Lưu trữ khí tự nhiên dưới lòng đất như thế nào?

Gần đây, thị trường khí đốt tự nhiên thế giới đang có xu hướng tăng giá mạnh, ảnh hưởng lớn đến châu Âu, vì tất cả các quốc gia Liên minh châu Âu (EU) được kết nối với nhau bằng mạng lưới khí đốt và điện.

Tổng quan khí đốt ở châu Âu

Nguồn cung cấp khí đốt cho EU một phần đến từ các nguồn nội địa (30%), đặc biệt từ Đan Mạch, Hà Lan và Romania, nhưng đang có xu hướng giảm. Phần còn lại (70%) được nhập khẩu bằng đường ống dẫn khí hoặc đường biển dưới dạng LNG (khí thiên nhiên hóa lỏng). 90% lượng khí đốt tự nhiên nhập khẩu của châu Âu được cung cấp bởi các đường ống dẫn khí đốt từ Nga, Algeria, Na Uy, Libya, Iran và Azerbaijan và 10% dưới dạng LNG được vận chuyển bởi các hãng vận tải LNG, đến từ Qatar, Algeria, Nigeria, Peru, Trinidad và Tobago và có thể là Mỹ, Canada và Australia. Lượng khí đốt nhập khẩu từ Nga ở mức trung bình đối với Pháp (gần 20%), nhưng cao đối với toàn châu Âu (hơn 40%) và lớn đối với Đông Âu (khoảng 90%).

Ở châu Âu, lượng khí đốt tự nhiên tiêu thụ thường được chia sẻ giữa hệ thống sưởi nhà ở dân cư (khoảng 40%), ngành công nghiệp và ngành điện (khoảng 55%). Khí được sử dụng để sản xuất điện bằng turbine khí chu trình mở hoặc chu trình hỗn hợp. Ở nhiều quốc gia, đặc biệt là những quốc gia không có thủy điện hoặc điện hạt nhân, các turbine khí được sử dụng như một nguồn dự phòng cho năng lượng tái tạo không liên tục trong thời gian ít gió và ít nắng. Mùa hè năm 2021 không có nhiều gió trên khắp châu Âu. Đó là lý do tại sao mức tiêu thụ khí đốt cao hơn bình thường và các kho dự trữ không được lấp đầy khi mùa đông đến gần.

Một số quốc gia coi khí đốt là năng lượng chuyển tiếp từ than hướng tới mục tiêu “không phát thải” của châu Âu vào năm 2050. Lập luận là lượng phát thải khí nhà kính trực tiếp liên quan đến quá trình đốt cháy khí tự nhiên thấp hơn một nửa so với các nhà máy nhiệt điện than hiện đại nhất và thấp hơn 2/3 so với các nhà máy nhiệt điện than cũ.

Lưu trữ khí đốt tự nhiên

Khí tự nhiên hiện được lưu trữ tại 600 địa điểm dưới lòng đất trên khắp thế giới, với khối lượng tương đương 12% lượng khí tiêu thụ toàn cầu hằng năm. Khí tự nhiên có thể được lưu trữ trong các bể chứa hydrocarbon cũ cạn kiệt (các mỏ đã cạn kiệt), trong các tầng chứa nước sâu hoặc trong các hang muối.

Loại đầu tiên chiếm 3/4 trữ lượng khí dưới lòng đất trên thế giới: Khí được lưu trữ trong độ xốp của đá vỉa trước đó đã giữ lại hydrocarbon. Canada là quốc gia đầu tiên lưu trữ khí đốt tự nhiên dưới lòng đất vào năm 1915, tiếp theo là Mỹ vào năm 1916 (Zoar, bang New York), sau đó vào năm 1956, Pháp đã phát triển kho chứa đầu tiên tại Beynes ở Yvelines. Đây là cách lưu trữ an toàn và tiết kiệm nhất. Chi phí xây dựng kho chứa, không bao gồm chi phí tài chính hoặc chi phí vận hành, dao động trong khoảng 0,15-0,8 euro/1 Nm3 khí tùy thuộc vào loại kho chứa.

Các điểm lưu trữ khí dưới lòng đất ở Pháp.

Châu Âu có 237 điểm lưu trữ khí đốt dưới lòng đất dưới các hình thức khác nhau (gần một nửa trong mỏ khí đã cạn kiệt, khoảng 80 trong hang muối và 30 trong các tầng chứa nước mặn) với dung tích lưu trữ 186 GNm3, tập trung ở các quốc gia: Ukraine (32 GNm3), Đức (26 GNm3), Italia (25 GNm3), Pháp (13 GNm3), Thổ Nhĩ Kỳ (13 GNm3)… Nga chỉ có dung lượng lưu trữ 2 GNm3 vì cho rằng không cần thiết.

An ninh cho mạng lưới khí

Việc lưu trữ khí tự nó không bảo đảm ổn định giá cả mà phụ thuộc vào cách khí được quản lý và khả năng kết nối giữa các kho lưu trữ. Châu Âu được tổ chức theo các nguyên tắc của chủ nghĩa tự do với những ngoại lệ. Ví dụ, ở nhiều quốc gia thành viên EU, năng lượng tái tạo phải được định giá tại thời điểm mời thầu. Do đó, hệ thống vừa mang tính tự do vừa có quy củ.

Người nắm giữ một kho dự trữ khí đốt tự nhiên, nếu theo định nghĩa của Max Weber là tạo ra lợi nhuận tối đa, không nhất thiết phải hành động theo cách tích cực về mặt xã hội đối với người tiêu dùng khí đốt. Ngược lại, người nắm giữ có thể bị cám dỗ để đầu cơ, chờ giá rất cao mới bán ra. Chính vì vậy, ở một số quốc gia, bao gồm cả Pháp, thị trường lưu trữ khí đốt được quản lý bởi hệ thống đấu thầu công cộng.

Tại Pháp, dung lượng khí lưu trữ được bán theo hình thức đấu giá, các điều khoản và điều kiện do Ủy ban Điều tiết năng lượng đặt ra. Châu Âu có thể và phải xác định mức dự trữ chiến lược nào là mong muốn về mặt xã hội và xác định các phương tiện trả công cho những khoản đầu tư nặng nề này và việc khai thác các nguồn khí dự trữ. Việc lưu trữ khí được tổ chức một cách có hệ thống và minh bạch mang lại sự linh hoạt và an toàn cho mạng lưới khí. Nhìn chung, nhu cầu về khí đốt sẽ sớm giảm ở châu Âu do những tiến bộ trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả trong các tòa nhà và sự gia tăng sản xuất điện từ các nguồn năng lượng gió và mặt trời. Nhưng điều cần thiết là phải cung cấp điện ổn định theo thời gian để bảo đảm sự hoạt động ổn định của mạng lưới khí vào mỗi mùa đông.

Để tăng công suất kho chứa khí, không chỉ nhằm khai thác các nguồn dự trữ này đủ sinh lời mà trên hết là tăng tính an toàn cho hệ thống khí, hấp dẫn các nhà đầu tư. Có được như vậy, lưu trữ khí dưới lòng đất mới là một giải pháp tốt.

S.Phương
https://petrotimes.vn/luu-tru-khi-tu-nhien-duoi-long-dat-nhu-the-nao-638921.html