Phát hiện và sửa chữa rò rỉ giúp giảm phát thải thế nào?

Vai trò cốt lõi của LDAR không chỉ nằm ở việc “tìm chỗ rò”, mà ở chuỗi hành động phát hiện → xác định → sửa chữa → kiểm tra lại. Khi điểm rò được xử lý, lượng chất đang thất thoát từ thiết bị giảm theo, nên LDAR tạo ra tác động giảm phát thải trực tiếp hơn so với các biện pháp chỉ theo dõi tổng lượng phát thải.

Rò rỉ thiết bị tạo ra phát thải ngoài chủ định như thế nào?

Phát thải ngoài chủ định xuất hiện khi môi chất trong hệ thống thoát ra ngoài qua một điểm không được thiết kế để xả. Những điểm thường gặp gồm van, bơm, đầu nối, phớt, máy nén, đường hở hoặc thiết bị giảm áp. EPA mô tả các dạng phát thải này là “fugitive emissions” và cho biết nguyên nhân có thể liên quan đến kết nối lỏng, lắp đặt không đúng hoặc sự suy giảm khả năng làm kín của thiết bị.

Điểm đáng chú ý là một cơ sở có thể có rất nhiều cấu kiện nhỏ cùng tồn tại. Vì vậy, một điểm rò riêng lẻ có thể không tạo ra lượng phát thải lớn, nhưng tổng hợp nhiều điểm rò có thể trở thành nguồn đáng kể. Với ngành dầu khí, vấn đề đặc biệt quan trọng đối với methane; còn trong các cơ sở hóa chất, lọc dầu và những ngành tương tự, rò rỉ thiết bị còn liên quan đến VOC và các chất ô nhiễm không khí nguy hại.

Điều này giải thích vì sao giảm phát thải từ rò rỉ không thể chỉ dựa vào quan sát bên ngoài. Nguồn phát thải cần được phát hiện có hệ thống, sau đó gắn với hành động sửa chữa cụ thể.

Phát hiện và sửa chữa rò rỉ làm giảm phát thải bằng cơ chế nào?

Cơ chế giảm phát thải của LDAR có thể hiểu theo một chuỗi đơn giản.

Phát hiện làm cho một nguồn phát thải vốn khó nhìn thấy trở nên có thể xác định. Tùy ngành và chương trình, việc phát hiện có thể sử dụng thiết bị đo cầm tay, phương pháp kiểm tra trực tiếp hoặc công nghệ như camera hồng ngoại cho methane. EPA mô tả LDAR là một chương trình có cấu trúc nhằm xác định thiết bị đang rò rỉ để thực hiện sửa chữa, trong khi IEA cũng xem LDAR là quá trình định vị và sửa chữa các điểm rò rỉ phát tán.

Sửa chữa là bước chuyển phát hiện thành giảm phát thải thực tế. Nếu nguyên nhân là một van, phớt, đầu nối hoặc bộ phận làm kín bị suy giảm, việc siết, thay thế hoặc khôi phục bộ phận đó có thể làm giảm đường thoát của môi chất.

Kiểm tra lại giúp xác nhận rằng điểm rò đã được xử lý thay vì chỉ ghi nhận một lần sửa chữa trên hồ sơ. Đây là điểm quan trọng vì một số cấu kiện có thể rò rỉ trở lại theo thời gian. EPA lưu ý rằng một số bộ phận có xu hướng tiếp tục phát sinh rò rỉ sau khi đã được sửa.

Vì vậy, tác dụng của LDAR không đến từ hoạt động “đo” đơn thuần. Giá trị giảm phát thải xuất hiện khi dữ liệu phát hiện được chuyển thành hành động sửa chữa và việc sửa chữa thực sự làm giảm nguồn thất thoát.

Vì sao phát hiện sớm đặc biệt quan trọng đối với methane và khí dễ thoát?

Đối với methane, phát hiện sớm có ý nghĩa vì khí có thể thoát ra liên tục trong thời gian dài nếu điểm rò không được nhận biết. Một bộ phận có kích thước nhỏ nhưng rò trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần vẫn có thể tạo ra lượng phát thải tích lũy đáng kể.

IEA đánh giá LDAR là một trong những lựa chọn giảm methane có chi phí hiệu quả nhất hiện nay trong hoạt động dầu khí. Trong lộ trình năm 2024, IEA ước tính hơn 10 Mt methane có thể được tránh phát thải thông qua các chương trình LDAR thường xuyên hoặc liên tục giúp xử lý nhanh các rò rỉ ngoài chủ định và phát hiện các bộ phận hoặc quá trình có nguy cơ hỏng trước khi xảy ra sự cố phát thải lớn.

Điểm quan trọng ở đây là thời gian phơi nhiễm. Hai điểm rò có mức phát thải tức thời giống nhau nhưng điểm được phát hiện và sửa sau vài giờ sẽ có tác động khác với điểm tồn tại nhiều tháng. Do đó, hiệu quả giảm phát thải không chỉ phụ thuộc vào việc có LDAR hay không mà còn phụ thuộc vào khả năng phát hiện đủ sớm và phản ứng đủ nhanh.

Hiệu quả giảm phát thải của LDAR phụ thuộc vào những điều kiện nào?

LDAR không có một mức giảm phát thải cố định áp dụng cho mọi cơ sở. Hiệu quả phụ thuộc vào loại thiết bị, tần suất kiểm tra, phương pháp phát hiện, ngưỡng xác định rò rỉ, chất lượng sửa chữa và khả năng kiểm tra lại.

Các chương trình LDAR truyền thống có thể sử dụng kiểm tra định kỳ bằng thiết bị đo tại từng cấu kiện. Trong khi đó, các phương pháp giám sát mới có thể tăng khả năng phát hiện những nguồn lớn hoặc những biến động phát thải khó nhận biết bằng kiểm tra thủ công. IEA lưu ý rằng tần suất chương trình ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí được thu hồi hoặc tránh phát thải, còn chi phí kiểm tra thay đổi theo vị trí và loại hoạt động trong chuỗi giá trị.

Một điều kiện khác là khả năng sửa chữa thực tế. Phát hiện được rò rỉ nhưng không thể sửa chữa, hoặc sửa chữa không làm mất rò rỉ, sẽ làm giảm đáng kể giá trị giảm phát thải của chương trình.

Vì vậy, có thể xem hiệu quả LDAR như một chuỗi phụ thuộc lẫn nhau:

Khả năng phát hiện × chất lượng xác định nguồn × tốc độ phản ứng × hiệu quả sửa chữa × kiểm tra xác nhận

Chỉ cần một mắt xích yếu, lượng phát thải thực tế được cắt giảm có thể thấp hơn kỳ vọng.

LDAR không đồng nghĩa với loại bỏ hoàn toàn phát thải

Một điểm dễ hiểu sai là cho rằng triển khai LDAR đồng nghĩa với việc mọi phát thải ngoài chủ định sẽ biến mất. Thực tế, LDAR chủ yếu là phương pháp phát hiện và xử lý nguồn rò có thể kiểm soát, không phải giải pháp duy nhất cho mọi loại phát thải.

EPA phân biệt LDAR với các biện pháp thay đổi hoặc thay thế thiết bị, chẳng hạn dùng van ít rò rỉ hơn, bơm không cần phớt hoặc hệ thống thu gom phù hợp. Những thay đổi này có thể xử lý các cấu kiện có xu hướng rò rỉ lặp lại và bổ sung cho chương trình LDAR.

LDAR cũng không thay thế các biện pháp kiểm soát phát thải khác như thu hồi hơi hoặc cải tiến thiết kế thiết bị khi nguồn phát thải đến từ cơ chế khác. IEA xếp LDAR cùng với thay thế thiết bị phát thải methane, hệ thống thu hồi hơi và các giải pháp khác trong nhóm biện pháp giảm methane của ngành dầu khí.

Do đó, vai trò đúng của LDAR là đóng vòng kiểm soát đối với phát thải ngoài chủ định từ thiết bị: phát hiện nguồn thất thoát, đưa nguồn đó vào xử lý và ngăn nó tiếp tục phát thải mà không được nhận biết.

Phát hiện và sửa chữa rò rỉ mang lại giá trị gì cho kiểm soát phát thải?

Giá trị lớn nhất của LDAR nằm ở việc biến một nguồn phát thải khó quan sát thành một nguồn có thể quản lý. Thay vì chỉ ước tính tổng phát thải ở cấp cơ sở, doanh nghiệp có thể xác định cấu kiện nào đang rò, rò ở đâu và cần hành động gì để giảm thất thoát.

Trong các ngành có phát thải methane đáng kể, tác động này còn có ý nghĩa kinh tế. IEA cho biết gần 30 Mt phát thải methane từ hoạt động thượng nguồn dầu khí có thể được cắt giảm với các biện pháp hiện có mà không phát sinh chi phí ròng dưới mặt bằng giá năng lượng năm 2025; LDAR nằm trong nhóm các lựa chọn hiệu quả về chi phí được nêu bật.

Tuy nhiên, không nên chuyển con số ở cấp ngành thành một tỷ lệ giảm cố định cho từng nhà máy. Kết quả thực tế phụ thuộc vào mức rò rỉ ban đầu, thiết bị, điều kiện vận hành và chất lượng chương trình. Giá trị của LDAR nằm ở việc giảm đúng nguồn phát thải có thật, thay vì giả định rằng mọi cơ sở đều có cùng mức độ rò rỉ.

Phát hiện và sửa chữa rò rỉ có vai trò trực tiếp trong giảm phát thải vì nó tác động vào chính nguồn thất thoát ngoài chủ định từ thiết bị. Phát hiện giúp xác định nơi phát thải, sửa chữa làm giảm hoặc chặn đường thoát, còn kiểm tra lại giúp duy trì hiệu quả theo thời gian. Với các lĩnh vực có phát thải methane hoặc VOC đáng kể, LDAR vì thế là một lớp kiểm soát quan trọng, đặc biệt khi được kết hợp với thiết kế thiết bị phù hợp và các biện pháp thu hồi, kiểm soát phát thải khác.