TẠP CHÍ CÕNGTHMG CÁC YẾU TÔ ẢNH HƯỞNG ĐÊN QUY MÔ NGUỒN ĐIỆN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH HỆ THốNG ĐIỆN VIỆT NAM • DƯƠNG TRUNG KIÊN ĐOÀN NGỌC DƯƠNG TÓM TẮT Năng lượng tái tạo (NLTT) đã và đang đó[.]
TẠP CHÍ CÕNGTHMG CÁC YẾU TƠ ẢNH HƯỞNG ĐÊN QUY MÔ NGUỒN ĐIỆN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH HỆ THốNG ĐIỆN VIỆT NAM • DƯƠNG TRUNG KIÊN - ĐỒN NGỌC DƯƠNG TĨM TẮT: Năng lượng tái tạo (NLTT) đóng vai trị ngày quan trọng cấu lượng giới nói chung Việt Nam nói riêng Các nguồn điện NLTT khơng phát thải, góp phần đa dạng hóa nguồn cung đảm bảo an ninh lượng cho phát triển bền vững Việc tính tốn lựa chọn quy mơ tỷ trọng phù hợp loại hình nguồn điện tổng thể hệ thống nguồn phát nhiệm vụ trọng tâm quy hoạch phát triển hệ thống điện quốc gia Việt Nam thời kỳ tới Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả nghiên cứu đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến quy mơ nguồn điện NLTT tốn quy hoạch Từ khóa: lượng tái tạo, quy hoạch hệ thống điện Đặt vấn đề Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ giới, thời gian qua nhà máy điện NLTT nhận quan tâm đầu tư lớn nước ta, bổ sung kịp thời lượng công suâ't nguồn điện nhằm đáp ứng phu cầu phụ tải, bù đắp cho nguồn tài nguyên lượng sơ cấp không tái tạo dần cạn kiệt Các nguồn điện NLTT không phát thải, góp phần đa dạng hóa nguồn cung đảm bảo an ninh lượng cho phát triển bền vững đất nước Từ góc độ quy hoạch phát triển hệ thống điện quốc gia (HTĐ), hệ thống nguồn điện NLTT cần tính tốn lựa chọn cách hợp lý, có chương trình phát triển phù hợp nhằm phát huy tận dụng tối đa nguồn tài nguyên NLTT, đồng thời giảm thiểu bất cập phát sinh q trình phát triển Trong đó, nhiệm vụ trọng tâm nghiên cứu nhận diện, đánh giá yếu tố 180 SỐ 8-Tháng 4/2022 ảnh hưởng đến quy mơ cấu loại hình nguồn điện quan trọng để xem xét, tích hợp vào mơ hình tính tốn phản ánh qua kết đầu toán quy hoạch Các yếu tố cần xem xét bao gồm tiêu định hướng, sách, vấn đề kinh tế - kỹ thuật trao đổi Hiện trạng tiềm phát triển nguồn điện lưựng tái tạo 2.1 Hiện trạng phát triển nguồn điện lượng tái tạo hệ thống điện Việt Nam 2.1.1 Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam Theo [4], HTĐ Việt Nam HTĐ có tốc độ tăng trưởng cao giới giai đoạn 2011 - 2020 sản lượng điện thương phẩm toàn quốc năm 2020 đạt 216,8 tỷ kWh, tăng 2,5 lần so với năm 2010 (85,6 tỷ kWh), tương ứng tăng trưởng điện thương phẩm bình quân giai đoạn 2011 - 2020 9,7%/năm (giai đoạn 2011 - 2015 QUẢN TRỊ-QUẢN LÝ tăng 10,9%/năm giai đoạn 2016 - 2020 tăng 8,6%/năm) Tốc độ tăng trưởng công suất cực đại (Pmax) toàn hệ thống miền tương đồng với tăng trưởng điện thương phẩm Năm 2020, công suât cực khu vực Nam Trung miền Nam, nơi có tiềm tốt nước (Hình 1) 2.2 Tiềm trạng phát triển nguồn điện lượng tái tạo 2.2.1 Tiềm năng lượng tái tạo cho phát đại (Pmax) toàn hệ thống đạt 38.600 MW điện Việt Nam Trong giai đoạn 2010 - 2020, tăng trưởng Pmax Ngoại trừ nguồn tiềm thủy điện 9,6%/năm khai thác đưa vào sử dụng, Việt Nam 2.1.2 Quy mô hệ thống nguồn điện có tiềm lớn nguồn NLTT khác cho Đến hết năm 2020, HTĐ Việt Nam có tổng phát điện, chủ yếu dạng lượng gió cơng suất lắp đặt nguồn điện khoảng 69.300 MW, xạ mặt trời (quang năng) Đây dạng đứng thứ khu vực ASEAN thứ 23 NLTT khai thác sử dụng cho phát điện phổ giới Hệ thông điện Việt Nam có tham gia biến giới nhiều loại hình nguồn điện dựa nguồn Qua tổng hợp đánh giá từ nghiên cứu, khảo lượng sơ cấp khác nhau, thể đa dạng sát tính tốn nước, tiềm kỹ nguồn cấp điện cho hệ thông Giai đoạn 2011 thuật nguồn NLTT chủ yếu tổng hợp 2020, tổng công suất nguồn tăng thêm vào khoảng Bảng 48.900 MW, tốc độ tăng Hình 1: Cơ câu cơng suất đặt nguồn điện tồn quốc trưởng trung bình hàng năm năm 2020 (%) 13,00%/năm ■ Nhập khâu: Các loại hình nguồn điện 0.82% phân bố không theo miền đặc thù phân bố tiềm năng lượng sơ cấp Nguồn nhiệt điện than tập trung miền Bắc miền Nam Các nhà máy điện tua bin khí chu trình hỗn hợp sử dụng nhiên liệu khí tự nhiên (khai thác chủ yếu ngồi khơi Đơng Nam bộ) Nguồn điện mặt trời (ĐMT) điện gió tập trung Bảng Tiềm kỹ thuật nguồn NLTT chủ yếu phạm vi nước TT Loại hình NLTT Tiểm (MW) Ghi Điện mặt trời - Mặt đất, lòng hồ 463.000 Tập trung chủ yếu khu vực Nam Trung bộ, Tây Nguyên Nam -Áp mái 48.000 Chủ yếu đô th| lỏn miến Nam Điện gió bờ/ ven bờ 57.000 Tiềm gió 5,5 - m/s trỏ lên; tập trung chủ yếu Nam Trung bộ, Tây Nam Điện gió ngồi khơi 162.000 Tiềm gió m/s trở lên; tập trung chủ yếu khơi Nam Trung bộ, Tây Nam bộ, Đông Bắc Sô'8 - Tháng 4/2022 181 TẠP CHÍ CƠNG THƯ0NG Nhìn chung, tiềm NLTT nước ta dồi dào, phân bô không theo miền Khu vực Nam Trung bộ, Nam có tiềm năm tốt ĐMT, điện gió bờ ngồi khơi, miền Bắc có khu vực Đơng Bắc có tiềm trung bình điện gió ngồi khơi 2.2.2 Hiện trạng phát triển điện lượng tái tạo Trong vài năm trở lại đây, quy mô nguồn điện NLTT có bước phát triển nhanh Cơng suất nguồn ĐMT tăng từ mức không đáng kể năm 2018 lên gần 16.500 MW năm 2020 - chiếm 23,8% tổng công suất lắp đặt nguồn điện nước Tổng cơng suất điện gió năm 2020 khoảng 570 MW - chiếm khoảng 0,8% tổng công suất nguồn điện Năm 2020, điện sản xuất nguồn điện gió ĐMT đạt 11,7 tỷ kWh, chiếm khoảng 4% tổng sản lượng tồn hệ thơng Các nguồn NLTT tập trung chủ yếu tỉnh có nhiều tiềm miền Trung miền Nam (Hình 2) Hình 2: Phân bố cơng suất đặt nguồn điện (MW) theo vùng năm 2020 ■ Điện gió HĐMT ■ĐMTMN Các nguồn điện NLTT bổ sung quý giá thời gian qua bôi cảnh nhiều nguồn điện truyền thống triển khai chậm nhiều lý khác Tuy nhiên, nguồn điện NLTT triển khai nhanh thời gian ngắn với quy mô lớn, cân đôi (tập trung chủ yếu Nam Trung Bộ Nam Bộ) gây bất cập ảnh hưởng tiêu cực đến tính hiệu quả, kinh tế phát triển bền vững ngành Điện Nhiệm vụ đặt 182 Sô'8-Tháng 4/2022 cho toán quy hoạch HTĐ giai đoạn tới tính tốn lựa chọn cách hỢp lý quy mơ cấu nguồn điện NLTT nhằm phát huy tận dụng tối đa nguồn tài nguyên NLTT, đồng thời giảm thiểu bất cập Nhận diện yếu tố ảnh hưởng đến quy mơ nguồn lượng tái tạo hệ thông điện Việt Nam 3.1 Các tiêu chí, định hướng sách Các tiêu chí sách có tính chất vĩ mơ Nhà nước nhằm định hướng phát triển ngành Năng lượng, Điện lực Việt Nam theo mục tiêu, cam kết giảm phát thải, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 3.1.1 Tỷ trọng lượng tái tạo tổng cung lượng sơ cấp + Yêu cầu tỷ trọng NLTT tổng cung lượng sơ cấp nêu [1] [2], xác định đến năm 2030, tỷ lệ đóng góp nguồn NLTT (bao gồm thủy điện) tổng cung lượng sơ cấp phải đạt khoảng 15 - 20% vào năm 2030 (ước tính khoảng 154 - 208 tỷ kWh) Đây tiêu chí mà kịch phát triển nguồn điện theo mơ hình tốn quy hoạch cần đáp ứng Đánh giá cho thấy, tiêu chí ảnh hưởng đến quy mơ tính tốn nguồn điện NLTT HTĐ phải đáp ứng theo tiêu chí rộng, kết tính tốn mơ hình dễ dàng đạt yêu cầu 3.1.2 Ràng buộc phát thải khí nhà kính hệ thống điện Theo [3], kịch quy hoạch phát triển nguồn điện phải đảm bảo giảm phát thải khí nhà kính (KNK) HTĐ năm 2030 9% so với kịch sở (BAU - theo tính tốn khoảng 300 triệu CO2) Lượng giảm chủ yếu qua việc phát triển nguồn điện NLTT mới, thay nguồn nhiệt điện than truyền thông quy hoạch trước Dễ nhận thấy, ràng buộc mức độ giảm phát QUẪN TRỊ-QUẢN LÝ thải KNK có ảnh hưởng quan trọng trực tiếp đến tỷ trọng nguồn điện NLTT mới, nguồn nhiệt điện (than, khí) HTĐ Việt Nam năm 2030 mà toán quy hoạch nguồn tối ưu cần xác định 3.2 Các yếu tốràng buộc kỹ thuật 3.2.1 Tiềm kỹ thuật loại hình nguồn điện lượng tái tạo Cơ sở kỹ thuật quan trọng để mơ hình tính tốn lựa chọn quy mô phù hợp nguồn điện NLTT kỳ quy hoạch tiềm thực tế nguồn Nước ta có nguồn NLTT quan trọng nhát điện gió ĐMT với tiềm đánh giá lớn, ước tính đạt 700 GW Tuy vậy, phân bô' tiềm không đồng theo vùng, miền Những khu vực có tiềm điện gió, ĐMT tốt nhất, dễ khai thác (như Nam Trung bộ, Tây Nam bộ) lại có nhu cầu chỗ thấp, cách xa trung tâm phụ tải lớn vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ, vùng TP Hồ Chí Minh v.v Do vậy, quy mơ công suất NLTT phát triển khu vực cần tính tốn lợi ích - chi phí tính đến mức độ cân đối nguồn - phụ tải vấn đề truyền tải điện xa Đánh giá cho thấy, mức độ tác động yếu tố đến quy mô nguồn điện NLTT năm 2030 không lớn, tiềm phát triển vùng miền cao lượng công suất NLTT cần thiết tương ứng 3.2.2 Đặc điểm cơng suất phát loại hình nguồn điện lượng tái tạo gió, mặt trời Đặc điểm cơng suất phát nguồn điện NLTT chủ yếu (gió, mặt trời) có tính bât định cao, phụ thuộc vào thời tiết, thời điểm Với đặc điểm đó, nguồn NLTT bất định tham gia phần vào biểu đồ công suất phát chung hệ thống Để huy động nhiều nguồn NLTT, hệ thống cần phải đầu tư nhiều nguồn điện linh hoạt/ dự phòng để bù đắp hỗ trợ cho nguồn NLTT phủ đỉnh biểu đồ phụ tải Điều làm tăng chi phí, ràng buộc mơ hình tính tốn tối líu Đánh giá cho thấy, yếu tố có ảnh hưởng mức trung bình đến quy mơ tính tốn nguồn NLTT HTĐ Quy mô nguồn ĐMT chịu ảnh hưởng lớn nhất, công suất phát theo ngày gần không thay đổi, linh hoạt Các nguồn điện gió chịu ảnh hưởng hơn, phân bố gió ngày khác theo vùng, miền, đặc biệt gió ngồi khơi 3.2.3 Giới hạn công suất truyền tải 500kV liên miền nguyên tắc, tùy theo phương án phát triển nguồn điện, mơ hình tính tốn tối ưu HTĐ lựa chọn cấu nguồn điện kết hợp với lưới điện truyền tải liên vùng/ miền có chi phí thấp Tuy vậy, với lưới điện cụ thể Việt Nam, giới hạn công suất truyền tải 500kV liên vùng/ miền số “nút” giao diện truyền tải Bắc Trung Bộ Bắc Bộ, giao diện Nam Trung Bộ - Nam Bộ phải xem xét giới hạn vật lý hữu thực tế phát triển thêm đường dây truyền tải Ràng buộc kỹ thuật tác động đến tính tốn mơ hình theo hướng phân bố nguồn điện cân đôi theo nhu cầu phụ tải vùng, miền Tỷ trọng nguồn điện NLTT (gió, mặt trời) chịu tác động Đánh giá cho thấy, yếu tơ' có ảnh hưởng mức trung bình đến quy mơ tính tốn nguồn NLTT ưong HTĐ 3.2.4 Chỉ số độ tin cậy cung cấp điện Chỉ sô' độ tin cậy cung cấp điện hệ thống (hay xác suất khả cấp điện cho phụ tải năm, LOLE - Loss Of Load Expectation) Việc lựa chọn giá trị LOLE phù hợp toán lợi ích - chi phí việc giảm chi phí đầu tư (và trì sẵn sàng) lượng cơng suất nguồn tổn thất kinh tê' gây không đáp ứng đủ điện cho kinh tế Với điều kiện Việt Nam, tiêu chí độ tin cậy cung cấp điện LOLE khoảng 12-24 giờ/năm cho giai đoạn 2021-2030 đánh giá phù hợp, mức yêu cầu cao cuối giai đoạn quy hoạch Chỉ sô' LOLE thấp nghĩa độ sẵn sàng cấp điện hệ thống phải cao, tương ứng tỷ lệ dự phịng cơng suất đặt hệ thống phải lớn, hay lượng công suất lắp đặt nguồn NLTT ĐMT, điện gió cho phép cao Như vậy, tiêu chí LOLE có ảnh hưởng quan trọng trực tiếp đến quy mô tổng cơng suất nguồn SỐ8-Tháng 4/2022 183 TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG điện nói chung, tỷ trọng nguồn điện NLTT nói riêng Ràng buộc cần đánh giá phản ánh mơ hình tính tốn quy hoạch 3.3 Các yếu tơ chi phí, giá 3.3.1 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật loại hình nguồn điện lượng tái tạo Các tiêu kỹ thuật - kinh tế loại hình nguồn điện gồm đặc tính hiệu suất sản xuất điện, suất tiêu hao nhiên liệu, suất phát thải liệu kinh tế suất đầu tư (USD/ kW), chi phí O&M Một cách tổng hợp, tiêu phản ánh qua chi phí sản xuâ't điện quy dẫn (LCOE) nguyên tắc, nguồn điện có LCOE thấp ưu tiên lựa chọn, nhiên yếu tố giảm thiểu truyền tải xa, chi phí hệ thống đặc điểm cơng suất phát hạn chế phát triển mức nguồn điện NLTT giá rẻ vùng/ miền định Ràng buộc phản ánh mơ hình tính toán tối ưu quy hoạch nguồn điện Đánh giá cho thấy yếu tố có ảnh hưởng lớn đến quy mô nguồn NLTT HTĐ Nguồn điện NLTT có chi phí sản xuất điện thấp khả chọn cao Thêm nữa, chi phí sản xuất điện khác theo vùng, miền, thời gian tác động trực tiếp đến lượng công suất huy động sản lượng điện phát HTĐ nguồn điện tương ứng 3.3.2 Chi phí ngoại sinh hệ thống Chi phí ngoại sinh hệ thơng điện (external costs) chi phí/thiệt hại mà xã hội mơi trường nói chung phải gánh chịu phát thải khí từ nhà máy điện Tham khảo kinh nghiệm nước phù hợp với xu chung giới, chi phí ngoại sinh loại hình phát thải khí (SOx, NOx PM2.5 ) chi phí co2 xem xét đưa vào mơ hình tính tốn quy hoạch HTĐ Đánh giá cho thấy yếu tố có ảnh hưởng khơng lớn đến quy mơ tính tốn nguồn NLTT HTĐ (với chi phí co2 lựa chọn mức tháp) Chi phí ngoại sinh làm tăng lợi nguồn điện NLTT gián tiếp làm tăng chi phí sản xuất điện nguồn nhiệt điện truyền thống (than, khí) mơ hình cạnh tranh, bản, chi phí ngoại sinh tỷ lệ thuận với quy mô nguồn NLTT tỷ lệ nghịch với quy mơ nhiệt điện than, khí Kết luận Kết nghiên cứu cho thây cấu, quy mơ phát triển nhóm nguồn điện NLTT đến năm 2030, chủ yếu điện mặt trời, điện gió phụ thuộc chủ yếu vào yếu tơ sau: - Mức độ giảm phát thải KNK phải đạt theo NDC2020 - thể cam kết quốc gia Việt Nam với quốc tế nỗ lực chung cắt giảm phát thải KNK - Đặc tính kinh tế - kỹ thuật loại hình nguồn điện NLTT (đặc biệt chi phí sản xuất điện) - Chỉ số độ tin cậy cung cấp điện hệ thống (LOLE) Bên cạnh đó, số yếu tố khác có ảnh hưởng, mức trung bình khơng lớn, gồm: tiềm kỹ thuật loại hình nguồn điện NLTT; đặc tính cơng suất phát loại hình nguồn điện NLTT; chi phí ngoại sinh hệ thống (các chi phí liên quan đến phát thải khí co2); giới hạn truyền tải lưới điện 500kV truyền tải liên miền ■ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Bộ Chính trị (2020), Nghị sô' 55-NQ/TW ngày 11/2/2020 định hướng Chiên lược phát triển lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 Thủ tướng Chính phủ (2015), Quyết định sơ'2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 phê duyệt Chiến lược phát triển lượng tái tạo Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 Bộ Tài ngun Mơi trường (2020), Đóng góp quốc gia tự định Việt Nam (NDC) Viện Năng lượng (2021), Dự thảo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2045 (phiên tháng 10/2021) 184 Sơ'8-Tháng 4/2022 QUẢN TRỊ- QUẢN LỸ Ngày nhận bài: 14/3/2022 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 28/3/2022 Ngày châp nhận đăng bài: 18/4/2022 Thông tin tác giả: TS DƯƠNG TRUNG KIÊN1 ĐOÀN NGỌC DƯƠNG2 ’Trường Đại học Điện lực 2Viện Năng lưựng FACTORS AFFECTING THE SCALE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES IN THE NATIONAL POWER SYSTEM DEVELOPMENT PLANNING OF VIETNAM • Ph.D DUONG TRUNG KIEN1 • DOAN NGOC DUONG2 'Electric Power University institute of Energy ABSTRACT: Renewable energy is playing an increasingly important role in the energy structure of the world in general and Vietnam in particular Renewable energy sources basically not produce carbon emissions as part of the electricity generation process They contribute to the energy diversification process and ensure the energy security for a sustainable development Calculating and selecting the appropriate scale and proportion of renewable energy sources in the power system are key tasks of Vietnam’s national power system development planning in the coming period This study examines the factors affecting the scale of renewable energy sources in the national power system development planning of Vietnam Keywords: renewable energy, power system planning SỐ - Tháng 4/2022 185 ... triển nguồn điện lượng tái tạo 2.2.1 Tiềm năng lượng tái tạo cho phát đại (Pmax) toàn hệ thống đạt 38.600 MW điện Việt Nam Trong giai đoạn 2010 - 2020, tăng trưởng Pmax Ngoại trừ nguồn tiềm thủy điện. .. vào sử dụng, Việt Nam 2.1.2 Quy mơ hệ thống nguồn điện có tiềm lớn nguồn NLTT khác cho Đến hết năm 2020, HTĐ Việt Nam có tổng phát điện, chủ yếu dạng lượng gió cơng suất lắp đặt nguồn điện khoảng... hưởng đến quy mơ nguồn lượng tái tạo hệ thông điện Việt Nam 3.1 Các tiêu chí, định hướng sách Các tiêu chí sách có tính chất vĩ mơ Nhà nước nhằm định hướng phát triển ngành Năng lượng, Điện lực Việt