Đang tải... (xem toàn văn)
TẠP CHÍ CÔNG THUONG XU HƯỚNG MÔ PHỎNG HỆ THÔNG NĂNG LƯỢNG CHO MỤC TIÊU PHÁT THẢI RÒNG BANG 0 • NGUYỀN HOÀNG LAN NGUYEN THỊ NHƯ VÂN TÓM TẮT Mô phỏng hệ thống năng lượng là một công cụ hữu ích có thể gi[.]
TẠP CHÍ CƠNG THUONG XU HƯỚNG MƠ PHỎNG HỆ THƠNG NĂNG LƯỢNG CHO MỤC TIÊU PHÁT THẢI RÒNG BANG • NGUYỀN HỒNG LAN - NGUYEN THỊ NHƯ VÂN TĨM TẮT: Mô hệ thống lượng công cụ hữu ích giúp nhà hoạch định sách việc xác định chiến lược để đạt mục tiêu giảm phát thải rịng khí nhà kính Tuy nhiên, việc xuất thay đổi nhanh chóng loại cơng nghệ giảm phát thải, tiết kiệm lượng, thực thách thức lớn nhà mơ hình hóa Để đạt mục tiêu phát thải ròng 0, mơ hình mơ hệ thống lượng cần phải mở rộng điều chỉnh theo khía cạnh: (1) Phạm vi (2) Chức năng, (3) ứng dụng Bài báo trình bày thách thức mà nhà mơ hình hóa phải đối mặt, để từ hình thành nên xu hướng mơ hệ thống lượng để đảm bảo mục tiêu phát thải ròng Keywords: mơ hình lượng, phát thải rịng 0, phát thải khí nhà kính Đặt vân đề Trong thập kỷ gần đây, việc sử dụng lượng toàn giới tăng theo cấp sô' nhân, từ 8.588,9 triệu dầu tương đương (Mtoe) vào năm 1995 lên 13.147,3 Mtoe vào năm 2015 (Dong et al., 2020) Tổng mức tiêu thụ lượng sơ cấp (khoảng 80%) từ nhiên liệu hóa thạch (Zhang et al, 2017, Zerta cộng sự, 2018, Jamshidi Askarzadeh, 2019) Năng lượng điện yêu cầu thiết yếu quan trọng quốc gia, ngày tầm quan trọng lượng nâng cao sử dụng nhiều lĩnh vực giao thơng, cơng nghiệp, thương mại Ngành lượng đóng vai trò 104 Số 13-Tháng 6/2022 quan trọng tăng trưởng kinh tế quốc gia, bền vững môi trường xã hội (Bouzguenda cộng sự, 2019, Jefferson, 2006, Rackliffe, 2014) Năng lượng yếu tố then chốt việc đáp ứng chương trình nghị bền vững tồn cầu, thách thức đô'i với nước phát triển phát triển (Iddrisu Bhattacharyya, 2015, Pietrosemoli RodriguezMonroy, 2019) Các nước OECD dự báo chiếm 64,0% tổng số 739 tỷ BTU tổng nhu cầu lượng giới vào năm 2040 (IEA, 2017) Châu Á dự báo nơi có chuyển dịch sử dụng lượng lớn nước OECD (IEA, 2017) KINH TÊ Việt Nam quốc gia phát triển có tốc độ tăng trưởng lượng lớn Đi kèm với phát triển kinh tế việc tiêu thụ nhiều lượng vấn đề môi trường Theo Báo cáo Kỹ thuật kiểm kê quốc gia KNK Việt Nam năm 2018 (Bộ Tài nguyên Môi trường năm 2018), lĩnh vực có phát thải KNK, tỷ lệ phát thải KNK ngành Năng lượng (bao gồm hoạt động giao thông vận tải) lớn chiếm 53,8%, Việt Nam xem xét xác định mục tiêu giảm nhẹ phát thải KNK đến năm 2030 so với kịch phát triển thông thường (BAU) quốc gia nhằm góp phần sớm đạt Thỏa thuận khí hậu toàn cầu sau năm 2020 (Thỏa thuận Paris), ứng phó với biến đổi khí hậu đạt mục tiêu giữ mức tăng nhiệt độ trung bình trái đất không vượt oC vào năm 2100 Tại hội nghị COP26, Việt Nam tuyên bố đạt mục tiêu phát thải ròng vào năm 2050 Đây thách thức lớn không Việt Nam mà toàn giới Với mức phát thải chiếm 53.8%, để đạt mục tiêu trung hịa bon ngành Năng lượng phải phát thải ròng gần vào năm 2050 Điều đặt yêu cầu cần phải điều chỉnh mơ hình quy hoạch tổng thể lượng, phải xem xét đến công nghệ hấp thụ lưu trữ bon, kịch phát triển để quốc gia đạt mục tiêu trung hịa bon Các mơ hình mô hệ thông lượng Kể từ năm 1970, mơ hình lượng đời để nghiên cứu phát triển hệ thông lượng tương lai (Gilliland, 1975; Slesser, Năm 1975) Các mô hình xây dựng theo phương pháp khác nhau, chẳng hạn sử dụng phương pháp tiếp cận theo kịch lý thuyết trò chơi để mơ phát triển có hệ thông lượng tổng thể tương lai sử dụng để mô tả thành phần khác hệ thống lượng để hiểu cách hệ thống lượng hoạt động mức độ chi tiết định khoảng thời gian xác định (Bankes, 1993) Mô hình lượng tổng thể nghiên cứu thành phần hệ thống lượng tương tác chúng nên giúp cho nhà hoạch định sách tư có câu trúc việc tác động qua lại cấu trúc hệ thống lượng Mô hình lượng tổng thể sử dụng trình thảo luận chiến lược lượng quốc gia, đặc biệt nghiên cứu việc giảm phát thải khí bon hệ thống lượng (Waisman cộng sự, 2019), chiến lược lượng khí hậu nhiều quốc gia Vương quốc Anh (Trutnevyte et al, 2016), Nam Phi (Altieri et al, 2016) Canada (Sawyer & Bataille, 2016) Thỏa thuận Paris năm 2015 Báo cáo đặc biệt nóng lên toàn cầu mức l,5°c (Masson-Delmotte cộng sự, 2018) ủy ban liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC)), nêu bật cấp thiết cần phải có hành động cắt giảm phát thải mạnh mẽ dự kiến trước đây, với lượng khí thải co2 rịng cần giảm xuống không vào khoảng năm 2050 để giới hạn nhiệt độ tăng lên toàn cầu dừng mức l,5°c Song song với đó, lượng phát thải khí khác co2 địi hỏi mức giảm tương ứng với mục tiêu 2°c Một sô' quốc gia xây dựng chế luật pháp cho mục tiêu phát thải rịng khí nhà kính bao gồm Vương quốc Anh Thụy Điển (CCC, 2019) Để đạt mục tiêu, nghiên cứu phát thải ròng hệ thống lượng phải gần chí âm, điều thực thách thức cho việc xây dựng mơ hình hệ thơng lượng quốc gia (Glynn et al, 2019; Oshiro et al, 2018; Pye et al, 2017) Mục tiêu tham vọng gia tăng thách thức cho nhà mơ hình hóa Việc xây dựng mơ hình hệ thống lượng quốc gia phải quan tâm đến giải pháp giảm phát thải vào năm mục tiêu phát thải rịng 0, tốc độ giảm phát thải nhanh hơn, có xét đến lộ trình cơng nghệ nhiên liệu mới, xác định cách tiếp cận để xây dựng sách mơi trường có bao gồm công xã hội Một thách thức quan trọng khác mơ hình hệ SỐ 13-Tháng 6/2022 105 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG thống lượng có quan tâm đến mức độ bất ổn, sở thích xã hội thực tế trị hay khơng người biết mơ hình khơng phải đầu vào để định giới hạn phạm vi đối tượng nghiên cứu Mơ hình hệ thống lượng, trọng tâm mơ hình lượng tổng thể (Pye & Bataille, 2016), bao gồm tất lĩnh vực sử dụng lượng (tức cơng nghiệp, tịa nhà, vận tải) lĩnh vực cung câp lượng (tức nhiên liệu hóa thạch, sản xuất điện sản xuất nhiên liệu khác, ví dụ hydro nhiên liệu sinh học) Việc nghiên cứu tác động mục tiêu bon trung tính đến mơ hình lượng tổng thể xem xét khía cạnh: (1) Phạm vi (2) Chức (3) ứng dụng Phạm vi (1) quan tâm đến việc làm mơ hình mở rộng để mô cho tập hợp rộng biện pháp giảm phát thải bon, ràng buộc ngày chặt mục tiêu phát thải Chức (2) đề cập đến khả mơ hình để thể đầy đủ hệ thơng lượng phát thải ròng Điều xác định cấu trúc mơ hình (mơ hình, phương trình bản) khả liên kết với mơ hình khác, ứng dụng (3) giải việc sử dụng thích hợp mồ hình để thực phân tích chiến lược phát thải rịng Điều bao gồm việc xem xét yếu tố bất định, thiết kế kịch q trình mơ Mục phát thải ròng làm cho quy hoạch lượng tổng thể đối mặt với loạt thách thức để cung cấp phân tích hiệu cho người định Rõ ràng số thách thức mới, cấp thiết để đảm bảo chúng đáp ứng sớm tốt để giúp cho nhà hoạch định sách định, phạm vi, điều bao gồm nhu cầu việc tìm kiếm giải pháp giảm nhẹ phát thải, kể giải pháp chưa coi khả thi mặt kỹ thuật, cần xem xét cẩn thận cơng nghệ hấp thụ hay 10Ó Số 13-Tháng Ó/2022 loại bỏ bon ảnh hưởng mạnh mẽ đến chiến lược tương lai Chính điều u cầu xem lại cơng cụ mơ hình hóa để đánh giá khả áp dụng cho phân tích mục tiêu phát thải rịng Do đó, mục tiêu mơ mô kịch hướng mà biện pháp thực cách hiệu thay mơ biện pháp sử dụng Chắc chắn mơ hình đại diện cho cấu trúc hệ thống xuất (S Pye et al., 2020) Đặc điểm hệ thống lưựng quốc gia phát thải ròng Hiện nay, mục tiêu phát thải ròng quốc gia giới thông qua tập trung vào việc loại bỏ hồn tồn khí bo nic khỏi kinh tế bao gồm cung cầu lượng nguồn gây phát thải khác q trình cơng nghiệp, nơng nghiệp, sử dụng đất rừng Trong đó, việc phát thải từ trình khai thác sản xuât sử dụng lượng nguồn phát thải hầu hết quốc gia có nhiều giải pháp để giảm thiểu phát thải từ nguồn Trong ngành khác nông nghiệp khó để giảm phát thải mức Để đạt mục tiêu phát thải ròng ngành Năng lượng đóng vai trị định đến thành cơng hay khơng chương trình Một kinh tế sử dụng lượng mà khơng CĨ phát thải khí nhà kính thực khác so với hình dung Điều tác động làm thay đổi diện rộng từ việc thay đổi cách thức làm việc, hay đổi quan niệm quy hoạch sở hạ tầng đô thị, chuyển đổi phương tiện giao thông từ bỏ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, sử dụng cơng nghệ gia nhiệt mới, chuyển đổi sang hệ thơng có vốn đầu tư cao chi phí vận hành thấp thông qua việc thay đổi cách thức sản xuất tiêu dùng hàng hóa Đó thực biến đổi triệt để tác động đến việc mô hệ thơng lượng Có nhiều cách xác định hệ thống KINH TẾ lượng phát thải ròng (Rogelj et al., 2015) Phát thải ròng tính cho lượng phát thải vùng lãnh thổ sở cho việc thiết lập mục tiêu quốc gia mà khơng tính đến khí thải nhập Một hệ thống lượng mà theo định nghĩa khác với hệ thống lượng khử bon nic phần Sự khác biệt chỗ hệ thống lượng khử bon phần cho phép cịn lại khí nhà kính hay nói cách khác phát thải rịng lớn Điều dẫn đến linh hoạt để cân hành động ngành góc độ so sánh giảm nhẹ, mà tất nhu cầu đề phải khử bon nic hoàn toàn phần phát thải dư phải cắt giảm việc sử dụng đất công nghệ loại bỏ bonic Các công nghệ cắt giảm phần phát thải dư thơng qua việc sử dụng biomass thu giữ trực tiếp khí bo níc từ khơng khí hai dùng công nghệ lưu trữ (các bo nic CCS) (Hepburn et al 2019) Thời gian cho hành động thay đổi, chuyển từ thực (có nghĩa ưu tiên triển khai giải pháp dễ, ngành dễ trước, để lại ngành khó giảm nhẹ thực sau) sang thực đồng thời tạo thay đổi lớn mặt cấu trúc tất ngành chuyển sang giảm nhẹ bon nic cách nhanh chóng Một hệ thống lượng phát thải rịng yêu cầu giải pháp công nghệ tập trung vào ngành khó giảm phát thải phải chịu trách nhiệm cho phần phát thải dư (Davis et al, 2018) Thí dụ lộ trình cho dạng nhiên liệu tổng hợp (thí dụ xăng máy bay tổng hợp) công nghệ phát thải bon thấp q trình cơng nghiệp ngành sản xuất thép, xi măng (Bataille, 2019) Hiện giải pháp giảm 80-90% mục tiêu giảm phát thải nhiều ví dụ giải pháp sử dụng nhiên liệu hóa thạch kèm với thu giữ bon (CCS) khơng thu giữ 100% khí cabonic phần phát thải khai thác nhiên liệu hóa thạch Nếu phát thải cịn giải pháp phía cung gần khơng có bắt buộc phải có giải pháp loại bỏ cac bon (CDR) để đạt phát thải rịng điều làm thay đổi quan điểm lượng sử dụng để cung cấp cho dịch vụ lượng nhu cầu cho hoạt động Đơi với giải pháp CDR giải pháp sử dụng lượng sinh học kèm với lưu trữ bon giải pháp Tuy nhiên có số lo ngại quy mơ thực tính khả thi bền vững giải pháp vai trò (Anderson&Peter, 2016) Các giải pháp phía cầu đóng vai trò quan trọng việc giảm nhu cầu lượng giảm phát thải (Grubler et al 2018) Đi kèm với hiệu lượng mang lại dịch chuyển sang nguồn cung lượng tái tạo giải pháp làm giảm nhu cầu lượng, mở rộng hệ thống lưu trữ lượng thông minh, giảm việc sử dụng nguyên vật liệu nguyên vật liệu thay công nghiệp, cải thiện việc sử dụng lượng tòa nhà nhờ sử dụng giải pháp xây dựng Chuyển đổi lượng sang phát thải ròng yêu cầu thích ứng với hàng loạt giải pháp có tuổi thọ tương đối ngắn khoảng 30 năm tất ngành nghề, đối tượng có tác động lớn sách Mặc dù có gián đoạn q trình chuyển đổi, hiểu biết trách nhiệm đối tượng xã hội tác động lên chuyển dịch cách đáng kể Vì nhà mơ hình hóa cần phải thay đổi mơ hình mơ để phù hợp với phân tích trình chuyển dịch từ lượng hóa thạch sang dạng khác để đảm bảo mục tiêu trung hòa bon Kết luận Mục tiêu phát thải ròng làm thay đổi mơ hình mơ hệ thống lượng với mộtloạt thách thức mà nhà mơ hình hóa cần đối mặt nhằm mục tiêu xây dựng lên cơng cụ phân tích hiệu Thực tế cho thây thách thức áp lực biến đổi SỐ 13-Tháng 6/2022 107 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG khí hậu khiến cho thách thức cần giải nhanh tốt cơng cụ mơ hình hóa đóng vai trị hỗ trợ hình thành sách lượng mơi trường quốc gia Trong họp thượng đỉnh biến đổi khí hậu Glasgow Anh Quốc (COP26), Việt Nam cam kết theo đuổi mục tiêu phát thải ròng vào năm 2050 Điều đặt nhiều thách thức cho tất ngành kinh tế lượng ngoại lệ Chính mơ hình mơ hệ thống lượng Việt Nam cần phải thay đổi phạm vi, chức ứng dụng mơ hình, phạm vi, mơ hình mơ cần mơ hình hóa dạng công nghệ mới, giải pháp giảm nhẹ tương lai giải pháp lưu trữ bon (CCS), giải pháp loại bỏ bon CDR, hay giải pháp sử dụng ammonia, hydro thay nhiên liệu hóa thạch, chức cần bơ sung thêm cơng cụ phù hợp để phân tích trung hịa bon Ví dụ nên định hướng lại tập trung vào việc mô giải pháp thực cho hiệu giải pháp sử dụng, ứng dụng, mơ hình cần phải xem xét đến kịch có tương lai, xem xét đến tính bất định, nhận biết đa mục tiêu mà nhà hoạch định sách phải đơi mặt ■ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Kangyin Dong, Xiucheng Dong, Qingzhe Jiang (2019) How does renewable energy consumption lower global CO2 emissions? Evidencefrom countries with different income levels Afionis, s., Sakai, M., Scott, K., Barrett, J., & Gouldson, A (2017) Consumption-based carbon accounting: Does it have a future? Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 8(1), e438 https://doi.org/ 10.1002Zwcc.438 Altieri, K E., Trollip, H., Caetano, T., Hughes, A., Merven, B., & Winkler, H (2016) Achieving development and mitigation objectives through a decarbonization development pathway in South Africa Climate Policy, 16, S78-S91 https://doi.Org/10.1080/14693062.2016.l 150250 Anderson, K., Broderick, J F., & Stoddard, I (2020) A factor of two: How the mitigation plans of climate progressive nations fall far short of Paris-compliant pathways Climate Policy, https://doi.org/10.1080/ 14693062.2020.1728209 Anderson, K„ & Peters, G (2016) The trouble with negative emissions Science, 354(6309), 182-183 https://doi.Org/10.l 126/science.aah4567 Bankes, s (1993) Exploratory Modeling for policy analysis Operations Research, 41(3), 435-449 https://doi.org/10.1287/opre.41.3.435 Barazza, E., & Strachan, N (2020) The impact of heterogeneous market players with bounded rationality on the electricity sectors low carbon transition Energy Policy, 138, 111274 https://doi.org/10.1016/ j.enpol.2020.111274 Bataille, c (2019) Physical and policy pathways to net-zero emissions industry Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 11(2), e633 108 SỐ 13-Tháng 6/2022 KINH TÊ Ngày nhận bài: 2/4/2022 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 2/5/2022 Ngày chấp nhận đăng bài: 12/5/2022 Thông tin tác giả: TS NGUYỄN HOÀNG LAN' ThS NGUYỄN THỊ NHƯ VÂN2 'Viện Kinh tế Quản lý, Đại học Bách khoa Hà Nội 2Khoa Quản lý Công nghiệp Năng lượng, Đại học Điện lực THE DEVELOPMENT TREND OE ENERGY SYSTEM SIMULATION MODELS TO ACHIEVE THE GOAL OF NET ZERO EMISSIONS • Ph D NGUYEN HOANG LAN' • Master NGUYEN THI NHU VAN2 'School of Economics and Management Hanoi University of Science and Technology faculty of Energy and Industrial Management Electric Power University ABSTRACT: Energy system simulation is a useful tool that can help policymakers to develop effective strategies to achieve the goal of reducing net greenhouse gas emissions to zero However, the emergence and rapid changes of emission reduction and energy saving technologies are a huge challenge for building energy models To achieve net zero emissions, energy system simulation models should to be upgraded in terms of (1) Scope, (2) Function, and (3) Application This paper presents the challenges that energy modelers face, thereby forming the development trend of energy system simulation models to achieve the goal of net zero emissions Keywords: energy modeling, net zero, GHG emission SỐ 13 - Tháng 6/2022 109 ... việc mô hệ thơng lượng Có nhiều cách xác định hệ thống KINH TẾ lượng phát thải ròng (Rogelj et al., 201 5) Phát thải ròng tính cho lượng phát thải vùng lãnh thổ sở cho việc thiết lập mục tiêu quốc... với mục tiêu 2°c Một sô'' quốc gia xây dựng chế luật pháp cho mục tiêu phát thải rịng khí nhà kính bao gồm Vương quốc Anh Thụy Điển (CCC, 201 9) Để đạt mục tiêu, nghiên cứu phát thải ròng hệ thống. .. hình mở rộng để mô cho tập hợp rộng biện pháp giảm phát thải bon, ràng buộc ngày chặt mục tiêu phát thải Chức (2) đề cập đến khả mơ hình để thể đầy đủ hệ thơng lượng phát thải ròng Điều xác định