Vai trò của thủy năng và nhà máy thủy điện

Vai trò của thủy năng và nhà máy thủy điện

1 Tiểu luận VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 5 1.1 Vai trò của thủy năng 5 1.2 Tổng quan về nhà máy thủy điện 6 1.2.1 Khái niệm, phân loại, chức năng, đặc điểm 6 1.2.2 Cấu trúc của nhà máy thủy điện 9 CHƯƠNG 2. SỰ PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM 14 2.1 Sự phát triển của thủy điện trong các thời kỳ 14 2.2 Công tác quy hoạch nguồn thủy năng để phát triển thủy điện 16 2.3 Thực trang những bất cập của sự phát triển thủy điện hiện nay 17 2.3.1 Về quy hoạch 17 2.3.2 Về thiết kế, thi công công trình 18 2.3.3 Về quản lý vận hành hồ chứa 19 CHƯƠNG 3. BÀI TOÁN KINH TẾ - XÃ HỘI – MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 21 3.1 Sự tác động tích cực của thủy điện đến kinh tế - xã hội – môi trường 21 3.2 Sự tác động tiêu cực của thủy điện đến kinh tế - xã hội – môi trường 23 3.3 Phát triển thủy điện theo hướng bền vững 30 3 LỜI NÓI ĐẦU Điện năng được tạo ra từ các dạng năng lượng khác tiềm tàng trong tự nhiên nhờ công nghệ biến đổi năng lượng. Chẳng hạn, nhiệt năng tiềm tàng trong các loại nhiên liệu (than đá,dầu mỏ,khí đốt,…) được giải phóng qua phản ứng cháy, biến đổi thành cơ năng và cuối cùng thành điện năng ở các nhà máy nhiệt điện. Cơ năng của dòng nước (sông,suối,thủy triều,…) được biến thành điện năng ở các nhà máy thủy điện.Tại các nhà máy điện nguyên tử, năng lượng giải phóng từ phản ứng hạt nhân (của các nguyên tố có nguyên tử lượng lớn) cũng được biến thành điện năng qua các quá trình biến đổi nhiệt → cơ → điện từ. Ngoài các công nghệ quan trọng nó trên những công nghệ năng lượng mới đang được nghiên cứu áp dụng như: Năng lượng mặt trời, năng lượng đia nhiệt, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, sinh khí,… Vào những năm 50 của thế kỷ trước, tuyệt đại đa số điện năng được sản xuất ra là ở các nhà máy nhiệt điện (trên 90%). Tuy nhiên theo thời gian tỉ lệ điện năng do các nhà máy nhiệt điện phát ra có xu hướng giảm dần, thủy điện tăng dần và có sự phát triển nhanh của phần điện năng do các nhà máy điện nguyên tử sản xuất. Điều này có thể được giải thích bởi sự cạn dần của các loại nhiên liệu và nhu cầu ứng dụng của nó vào lĩnh vực kinh tế khác ngày càng có giá trị hơn. Trong khi đó kỹ thuật xây dựng và khai thác thủy năng lại có những bước thay đổi vượt bậc, cho phép lắp đặt những tổ máy công suất lớn, đắp đập ngăn sông xây dựng những nhà máy thủy điện khổng lồ làm cho giá thành xây dựng (tính trên một đơn vị công suât lắp máy) ngày càng giảm Nhìn ra thế giới, chúng ta đã thấy sự phồn vinh kinh tế toàn cầu đã làm chuyển động mạnh mẽ tiêu thụ năng lượng ở mức kỷ lục. Tuy nhiên hậu quả đáng kể về môi trường ở nhà máy nhiệt điện đã đặt ra nhiệm vụ quan trọng của chính sách năng lượng bền vững là phát triển mạnh mẽ nguồn năng lượng phục hồi. Trong đó nguồn năng lượng phục hồi lớn nhất đã được công nghệ chứng minh là thủy điện. Đây chính là lời khẳng định to lớn về giá trị thực của thủy điện, như nguồn năng lượng phục hồi,sạch và bền vững. 4 Chính vì những lí do trên, trong khuôn khổ bài tiểu luận này, nhóm sẽ tìm hiểu sâu hơn về thủy điện và những vấn đề liên quan đến sự phát triển thủy điện trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Tuy nhiên, vấn đề chúng em đề cập đến có nội dung lý luận rất lớn nên bài tiểu luận không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót nhất định, vì thế chúng em mong nhận được ý kiến đóng góp từ giảng viên và tất cả các bạn sinh viên. Xin chân thành cảm ơn! 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 1.1 Vai trò của thủy năng Thủy năng hay năng lượng nước nói chung nhận được từ lực hoặc năng lượng của dòng nước, dùng để sử dụng vào mục đích có lợi. Thủy năng đã được sử dụng từ xa xưa thời nền văn minh Lưỡng Hà và Hy Lạp cổ đại, nơi mà các hạng mục thủy lợi đã được sử dụng từ thiên niên kỷ thứ VI trước Công nguyên. Thủy năng là nguồn năng lượng tái tạo, sạch và có vai trò then chốt trong phát triển bền vững với nhiều lý do khác nhau. Một trong những vai trò to lớn của thủy năng đó là biến đổi thành điện năng thông qua các công trình thủy điện, có khả năng cung cấp vận hành linh hoạt nhất, đáp ứng hầu hết các nhu cầu cấp tốc khi dao động phụ tải điện năng. Ngày nay, khi điện năng được thương mại hóa thì vai trò của thủy năng trong lĩnh vực thủy điện càng được nâng cao. Hội nghị chuyên đề Liên hiệp quốc về “Thủy điện và sự phát triển bền vững”, tổ chức ở Bắc Kinh năm 2004 đã nhấn mạnh sự quan trọng chiến lược của sự phát triển thủy điện trong xóa đói, giảm nghèo và sự làm giảm khói thải hiệu ứng nhà kính. Các hội nghị quốc tế khác như: “Hội nghị về năng lượng phục hồi” tổ chức ở Born năm 2004, Hội nghị bộ trưởng châu Phi về “Thủy điện và sự phát triển bền vững” tổ chức ở Johaunesburg năm 2006, được cam kết tăng cường phát triển thủy điện như một phương án năng lượng phục hồi chủ yếu, để thúc đẩy sự phát triển bền vững, hội nhập khu vực, an ninh nước và lương thực và thủ tiêu đói nghèo. Đối với Việt Nam, nhận thức được tầm quan trọng của thủy năng cũng như các điều kiện thuận lợi của đất nước để phát triển thủy năng nên từ rất sớm nước ta đã phát triển về thủy điện. Việt Nam nghiên cứu thủy điện theo phương châm chỉ đạo “Khai thác thủy năng được coi là con đường cơ bản xây dựng nguồn năng lượng quốc gia”. 6 1.2 Tổng quan về nhà máy thủy điện 1.2.1 Khái niệm, phân loại, chức năng, đặc điểm 1.2.1.1 Khái niệm Nhà máy thủy điện là nơi chuyển đổi sức nước (thủy năng) thành điện năng. Nước được tụ lại từ các đập nước với một thế năng lớn. Qua một hệ thống ống dẫn, năng lượng dòng chảy của nước được truyền tới tua-bin nước, tua-bin nước được nối với máy phát điện, nơi chúng được chuyển thành năng lượng điện. Gần 18% năng lượng điện trên toàn thế giới được sản xuất từ các nhà máy thủy điện. Tại Việt Nam vai trò của nhà máy thủy điện là rất quan trọng. 1.2.1.2 Phân loại  Nhà máy thủy điện kiểu đập: Xây dựng bằng cách xây các đập chắn ngang sông làm cho mức nước trước đập dâng cao tạo ra cột nước H có chiều cao khoảng 30 – 45m cho tới 250 – 300m. Nhà máy được bố trí ngay sau đập. Đập càng cao thì công suất NMTĐ càng lớn. Sơ đồ NMTĐ kiểu đập  Ưu điểm:  Có thể tạo ra những NMTĐ có công suất lớn, có khả năng tận dụng toàn bộ lưu lượng của dòng sông. 7  Có hồ chứa nước, mà hồ chứa nước là một công cụ hết sức hiệu quả để điều tiết nước và vận hành tối ưu NMTĐ, điều tiết lũ, phục vụ tưới tiêu và nhiều lợi ích khác.  Nhược điểm:  Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu  Vùng ngập nước có thể ảnh hưởng đến sinh thái môi trường (di dân, thay đổi khí hậu)  Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn: Thay vì phải xây một đập cao như với NMTĐ kiểu đập, trong NMTĐ kiểu kênh dẫn nước sẽ được đưa xuống nhà máy bởi một hệ thống kênh, máng, ống dẫn Sơ đồ NMTĐ kiểu kênh dẫn  Ưu điểm:  Vốn đầu tư nhỏ  Công suất ổn định (ít phụ thuộc vào mức nước)  Nhược điểm: không có hồ chứa nước, do đó không có khả năng điều tiết nước và điều chỉnh công suất.  Nhà máy thủy điện kiểu hỗn hợp: Với những địa hình thích hợp, bằng việc kết hợp xây dựng đập với kênh dẫn có thể tạo ra NMTĐ kiểu hỗn hợp có công suất lớn mà kinh phí nhỏ. Năng 8 lượng nước được tạo nên nhờ cả đập và kênh dẫn. Tận dụng chênh lệch độ cao phía dưới đập có thể nâng công suất lên đáng kể trong khi chỉ cần đầu tư thêm dàn ống dẫn nước từ trên cao xuống thấp. Nhà máy kiểu này được dùng cho các đoạn sông mà ở trên sông có độ dốc nhỏ thì xây đập ngăn nước và hồ chứa, còn ở dưới có độ dốc lớn thì xây dựng đường dẫn. Sơ đồ NMTĐ kiểu tổng hợp Trên đây là 3 loại NMTĐ phổ biến. Ngoài ra còn có NMTĐ thủy triều, NMTĐ tích năng 1.2.1.3 Chức năng NMTĐ có chức năng chính là biến đổi thủy năng thành điện năng. 1. 2. 3. 4. Năng lng nc Tua bin nc Máy phát Truyn ti đin năng Tiêu th  Kích t 9 Bên cạnh chức năng chính, NMTĐ còn có chức năng tổng hợp lợi ích của nguồn nước. Đó là: phục vụ tưới tiêu, chống lũ lụt, cung cấp nước ngọt, phát triển thủy sản, du lịch 1.2.1.4 Đặc điểm  Ưu điểm:  So với các nguồn năng lượng khác như nhiệt điện, điện hạt nhân thì thủy điện là nguồn năng lượng tái sinh rẻ tiền,sự dụng nguồn năng lượng vô tận của thiên nhiên, không phải chịu cảnh biến động giá nhiên liệu và là nguồn năng lượng sạch, đồng thời góp phần tích cực vào việc cung cấp điện năng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước.  Giá thành điện năng thấp, chỉ bằng 1/5 – 1/10 nhiệt điện.  Chi phí vận hành thấp, vận hành đơn giản, dễ dàng tự động hóa.  Tuổi thọ cao  Kết hợp được lợi ích phát điện với các lợi ích khác.  Nhược điểm:  Thời gian xây dựng lâu, vốn đầu tư ban đầu lớn.  Thường ở xa hộ tiêu thụ nên phải xây dựng hệ thống truyền tải tốn kém.  Nguồn nước cung cấp cho NMTĐ từ các dòng chảy tự nhiên thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào khí hậu, thời tiết.  Có nhiều ảnh hưởng tới sinh thái, môi trường.  Khó khăn trong việc tái định cư dân cư trong vùng hồ chứa. Gây ảnh hưởng đến vấn đề lịch sử, văn hóa của bộ phân dân cư này. 1.2.2 Cấu trúc của nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện bao gồm 3 hạng mục công trình lớn sau: 10 Công trình chính - Các công trình dâng nước và tháo nước: đập dâng, đập tràn, giếng tháo lũ Nhằm tạo cột nước phát điện, phân phối lại lượng nước theo yêu cầu và đảm bảo tháo lượng nước thừa về hạ lưu khi lũ về, tháo rác rưởi - Công trình năng lượng: công trình nhận nước, dẫn nước vào tua – bin, tháo nước về hạ lưu, nhà máy thủy điện (chứa tua – bin, máy phát điện, máy biến áp, trang thiết bị điều khiển, phân phối ), nhằm sản xuất phân phối điện. - Công trình vận chuyển tàu thuyền: âu thuyền, thiết bị nâng tàu thuyền Nhằm thông thương tàu thuyền giữa thượng và hạ lưu đập. - Công trình nuôi trồng thủy sản. - Công trình tưới tiêu: lấy nước, bể lắng cát, trạm bơm Nhằm đảm bảo cung cấp lượng nước cần thiết. - Công trình giao thông vận tải: cầu, đường bộ, đường sắt, đường cáp Công trình phục vụ Nhà ở, nhà văn hóa, nhà hành chính, đường xá, công trình cấp nước Nhằm đảm bảo vận hành bình thường công trình và đảm bảo nhu cầu cuộc sống của công nhân viên. Công trình tạm thời - Công trình dẫn dòng: đê, kênh - Các phân xướng sản xuất Tất cả là các công trình phục vụ giai đoạn thi công, sau khi thi công được tận dụng để đảm bảo lợi ích kinh tế. Cấu trúc của công trình chính gồm 3 tuyến chính:  Tuyến áp lực  Tuyến năng lượng  Tuyến hạ lưu [...]... sức nước biến đổi năng lượng của dòng chảy (thủy năng) thành cơ năng kéo máy roto máy phát điện quay theo tạo ra dòng điện Tổ hợp tua – bin thủy lực và máy phát điện gọi là “tổ máy phát điện thủy lực”  Ứng dụng của tua – bin nước  Tua – bin kéo trực tiếp máy phát  Tua – bin kéo máy phát qua bộ tuyến: vòng qua của tua – bin thường nhỏ hơn vòng quay của máy phát  Tua – bin kéo bơm: dùng để phục vụ... Sự phát triển của thủy điện trong các thời kỳ Phát triển điện lực nói chung và phát triển của thủy điện nói riêng là căn cứ vào sự phát triển kinh tế xã hội đất nước  Năm 1913, Lable, một kỹ sư người Pháp nghiên cứu khai thác nguồn nước tự nhiên thác Trị An khoảng 3000kw nhưng không được xét duyệt  Năm 1943, đưa vào vận hành thủy điện Auhroet (suối vàng) – nhà máy thủy điện đầu tiên của Việt Nam với... tổ máy, đây là nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam tính đến thời điểm đó  Từ 1981 – 1985: thủy điện Hòa Bình – Trị An vẫn trong giai đoạn xây dựng nên nguồn cung cấp điện năng chủ yếu vẫn là thủy điện Thác Bà – Đa Nhim  Từ 1986 – 1990: 2 tổ máy Hòa Bình (480MW) và Trị An (400MW) được đưa vào hoạt động, làm nâng sản lượng điện của thủy điện lên 5368,7 GWh chiếm 61.86% tổng sản lượng điện cả nước Đây... nhà máy thủy điện được đưa vào hoạt động như: Hòa Bình với đủ 8 tổ máy (1920MW), Trị An (400MW), Thác Mơ (150MW), Vĩnh Sơn (66MW), An Điểm (5,4MW), Dray Linh (12MW), làm nâng sản lượng điện năng từ thủy điện lên 10581,8 GWh, chiếm 72.29% tổng sản lượng điện cả nước  Từ 1995 – 2000: có sự tham gia thêm của 2 thủy điện Yaly với 2 tổ máy (360MW), Sông Ninh (70MW) làm nâng cao sản lượng điện năng từ thủy. .. điện năng từ thủy điện, tuy nhiên do sự phát triển của các lĩnh vực sản xuất điện khác mà tỷ lệ điện năng từ thủy điện chỉ chiếm 58 35% tổng điện năng sản xuất  Từ 2001 – 2005: một chương trình phát triển thủy điện “đại qui mô” được phát động Từ 2001 các thủy điện được đưa vào vận hành thêm là Hàm Thuận – Đa Mi (475 MW), Yaly vận hành bốn tổ máy (720 MW) Do năm 2005 là năm ít nước, thủy điện Đa Nhim sửa... cạn kiệt Các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí thiên nhiên hay than đá, và không cần phải nhập nhiên liệu Điều này xuất phát từ nguyên lý hoạt động của nhà máy thuỷ điện rất giản đơn, năng lượng của thuỷ điện chỉ lấy từ thế năng, do khác biệt về độ cao giữa hồ tích nước và vị trí tua - bin nước phát điện Là nhiên liệu chủ yếu của thuỷ điện, nước... nguy cơ to lớn do sự xây dựng các nhà máy thuỷ điện mang lại, không ít người lo lắng và chỉ muốn đẩy nhanh tốc độ giảm vai trò của thuỷ điện, đơn giản là xoá bỏ quy hoạch xây dựng thêm các nhà máy thủy điện mới, thậm chí đình chỉ một số nhà máy đã xây nhưng tiềm ấn cao các thảm hoạ Trường hợp Nhà máy Sông Tranh 2 là một điển hình nóng bỏng hiện giờ 30 Nhưng đối với các nhà hoạch định chính sách, bài toán... cao sản lượng điện từ thủy điện, tiếp tục để thủy điện đảm nhiệm vai trò vốn có, cung cấp lượng điện một cách ổn định, liên tục Khi nhu cầu về năng lượng nói chung và điện năng nói riêng càng ngày càng tăng cao, thủy điện không thể đáp ứng được, do đó cần tập trung phát triển các dạng năng lượng tái tạo khác như gió, năng lượng mặt trời, nguyên tử 31 KẾT LUẬN Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ... tạo nên khí nhà kính dioxit cacbon làm nóng khí hậu trái đất Một công trình nghiên cứu xếp thuỷ điện vào vị trí phát khí nhà kính ít nhất, tiếp đến là điện gió, điện hạt nhân và thứ tư là điện mặt trời Do đó, có thể coi đây là dạng năng lượng sạch  Xây dựng các công trình phụ trợ cho việc xây dựng và vận hành nhà máy thủy điện có các tác động đến kinh tế khu vực Cụ thể với dự án thủy điện Lai Châu... rất lớn của các công ty tư vấn phát triển điện, những người tiên phong khám phá ra tiềm năng thủy điện, ở những dòng sông, con suối của đất nước Và cũng từ khám phá ấy, các nhà tư vấn thủy điện đã dày công nghiên cứu, tìm ra các phương án tối ưu để khai thác các dòng sông, con suối đó Đó là công tác qui hoạch thủy năng nguồn nước 15 2.2 Công tác quy hoạch nguồn thủy năng để phát triển thủy điện Qui . VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 5 1.1 Vai trò của thủy năng 5 1.2 Tổng quan về nhà máy thủy. QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA THỦY NĂNG VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 1.1 Vai trò của thủy năng Thủy năng hay năng lượng nước nói chung nhận được từ lực hoặc năng lượng của dòng nước, dùng để sử dụng vào mục. Gần 18% năng lượng điện trên toàn thế giới được sản xuất từ các nhà máy thủy điện. Tại Việt Nam vai trò của nhà máy thủy điện là rất quan trọng. 1.2.1.2 Phân loại  Nhà máy thủy điện kiểu