“Nhiệt trị thấp và nhiệt trị cao là các đại lượng dùng để đo năng lượng sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn một nhiên liệu. Bài viết này sẽ cho biết tại sao nhiệt trị lại quan trọng khi chọn nhiên liệu đốt cho lò hơi? Cách chọn nhiên liệu tuỳ cho từng dự án cụ thể?
Nhiệt trị của nhiên liệu đốt là gì? Chọn nhiên liệu nào cho các nhà máy khác nhau?
Giới thiệu
Nhiệt trị là thông số quan trọng phản ánh lượng năng lượng sinh ra khi một đơn vị nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn.
Nhiệt trị của nhiên liệu, còn gọi là năng suất tỏa nhiệt, là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị nhiên liệu (1kg đối với nhiên liệu rắn/lỏng, hoặc 1m³ tiêu chuẩn đối với nhiên liệu khí). Nó là một chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng cung cấp năng lượng của nhiên liệu.
Đơn vị đo nhiệt trị phổ biến là kJ/kg hoặc kcal/kg cho nhiên liệu rắn và lỏng, và kJ/m³ hoặc kcal/m³ cho nhiên liệu khí.
Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp sẽ giúp kỹ sư, doanh nghiệp tối ưu hiệu suất và chi phí vận hành, đặc biệt trong các ứng dụng sử dụng nhiên liệu đốt cho lò hơi.
Nhiệt trị cao (Higher Heating Value – HHV/HCV/GHV/GCV)
- Còn gọi là tổng nhiệt trị hoặc nhiệt trị trên.
- Tên tiếng Anh khác: Higher Calorific Value (HCV), Gross Heating Value (GHV), Gross Calorific Value (GCV).
- Nhiệt trị cao bao gồm toàn bộ lượng nhiệt sinh ra, kể cả nhiệt ẩn của hơi nước được tạo ra trong quá trình đốt cháy. Chủ yếu do hydro trong nhiên liệu bị oxy hóa. Tức là HHV giả định rằng toàn bộ nước trong sản phẩm cháy được ngưng tụ và thu hồi nhiệt.
- HHV thường dùng thiết kế hệ thống nhiệt công nghiệp.
Ví dụ:
-
Than đá: khoảng 6,000 – 7,500 kcal/kg
-
Dầu DO: khoảng 10,000 kcal/kg
Nhiệt trị thấp (Lower Heating Value – LHV/LCV/NHV/NCV)
-
- Còn gọi là nhiệt trị hiệu dụng hoặc nhiệt trị dưới.
- Tên tiếng Anh khác: Lower Calorific Value (LCV), Net Heating Value (NHV), Net Calorific Value (NCV).
- Nhiệt trị thấp chỉ tính phần nhiệt có thể sử dụng thực tế sau khi loại bỏ nhiệt ẩn của hơi nước trong sản phẩm cháy. Đây là giá trị thường được sử dụng trong tính toán thực tế, đặc biệt trong thiết kế lò hơi và hệ thống đốt nhiên liệu.
- Thường dùng trong thực tế (ví dụ, trong động cơ nhiệt) vì các hệ thống này không tận dụng được nhiệt từ hơi nước ngưng tụ.
Ví dụ minh họa, khí tự nhiên (methane) có:
-
HHV ≈ 55,5 MJ/kg
-
LHV ≈ 50,0 MJ/kg
→ Chênh lệch do phần nhiệt từ nước ngưng tụ không được thu hồi.
HHV và LHV Cái nào quan trọng hơn trong tính toán năng lượng?
Trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp, nhiệt trị thấp (LHV) được ưu tiên sử dụng vì nó phản ánh chính xác hơn lượng năng lượng thực sự hữu ích mà hệ thống có thể khai thác được.
Đặc biệt:
-
Trong các hệ thống lò hơi, nhiên liệu sinh khối, hoặc nhiên liệu có hàm lượng ẩm cao, LHV cho giá trị sát thực tế hơn.
-
Các tiêu chuẩn đo lường quốc tế và quy trình thiết kế thiết bị nhiệt đều khuyến nghị dùng nhiệt trị thấp để tính hiệu suất và chi phí nhiên liệu.
Tóm lại:
| Tên gọi | Viết tắt | Nhiệt thu hồi từ hơi nước | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|---|
| Nhiệt trị cao | HHV/GCV | CÓ | Thiết kế hệ thống nhiệt công nghiệp |
| Nhiệt trị thấp | LHV/NCV | KHÔNG | Động cơ, turbine, hiệu suất thực tế |
Tại sao nhiệt trị lại quan trọng khi chọn nhiên liệu đốt cho lò hơi?
Khi lựa chọn nhiên liệu đốt cho lò hơi, việc biết nhiệt trị của từng loại nhiên liệu giúp:
-
Tính chính xác lượng nhiên liệu cần dùng để đạt công suất yêu cầu.
-
So sánh chi phí vận hành giữa các loại nhiên liệu như than, dầu, khí sinh học hay sinh khối.
-
Tối ưu hiệu suất đốt và giảm phát thải CO₂.
Ví dụ:
-
Nhiệt trị thấp (LHV) của than đá Việt Nam (antraxit) – (than lâu đời-đen ánh kim -cứng-sắc cạnh-độ ẩm thấp-tro thấp): khoảng 5.200 kcal/kg
-
Nhiệt trị thấp của (LHV) than đá Indonesia (kalimantan) – (than non trẻ-nâu sẫm/đen nhám-mềm-dễ vỡ vụn-độ ẩm cao – tro cao) khoảng 4.700 kcal/kg
→ Than đá Việt Nam đắt tiền hơn và năng lượng toả ra cao hơn.
Bảng nhiệt trị của một số nhiên liệu đốt cho lò hơi công nghiệp
Dưới đây là bảng đã được sắp xếp lại theo cột “Nhiệt trị trung bình” giảm dần và phân loại theo 3 nhóm nhiên liệu: nhiên liệu hoá thạch, nhiên liệu sinh khối và rác thải:
| Loại nhiên liệu | Hình ảnh | Nhiên liệu (VN) | Tiếng Anh | Tiếng Trung | HHV | LHV | Nhiệt trị trung bình (xếp theo giảm dần) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nhiên liệu hoá thạch(Fossil Fuel) |  | Khí dầu mỏ hóa lỏng | Liquefied Petroleum Gas (LPG) | 液化石油气 | 11 900 | 11 100 | 11 500 |
 | Dầu hỏa | Kerosene | 煤油 | 10 800 | 10 100 | 10 450 | |
 | Dầu diezen | Diesel Oil | 柴油 | 10 200 | 9 600 | 9 900 | |
 | Khí nén thiên nhiên | Compressed Natural Gas (CNG) | 压缩天然气 | 9 600 | 8 700 | 9 150 | |
 | Khí thiên nhiên hóa lỏng | Liquefied Natural Gas (LNG) | 液化天然气 | 9 600 | 8 700 | 9 150 | |
 | Than đá Việt Nam (Antraxit) | Vietnam Coal/ Anthracite Coal | 越南煤 | 5 500 | 5 200 | 5 350 | |
 | Than cám Indonesia | Indonesian Coal Fines | 印尼细煤 | 5 000 | 4 700 | 4 850 | |
| Nhiên liệu sinh khối(Biomass) |  | Viên gỗ nén | Wood Pellets | 木颗粒 | 4 700 | 4 400 | 4 550 |
 | Viên nén mùn cưa | Sawdust Pellets | 锯末颗粒 | 4 700 | 4 400 | 4 550 | |
 | Bã điều | Cashew Nut Shell | 腰果壳 | 4 600 | 4 200 | 4 400 | |
 | Gỗ vụn | Wood Chips | 木屑 / 木片 | 4 500 | 4 000 | 4 250 | |
 | Bã cà phê | Coffee Grounds | 咖啡渣 | 4 500 | 4 000 | 4 250 | |
 | Mùn cưa | Sawdust | 锯末 | 4 300 | 3 800 | 4 050 | |
 | Vỏ xơ dừa | Coconut Husk | 椰壳 | 4 200 | 3 800 | 4 000 | |
 | Viên nén trấu | Rice Husk Pellets | 稻壳颗粒 | 4 100 | 3 700 | 3 900 | |
 | Trấu rời | Loose Rice Husk | 散装稻壳 | 3 500 | 3 000 | 3 250 | |
 | Bã mía | Bagasse | 甘蔗渣 | 2 300 | 2 000 | 2 150 | |
| Nhiên liệu rác thải(Waste / Sludge) |  | Bùn giấy thải | Waste Paper Sludge | 纸浆污泥 | 3 000 | 2 500 | 2 750 |
 | Rác thải tổng hợp | Municipal Solid Waste | 城市固体垃圾 | 2 500 | 2 000 | 2 250 |
| Loại nhiên liệu | Hình ảnh | Nhiên liệu (VN) | Nhiệt trị trung bình (xếp theo giảm dần) |
|---|---|---|---|
| Nhiên liệu hoá thạch(Fossil Fuel) | | Khí dầu mỏ hóa lỏng | 11 500 |
| Dầu hỏa | 10 450 | |
| Dầu diezen | 9 900 | |
| Khí nén thiên nhiên | 9 150 | |
| Khí thiên nhiên hóa lỏng | 9 150 | |
| Than đá Việt Nam (Antraxit) | 5 350 | |
| Than cám Indonesia | 4 850 | |
| Nhiên liệu sinh khối(Biomass) | | Viên gỗ nén | 4 550 |
| Viên nén mùn cưa | 4 550 | |
| Bã điều | 4 400 | |
| Gỗ vụn | 4 250 | |
| Bã cà phê | 4 250 | |
| Mùn cưa | 4 050 | |
| Vỏ xơ dừa | 4 000 | |
| Viên nén trấu | 3 900 | |
| Trấu rời | 3 250 | |
| Bã mía | 2 150 | |
| Nhiên liệu rác thải(Waste / Sludge) | | Bùn giấy thải | 2 750 |
| Rác thải tổng hợp | 2 250 |
Bảng chi phí nhiên liệu để tạo ra 1 tấn hơi dùng trong công nghiệp
Chỉ quan tâm chi phí nhiên liệu đốt (bỏ qua chi phí vận chuyển, bảo quản, kho bãi….), ta có:
| Loại nhiên liệu | Nhiên liệu | Nhiệt trị trung bình (kcal / kg) | Giá năng lượng tham khảo (VNĐ / kg) | Giá năng lượng để tạo ra 1 MJ (VNĐ / MJ) | Giá nhiên liệu để tạo 1 tấn hơi* (VNĐ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Nhiên liệu hoá thạch (Fossil Fuel) | Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) | 11 500 | 25 000 | 520 | 1 819 000 |
| Dầu hỏa | 10 450 | 22 000 | 503 | 1 761 000 | |
| Dầu diezen | 9 900 | 27 000 | 652 | 2 281 000 | |
| Khí nén thiên nhiên (CNG) | 9 150 | 19 000 | 496 | 1 737 000 | |
| Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) | 9 150 | 16 000 | 418 | 1 463 000 | |
| Than đá Việt Nam | 5 350 | 2 500 | 112 | 391 000 | |
| Than cám Indonesia | 4 850 | 1 800 | 89 | 310 000 | |
| Nhiên liệu sinh khối (Biomass) | Viên gỗ nén | 4 550 | 3 500 | 184 | 643 000 |
| Viên nén mùn cưa | 4 550 | 3 300 | 173 | 607 000 | |
| Bã điều | 4 400 | 2 800 | 152 | 532 000 | |
| Gỗ vụn | 4 250 | 2 200 | 124 | 433 000 | |
| Bã cà phê | 4 250 | 2 400 | 135 | 472 000 | |
| Mùn cưa | 4 050 | 1 500 | 89 | 310 000 | |
| Vỏ xơ dừa | 4 000 | 1 800 | 108 | 376 000 | |
| Viên nén trấu | 3 900 | 2 000 | 123 | 429 000 | |
| Trấu rời | 3 250 | 1 000 | 74 | 257 000 | |
| Bã mía | 2 150 | 300 | 33 | 117 000 | |
| Nhiên liệu rác thải (Waste / Sludge) | Bùn giấy thải | 2 750 | 400 | 35 | 122 000 |
| Rác thải tổng hợp | 2 250 | 100 | 11 | 37 000 |
| Loại nhiên liệu | Nhiên liệu | Giá năng lượng tham khảo (VNĐ / kg) | Giá năng lượng để tạo ra 1 MJ (VNĐ / MJ) | Giá nhiên liệu để tạo 1 tấn hơi* (VNĐ) |
|---|---|---|---|---|
| Nhiên liệu hoá thạch (Fossil Fuel) | Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) | 25 000 | 520 | 1 819 000 |
| Dầu hỏa | 22 000 | 503 | 1 761 000 | |
| Dầu diezen | 27 000 | 652 | 2 281 000 | |
| Khí nén thiên nhiên (CNG) | 19 000 | 496 | 1 737 000 | |
| Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) | 16 000 | 418 | 1 463 000 | |
| Than đá Việt Nam | 2 500 | 112 | 391 000 | |
| Than cám Indonesia | 1 800 | 89 | 310 000 | |
| Nhiên liệu sinh khối (Biomass) | Viên gỗ nén | 3 500 | 184 | 643 000 |
| Viên nén mùn cưa | 3 300 | 173 | 607 000 | |
| Bã điều | 2 800 | 152 | 532 000 | |
| Gỗ vụn | 2 200 | 124 | 433 000 | |
| Bã cà phê | 2 400 | 135 | 472 000 | |
| Mùn cưa | 1 500 | 89 | 310 000 | |
| Vỏ xơ dừa | 1 800 | 108 | 376 000 | |
| Viên nén trấu | 2 000 | 123 | 429 000 | |
| Trấu rời | 1 000 | 74 | 257 000 | |
| Bã mía | 300 | 33 | 117 000 | |
| Nhiên liệu rác thải (Waste / Sludge) | Bùn giấy thải | 400 | 35 | 122 000 |
| Rác thải tổng hợp | 100 | 11 | 37 000 |
* Giả thiết & phương pháp tính:
- Giá tham khảo: mặt bằng thị trường nội địa Việt Nam, Q2 / 2025, đã quy đổi về VNĐ / kg.
- Chuyển đổi kcal → MJ: 1 kcal = 0,004184 MJ.
- Năng lượng cần để tạo 1 tấn hơi bão hoà (feed water 25 °C) ≈ 2 800 MJ.
- Hiệu suất lò hơi giả định 80 % ⇒ cần 3 500 MJ năng lượng nhiên liệu.
- Chi phí 1 tấn hơi = (3 500 MJ ÷ Nhiệt trị trung bình (MJ/kg)) × Giá (VNĐ/kg).
* Các con số trên mang tính định hướng;
Khi lập kế hoạch mua nhiên liệu hoặc đầu tư lò hơi, bạn nên:
- Lấy báo giá cập nhật từ nhà cung cấp.
- Phân tích nhiệt trị thực tế (ASTM, ISO, TCVN) kèm độ ẩm, tro.
- Kiểm tra lại hiệu suất vận hành lò hơi tại tải thực tế.
Như vậy chi phí dùng nhiên liệu rác thải là thấp nhất, hiện tại trên thế giới đã có nhiều nhà máy mà lò hơi dùng nhiên liệu rác thải. Ngoài ra, ta có thể dùng công nghệ hệ đồng phát (nhiệt-điện), hệ tam phát (làm mát-sưởi ấm-điện), nhà máy điện rác,…để tận dụng nguồn năng lượng giá rẻ này. Xem thêm Nhà máy điện rác TCE.
Góc nhìn chuyên gia dựa trên “Giá nhiên liệu để tạo 1 tấn hơi”
| Nhóm nhiên liệu | Khoảng chi phí / tấn hơi | Đánh giá |
|---|---|---|
| Rác thải & bùn thải | ≈ 37 000 – 122 000 VNĐ | Rẻ nhất tuyệt đối; gần như “âm chi phí” nếu tính thêm phí chôn lấp né tránh. Nhưng yêu cầu đầu tư cao cho xử lý khí thải (dioxin/F-class) & cấp phép môi trường. |
| Sinh khối ẩm – phụ phẩm(bã mía, trấu rời, vỏ xơ dừa, mùn cưa thô…) | ≈ 117 000 – 433 000 VNĐ | Chi phí thấp, sẵn nguồn tại nông nghiệp; phù hợp lò tầng sôi (CFB) & đồng phát hơi–điện (CHP). Rủi ro mùa vụ & logistics rời rạc. |
| Sinh khối đã chế biến(viên nén gỗ, viên nén trấu, pellets) | ≈ 429 000 – 643 000 VNĐ | Giá nhỉnh hơn vì chi phí ép viên & xuất khẩu; ưu thế lớn ở độ ẩm thấp, thể tích nhỏ—thay thế trực tiếp than cám trong lò tầng sôi, ít cải tạo thiết bị. |
| Than nội/ngoại | ≈ 310 000 – 391 000 VNĐ | Vẫn là “điểm tham chiếu” rẻ & quen thuộc cho công nghiệp. Tuy nhiên đang chịu áp lực thuế carbon, tiêu chuẩn khí thải SOx/NOx ngày càng siết. |
| Khí tự nhiên (CNG/LNG) | ≈ 1,46 – 1,74 triệu VNĐ | Chi phí cao gấp ~4–5 lần than nhưng hiệu suất lò F-O/HRSG & phát thải thấp (NOx, bụi) biến đây thành lựa chọn “chốt” cho đô thị & dự án ESG. |
| Dầu nhẹ (diesel, kerosene) | ≈ 1,76 – 2,28 triệu VNĐ | Chỉ nên giữ làm nhiên liệu dự phòng/hồi khởi động do giá cao & biến động Brent. |
| LPG | ≈ 1,82 triệu VNĐ | Cao nhất bảng; phù hợp nồi hơi nhỏ, cần ngọn lửa sạch & linh hoạt, không phải giải pháp dài hạn cho tải hơi lớn. |
Liên hệ tới công nghệ sinh khối & rác thải
1. Điện rác & lò hơi đốt rác (WtE)
-
Đòn bẩy kinh tế kép: Giá hơi thấp nhất bảng + doanh thu bán điện 2 114 VND/kWh (≈ 10 US¢) cho tổ hợp đốt rác trực tiếp, cao hơn thủy điện ~1 110 VND/kWh. (Theo env.go.jp)
-
Thách thức: vốn đầu tư >1 000 USD/kW (lò ghi hoặc CFB), bắt buộc hệ thống SNCR/SDR khử NOx, lò phản ứng kiềm & lọc túi vải để đáp ứng QCVN 61-MT:2016.
-
Khi nào hợp lý? Thành phố ≥ 2 000 tấn MSW/ngày (Hà Nội, TP.HCM, Cần Thơ) để bảo đảm dòng rác ổn định ≥ 600 tấn/ngày cho tổ máy 15 MW.
2. Đồng phát sinh khối (Biomass CHP)
-
FiT cho CHP sinh khối 1 634 VND/kWh (≈ 7 US¢) — thấp hơn WtE nhưng đủ hấp dẫn trong nhà máy đường, tinh bột, giấy. (Theo indochinecounsel.com)
-
Hiệu suất hệ thống hơi + điện đạt 75 – 80 %, biến bã mía 2 150 kcal/kg thành hơi rẻ nhất bảng (117 k VNĐ/tấn) và điện nội bộ ~100 kWh/tấn mía.
-
Ưu tiên thiết kế: lò hơi CFB 65 bar, tua-bin hơi đập-ngắn; tận dụng tro silica làm vật liệu xây dựng.
3. Trấu & mùn cưa ép viên
-
Pellet hóa nâng mật độ năng lượng lên 4 550 kcal/kg, giảm logistic cost ~60 % so với trấu rời.
-
Có thể đồng đốt 10–20 % trong lò than pulverised mà chỉ cần chỉnh bộ cấp liệu & van gió; lộ trình giảm CO₂ tức thì mà tránh CAPEX lớn.
-
Xu hướng 2025–2030: các nhà máy xi măng và nhiệt điện Cái Mép thử nghiệm đốt hỗn hợp 30 % biomass pellets để đáp ứng cam kết Net Zero 2050 (Quyết định 500/QĐ-TTg).
4. Than chuyển đổi sang sinh khối
-
PDP8 định hướng sau 2030 các tổ máy than CFB chuyển dần sang 100 % sinh khối/amoniac. (Theo energyalliance.org)
-
Với giá hơi từ pellets (≈ 600 k VNĐ/tấn) vẫn cao hơn than, nhưng giá quyền phát thải (dự kiến 200 000 VNĐ/t-CO₂ năm 2030) sẽ bù đắp chênh lệch.
*PDP8 – Quyết định số 500/QĐ-TTg, ban hành ngày 15/5/2023. PDP8 là viết tắt của “Power Development Plan 8”, tức Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2021–2030, tầm nhìn đến năm 2050 của Việt Nam. Đây là tài liệu chiến lược cấp quốc gia do Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, định hướng toàn bộ quy hoạch đầu tư, vận hành và chuyển đổi ngành điện trong dài hạn.
Kết luận
Công nghiệp nặng có hơi ổn định ≥ 10 t/h
Chọn trấu rời, mùn cưa, bã điều nếu nguồn tại chỗ; đầu tư lò CFB/chain grate mới thay vì cải tạo nồi hơi than cũ.
Đô thị & khu công nghiệp tập trung rác > 1 000 t/ngày
Đầu tư WtE lò ghi – tua-bin hơi 20–30 MW; tận dụng FiT cao để rút ngắn hoàn vốn < 8 năm.
*FiT (Feed-in Tariff) là cơ chế giá điện hỗ trợ cố định do Nhà nước quy định. Giá này nhằm khuyến khích đầu tư vào năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió, điện sinh khối, điện từ rác thải (Waste-to-Energy – WtE). FiT là mức giá mua điện ưu đãi mà EVN (hoặc đơn vị mua điện được chỉ định) cam kết mua trong thời gian dài (thường 15–20 năm) với giá cố định, không phụ thuộc vào thị trường. FiT để bảo đảm nhà đầu tư năng lượng sạch có lợi nhuận hợp lý và hoàn vốn nhanh.
Ví dụ:
-
Điện từ rác thải: 2.114 VNĐ/kWh (~10 US cents)
-
Điện từ sinh khối CHP: 1.634 VNĐ/kWh (~7 US cents)
-
Điện mặt trời áp mái (cũ): 8.38 US cents/kWh (theo Quyết định 13/2020/QĐ-TTg)
Nhà máy đường, bia, giấy
Đồng phát CHP sinh khối là “điểm ngọt”: hơi rẻ nhất bảng + doanh thu điện; ưu tiên bã mía, bã cà phê, phụ phẩm ẩm.
Cơ sở xuất khẩu carbon-neutral
Đồng-đốt pellets 20–30 % trong lò than hiện hữu để đạt chứng chỉ RE100/CBAM EU mà không tắt lò.
Với bức tranh chi phí rõ ràng và khung chính sách FiT thuận lợi, sinh khối & rác đang chuyển từ “giải pháp môi trường” thành lựa chọn kinh tế cạnh tranh—miễn là doanh nghiệp chủ động kiểm soát chuỗi cung ứng và nâng cấp công nghệ lò hơi để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải ngày càng chặt chẽ.
(Vn-Industry.)
Trang chủ: https://vn-industry.com/
