TCVN 13781:2023 quy định các phương pháp xác định năng lượng của khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên (natural gas) là loại nhiên liệu hóa thạch chủ yếu bao gồm methane (CH₄), được khai thác từ mỏ dưới lòng đất. Với khả năng cháy sạch, ít phát thải khí nhà kính và hiệu suất năng lượng cao, khí thiên nhiên đang ngày càng trở thành lựa chọn thay thế cho dầu mỏ và than đá trong nhiều ngành công nghiệp và trong sinh hoạt hàng ngày.

Tuy nhiên, khác với các loại nhiên liệu rắn hay lỏng, khí thiên nhiên không thể “nhìn thấy” hoặc đo lường trực tiếp bằng mắt thường. Việc xác định đúng giá trị năng lượng nghĩa là lượng nhiệt tạo ra khi đốt cháy một đơn vị thể tích khí có ý nghĩa rất lớn. Nó không chỉ liên quan đến giá cả, thanh toán thương mại, mà còn ảnh hưởng đến thiết kế thiết bị, an toàn vận hành và hiệu suất sử dụng.

Do đó, việc xác định năng lượng khí thiên nhiên phải tuân theo tiêu chuẩn quốc gia, để đảm bảo tính chính xác, nhất quán và dễ kiểm tra giữa các bên liên quan, từ nhà cung cấp, khách hàng đến cơ quan quản lý.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13781:2023 được ban hành nhằm chuẩn hóa các phương pháp xác định năng lượng khí thiên nhiên, cụ thể là giá trị nhiệt của khí (hay còn gọi là nhiệt trị), giúp các doanh nghiệp và đơn vị phân phối thực hiện đúng quy trình đo lường, tránh sai số và tranh chấp.

Nên xác định giá trị năng lượng khí thiên nhiên theo tiêu chuẩn. Ảnh minh họa

Theo đó, TCVN 13781:2023 quy định ba phương pháp chính để xác định giá trị năng lượng khí thiên nhiên, bao gồm: Tính toán từ thành phần khí đã biết. Đây là phương pháp phổ biến nhất, áp dụng trong các hệ thống có thiết bị phân tích thành phần khí tự động. Khi biết rõ tỷ lệ các khí thành phần (chủ yếu là methane, ethane, propane, CO₂, N₂...), người vận hành sẽ dùng các công thức chuẩn quốc tế để tính toán giá trị nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn một mét khối khí. Phương pháp này có ưu điểm là chính xác cao, ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong các đường ống phân phối khí lớn hoặc tại các trạm khí nén, nơi cần kiểm soát năng lượng thường xuyên để phục vụ thanh toán.

Đo trực tiếp bằng thiết bị calorimeter (nhiệt lượng kế): Đây là phương pháp đo thực nghiệm, cho kết quả nhiệt trị thực tế của mẫu khí. Thiết bị nhiệt lượng kế sẽ đốt cháy mẫu khí trong điều kiện tiêu chuẩn và đo nhiệt lượng tỏa ra. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thiết bị đắt tiền, phòng thí nghiệm đạt chuẩn và nhân lực vận hành chuyên môn, nên thường dùng để hiệu chuẩn hoặc đối chiếu với các phương pháp tính toán.

Kết hợp giữa tính toán và hiệu chỉnh từ đo thực nghiệm: Trong một số trường hợp đặc biệt, tiêu chuẩn cho phép áp dụng phương pháp kết hợp, nghĩa là sử dụng dữ liệu phân tích thành phần khí, sau đó hiệu chỉnh bằng kết quả đo thực tế từ calorimeter. Cách làm này giúp khắc phục sai số do điều kiện môi trường hoặc thay đổi nhẹ trong thành phần khí.

TCVN 13781:2023 cũng yêu cầu quá trình xác định năng lượng khí thiên nhiên phải tuân thủ các điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ, áp suất, đơn vị đo và sai số cho phép, nhằm đảm bảo tính tương thích với các hệ thống quốc tế và thuận tiện cho việc kiểm định, thanh toán.

Cụ thể, các giá trị nhiệt trị phải được biểu thị theo điều kiện tiêu chuẩn quốc gia (0°C, 101,325 kPa) và sử dụng đơn vị MJ/m³ (megajoule trên mét khối). Ngoài ra, người sử dụng cần xác định cả giá trị nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp, tùy mục đích sử dụng (nhiệt trị cao dùng trong công nghiệp nặng, nhiệt trị thấp phù hợp hơn với thiết bị gia dụng).

Bên cạnh yêu cầu kỹ thuật, tiêu chuẩn cũng quy định các yêu cầu về kiểm tra chất lượng thiết bị, hiệu chuẩn định kỳ, lưu giữ hồ sơ đo lường, nhằm đảm bảo kết quả có thể truy xuất và đối chiếu trong trường hợp cần thiết.

Quan trọng hơn, TCVN 13781:2023 không chỉ là hướng dẫn kỹ thuật, mà còn là công cụ hỗ trợ quản lý thị trường khí thiên nhiên minh bạch, công bằng. Trong bối cảnh thị trường năng lượng Việt Nam ngày càng mở cửa, việc sử dụng khí thiên nhiên sẽ tiếp tục tăng mạnh trong sản xuất công nghiệp, vận tải và dân sinh – kéo theo nhu cầu cấp thiết phải có tiêu chuẩn thống nhất trong đo lường và thanh toán năng lượng.

Việc tuân thủ nghiêm túc tiêu chuẩn này không chỉ giúp doanh nghiệp và đơn vị vận hành đảm bảo quyền lợi, mà còn tạo điều kiện để ngành năng lượng Việt Nam tiếp cận với các chuẩn mực quốc tế, nâng cao uy tín và tính cạnh tranh trong khu vực.

 An Dương