Được tổ chức 5 năm một lần, Giải thưởng Hồ Chí Minh và Giải thưởng Nhà nước về Khoa học và Công nghệ là giải thưởng danh giá nhất trong lĩnh vực khoa học cho các nghiên cứu, phát minh mới hoặc thành tựu xuất sắc. Đây là giải thưởng cao quý nhất của Nhà nước tặng cho các tác giả/tập thể tác giả các công trình khoa học công nghệ, kỹ thuật đặc biệt xuất sắc, có giá trị rất cao, có ảnh hưởng rộng lớn và lâu dài trong đời sống nhân dân, góp phần quan trọng vào sự nghiệp phát triển nền kinh tế quốc dân.

Qua 5 lần tổ chức, 234 công trình đã được vinh danh, trong đó có 93 công trình nhận Giải thưởng Hồ Chí Minh và 141 công trình giải thưởng Nhà nước về khoa học và công nghệ.

Giải thưởng Hồ Chí Minh, Giải thưởng Nhà nước về Khoa học và Công nghệ đợt 6 có tổng cộng 29 công trình/cụm công trình được đề nghị xét tặng. Trong đó, ngành Công Thương vinh dự có 8 công trình/cụm công trình được đề nghị xét tặng Giải.

8 công trình/cụm công trình thuộc các lĩnh vực khoa học kỹ thuật (khai thác dầu khí, cơ khí, công trình, lọc hóa dầu, thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở ngoài khơi), Khoa học kỹ thuật/Cơ khí phục vụ sản xuất nông nghiệp, môi trường. Đây vừa là niềm vinh dự, tự hào, vừa là thành quả cho những cố gắng, “gieo nỗ lực – gặt thành công” của đội ngũ những nhà khoa học ngành Công Thương. Đồng thời, cũng là sự ghi nhận, là động lực thúc đẩy những người làm khoa học nỗ lực sáng tạo hơn nữa để có được công trình xuất sắc với tính ứng dụng cao, mang lại hiệu quả kinh tế xã hội lớn. 

Cụm công trình “Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ trong thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở các mỏ của Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro và các mỏ lân cận (phần ngoài khơi)” của Liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro đã đúc kết toàn bộ kết quả lao động trí tuệ, miệt mài và liên tục của tập thể những người làm dầu khí Vietsovpetro trong lĩnh vực khí. “Huyền thoại” ở cụm công trình này là đã nghiên cứu thành công vận chuyển hỗn hợp dầu khí cao áp và sử dụng nguồn năng lượng vỉa của giếng dầu để thu gom và vận chuyển khí vào bờ đến Nhà máy Nhiệt điện Bà Rịa không cần giàn nén khí.

Với giải pháp này, chỉ cần xây dựng đường ống vận chuyển khí từ mỏ Bạch Hổ đến bờ dài 120km, qua trạm phân phối khí và đến Nhà máy Nhiệt điện Bà Rịa. Giải pháp đã cho phép Vietsovpetro đưa được 1.0 triệu m³ khí/ngđ vào bờ đến Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ, thay thế nguồn nguyên liệu dầu DO nhập ngoại. Tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2019, Vietsovpetro đã thu gom, xử lý và cung cấp vào bờ hơn 33 tỷ m³ khí đồng hành. Trong đó, 22,129 tỷ m³ khí từ Lô 09-1 phục vụ nhu cầu phát triển công nghiệm Khí, Điện, Đạm, Hóa dầu và dân sinh, tạo tiền đề tin cậy và nền tảng vững chắc để phát triển ngành công nghiệp khí. Kết quả trên 90% khí đồng hành đã được sử dụng hiệu quả mà trước đó 100% phải đốt bỏ ngoài khơi, mở ra kỷ nguyên sử dụng khí đồng hành làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp khác ở Việt Nam.

Một thành công lớn khác của Cụm công trình là đã nghiên cứu sử dụng bộ phối trộn Ejector hòa dòng khí áp suất cao 100 atm với dòng khí áp suất thấp 28 atm để có dòng khí trung áp 58 atm đủ để vận chuyển vào bờ 2,0 triệu m³/ngày, phục vụ nhiên liệu cho Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ. Giải pháp được đánh giá đặc biệt hiệu quả, đáp ứng yêu cầu cấp bách phát điện phục vụ công nghiệp và dân sinh trong mùa khô của Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ.

TS. Tống Cảnh Sơn – Phó Chánh Kỹ sư phụ trách Khoa học và Công nghệ, Viện Nghiên cứu Khoa học và Thiết kế, Liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro chia sẻ: “Ejector mà Vietsovpetro nghiên cứu và đề nghị lắp đặt tại thời điểm đó là thiết bị phối trộn khí lớn nhất từ trước đến nay trên thế giới được áp dụng lắp đặt ngoài khơi, trên các công trình biển, để vận chuyển khí đi xa.”

Hai giải pháp kể trên đã mang lại hiệu quả kinh tế trên 4.000 tỷ đồng cho Vietsopetro. Trong giai đoạn 2013- 2019, giải pháp sử dụng khí đồng hành cho Turbin khí thay thế hệ thống máy phát điện Diesel và giải pháp thu gom khí tại tàu chứa dầu làm nhiên liệu đốt nồi hơi thay thế dầu FO cũng đã giúp Công ty tiết kiệm trên 4.500 tỷ đồng chi phí vận hành.

Ngoài việc thu gom khí để vận chuyển vào bờ, nhóm tác giả còn đưa ra được các giải pháp công nghệ sử dụng khí đồng hành tại các mỏ của Vietsovpetro, bao gồm: Sử dụng khí đồng hành để khai thác dầu khí bằng gaslift không dùng máy nén; sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ turbin khí, phát điện tại các công trình dầu khí ở mỏ Bạch Hổ và Rồng và sử dụng để thay thế nhiện liệu FO, DO để gia nhiệt cho dầu trên các giàn công nghệ, trên tàu chứa dầu.

Với tổng thời gian nghiên cứu gần 20 năm, Cụm công trình do Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hóa dầu (Keylab PRT) thực hiện đã phát triển và làm chủ nhiều công nghệ tiên tiến thế giới trong lĩnh vực lọc hóa dầu sinh học và sản xuất năng lượng mới, tạo ra nhiều sản phẩm mới và có tiềm năng ứng dụng thương mại, đem lại hiệu quả kinh tế cao.

 Cụm công trình đã giải quyết được 03 vấn đề quan trọng, đó là: i) phát triển công nghệ chế tạo phụ gia tiết kiệm năng lượng, giảm khí thải; ii) phát triển công nghệ điều chế và ứng dụng xúc tác dị thể trong lọc dầu sinh học; iii) phát triển công nghệ chế tạo và ứng dụng xúc tác nano trong pin nhiên liệu sử dụng trực tiếp alcohol.

Trong nhóm đề tài thứ nhất, các nhà khoa học của Keylab PRT đã phát triển thành công công nghệ sản xuất và thương mại hóa phụ gia tiết kiệm năng lượng FNT6VN, giảm phát thải cho các phương tiện giao thông vận tải và công nghiệp dựa trên cơ sở ứng dụng vật liệu nano oxide kim loại kết hợp với công nghệ vi nhũ đảo nước/dầu. 

Đặc điểm của các vật liệu này là cho phép pha trộn với hầu hết mọi loại nhiên liệu, từ xăng, xăng sinh học, diesel, diesel sinh học, dầu FO, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải rất hiệu quả. Qua thử nghiệm thực tế cho thấy nhiên liệu phối trộn phụ gia FNT6VN đem lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng trung bình từ 8-15%, giảm khí thải độc hại HC, CO và khói lên đến 20% với tùy loại phương tiện. Qua tính toán ước lượng, nếu ứng dụng phụ gia đa năng tiết kiệm nhiên liệu ở quy mô toàn quốc, với mức tiêu thụ khoảng 200.000 lít/năm, lợi nhuận ròng sẽ vào khoảng 23.000 tỷ đồng, tương đương 1 tỷ USD.

Đối với nhóm đề tài thứ hai, phát triển các tổ hợp lọc dầu sinh học (biorefinery), các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp tối ứu hóa quá trình chuyển hóa sinh khối thành nhiên liệu thông qua cải tiến quá trình xúc tác dị thể. Kết quả, một loạt các quy trình công nghệ mới ra đời. Đó là công nghệ trans-ester hóa sản xuất dầu diesel sinh học gốc từ dầu mỡ động thực vật phế thải; công nghệ sản xuất hợp phần của dung môi sinh học bằng quá trình ester hóa acid lactic kết hợp chiết ethyl lactate; công nghệ inter-ester hóa sản xuất dung môi sinh học gốc; thăm dò một số công nghệ chế biến nguyên liệu lọc dầu sinh học (nguyên liệu tự nhiên chứa dầu) để tạo dầu nguyên chất thượng hạng không sử dụng nhiệt, hóa chất, phụ gia, enzyme ngoại sinh; và thăm dò công nghệ chế biến phụ phẩm của quá trình lọc dầu sinh học tạo sản phẩm có giá trị gia tăng cao.

Các kết quả độc đáo này đã được cấp bằng bảo hộ độc quyền sáng chế bởi Cục Thương hiệu và Bản quyền sáng chế Hoa Kỳ, Cơ quan Sáng chế châu Âu và Cơ quan Sở hữu trí tuệ Brazil.

Với nhóm đề tài cuối cùng, phát triển năng lượng mới, cụ thể là pin nhiên liệu thân thiện môi trường, các nhà khoa học thuộc Keylab PRT đã nghiên cứu, phát triển một số công nghệ có thể sản xuất pin nhiên liệu DAFC thông qua ứng dụng xúc tác nano trên cơ sở Pt/graphen. Kết quả, một loạt các công nghệ chủ chốt liên quan đã được nghiên cứu phát triển thành công bao gồm: công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác nano trên cơ sở Pt/graphen có hoạt tính và độ bền cao trong phản ứng oxy hóa điện hóa methanol và ethanol; ứng dụng vật liệu xúc tác nano cơ sở Pt/graphen chế tạo anot cho pin DAFC. Đồng thời, thử nghiệm thành công 05 mô hình pin DAFC với hiệu suất chuyển hóa hóa năng thành điện năng đạt đến trên 95%. Từ đó, mở ra các hướng nghiên cứu mới đối với vật liệu nano xúc tác quang hóa nano TiO₂, vật liệu nano ứng dụng làm phụ gia kết dính…

Cụm công trình do Keylab PRT thực hiện trong giai ggoạn 2012 – 2019 đã phát triển và làm chủ nhiều công nghệ tiên tiến thế giới. Trong đó có nhiều công trình thực hiện trong nước, với 100% năng lực và trí tuệ Việt Nam. Những công trình này không chỉ khẳng định năng lực nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam mà còn góp phần giải quyết bài toán kinh tế-môi trường phù hợp với điều kiện công nghệ, năng lực tài chính của doanh nghiệp và người tiêu dùng trong nước.

Đây là một tổ hợp nhiều công trình nghiên cứu khác nhau được thực hiện trên toàn bộ dây chuyền công nghệ của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất trong khoảng thời gian từ 2015 - 2019. Cụm công trình tập trung vào các khâu trọng yếu, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất, hiệu quả chế biến gồm nguyên liệu - sản phẩm, công suất chế biến - điều kiện vận hành và tiêu thụ năng lượng.

Sau 5 năm nghiên cứu và ứng dụng, Cụm công trình đã đem lại nhiều lợi ích về mặt khoa học và công nghệ, kinh tế - xã hội không chỉ cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, ngành lọc hóa dầu, mà còn góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Cụ thể, trong khoảng thời gian từ năm 2015 đến năm 2019, Nhà máy lọc Dung Quất đã nhập 457 chuyến dầu thô, chế biến 36,7 triệu tấn dầu thô, sản xuất được 33,7 triệu tấn sản phẩm, đáp ứng trung bình trên 30% nhu cầu tiêu thụ xăng dầu của cả nước, góp phần đảm bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia và bình ổn thị trường xăng dầu nội địa.

Trong khi đó, với tỉnh Quảng Ngãi, tổng sản phẩm hóa dầu sản xuất từ Nhà máy Lọc dầu Dung Quất trong những năm 2015 - 2019 đã đóng góp khoảng 70% giá trị tổng sản phẩm trên địa bàn - GRDP của tỉnh. Thu ngân sách từ BSR chiếm khoảng 80 - 90% tổng thu cân đối ngân sách của tỉnh, làm tăng nhanh chỉ số GRDP bình quân đầu người.

Với 15 công trình nghiên cứu tiêu biểu thuộc 3 nhóm, hiệu quả kinh tế trực tiếp mang lại từ Cụm công trình trong 5 năm thực hiện là 4.270 tỷ đồng (tương đương khoảng 194 triệu USD). Kết quả sản xuất kinh doanh của BSR giai đoạn 2015 – 2019 hết sức khả quan so với giai đoạn trước đó. Theo đó, lợi nhuận sau thuế hàng năm của BSR tăng từ mức vài trăm tỷ đồng hoặc thậm chí là các con số âm trong giai đoạn đầu (ngoại trừ năm 2013) lên đến mức trên 2.000 tỷ cho đến gần 8.000 tỷ đồng trong suốt giai đoạn này.

Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu của các công trình đã đảm bảo đủ nguyên liệu cho Nhà máy hoạt động ổn định, hiệu quả trong bối cảnh nguồn dầu thô Bạch Hổ ngày càng suy giảm về sản lượng cung ứng và có chất lượng không ổn định. Đồng thời, giúp cải thiện rõ rệt hiệu quả sử dụng năng lượng trong toàn Nhà máy. Cụ thể, mức tiêu thụ năng lượng nội bộ của toàn Nhà máy tính trên lượng dầu thô chế biến đã giảm khoảng 0,5% sau 5 năm thực hiện, tiết kiệm được khoảng 35 nghìn tấn/năm dầu FO làm nhiên liệu cho Nhà máy, tương đương khoảng 15 triệu USD/năm, tương đương với khoảng 145 triệu kWh. Chỉ số năng lượng EII (Energy Intensity Index) cũng đã giảm đáng kể từ mức 118% trong năm 2014 xuống mức 103% - 106% trong các năm 2018, 2019. Tổng chi phí sản xuất của Nhà máy tính trên 1 thùng dầu thô chế biến đã giảm dần từ mức 7,1 USD/thùng dầu trong năm 2014 xuống còn 4,9 USD/thùng dầu trong năm 2019.

Kết quả nghiên cứu ứng dụng của Cụm công trình còn đem lại những kết quả tích cực về môi trường, giúp hạn chế phát sinh một lượng lớn khí thải, nước thải chưa được xử lý ra ngoài môi trường. Thực tế, trong các đợt kiểm tra, phân tích chất lượng môi trường bên trong và ngoài Nhà máy Lọc dầu Dung Quất với tần suất 2 lần/năm, kết quả kiểm tra của Trung tâm Quan trắc Môi trường Dung Quất luôn cho thấy các thông số về chất lượng khí thải và nước thải nằm dưới giới hạn cho phép theo quy định của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hiện hành về khí thải. Nhờ đó mà trong 3 năm liên tiếp 2017 - 2019, BSR đã đạt danh hiệu Top 10 “Nhà máy xanh thân thiện” do Trung ương Hội Kinh tế Môi trường Việt Nam trao tặng.

Cụm công trình do Công ty Cổ phần Chế tao Giàn khoan Dầu khí (PV Shipyard) chủ trì thực hiện, gồm 07 đề tài khoa học và công nghệ được thực hiện từ tháng 6 năm 2015 đến tháng 7 năm 2018. Sản phẩm của Cụm công trình này là giàn khoan tự nâng Tam Đảo 05, với kích thước khối lượng, quy mô lớn rất lớn, có kết cấu thân và chân giàn (với các hệ thống công nghệ và thiết bị trên giàn) phức tạp, và đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, công nghệ phức tạp và hiện đại. Tổng khối lượng thi công, lắp đặt của Dự án Tam Đảo 05 gần 18.000 tấn. Chiều cao chân giàn là 167m, giàn khoan có thể hoạt động ở các khu vực nước sâu đến 122m cùng hệ thống khoan có thể khoan sâu đến 9144m dưới đáy biển, hoạt động an toàn trong điều kiện bão trên cấp 12 với những đợt sóng cao đến 20,7m.

Kỹ sư Phan Tử Giang, đại diện tác giả Cụm công trình cho biết, từ giữa năm 2012, các kỹ sư của Công ty Cổ phần Chế tạo giàn khoan Dầu khí (PV Shipyard) đã chế thành và thi công thành công giàn khoan tự nâng 90m nước Tam Đảo 03. Đây là công trình đầu tiên về chế tạo giàn khoan dầu khí tự nâng có khối lượng kết cấu và thiết bị hơn 12.000 tấn.

Nếu như giàn Tam Đảo 03 phải thuê tổng cộng 43.000 giờ làm việc của các chuyên gia nước ngoài thì giàn Tam Đảo 05 đã giảm được thời gian thuê chuyên gia nước ngoài xuống còn 11.000 giờ, nâng cao giá trị nội địa hóa đạt 76 triệu USD, chiếm 39% tổng số 202 triệu USD giá trị công việc. 

Trong khi đó, thời gian thi công của giàn Tam Đảo 05 chỉ xấp xỉ bằng giàn Tam Đảo 03, trong khi khối lượng thi công lớn gấp rưỡi. Đặc biệt là đã nâng cao được phần thiết bị và nguyên liệu, máy móc mua ở thị trường nội địa, tiết kiệm cho tổng thầu và chủ đầu tư 08 triệu USD. Tổng giá trị tiết kiệm chi phí lên tới 38 triệu USD.

Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu của Cụm công trình đã được ứng dụng vào Dự án cải hoán giàn khoan tự nâng Tam Đảo 02 từ giàn khoan tự nâng 300ft lên thành giàn khoan tự nâng 400ft. Giàn khoan tự nâng Tam Đảo 02 sau khi cải hoán, đã được đăng kiểm quốc tế, do đăng kiểm Hàng hải Hoa Kỳ (ABS) cấp, và được bàn giao để phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí từ 2016. Cho đến nay, giàn khoan tự nâng Tam Đảo 02 đang hoạt động ổn định.

Khong dừng lại ở đó, thành công của Cụm công trình còn tạo việc làm cho khoảng 1.500-3.000 lao động trong 24-30 tháng và lúc cao điểm có thể huy động trên 3.000 nhân công, góp phần tạo sự ổn định và phúc lợi xã hội.

Các thành quả trên là tiền đề cho việc củng cố năng lực thiết kế, chế tạo, quản lý dự án, xây dựng và hoàn thiện cơ sở hạ tầng. Từ đó, hình thành nền công nghiệp cơ khí hàng hải và dịch vụ dầu khí, củng cố uy tín, thương hiệu để PV Shipyard từng bước hợp tác với các đối tác quốc tế thực hiện các dự án đóng mới, sửa chữa, bảo dưỡng giàn khoan tự nâng trong thời gian tiếp theo.

Cụm công trình do Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM) thực hiện gồm 2 nhóm chính. Nhóm thứ nhất tập trung vào lĩnh vực sấy/chế biến hạt giống (ngô, lạc) tiết kiệm năng lượng nhằm chủ động hơn về giống, nâng cao giá trị sản xuất, giá trị gia tăng cho doanh nghiệp, hợp tác xã và người nông dân. Nhóm thứ hai tập trung vào lĩnh vực chuyển đổi nguồn năng lượng tái tạo từ phế phụ phẩm nông nghiệp theo công nghệ khí hóa quy mô công nghiệp nhằm tận dụng phế phụ phẩm và giảm thiểu ô nhiễm môi trường ứng dụng ngay cho sản xuất nông nghiệp theo hướng “khép kín” kinh tế tuần hoàn.

Đáng chú ý, các công trình trong Cụm công trình có trình độ công nghệ ngang với các nước trong khu vực và trên thế giới như châu Âu (Đức, Áo) hay châu Á (Nhật Bản, Hàn Quốc), thậm chí có những nét “mới hơn” so với thế giới. Điển hình là việc sấy lạc giống theo công nghệ sấy tháp, khí hóa phụ phẩm nông nghiệp (lõi ngô, vỏ trấu) theo nguyên lý liên tục không cần ép thành viên. 

PGS.TS Nguyễn Đình Tùng - Viện trưởng Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM) – cho biết, xét về hiệu quả kinh tế, Cụm công trình giúp tiết kiệm giá thành đầu tư. Giá thành đầu tư hệ thống dây chuyền thiết bị từ kết quả nghiên cứu của Cụm công trình chỉ bằng khoảng 30 - 35% so với giá thành nhập khẩu từ các nước châu Âu (Đức); và khoảng 44 - 55% so với giá thành nhập khẩu từ các nước châu Á (Hàn Quốc, Nhật Bản). Về hiệu quả kỹ thuật, hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ của Cụm công trình được nghiên cứu và chế tạo 100% trong nước tại Viện RIAM, góp phần nâng cao khả năng chế tạo trong nước. Đặc biệt, hệ thống rất phù hợp với điều kiện ứng dụng ở Việt Nam, đáp ứng được yêu cầu về tính khoa học, kỹ thuật hợp lý, tiết kiệm năng lượng và giá thành đầu tư ban đầu cho hệ thống dây chuyền thiết bị thấp.

Trong khi đó, chi phí năng lượng tiết kiệm được từ các kết quả nghiên cứu trong Cụm công trình khoảng 35 - 45% so với hệ thống dây chuyền thiết bị nhập khẩu từ các nước châu Âu (Đức); khoảng 25 - 35% so với hệ thống dây chuyền thiết bị nhập khẩu từ các nước châu Á (Hàn Quốc, Nhật Bản); khoảng 15 - 20% so với hệ thống dây chuyền thiết bị tương tự trong nước đã có/đã sử dụng trước đó của cơ sở ứng dụng. 

Hà Nguyễn​