Bài viết Xác định giá mua điện feed-in tariffs cho các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn có xét đến các yếu tố thay đổi mang tính đặc thù đưa ra mô hình tính toán giá mua điện feed-in tariffs (FIT) có tính đến các yếu tố đặc thù của nhà máy mặt trời có quy mô lớn, đó là sự thay đổi mức độ bức xạ mặt trời tại nơi đặt nhà máy và các điều kiện nối lưới khác nhau.
Đinh Thành Việt, Phan Công Tiến 104 XÁC ĐỊNH GIÁ MUA ĐIỆN FEED-IN TARIFFS CHO CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI QUY MƠ LỚN CĨ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ THAY ĐỔI MANG TÍNH ĐẶC THÙ CALCULATION OF FEED-IN TARIFFS FOR LARGE-SCALE SOLAR POWER PLANTS TAKING IN ACCOUNT THEIR OWN CHANGED CHARACTERISTICS Đinh Thành Viêṭ 1, Phan Công Tiến2 Đại học Đà Nẵng; dtviet@ac.udn.vn Ban Quản lý dự án Điện nơng thơn miền Trung - EVNCPC; tienpc@cpc.vn Tóm tắt - Năng lượng tái tạo (NLTT) nói chung điện mặt trời nói riêng nguồn lượng mà có giá thành đắt so với nguồn lượng truyền thống khác Một chế để hỗ trợ phát triển nguồn lượng xây dựng giá mua điện phù hợp Bài báo đưa mơ hình tính tốn giá mua điện feed-in tariffs (FIT) có tính đến yếu tố đặc thù nhà máy mặt trời có quy mơ lớn, thay đổi mức độ xạ mặt trời nơi đặt nhà máy điều kiện nối lưới khác Bài báo tính tốn cho khu vực đại diện khác Việt nam, khu vực Tây Bắc, Đơng Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ Tây Nguyên, Nam Bộ Việt Nam, từ có so sánh kiến nghị sách giá mua điện Abstract - Renewable energy (RE) in general and solar energy in particular are clean energy sources that are more expensive than traditional energy sources One of the mechanisms to support the development of this source of energy is to build a suitable electricity purchase price This paper provides a model for calculating feed-in tariffs (FIT), taking into account the specific factors of a large-scale solar power plant such as the change in the level of solar radiation at the site and different grid connection conditions The paper calculates feed-in tariffs for different representative regions in Vietnam such as the North West, the North East, North Central, South Central, Central Highlands, South Vietnam for comparison, and also gives recommendations on current electricity purchase price policies Từ khóa - lượng mặt trời; giá feed-in tariffs; FIT; giá NLTT; giá ưu đãi NLTT; chế khuyến khích NLTT Key words - solar energy; feed-in tariffs; FIT; renewable energy tariffs; renewable energy Incentive payments; renewable energy incentive mechanism Đặt vấn đề Vấn đề phát triển lượng bền vững mối quan tâm hàng đầu tất quốc gia giới, nhằm đảm bảo nguồn điện lâu dài giảm thiểu tác động xấu đến môi trường phải sử dụng nguồn lượng hoá thạch Sử dụng nguồn luợng tái tạo (năng lượng gió, mặt trời, biomass v.v.) với tiềm vơ tận trở thành xu phát triển tất yếu quốc gia Sản xuất điện từ nguồn lượng mặt trời (NLMT) ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, với tiến không ngừng công nghệ chế tạo pin lượng, đáp ứng nhu cầu sử dụng lượng người ngày đáng kể, tạo hàng triệu việc làm từ chuỗi sản xuất, cung ứng vận hành hệ thống NLMT Riêng năm 2016 (Hình 1) giới lắp thêm khoảng 75 GW công suất điện mặt trời, nâng tổng cơng suất lắp đặt tồn giới lên đến 303 GW, tăng 32,89% so với năm 2015 Trung Quốc xem đất nước đứng đầu tổng cơng suất lắp đặt điện mặt trời, tính đến cuối năm 2016 77,4 GW, đứng thứ nhì Nhật Bản với 42,8 GW, nước Đức có 41,3 GW, đứng thứ ba Việt Nam xem quốc gia có tiềm lớn lượng mặt trời, đặc biệt khu vực Tây Nguyên, Nam Trung Bộ miền Nam, với cường độ xạ mặt trời trung bình khoảng kWh/m2/ngày, nhiên cơng suất điện mặt trời tồn quốc vài MW Vì vậy, việc xây dựng sách để thúc đẩy phát triển lượng mặt trời Việt Nam vấn đề cần thiết cấp thiết Hình Biểu đồ tổng cơng suất lắp đặt nhà máy điện PV toàn giới từ năm 2006 đến năm 2016 [1] Tóm tắt loại công nghệ nhà máy điện mặt trời quy mơ lớn Hiện có hai loại nhà máy điện mặt trời quy mơ lớn (Hình 2) sau: Loại quang điện mặt trời: sử dụng pin mặt trời ghép lại với thành mô-đun, pin biến đổi trực tiếp ánh sáng thành dòng điện chiều DC qua nghịch lưu inverter để tạo dòng xoay chiều AC hòa vào lưới điện quốc gia Về mặt công nghệ sản xuất, pin có nhiều loại khác khau đơn tinh thể, đa tinh thể, dạng phim mỏng, v.v Loại nhiệt điện mặt trời: dùng công nghệ chuyển đổi lượng ánh sáng mặt trời thành nhiệt năng, lượng nhiệt sau dùng để làm nóng chất lỏng chất rắn điều khiển tua bin hơi, động điện thiết bị khác để tạo điện xoay chiều Trong loại có nhóm cơng nghệ khác loại sử dụng theo kiểu máng parabol, theo kiểu tháp lượng, theo kiểu có ống khói (solar chimney) theo kiểu sử dụng động Stirling ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017-Quyển (a) (b) (c) (d) (e) Hình Các loại cơng nghệ điện mặt trời quy mô lớn: (a) Quang điện; (b) Nhiệt điện kiểu parabol; (c) Nhiệt điện kiểu tháp; (d) Nhiệt điện kiểu ống khói; (e) Nhiệt điện kiểu Stirling Chính sách Việt Nam điện mặt trời Hiện Chính phủ Việt Nam có sách cụ thể để khuyến khích phát triển nguồn lượng tái tạo nói chung điện mặt trời nói riêng Ngày 11 tháng năm 2017, Chính phủ ban hành Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam [1] Bộ Cơng thương có thơng tư 16/2017/TT-BCT ngày 12 tháng năm 2017 qui định bên mua điện có trách nhiệm mua tồn sản lượng điện từ dự án nối lưới với giá mua điện FIT 9,35 UScents/kWh [2] Định nghĩa FIT Feed-in Tariffs (FIT) mức giá điện Chính phủ quốc gia qui định để nhà sản xuất điện từ nguồn lượng tái tạo bán lên lưới điện nhằm mục đích khuyến khích phát triển, tăng sức cạnh tranh nguồn lượng so với nguồn lượng truyền thống Ngồi ra, chế Feed-in Tariffs cịn ràng buộc đơn vị mua điện phải mua với giá qui định với công suất phát điện thời gian dài hạn (thường từ 15-25 năm) thông qua hợp đồng nhà sản xuất điện nhà mua điện Cơ chế giá FIT thay đổi tùy theo loại hình lượng khác thủy điện, điện gió, điện sinh khối, biogas hay điện mặt trời Thêm vào đó, mức giá FIT thay đổi theo chu kỳ 4-5 năm Các năm đầu, giá FIT cao năm nhằm mục đích tạo động lực cho nhà sản xuất điện từ lượng tái tạo phát triển công nghệ, giảm giá thành, đưa giá lượng tái tạo đến gần với mức giá thị trường loại lượng hóa thạch khác Phương pháp tính giá FIT 5.1 Các phương pháp có ưu, nhược điểm Một phương pháp tính giá FIT dựa chi phí vịng đời dự án sản lượng phát điện có Chi phí vịng đời dự án bao gồm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành bảo dưỡng, chi phí nhiên liệu để vận hành, hệ số lạm phát, cộng thêm phần lợi nhuận cho nhà đầu tư [4] Phương pháp đơn giản, sát với chi phí đầu tư theo cơng nghệ, nhiên chưa đánh giá yếu tố thay đổi đặc thù loại hình 105 lượng Phương pháp chi phí tránh tức chi phí sản xuất 01 kWh tổ máy phát có chi phí cao hệ thống điện quốc gia Chi chí tránh được tính theo mùa khơ mùa mưa, theo cao điểm, trung bình thấp điểm [5] Phương pháp giá cố định: thông thường dựa vào giá điện thị trường, nhà hoạch định sách đưa giá cố định cao giá thị trường để đảm bảo khoản lợi nhuận cho nhà đầu tư [5] Phương pháp thuận lợi cho quốc gia có thị trường cạnh tranh với giá điện minh bạch Phương pháp xác định giá thông qua đấu thầu phương pháp cho phép nhà phát triển dự án điện chào thầu rộng rãi, chọn giá chào thấp đảm bảo đủ điều kiện kỹ thuật theo yêu cầu [6] 5.2 Hàm mục tiêu để tính giá điện FIT Cơng thức tính FIT sau [7]: FIT = LCOE + Kln (1) Trong đó: 𝑛 ∑ LCOE = ( 𝑡=1 𝑛 ∑ 𝐼𝑡+𝑀𝑡+𝐹𝑡 ) (1+𝑖)𝑡 𝐸𝑡 𝑡) 𝑡=1 (1+𝑖) (2) ( FIT: Giá điện Feed-in Tariffs [USD/kWh]; LCOE: Chi phí sản suất điện qui dẫn trung bình [USD/kWh]; Kln: Hệ số lợi nhuận cho nhà đầu tư [USD]; It: Tổng chi phí đầu tư ban đầu tái đầu tư năm thứ t [USD]; Mt: Tổng chi phí vận hành bảo dưỡng sản xuất năm thứ t [USD]; Et: Sản lượng điện sản xuất năm thứ t [MWh]; Ft: Tổng chi phí nhiên liệu năm thứ t [USD]; i: Tỷ suất chiết khấu tài [%]; n: Đời sống kinh tế nhà máy điện mặt trời, n = 25 năm; t: Năm đời sống kinh tế nhà máy [1, 2, n] LCOE chi phí sản suất điện qui dẫn trung bình tính tỷ lệ tổng chi phí đầu tư ban đầu, chi phí tái đầu tư, chi phí vận hành bảo dưỡng chi phí nhiên liệu tổng sản lượng phát điện [7] LCOE phản ảnh giá điện thấp mà mức giá tổng doanh thu có cân đủ với tổng chi phí bỏ ra, chưa bao gồm khoản lợi nhuận dành cho nhà đầu tư Yếu tố mang tính đặc thù nhà máy điện mặt trời đề cập báo mức độ xạ mặt trời khu vực khác nơi xây dựng nhà máy Mức độ xạ mặt trời khác làm thay đổi sản lượng đầu nhà máy, mức độ xạ cao cho sản lượng đầu lớn ngược lại Một yếu tố đặc thù khác có xem xét đến điều kiện đấu nối đến lưới tại, khoảng cách xa tổng chi phí đầu tư lớn Như vậy, hai thơng số tổng mức đầu tư sản lượng đầu biến hàm mục tiêu, nên ảnh hưởng đến giá trị FIT 5.3 Mô q trình tính tốn giá FIT có xét đến yếu tố thay đổi đặc thù Xuất phát từ thực tiễn triển khai dự án lượng mặt trời Việt Nam, báo đề xuất phương pháp tính tốn giá FIT với sơ đồ khối trình bày Hình Đinh Thành Việt, Phan Cơng Tiến 106 Các bước tính tốn kết hợp phần mềm PVSys V6.62 chương trình tác giả xây dựng phần mềm Excel đề xuất cụ thể sau: Dữ liệu địa điểm xây dựng, thông số kỹ thuật công nghệ thiết bị Dữ liệu Chi phí đầu tư ban đầu, O@M, Chi phí khác sử dụng để mơ tính tốn sản lượng đầu có sử dụng liệu xạ mặt trời từ nguồn MeteoNorm 7.1 kết hợp với liệu khác tọa độ nơi vị trí xây dựng, chiều cao so với mặt nước biển, tổng công suất lắp đặt pin, liệu liên quan đến thông số kỹ thuật công nghệ thiết bị Dựa phương án sở, tiếp tục chạy mơ hình theo yếu tố biến đổi cho khu vực đại diện Bảng điều kiện đấu nối khác Bảng Bảng Dữ liệu khu vực đại diện tọa độ PVSyst V6.62 Tính tốn Excel sử dụng công thức (1) Tên khu vực đại Tỉnh đại diện diện KV1: Tây Bắc Lạng Sơn KV2: Đông Bắc Sơn La KV3: Bắc Trung Bộ Quảng Trị KV4: Tây Nguyên Khánh Hòa Nam Trung Bộ KV5: Nam Bộ Bạc Liêu Bước 1: Nhập số liệu kinh tuyến, vĩ tuyến, độ cao địa điểm xây dựng so với mặt nước biển, liệu điều kiện kỹ thuật cơng nghệ thiết bị vào chương trình PVSyst V6.62 Bước 2: Chạy chương trình phần mềm PVSyst V6.62 để tính sản lượng điện cho năm Bước 3: Nhập liệu chi phí đầu tư, chi phí O@M, chi phí liên quan khác vào Excel Bước 4: Nhập liệu sản lượng điện tính từ PVSyst V6.62 vào Excel, kết hợp với liệu Bước 3, chạy công thức (1) để tính kết Bước 5: Tiếp tục nhập liệu cho phương án theo yếu tố biến đổi để xuất kết trường hợp tương ứng 5.4 Dữ liệu đầu vào Phương án sở tham khảo theo số liệu nhà máy điện mặt trời 50 MW tỉnh Khánh Hòa với tổng diện tích xây dựng 70 ha, cơng suất lắp đặt nhà máy 61,1 MWp, công suất nối vào lưới điện quốc gia lớn 50 MWac, loại công nghệ - nhà máy quang điện sử dụng 188.000 PV loại poly-Si, công suất định mức 325 Wp, 50 inverter: 1.000 kWac, MBA 0,4/22 kV công suất 1.250 kVA, 24 MBA 0,4/22 kV-2.500 kVA, 10 km đường dây đấu nối 110 kV TBA 22/110 kV 63 MVA Dự án sử dụng 20% vốn tự có, 80% vốn vay thương mại với lãi suất 8,6%/năm, với tổng mức đầu tư khoảng 1.261 tỷ đồng, cơng tác đền bù giải phóng mặt khoảng 35 tỷ đồng (trung bình 0,5 tỷ đồng/ha) Các thiết bị nhà máy điện mặt trời có tuổi thọ khoảng từ 20-25 năm, riêng thiết bị inverter có tuổi thọ khoảng 10 năm, chi phí tái đầu tư tính cho năm thứ 11 inverter với trị giá 111 tỷ đồng Chi phí vận hành, bảo dưỡng năm 2% tổng chi phí đầu tư ban đầu, chi phí nhiên liệu dự án điện mặt trời Hệ số lợi nhuận (Kln) giả định 0,3 cents dựa sở tỷ lệ lợi nhuận sau thuế tổng doanh thu khoản 3% PVSyst V6.62 phần mềm hãng PV Syst SA 21°51’ B 21°19’ B 16°44’ B 106°45’ Đ 103°54’ Đ 107°11’ Đ 12°01’ B 109°09’ Đ 09°15’ B 105°45’ Đ Bảng Các phương án tính tốn khác Xuất kết Hình Sơ đồ khối q trình mơ Vĩ tuyến Kinh tuyến TT PA Quy mô nhà máy đấu nối Tổng mức đầu tư PA sở Công suất 50 MWac, 12 km đường dây 110 kV đấu nối, 01 TBA 22/110 KV 63 MVA 1.261 tỷ đồng PA1 PA2 Công suất 50 MWac, 20 km đường dây 110 kV đấu nối, 01 TBA 22/110 KV 63 MVA Công suất 50 MWac, 01 TBA 22/110 KV 63 MVA 1.289 tỷ đồng 1.232 tỷ đồng Kết Các kết tính tốn giá FIT theo phương án khu vực khác trình bày Bảng thể so sánh biểu đồ Hình Bảng Kết tính giá FIT theo phương án TT 14 Tên khu vực Phương án sở PA1 đại diện theo khu vực KV1: Tây Bắc 11,23 11,44 KV2: Đông Bắc 9,93 10,11 KV3: Bắc Trung Bộ 9,33 9,51 KV4: Tây Nguyên 7,83 7,97 Nam Trung Bộ KV5: Nam Bộ 9,19 9,36 PA2 11,01 9,74 9,15 7,68 9,02 Cents 11,44 12 11,23 11,01 10 10,11 9,51 9,93 9,74 9,33 9,15 9,36 9,19 9,02 7,97 7,83 7,68 PA sở PA PA KV1 KV2 KV3 KV4 KV5 Hình Bảng tính giá FIT theo phương án ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017-Quyển Nhận xét 1: Theo kết Bảng Hình ta thấy, giá điện FIT nhà máy điện mặt trời quy mơ lớn thay đổi lớn phụ thuộc vào vị trí địa lý xây dựng theo khu vực Với giá mua điện FIT Chính phủ qui định 9,35 cents/kWh có dự án nhà máy điện mặt trời đặt khu vực từ miền Trung trở vào khả thi mặt tài để triển khai xây dựng, đó, khu vực Nam Trung Bộ Tây Nguyên tốt Các dự án thuộc khu vực miền Bắc khơng khả thi Ngồi ra, giá điện FIT bị ảnh hưởng điều kiện đấu nối đến lưới điện tại, với chiều dài lưới điện đấu nối 20 km nhà máy khu vực Nam Trung Bộ Tây Nguyên khả thi Trong trường hợp dự kiến có giảm giá sau đấu thầu, kết tính tốn giá FIT phương án trình bày so sánh biểu đồ Hình Nhận xét 2: Trường hợp giá hợp đồng EPC (hợp đồng thiết kế, xây dựng lắp đặt) giảm với mức từ 5% đến 10% giá dự tốn, hầu hết nhà máy khu vực khả thi ngoại trừ khu vực Tây Bắc phụ lục Hình Tuy nhiên, điều tiềm ẩn rủi ro liên quan đến chất lượng điện đầu nhà máy 12 10 Cents 10,77 10,97 10,57 10,5 10,31 9,69 9,34 10,12 9,11 9,52 8,95 9,28 9,12 8,78 8,95 8,73 8,98 8,41 8,82 8,57 8,66 8,6 8,45 8,29 7,51 7,2 7,65 7,33 7,37 7,07 KV1 yếu tố thay đổi mang tính đặc thù khuyến khích tối đa việc phát triển dự án điện mặt trời toàn lãnh thổ Việt Nam, tạo công nhà đầu tư phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam Các tính tốn phân tích cho thấy khu vực hợp lý để đầu tư triển khai dự án lượng mặt trời Việt Nam khu vực từ miền Trung trở vào, đó, khu vực Nam Trung Tây Nguyên tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thủ tướng Chính phủ Cộng hịa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam, “Quyết định chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam”, Quyết định số 11/2017/QĐ - TTg ngày 11/4/2017 [2] Bộ Công Thương, “Thông tư quy định phát triển dự án Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho dự án điện mặt trời định chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam”, Thông tư số 16/2017/TT-BCT ngày 12/9/2017 [3] REN21 steering committee, Renewable 2017 global status report; REN21, March 2017 [4] Aliashim Albani, Mohd Zamri Ibrahim, Che Mohd Imran Che Taib and Abd Aziz Azlina, “The Optimal Generation Cost-Based Tariff Rates for Onshore Wind Energy in Malaysia”, Energies, 10,1114, 31 July 2017 [5] Toby D Couture, Karlynn Cory, Claire Kreycik, Emil Williams, A Policy Maker’s Guide Feed-in Tariff Policy Design, NREL, Technical Report, July 2010 [6] David Toke, “Renewable Energy Auctions and Tenders: How good are they”, International Journal of Sustainable Energy Planning and management, Vol 08, 2015, pp 43-56 [7] Erika de Visser, Anne Held, Methodologies for estimating levelised cost of electricity (LCOE), Ecofys, July 2014 KV PHỤ LỤC KV Phụ lục Kết sản lượng chương trình PVSyst V6.62 KV4 Tên khu vực KV KV1: Tây Bắc KV2: Đông Bắc KV3: Bắc Trung Bộ KV4: Tây Nguyên Nam Trung Bộ KV 5: Nam Bộ Giảm 5% (XL+TB) Giảm Giảm 5% Giảm Giảm 5% Giảm 10% (XL+TB) 10% (XL+TB) 10% (XL+TB) (XL+TB) (XL+TB) PA sở PA 107 PA Hình Bảng tính giá FIT trường hợp giảm giá Mơ hình tính giá FIT nói báo chưa xem xét đến yếu tố ràng buộc hệ thống điện việc tắc nghẽn đường dây truyền tải, hay thiếu hụt cơng suất phát dự phịng hệ thống điện ảnh hưởng đến vận hành ổn định, nhà máy điện mặt trời có đặc thù cơng suất phát biến đổi không ổn định theo điều kiện thời tiết Việc ảnh hưởng đến an ninh vận hành hệ thống điện dẫn đến buộc phải tạm ngưng vận hành nhà máy điện mặt trời Kết luận Bài báo đưa mơ hình giá điện FIT tính đến yếu tố thay đổi mang tính đặc thù nhà máy điện mặt trời có điều kiện xạ khác vùng miền điều kiện đấu nối đến lưới khác nhau, dẫn đến giá điện FIT có thay đổi lớn Kết báo cho thấy, việc tính giá điện FIT nhà máy điện mặt trời cần phải xem xét đến Cường độ xạ (kWh/m2) 3,7 4,15 Sản lượng trung bình năm (MWh) 63,538 72,132 4,53 76,880 5,42 92,190 4,59 78,042 Phụ lục Kết giá FIT phương án trường hợp dự kiến giảm giá sau đấu thầu Tên khu vực đại diện PA sở PA Giảm Giảm Giảm Giảm 5% 10% 5% 10% (XL+ (XL+ (XL+TB (XL+ TB) TB) ) TB) KV1: Tây 10,77 Bắc KV 2: 9,52 Đông Bắc KV 3: Bắc 8,95 Trung Bộ KV4: Tây Nguyên 7,51 Nam Trung Bộ KV 5: Nam 8,82 Bộ PA Giảm Giảm 5% 10% (XL+ (XL+ TB) TB) 10,31 10,97 10,5 10,57 10,12 9,11 9,69 9,28 9,34 8,95 8,57 9,12 8,73 8,78 8,41 7,2 7,65 7,33 7,37 7,07 8,45 8,98 8,6 8,66 8,29 (BBT nhận bài: 24/10/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 20/11/2017) ... vận hành nhà máy điện mặt trời Kết luận Bài báo đưa mô hình giá điện FIT tính đến yếu tố thay đổi mang tính đặc thù nhà máy điện mặt trời có điều kiện xạ khác vùng miền điều kiện đấu nối đến lưới... KV1 yếu tố thay đổi mang tính đặc thù khuyến khích tối đa việc phát triển dự án điện mặt trời toàn lãnh thổ Việt Nam, tạo công nhà đầu tư phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam Các tính tốn... nơi xây dựng nhà máy Mức độ xạ mặt trời khác làm thay đổi sản lượng đầu nhà máy, mức độ xạ cao cho sản lượng đầu lớn ngược lại Một yếu tố đặc thù khác có xem xét đến điều kiện đấu nối đến lưới tại,