Tài liệu Phương pháp tính toán tối ưu phát triển bền vững hệ thống năng lượng

PGS. TS Bùi Huy Phùng PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TÓI ư u PHÁT TRIỂN BÈN VŨNG HỆ THÓNG NĂNG LƯƠNG X—7 N H À X U Ấ T B Ả N K H O A H Ọ C VÀ K Ỹ T H U Ậ T HÀ N Ộ I -2011 PHƯƠNG PHÂP TÍNH TOÂN TÔÌ ưu PHÁT TRIỂN BẾN VỮNG HỆ THÔNG NĂNG LUỢNG TÁ C G IA: P G S . T S . B U I H U Y P H U N ( Chịu trách nhiêm xu ấ t bản: Biên tập: TS. PHẠM V ÃN DIẾN TS. N G U Y Ễ N HUY TIÊN Trình bày bìa: TRINH THỪY DƯƠNG NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nội In 300 bản khổ 16 X 24cm, tại Xí nghiệp in NXB Văn hoá Dân tộc. S ố đăng ký kế hoạch XB: 149 - 2 0 1 1/CXB/260-11/KHKT, ngày 14/2/2011 Quyết định XB số: 80/QĐXB - NXBKHKT, ký ngày 30/5/2011. In xong và nộp lưu chiểu Quý III năm 2011. LỜI NÓI ĐẦU T ừ thủa sơ khai, N ă n g lư ợ n g -L ử a là yếu tố quyết định giúp vượn người thoát khỏi thế giới đ ộ n g vật. T ừ bấy đến nay năng lượng ngày càng chứ ng tò vai trò đặc biệt qu an trọ n g củ a nó trong quá trình phát triển kinh tế- xã hội cùa loài người, trờ th à n h vấn đề m ang tính chất toàn cầu. Vì thế, những biến động về giá cả, thể ch ế hay n h ữ n g tiến bộ về công nghệ trong khai thác và sừ dụng n ă n g lư ợ n g luôn thu hút sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu, các n h à làm c h ín h sách ở m ọi quốc gia trên toàn thế giới. C uộc khùng h o ản g d ầ u lử a n ă m 1973 là tiếng chuông đầu tiên cảnh báo khả năng thiếu hụt năn g lư ợ n g tro n g tư ơ ng lai m ột khi nó không được khai thác và sử dụng m ộ t cách hiệu quả. C hính những biến động về năng lirợng thập niên 70-80 đ ã làm th ay đổi ý thứ c sử dụng năng lượng của con người, thay đổi p h ư ơ n g h ư ớ n g v à c ơ chế hoạt động của hệ thống năng lư ợng thế giới. Đ ồng thời n h ữ n g vấn đề về bảo vệ m ôi trường từ quy m ô quốc gia đến quy m ô to àn cầu n g ày càn g được quan tâm. T rong bối cảnh này đòi hỏi những n g h iên cứ u về n ăn g lượng phải được xem xét trong mối q u an hệ tổng thể m à ng ày nay n g ư ờ i ta đã thống nhất nguyên tắc phát triển 3 E (K inh tế- N ăng lư ợ ng- M ôi trư ờ n g / E conom ic- Energy- E nvironm ent) c ũ n g như được m inh h o ạ với c ụ m từ “ Phát triển bền v ữ n g ” . N ăng lượng là đầu vào cùa mọi hoạt đ ộ n g kinh tế, n h ư n g cũng đồng thời là lĩnh vực gây ô n h iễ m môi trường nhiều nhất, trư ớ c bối cảnh kinh tế toàn cầu hoá và biến đôi khí hậu, yêu cầu n g h iên c ứ u ch iến lược và chính sách phát triển năng lư ợ n g bền vững đang là n h iệm v ụ cần thiết ờ m ọi quốc gia. Đối với Việt N a m , trong giai đ o ạn cô n g nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nư ớ c nhu cầu năng lư ợ n g đ a n g tă n g nhanh, việc xây dự ng chiến lược phát triển năng lượng, để s ử d ụ n g h iệ u q u ả năn g lượng trong mối quan hệ giữa 3 năng lượng, kinh tế và môi trường là những vấn đề rất hệ trọng. T rong đó, hơn bao giờ hết chiến lược phát triển năng lượng bền vững cần được xem xét trong tất cả các lĩnh vực từ sản xuất, truyền tải, xuất, nhập khẩu, phàn phối và sử dụng năng lượng . Để góp phần giới thiệu và bổ sung m ột số tài liệu phục vụ công tác nghiên cứu xây dựng cơ sờ khoa học về hoạch định chiến lược, quy h o ạ ch phát triển hệ thống năng lượng (H T N L ) bền vừng, chúng tôi biên tập cuôn sách nhỏ này. C uốn sách trình bày m ột số phươ ng pháp đương đại và inột số kết quả nghiên cứu trong nhiều năm cùa tác già và cộng sự trong lĩnh vực phát triên tối ưu hệ thống lớn năng lượng. C uốn sách đư ợ c b ổ cục th ành 4 phầ n : P h ầ n 1 gồm 2 chương, giới thiệu, phân tích bối cảnh và xu thế phát triển năng lượng thế giới và V iệt N am . P h ầ n 2 gồm 4 chương giới thiệu m ột số phư ơ ng pháp toán tối ưu thường được sử dụng trong tính toán phát triển H TN L như Q uy hoạch tuyến tính, quy hoạch phi tuyến, quy hoạch động, logic mờ. P h ầ n 3 gồm 7 chương giới thiệu tổng quát về phư ơ ng pháp ỈUcận tính toán tối ưu phát triển H TN L , phư ơ ng pháp dự báo nhu cầu năng lượng, các phươ ng pháp m ô hình tính toán tối ưu phát triển HTN L. P h ầ n 4 gồm 3 chương giới thiệu 3 kết quả ứng dụng phương pháp mô hình được giới thiệu trong phần 3, kết quả ứng dụng phương pháp m ô hình kinh tế toán học để chọn nguồn điện; kết quà ứng dụng mô hình E F O M -E N V để nghiên cứu phát triển tồng thể H TN L Việt N am ; Ket quả sử dụng phuơng pháp m ô hình M E S S A G E để chọn nguồn điện cho Việt Nam. C húng tôi nghĩ ràng nội dung cuốn sách nhỏ này có thề bổ ích cho những cán bộ làm công tác hoạch định quy hoạch, chiến lược về năng lượng, các cán bộ nghiên cứu trong ngành năng lượng, sinh viên trong các lĩnh vực năng lượng, kinh tế công nghiệp... 4 T ác giả xin chân thành cảm om các đ ồ n g nghiệp đã khích lệ tác giả biên tập cuốn sách nhỏ này, đặc biệt là TS. T rần H ồng N guvên, T hs Bùi T hanh H ù n g đã giúp tác giả m ột số tài liệu bổ ích. T ác giả cũng xin đư ợ c bày tỏ lòng cảm ơ n đến vợ,con đã tạo điều kiện tinh thân và vật chất giúp tác giả trong quá trình biên tập. Đ ặc biệt cho phép tác già được bày tỏ lòng cảm om tới B an biên tậpNhù xuất bản K H -K T đã giúp đỡ, tạo điều kiện để cuốn sách có thể ra m ắt bạn đọc. T ác giả rất hoan nghênh và cảm ơn n h ữ n g nhận xét và ý kiến đóng g ó p cù a độc giả. X in gửi lại thời gian. Hà Nội, 30/11/2009 T á c g iả 5 PHẦN I TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ XU THÊ PHÁT TRIỂN CHƯƠNG l SẢN XUẤT, TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG THÉ GIỚI VÀ XU THÉ PHÁT TRIẺN 1-1-THAN Than là m ộ t loại nhiên liệu có lịch sử phát triển khá lâu đời. C ó thể nói thế kỷ 19 là thế kỷ của than đá. Sự phát triển cùa than đá không th ể tách rời cuộc cách m ạng công nghiệp trong thế kỷ 19 và những đổi thay cô n g nghệ m à cuộc cách m ạng này m ang lại. C ó rất nhiều chùng loại than khác nhau. Thành phần cấu tạo cùa than gồm có: cacbon, hydro, oxy và nitơ. T ùy theo thành phần cấu tạo tỷ trọng từng loại m à ta có bốn loại than chính: - Than bùn: hàm lượng carbon thấp (35-40% ) nhưng hàm lượng nước cao (40-45% oxy và 5-6% hydro). N hiên liệu này cung cấp ít nhiệt và tạo ra nhiều xi. N hiệt trị thấp (3000-3500 kcal/kg). - Than nâu: hàm lượng cacbon cao hơn so với than bùn (55-65% ). N hiệt trị còn tương đối thấp (4000-6000 kcal/kg). - Than mỡ: hàm lượng cacbon cao hơn so với than nâu (70-80% ). N hiệt trị khá cao (6000-8600 kca!/kg). - Than đá: hàm lượng cacbon rất cao (60-80% ). N hiệt trị khoảng 6000-8500 kcal/kg. 1-1-1- T r ữ lượng |11 Than phân bố khá đều trên thế giới. N h ữ n g khu vực có nhiều than phải kể đến Bắc Mỹ, Đ ông Âu, C hâu Á và C hâu Đại D ương m à nhiều nhất là ở T rung Q uốc và ú c . Chi tiết xem bảng 1-1. 8 Bàng 1-1- Trữ lượng than theo các khu vực chính trên thế giới Đem vị: triệu tấn Khu vực Than đá và Bitumin Bắc Mỹ Trong đó Mỹ Than nâu Cơ cấu (%) Tổng 130.186 149.320 279.506 27,93 125.412 145.306 270.718 27,05 Trung Nam Mỹ 8.489 13.439 2,19 Tây Ấu 1.571 34.918 21.928 36.489 122.170 157.607 279.778 27,95 54.110 118.964 173.074 17,29 462 0 462 0,05 Đông Âu và Liên Xô cũ Trong đó Nga Trung Đông 3,65 Châu Phi Châu A và Châu Đại Dương 55.294 192 55.486 5,54 212.265 114.999 327.264 32,70 Tồng 530.438 470.475 1.000.912 100 1-1-2- Tình hình sản xuất, tiêu thụ và thị trường than trên thế giói [1,2Ị Hiện tại tiêu thụ than trên to àn thế giới đạt m ứ c 6 ,7-6,8 tỷ tấn, m ức sản x u ấ t và tiêu thụ than thế giới phân theo khu vực giai đoạn 1995 đến 2006 được giới thiệu ờ bản g 1-2 v à 1-3. Báng 1-2- Sản xuất than tại các khu vực trên thế giói giai đoạn 1995-2006 Khu vực Bác Mỹ Trong đó Mỹ Trung Nam Mỹ Châu Âu Các nước thuộc Liên xô cũ Trong đó Nga Trung Đông Châu Phi Châu Á và Châu Đại Dương Trong đó Úc Trong đó Trung Quốc Trong đó Việt Nam Tổng 1995 1.125,88 1.032,97 40,12 959,74 481,60 291,04 1,25 234,92 2.263,18 266,55 1.536,97 10,88 5.106,69 2000 1.162,36 1.073,61 58,84 832,02 443,10 276,40 1,37 255,74 2.197,10 338,10 1.314,43 13,87 4.950,53 Đơn vị: triệu tấn 2006 2005 1.248,17 1.217,82 1.131,50 1.162,75 85,97 80,63 792,97 799,05 516,56 502,81 322,82 320,97 1,68 1,47 276,13 275,31 3.612,97 3.886,33 419,58 414,01 2.620,50 2.430,30 45,06 38,39 6.806,99 6.490,86 9 N ếu tính với m ức trừ lượng đã biết về tiêu thụ than hiện nay, n g u ồ n than có thể sử dụng trong vòng 230 năm. Bảng 1-3- Tiêu thụ than tại các khu vực trên thế giới giai đoạn 1995-2006 ___________________________________________ Đơn vị: triệu ttẩn 1995 2000 2005 2006 1.032,72 1.164,25 1.215,09 1,198,73 962,10 1.084,09 1.125,98 1.112.29 32,93 36,81 40,57 38„73 1.119,25 1.045,99 1.037,45 1.042*46 Liên xô cũ 480,89 411,79 420,06 416.96 Nga 290,21 264,00 258,75 246.44 9,26 13,97 16,36 15,80 174,72 188,85 210,03 207.83 2.264,95 2.241,07 3.515,49 3.823,.27 112,24 140,92 158,15 156,.39 1.494,76 1.282,30 2.332,91 2.584,.25 8,61 9,68 18,67 20,62 5.114,71 5.102,72 6.455,05 6.743,79 Khu vưc Bắc Mỹ Trong đó Mỹ Trung Nam Mỹ Châu Âu Trung Đông Châu Phi Châu Á và Châu Đại Dương Úc Trung Quốc Việt Nam Tổng So sánh sản xuất và tiêu thụ than ở từng nước, từng khu vực c h ú n g ta thấy rõ than chủ yếu được tiêu thụ tại nơi sản xuất ra hay nói cách khác tin h thư ơng mại quốc tế của than yếu hơn nhiều so với dầu và các sản phẩm c ủ a dầu. Loại than tiêu thụ nhiều là than nâu, than antraxit, sản xuất n hữ ng năm gần đây chi khoảng trên 300 tr tấn mồi năm , lượng than antraxit huôn bán trên thị trường quốc tế chi khoảng 10 tr tấn mỗi năm. C ác nước xuất khẩu chính antraxit là ú c , T rung Q uốc, Đức, Bác T riều Tiên, N am Phi, M ỹ và V iệt Nam. 10 C ác nước nhập kh âu antraxit chù yêu là N hật, Hàn Q uôc, T ây A u. N goài ra cò n có m ột sổ thị trư ờ ng nhỏ lẻ ở Đ ông, Đ ông N am Á và Nam My. 1 - 1 - 3 - G iá than [1,2] G iá than trên thị trư ờ n g thế giới trong 10 năm gần đây thay đổi k h ô n g nhiều, 4-5 năm gần đây có xu thế tăng nhẹ. G iá than thế giới theo khu vực trình bày trong bảng 1-4. Bảng 1-4- Giá than trên thị trường thế giói Đơn vị: U SD /tấn Than cho điện Than cho công nghiệp Than nhập khẩu Nhật Nhật Năm Nhật Mỹ Mỹ Mỹ 2000 40.90 27,50 36,40 35,00 34,59 31,11 2001 42,70 28,20 39,50 36,10 37,95 35,14 2002 39,60 28,70 38,40 37,00 36,95 37,61 2003 - 29,10 36,10 37,70 34,93 33,76 2004 - 30,90 53,50 43,30 51,48 40,10 2005 - 35,30 64,70 52,10 62,73 47,39 2006 - 38,80 69,30 57,00 63,33 50,55 2007 - 40,60 78,00 60,10 70,92 49,53 Ghi chú: Loại than: than cho đốt lò hơi Giá tại hộ tiêu thụ đã bao gồm thuế Giá nhập khau: giá CIF N h ậ n xét: M ứ c khai thác và sừ d ụ n g than phân bố không đ ồ n g đều trê n thế giới. Tại M ỹ tiêu hao năn g lượng bình quân đầu người m ộ t n ăm là 6 ,3 5 T oe/ngư ờ i/năm , co n số này củ a thế giới là 1,65, còn ở V iệt N a m tưcrng ứng là 0,6. Ở các nước cô n g nghệp hoá, m ứ c tiêu thụ chiếm 7 0 % m ứ c tiêu thụ của thế giới, m ặc d ù dân số chiếm 2 2 % (ngược lại 7 8 % dân số tiê u thụ 3 0 % nàng lư ợ n g còn lại). 11 1-2- DÀU M Ỏ 1-2-1- Đ ặc điểm dầu m ỏ K hông ai có thể phủ nhận vai trò đặc biệt cùa dầu mò, nó là m ộ t loại nhiên liệu và cũng là nguyên liệu trong các quá trình sản xuất phi năng lượng. C ó thể nói lịch sử năng lượng thế giới thế kỷ 20 là lịch sử c ù a n g à n h dầu mỏ. Vai trò đó ch ắc chắn vẫn được duy trì trong thế kỷ 21. N gành công nghiệp m ang tính toàn cầu. C ho đến năm 1850 phần lớn dầu mò là tự cung tự cấp trong p h ạ m vi quốc gia. Khi đó than là m ặt hàng thương mại chù yếu. Tuy nhiên lư ợ n g than thương mại cũ n g chư a bao giờ vượt quá 20% tổng sản lượng m à (dù có trao đổi cũng chù yếu tập trung là trao đổi trong m ột châu lục. Ví dụ như: Mỹ- M ehico- C anada. Sau đó dầu m ỏ xuất hiện và trờ thành yếu tố cạnh tranh quan trọng cùa than. - Dầu mỏ một sản phẩm dễ điều khiển, điều chình, linh hoạt trong sử dụng; - Dễ dàng vận chuyển (giá thành vận chuyển thấp); - Dễ dàng d ự trữ. Dầu m ỏ thay thế than trong những lĩnh vực trước đó than là độc quyền, hơn thế n ữ a nó còn là nhiên liệu chủ yếu thoả m ãn các nhu cầu ¡ngày càng tăng cùa thế giới. Trong n hữ ng n ăm 1970 sản lượng dầu m ỏ dùng để trao đổi đã vượt quá 50% sản lượng dầu mỏ. M ột lý do rất quan trọng làm tăng tính th ư ơ n g mại cùa dầu m ỏ đó là sự phân bố không đều dầu m ỏ giữa khu vực sản xuất dầu và khu vực tiêu thụ nhiều dầu. 3/4 trừ lượng dầu nằm trong các n ư ớ c thế giới thứ ba, trong khi đó các nước công nghiệp phát triển ở C h âu Âu, C hâu M ỹ và các nước đông  u tiêu thụ đến 80% sản lượng dầu mỏ. Dầu m ỏ đóng vai trò quan trọng trong cân bàng năng lượng thế giớ i, m ột giá thành sản xuất ưu việt làm cho dầu m ỏ càng chiếm ưu thế ít n h ấ t là đến năm cuối thế kỷ 20 và những năm đầu của thế kỷ 21. M ột ngành cô n g nghiệp đa sản phẩm 12 T ừ m ộ t sản phẩm dầu thô, dần dần theo chiều phát triển củ a ngành dâu khí người ta c à n g thu được nhiều sản phẩm . C ác sản p h ẩm này lại có nhiều công dụng khác nhau, m ột sản phẩm dầu c ó thể d ù n g c h o nhiều m ục đích khác nhau, và ngược lại có thể dùng n h iề u loại sản p h ẩ m dầu khác nhau cho cù n g m ột m ục đích: - D ù n g ch o m á y m óc thiết bị; - C h iế u sáng; - D ù n g cho đ ộ n g cơ diesel; - D ù n g ch o các nhà m áy điện; - G iao th ô n g vận tải; - C ô n g n g h iệp hoá dầu: chất dẻo, dệt các sợi nhân tạo, chất tẩy rừa, p h ân b ó n ... T h ậ t khó có thể liệt kê hết các sản phẩm , các ú n g dụng hết sức đa d ạ n g c ù a dầu m ỏ tro n g cuộc sống kinh tế xã hội hiện nay. M ộ t ngành c ô n g nghiệp sử dụng nhiều vốn. N g àn h cô n g nghiệp dầu m ỏ rất n h an h c h ó n g đã chuyển từ lĩnh vực có cạnh tranh sang cạnh tranh độ c q u y ề n , đ ồ n g thời với quá trình này là quá trình sáp nhập, quá trình tập tru n g hoá. C ác q u á trình này m ột lần nữa lại càng khẳng định các tính chất riê n g biệt cù a n g à n h dầu mỏ, đó là: - M ột n g àn h c ô n g nghiệp cần rất nhiều vốn để đầu tư cho tất cả các c ô n g đ o ạ n trong d â y chuyền sản xuất dầu. - M ộ t ngành kinh tế m à vấn đề quy m ô sản xuất có ảnh hư ở n g rất q u a n trọ n g đến g iá thành sản phẩm (tý trọng các chi phí cố định rất cao). 1 -2 -2 - T iềm n ă n g v à trữ Iưọng dầu khí thế giói [1,2] + T iề m năng: s ố liệu d ự báo gần đây (tính đến tháng 1/2005) của W o rld Oil và O il & G a s Journal được trình bày trong bảng 1-5. 13 Bảng 1-5- Tiềm năng dầu khí Oil & Gas Journal Dầu (tỳ thùng) 1.265,026 World Oil Thòi gian (năm) Khai thác 1.050,69 100 40 (triệu thùng/ngày) Khí (103 tỷ feet khối) Ghi chú: 6.078,592 6.805,830 115 60 (tỷ feet khối) 1 thùng = 159 lít I fe e t khối = 0,0283mi D o có k h ả n ăn g tìm thấy n h ữ n g m ỏ mới và khả năng tận dụng nihừng m ỏ đang khai thác, kh ả n ăn g tận d ụ n g những dạng năng lượng mới và nàng lượng tái tạo nên n h ữ n g co n số d ự báo cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 lạc qu an hơn so với n h ữ n g d ự báo c ủ a n h ữ n g năm thập kỷ 70. + T rữ lư ợ n g d ầ u khí thế giới đ ư ợ c trình bày trong bảng 1-6 Bảng 1-6- T rữ lượng dầu khí thế giới tính đến năm 2004 theo các khu wực Dầu thô Khu vurc • Tạp chí dầu khí “Oil&Gas journal” Dầu thế giới “World Oil” Khí % trữ lượng toàn cầu Tỷ thùng Tạp chí dầu khí “Oil&Gas journal” Dầu thế giói “World Oil” o/ /0 trữ 1ượng toàn cau Nghìn tỷ feet khối Bắc Mỹ Trung Nam Mỹ Châu Âu Trong đỏ Nga Trung cận đỏng 216,458 98,848 41,445 75,160 17,11 7,81 263,098 249,443 268,853 240,937 4,33 4,10 97,576 60,000 105,395 65,393 7,71 4,74 2.149,309 1.680,000 2.863,281 2.340,500 35,36 27,64 726,842 686,345 57,46 2.518,225 2.539,650 411,43 Châu Phi Châu A và Úc Tỏng 87,043 38,258 104,644 37,703 6,88 3,02 453,462 445,055 443,200 449,910 7,46 7,32 1.265,026 1.050,691 100 6.078,592 6.805,830 100 14 V iệc cải thiện hệ số thu hồi c ũ n g đòi hỏi n h ữ n g chi p h í nhất định. N hir ch ú n g ta biết cách thức vận hàn h các m ò p h ụ th u ộ c v à o các yếu tố chính sau: độ xốp và độ th ẩ m thấu. D o vậy để tă n g sả n lư ợ n g , người ta cần phải tăng áp suất và duy trì áp su ất đó. N h ư vậy d ễ h iể u rằ n g g iá thành các m ỏ dao động rất nhiều tuỳ theo vị trí, kết cấu đ ịa ch ất, n ó c ó thể dao động từ 0.4 U S D /thùng tại các m ỏ ở v ù n g T ru n g cận đ ô n g đ ế n 2 0 U S D tại các vùng biển Bắc và biển A laska. N g u ồ n năng lượng v à n h ữ n g tiến bộ về c ô n g n g h ệ tìm k iếm , thăm dò, khai thác, là m ột q u á trình liên tục. T ừ những n ăm 70 c ù a th ế k ỷ 20 thế giới đ ã đ ư ợ c c à n h báo về khả năn g thiếu hụt nguồn năn g lư ợ ng h o á th ạch đặc biệt là c á c sả n p h ẩm dầu. T u y nhiên dưới ảnh h ư ờ n g c ù a c ô n g nghệ, c ộ n g v ớ i q u á trình quốc tế h o á dã tạo đà cho xu hư ớ ng n g ư ợ c lại tức là n g ày c ạ n k iệt sẽ xuất hiện m u ộ n h o n ch ứ không phải n h ư n h ữ n g d ự báo đ ư a ra v à o n h ữ n g năm 70. 1-2-3- T ình hình sản xuất và ticu thụ d ầ u [1,2] * Sản xuất T ừ m ỏ th ư ờ n g lấy ra đ ư ợ c h ỗ n h ợ p khí, d ầu , n ư ớ c. S ản lượng dầu khai thác được bao gồm: • Sản lư ợ ng thô. • Sản lư ợng tinh. Sán lượng tinh là sản p h ẩ m th ự c c u n g cấp ch o thị trư ờ n g có nghĩa là s ả n lư ợng thô trừ đi phần đốt bỏ h o ặ c b ơ m lại g iế n g v à tự d ù n g trong khi k h ai thác. D ầu là năng lư ợ ng sơ cấp sa u khi đã làm sạch; d ầ u n g ư n g tụ còn gọi là condensat cũng được coi là d ầ u thô vì giá trị n h iệ t lư ợ n g không khác n h a u nhiều. M ột số ít dầu thô c ó h à m lư ợ n g lư u h u ỳ n h th ấ p c ó thể dùng 15 trực tiếp cho ngành hoá, ngành năng lượng. T hông thư ờng các loại dầu thô th ư ờ n g đ ư ợ c sử d ụ n g sau khi đã trải qua các quá trình lọc. Lọc dầu th ư ờ n g cho ra rất nhiều loại sản phẩm dầu khác nhau. C ác sản p h ẩ m khí dầu nhẹ như: Butan, propan, xăng: dùng cho đ ộ n g cơ, giao th ông vận tải; các sản phẩm dầu nặng như: DO chạy m áy nổ, F O m azut d ù n g đốt lò. N h u cầu về xăng ít đàn hồi, vì m áy m óc đã thiết kế dùng xăn g thì rất k hó c h u y ển sang d ù n g loại nhiên liệu khác, trong khi đó m azu t lại là sản p h ẩ m dầu rất đàn hồi, khi nào giá các sản phẩm dầu khác thấp thì người ta k h ô n g d ù n g m azu t m à chuyển sang dùng các sản phẩm khác cao cấp hơn. D ầu nặn g th ư ờ n g ít có nhu cầu, để tăng tỷ lệ dầu nhẹ trong các sản p h ẩ m dầu người ta tiến hành thêm các phản ứng cracking phụ để c h ư n g cất sâu d ầ u nặn g tạo ra các sản phẩm dầu nhẹ. * V ận chuyển V iệc vận chuyển dầu có thể bang đường bộ, đư ờ ng thuỳ, đ ư ờ n g ống. N ế u vận chuyển theo đư ờ ng ống thì vốn đầu tư ban đầu rất lớn. nhưng chi phí vận hành thấp, do vậy quy mô vận chuyển là m ột yếu to rất quan trọng ản h h ư ở n g đến giá thành vận chuyển. N e u q u ãn g đư ờ n g dài thì vận chuyển bang tàu ch ở dầu sẽ có ưu thế hơn là v ận chu y ển bảng đư ờ ng ống. Tàu có tải trọng lớn, giá thành vận c h u y ển sẽ giảm đi rất nhiều. Tuy nhiên luôn có m âu thuẫn rất lớn giữa quy m ô tàu và vấn đề môi trường cũng như các vấn đề cơ sở hạ tầng khác. G iá thành m ột tấn dầu khai thác có thể phụ thuộc các yếu tổ: X ác xuất tìm thấy dầu; C hất lượng nguồn dầu; Vị trí mỏ dầu; Đặc trưng đ ịa chất; T iếp cận vị trí khoan dầu; Thời gian khai thác; Có sừ dụng hay không các thiết bị trợ giúp; Phân chia lợi nhuận giữa nước có tài nguyên, cô n g ty khai thác v à nư ớ c nhập khẩu dầu. 16 Bảng 1-7- C ơ cấu khai thác dầu theo từng khu vực chính năm 2006 Khu vực Bắc Mỹ Sản lirọug (nghìn thùng/ngày) C ơ cấu (%) 10883,13 14,81 5102,08 6,95 6355,31 8,65 2510,55 3,42 4810,18 6,55 Trong đó Hà Lan 2490,58 3,39 Trong đó Anh 1490,20 2,03 11554,92 15,73 9247,21 12,59 22750,96 30,97 Châu Phi 9647,01 13,13 Châu Á và Châu Đại Dương 7459,33 10,15 3672,74 5,00 343,96 0,47 73460,84 100 Trong đó Mỹ Trung Nam Mỹ Trong đó Venezuela Châu Âu Các nước thuộc Liên Xô cũ Trong đó Nga Trung Đông Trong đó Trung Quốc Trong đó Việt Nam Tổng Các khu vực này đã ch iếm đến 68 % tổng sản lượng của toàn thế giới D ầu thô chù yếu do các nước O P E C cung cấp, tuy nhiên lại đư ợ c tiêu thụ ở các nước công n g h iệp phát triển O E C D , chi tiết được trình bày trong bản g 1-8 và 1-9 dưới đây: ĐAI HOC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÀM THÔNG TIN THƯ VIỆN ___ ____________ _____________ :__ 050% 00 o m Bảng 1-8- Tình hình sản xuất dầu thô ờ các khu vực giai đoạn 1995-2006 __________________ __________ Đơn vị: nghìn thủng/ngày 2006 1995 2000 2005 10982,48 10810,61 10880,82 10883,13 6559,64 5821,60 5178,38 5102,08 5480,91 6598,29 6315,36 6355,31 2750,14 3155,00 2564,66 2510,55 6065,78 6366,12 5233,36 4810,18 Trong đó Hà Lan 2765,83 3221,52 2697,94 2490,58 Trong đó Anh 2489,12 2275,05 1648,54 1490,20 6879,05 7831,86 11148,09 11554,92 5995,00 6479,20 9043,08 9247,21 18979,02 21823,01 23107,58 22750,96 Châu Phi 6954,20 7527,15 9607,57 9647,01 Châu Á và Châu Đại Dương 7043,43 7537,60 7444,09 7459,33 2990,00 3248,76 3608,62 3672,74 173,30 316,00 374,99 343,96 62384,88 68494,63 73736,86 73460,84 K hu vực Bắc Mỹ Trong đó Mỹ Trung Nam Mỹ Trong đó Venezuela Châu Âu Các nước thuộc Liên xô cũ Trong đó Nga Trung Đông Trong đỏ Trung Quốc Trong đó Việt Nam Tổng Phần lớn lượng dầu sản xuất ra để xuất khẩu ví dụ như các n ước vùng T rung Đ ông sản xuất tới 31% lượng dầu thế giới trong khi c h i tiêu thụ 7,1% , trong đó các nước Tây  u và Bắc M ỹ chi sản xuất có 2 1 % lư ợ ng dầu thế giới trong khi tiêu thụ tới 56,4%. C ụ thể trình bày trong bảng 1-10. 18 Bảng 1-9- Tình hình khai thác và tiêu thụ dầu mỏ năm 2006 Đơn vị: nghìn thùng/ngày Khai thác Bắc Mỹ Tiêu thu• T r ữ lượng (Tỷ thùng) 10883,13 25026,77 213,43 5102,08 20687,42 21,76 Trung Nam Mỹ 6355,31 5691,71 103,36 Trong đó Venezuela 2510,55 645,00 79,73 Châu Âu 4810,18 16436,91 16,38 Trong đỏ Hà Lan 2490,58 228,98 7,71 Trong đỏ Anh 1490,20 1803,52 4,03 11554,92 4197,50 77,83 9247,21 2830,00 60,00 22750,96 6065,30 743,41 Châu Phi 9647,01 2984,93 102,58 Châu Á và Châu Đại Dương 7459,33 24496,32 35,94 Trong đỏ Trung Quốc 3672,74 7235,00 18,25 343,96 255,00 0,60 73460,84 84899,44 1292,94 Trong đỏ Mỹ Các nước thuộc Liên Xô cũ Trong đỏ Nga Trung Đông Trong đó Việt Nam npẢ Tông 19 Bảng 1-10- Mất cân đối giữa sản xuất và tiêu thụ dầu tại các khu vực năm 2006 _ • Khai thác (% ) Tiêu thụ (% ) 14,81 29,48 6,95 24,37 Trung Nam Mỹ 8,65 6,70 Trong đó Venezuela 3,42 0,76 Châu Âu 6,55 19,36 Trong đó Hà Lan 3,39 0,27 Trong đó Anh 2,03 2,12 15,73 4,94 12,59 3,33 Trung Đông 30,97 7,14 Châu Phi 13,13 3,52 Châu Á và Châu Đại Dương 10,15 28,85 Trong đó Trung Quốc 5,00 8,52 Nam 0,47 0,30 Tổng 100 100 Bẳc Mỹ Trong đó Mỹ Các nước thuộc Liên Xô cũ Trong đó Nga Trong đó Việt G iá dầu trên thị trường thế giới có nhiều biến động phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng, khả năng và chiến lược khai thác của các nước sản xuất dầu mò. đặc biệt biến động theo tình hình chính trị quân sự, 15 năm gần đây giá dầu tăng khoảng 4-7 lần, năm 1995 giá bình quân khoảng 20U SD /thùng, 20 năm 2 0 0 7 lên tới 80 U SD /thùng. 7/2008 lên tới 147 U SD /thùng. B iến động giá dầu bình quân đ ư ợ c biểu diễn trên đồ thị hình 1- 1. USD/thùng Hình 1-1- Đồ thị biến động giá dầu. 1-3- K H Í Đ Ó T K hí đốt c h iếm khoảng 20 % tiêu thụ năng lư ợng sơ cấp- đứ ng vị trí thứ ba trong tổng tiêu thụ năng lư ợng sơ cấp. Sản lượng thương m ại của khí là khoảng 2 0 0 0 G m 3. Khí chiếm vai trò quan trọng vì các đặc tru n g chất lượng tốt như th u ần khiết, linh hoạt trong sử dụng, trữ lư ợng khá doi dào, chi phí khai thác k h ô n g cao. K hí đốt đ ã đư ợ c biết đến từ lâu. N g ư ờ i T ru n g Q uốc dùng để chiếu sáng, đ u n nấu sưởi ấm . Khí được lấy từ các m ỏ tự nhiên. Thời kỳ dầu chưa đ ư ợ c s ử dụng rộng rãi, việc sừ dụn g rộng rãi chi bắt đầu từ khi có đư ờ ng ống tốt (chuyển từ gỗ sang kim loại sang các loại thép đặc biệt chịu được áp lực, ăn mòn...).