưu trữ, xây dựng phương án giao dịch điện và quản lý vận hành, trong khi doanh nghiệp tập trung vào hoạt động sản xuất.

Đây cũng là hướng triển khai mà VinEnergo đang phát triển cho nhóm khách hàng công nghiệp có nhu cầu sử dụng điện lớn. Giải pháp của doanh nghiệp được xây dựng trên nền tảng Virtual DPPA kết hợp BESS nhằm cung cấp nguồn điện tái tạo ổn định hơn cho khách hàng, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp quản lý sản lượng điện sạch và các chỉ số phục vụ mục tiêu phát triển bền vững.

Thay vì chỉ cung cấp điện, mô hình này còn tích hợp hệ thống quản lý năng lượng cho phép theo dõi sản lượng điện tiêu thụ, tỷ lệ điện tái tạo sử dụng, lượng phát thải CO₂ giảm được và các chứng chỉ năng lượng tái tạo liên quan. Đây là những dữ liệu ngày càng được nhiều doanh nghiệp quan tâm khi xây dựng báo cáo ESG hoặc đáp ứng yêu cầu minh bạch thông tin từ các đối tác quốc tế.

Theo lộ trình triển khai được giới thiệu, việc áp dụng mô hình DPPA có thể được thực hiện theo từng bước, từ khảo sát nhu cầu sử dụng điện, đánh giá đặc điểm phụ tải, lựa chọn nguồn điện phù hợp đến hoàn thiện các thủ tục pháp lý và đưa hệ thống vào vận hành. Cách tiếp cận này giúp giảm đáng kể áp lực đầu tư ban đầu so với phương án doanh nghiệp tự phát triển toàn bộ hạ tầng năng lượng.

DPPA mở thêm một công cụ trong chiến lược năng lượng của doanh nghiệp xi măng

Trong nhiều năm qua, các giải pháp giảm phát thải của ngành xi măng chủ yếu tập trung vào khu vực sản xuất clinker thông qua giảm hệ số clinker, sử dụng nhiên liệu thay thế, tận dụng nhiệt khí thải phát điện hoặc nâng cao hiệu suất thiết bị. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi xanh đang cho thấy phạm vi tối ưu hóa cần được mở rộng sang toàn bộ hệ thống năng lượng của nhà máy.

Ở góc độ đó, DPPA không thay thế các giải pháp công nghệ hiện có mà bổ sung thêm một công cụ để doanh nghiệp quản trị điện năng hiệu quả hơn. Việc chủ động tiếp cận nguồn điện tái tạo, kết hợp với hệ thống lưu trữ và nền tảng quản lý năng lượng, có thể giúp doanh nghiệp vừa ổn định chi phí điện, vừa nâng cao tỷ lệ sử dụng điện sạch trong cơ cấu tiêu thụ.

Đối với các doanh nghiệp xi măng có quy mô sản xuất lớn, đặc biệt là những đơn vị định hướng xuất khẩu hoặc tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu, đây còn là cơ sở để đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về sử dụng năng lượng tái tạo, giảm phát thải và minh bạch dữ liệu môi trường.

Mặc dù việc triển khai DPPA vẫn cần thời gian để thị trường hoàn thiện hơn về cơ chế và hạ tầng, xu hướng kết hợp giữa mua bán điện trực tiếp, nguồn điện tái tạo và hệ thống lưu trữ đang mở ra một hướng tiếp cận mới trong quản trị năng lượng công nghiệp. Đối với ngành xi măng, đây không chỉ là giải pháp tối ưu chi phí điện mà còn là một bước đi đáng chú ý trên lộ trình chuyển đổi sang mô hình sản xuất carbon thấp.

Theo dõi Mô hình DPPA kết hợp lưu trữ năng lượng: Chìa khóa thúc đẩy phát triển bền vững cho ngành xi măng - VinEnergo, Việt Nam:

Cem.Info