Báo Cáo Chuyên Đề Năng Lượng Cho Phát Triển Bền Vững Năng Lượng Cho Phát Triển Bền Vững.pdf

Trong quá trình hoạt động, EVNGENCO 1 đã và đang sử dụng các công nghệ hiện đại và bền vững để sản xuất điện, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành điện năng tạiViệt Nam.. Nhằm đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

MÔN: NĂNG LƯỢNG CHO PHÁT TRIỂN

BỀN VỮNG

Tên chuyên đề : NĂNG LƯỢNG CHO PHÁT TRIỂN BỀN

VỮNG-CHUYÊN ĐỀ 10

GV: TS NGUYỄN TRƯỜNG GIANG

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

1.1 Một số khái niệm cơ bản về năng lượng và phát triển bền vững 5

1.1.1 Khái niệm và phân loại về năng lượng [1] 5

1.1.2 Định luật bảo toàn năng lượng [2] 6

1.1.3 Khái niệm về phát triển bền vững [3] 6

1.1.4 Các hệ thống thông số, đơn vị đo năng lượng phổ biến 7

1.1.5 Khái niệm chung về hệ thống năng lượng [6] 8

1.1.6 Các khái niệm khác [1] 9

1.2 Các thông số chính 10

1.2.1 Cường độ điện trên GDP 10

1.2.2 Công suất và công suất điện 11

1.3 Cấu trúc và thành phần chính của hệ thống diện 12

1.3.1 Nguồn điện [8] 13

1.3.2 Lưới điện [9] 14

1.3.3 Phụ tải điện [10] 14

2.1 Giới thiệu chung 16

2.2 Nội dung 16

2.2.1 Giới thiệu chung về Tổng Công ty phát điện 1 (EVNGENCO 1) [11] .16

2.2.2 Giới thiệu và tìm hiểu về công nghệ điện thủy triều [12] 18

2.2.3Tìm hiểu các công nghệ đốt than ứng dụng trong nhiệt điện than [13] .19

2.2.4 Phân tích đánh giá và đề xuất giải pháp để phát triển các nguồn điện nhằm giảm thiểu phát thải CO2 tại Việt Nam [14] 22

KẾT LUẬN CHUNG 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, năng lượng điện đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với sự phát triển và hoạt động của mỗi quốc gia Việt Nam là một quốc gia đang phát triển nhanh chóng, cũng đang đối mặt với nhiều thách thức và cơ hội trong lĩnh vực năng lượng điện Trong bối cảnh đó, Tổng Công ty Phát điện 1

(EVNGENCO 1) đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc cung cấp điện năng ổn định và bền vững cho đất nước Công ty hoạt động với tầm nhìn chiến lược là trở thành tổ chức hàng đầu trong việc cung cấp điện năng

và dịch vụ năng lượng tin cậy, bền vững và hiệu quả Trong quá trình hoạt động, EVNGENCO 1 đã và đang sử dụng các công nghệ hiện đại và bền vững

để sản xuất điện, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành điện năng tạiViệt Nam Một trong những công nghệ quan trọng mà EVNGENCO 1 sử dụng là công nghệ điện thuỷ chiều Đây là một phương pháp chuyển đổi năng lượng từ dòng nước chảy thành năng lượng điện sử dụng các thiết bị như tuabin nước và máy phát điện Công nghệ này không chỉ có hiệu suất cao mà còn giúp giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường, đóng góp vào việc giảm phát thải khí nhà kính Ngoài ra, EVNGENCO 1 cũng đã nghiên cứu và

áp dụng các công nghệ ứng dụng trong nhiệt điện than Nhiệt điện than là mộtnguồn năng lượng truyền thống và phổ biến tại Việt Nam, nhưng đồng thời cũng gây ra tác động tiêu cực lớn đến môi trường Tuy nhiên, thông qua việc nghiên cứu và sử dụng các công nghệ tiên tiến như nhiệt điện than siêu thanh, việc sản xuất điện từ nhiệt điện than đã được cải thiện về hiệu suất và giảm thiểu tác động xấu tới môi trường Ngoài việc tận dụng các công nghệ hiện

có, EVNGENCO 1 cũng đồng thời tìm kiếm và phát triển các giải pháp mới

và sáng tạo để giảm thiểu phát thải CO2 và phát triển các nguồn điện bền vững tại Việt Nam Nhằm đáp ứng mục tiêu về phát triển bền vững và giảm khí thải nhà kính, EVNGENCO 1 tập trung vào việc nâng cao hiệu suất năng lượng, đẩy mạnh sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, và nghiên cứu các công nghệ mới như lưu trữ năng lượng Trong bốicảnh tăng trưởng kinh tế và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cao tại Việt Nam, việc phát triển các giải pháp về nguồn điện nhằm giảm thiểu phát thải CO2 đóng vai trò vô cùng cần thiết

Để tìm hiểu rõ hơn vai trò và tầm quan trọng của năng lương phát triển bền vững nói chung, năng lượng điện nói riêng nhóm em đã quyết định chọn chuyên đề này làm để tài nghiên cứu của mình Nhóm em xin cảm ơn Trường Đại học Điện Lực, các thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật Điện và giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Trường Giang để hết sức tạo điều kiện, hướng dẫn nhóm để nhóm có thể hoàn thành bài báo chuyên đề này

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Một số khái niệm cơ bản về năng lượng và phát triển bền vững 1.1.1 Khái niệm và phân loại về năng lượng [1]

Năng lượng định nghĩa là khả năng sinh công hoặc thực hiện công Loài người thường xuyên tìm cách để chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, sau đó sử dụng chúng để thực hiện các công việc hoặc hành động phục vụ nhu cầu của con người Chẳng hạn như con người thường xuyên sử dụng năng lượng để tập luyện , suy nghĩ , hoặc dùng năng lượng để vận hành phương tiện di chuyển , hoặc dùng năng lượng để chạy các máy móc, thiết bị sản xuất, vv

Năng lượng có sáu loại phổ biến nhất: nhiệt, ánh sáng, chuyển động, điện, hóa học và hấp dẫn Các dạng này thường được chia thành hai nhóm thế năng

và động năng và chúng thường xuyên chuyển đổi giữa hai loại.Chẳng hạn nhưtuabin gió , khi gió chạm vào cánh quạt của tuabin gió, nó truyền động năng cho cánh quạt để quay Cánh quạt được gắn với một trục và một máy phát điện Khi trục quay, nó chuyển động năng thành thế năng dưới dạng năng lượng điện Các nguồn thế năng chính của năng lượng hóa học là than đá và khí tự nhiên Khi được đốt trong các nhà máy điện, chúng tạo ra động năng gồm năng lượng nhiệt và năng lượng điện

-Năng lượng thế năng: Năng lượng tích trữ phụ thuộc vào vị trí tương đối của thành phần hoặc bộ phận trong một hệ thống được gọi là thế năng Năng lượng hóa học, năng lượng cơ học, năng lượng hạt nhân và năng lượng hấp dẫn là một số loại năng lượng thuộc nhóm thế năng

+Năng lượng hóa học: là dạng năng lượng được lưu trữ trong các mạng liên kết phân tử và nguyên tử, chẳng hạn như năng lượng lưu trữ trong than đá, khí tự nhiên, xăng dầu, nhiên liệu sinh khối và các pin lưu trữ

+Năng lượng cơ học: là dạng năng lượng được lưu trữ trong các vật thể bởi lực căng, chẳng hạn như lò xo bị nén lại hoặc dây cao su bị kéo căng ra

Năng lượng hạt nhân: là loại năng lượng được lưu trữ trong các hạt nhân củanguyên tử, giúp giữ các hạt nhân liên kết với nhau Năng lượng có giá trị cao này sẽ được tạo ra khi các hạt nhân được kết hợp lại hoặc phân tách ra

+Năng lượng hấp dẫn: là dạng năng lượng được lưu trữ theo độ cao của vật thể Những đối tượng hấp dẫn hơn sẽ được đặt ở vị trí cao hơn Khi nước được xả xuống các kênh dẫn từ các hồ thủy điện ở vùng núi cao, thế năng trong nước được chuyển thành động năng, khiến nước chuyển động với vận tốc cao Sau đó, dòng nước đập vào các cánh của tuabin, khiến nó quay, tạo ranăng lượng điện

-Động năng là dạng năng lượng (1 đối tượng hoặc 1 hạt) trong trạng thái chuyển động của các vật thể, phân tử, nguyên tử, điện tử có do chuyển động Các dạng năng lượng thuộc nhóm động năng gồm có: năng lượng bức xạ,

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

năng lượng nhiệt, năng lượng chuyển động, năng lượng sóng âm, và năng lượng điện.

+ Năng lượng bức xạ: là loại năng lượng điện được tạo ra bởi các sóng vô tuyến, tia X, tia Gamma và ánh sáng nhìn thấy Nguồn năng lượng bức xạ điển hình nhất mà sự sống có thể tồn tại trên Trái đất là ánh sáng mặt trời

+Năng lượng nhiệt: là dạng năng lượng được tạo ra khi các nguyên tử và phân tử trong vật chất di chuyển Khi cá nguyên tử và phân tử chuyển động nhanh hơn, năng lượng nhiệt tăng lên Sự chuyển động trong lòng trái đất tạo

ra một dạng năng lượng nhiệt được gọi là năng lượng địa nhiệt chính

+Năng lượng chuyển động: là dạng năng lượng mà một vật thể lưu trữ khi

nó chuyển động Khi một vật thể chuyển động nhanh hơn, nó lưu trữ nhiều năng lượng hơn Năng lượng lưu trư này sẽ được tạo ra khi vật thể chậm lại Khi gió va đập vào các cánh quạt của tuabin điện gió, nó tạo ra nhiều năng lượng hơn như một dạng năng lượng chuyển động

+Năng lượng sóng âm: là dạng năng lượng của song chuyển động dọc theo vật chất Khi có lực tác động làm cho một vật thể rung lắc, sóng âm xảy ra và năng lượng được truyền qua vật thể dưới dạng sóng

+Năng lượng điện: là dạng năng lượng được tạo thành bởi sự chuyển động

có hướng của các hạt mang năng lượng, điện tử, dọc theo các dây dẫn hoặc vật chất khác

1.1.2 Định luật bảo toàn năng lượng [2]

Năng lượng không tự nhiên được sinh ra, cũng không tự nhiên bị mất đi,mà năng lượng chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác

Trong vật lý và hoá học, định luật bảo toàn năng lượng nói rằng tổng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi; tức là nó được bảo toàn theo thời gian

1.1.3 Khái niệm về phát triển bền vững [3]

Ủy ban Thế giới về Môi trường và phát triển của Liên Hợp Quốc WCED (Word Commission on Environment and Development): phát triển bền vững:

sự phát triển đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không làm tổn thương khả năng đápứng nhu cầu của cá thế hệ tương lai

-Phát triển bền vững:

+Là quá trình thay đổi mà đầu tư vào các nguồn tài nguyên hướng đến phát triển công nghệ đồng thời tạo ra các tiềm năng hiện tại và tương lai để đáp ứng nhu cầu và khát vọng của con người một cách hài hòa không làm ảnh hưởng tới sự phát triển trong tương lai

+Chiến lược phát triển bền vững hướng tới việc thúc đẩy tính hài hòa cả

trong nhân loại và giữa nhân văn và bản năng

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

1.1.4 Các hệ thống thông số, đơn vị đo năng lượng phổ biến

Theo từng quốc gia và khu vực, năng lượng có nhiều đơn vị khác nhau Sau đây là các đơn vị chỉ thị năng lượng phổ biến:

Bảng đơn vị phổ biến của năng lượng [4]

8 ktoe thousand tonnes of oil equivalent

9 Mtoe million tonnes of oil equivalent

10 MBtu million British thermal units

Bảng Hệ số quy đổi giữa các đơn vị năng lượng [4]

Giá trị tạo ra năng lượng nhiệt của các dạng nguồn năng lượng cũng có thể quy đổi cho nhau, thường được quy đổi sang đơn vị tạo ra năng lượng (TOE) Ngoài ra, hệ số quy đổi sang năng lượng phát thải khí CO2 được cung cấp

như sau:

Bảng Hệ số quy đổi nhiệt và phát thải [5]

TOE

Hệ số phát thải (kgCO2 /GJ)

2 Than xuất nhập khẩu tấn 0,56

3 Than cho sản xuất điện tấn 0,4956÷0,4985 26,8

5 Than cho công nghiệp tấn 0,5927÷0,5949 26,8

1.1.5 Khái niệm chung về hệ thống năng lượng [6]

Hệ thống năng lượng là một hệ thống được xác định rõ ràng trong đó các

dòng năng lượng đi vào hệ thống để thực hiện các hoạt động nhất định Hệ

thống năng lượng đại diện của tất cả các hoạt động kỹ thuật cần thiết để cung cấp các dạng năng lượng khác nhau cho các hoạt động sử dụng cuối cùng

Thông thường, người ta sử dụng một sơ đồ để tổng hợp dữ liệu về tất cả các sản phẩm năng lượng đi vào, đi ra và sử dụng trong một hệ thống (ví dụ: lãnh thổ quốc gia của một quốc gia) trong một khoảng thời gian tham chiếu

Sơ đồ này sẽ hiển thị các hoạt động, công nghệ và dòng năng lượng từ

nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp đến sử dụng cuối cùng và các dịch vụ

năng lượng hữu ích

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

Hình: Sơ đồ hệ thống năng lượng

1.1.6 Các khái niệm khác [1]

Năng lượng sơ cấp là dạng năng lượng chứa trong tài nguyên thiên nhiên Chẳng hạn như dầu mỏ khí thiên nhiên, than … Trong các thống kê về năng lượng, trữ lượng hoặc cung cấp, tiêu dùng năng lượng thường được sử dụng khái niệm năng lương sơ cấp

Năng lượng thứ cấp: là các dạng năng lượng thu được sau quá trình sản xuất, chuyển hóa từ năng lượng sơ cấp Có 2 dạng năng lượng thứ cấp phổ biến hiện nay là điện năng và nhiệt năng

Năng lượng cuối cùng là kết quả của quá trình biến đổi các nguồn năng lượng sơ cấp, là năng lượng dư lại sau khi không thể chuyển đổi thành dạng năng lượng khác

Năng lượng hữu ích là mức năng lượng mà có thể sử dụng để thực hiện côngviệc hữu ích hoặc thực hiện những hành động tiêu tốn năng lượng để sản xuất dịch vụ hoặc sản phẩm Năng lượng điện được sử dụng để cung cấp ánh sáng nhiệt và điện tại các gia đình và doanh nghiệp Trên thực tế, việc sử dụng năng lượng sẽ luôn có một phần bị lãng phí, tiêu hao Trên thực tế, việc sử dụng năng lượng sẽ luôn có một phần bị lãng phí, tiêu hao

Cân bằng năng lượng: là một biểu diễn dạng bảng của hệ thống năng lượng thể hiện một cách tổng hợp lượng năng lượng được sử dụng trong các hoạt động nhất định Cân bằng năng lượng có thể được sử dụng để mô tả việc sử dụng năng lượng trong một quốc gia Một phân tích kỹ lưỡng về cân bằng năng lượng có thể cung cấp cho chúng ta một số thông tin về cách hệ thống năng lượng được thiết kế và cách thức vận hành Cân bằng năng lượng cho thấy tầm quan trọng tương đối của các loại nhiên liệu khác nhau trong đóng góp của chúng cho nền kinh tế

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

Biểu đồ Sankey: là một biểu đồ thể hiện sự chuyển đổi và dòng chảy của năng lượng, vật liệu hoặc dữ liệu trong một hệ thống năng lượng.

Năng lượng không tái tạo: là nguồn năng lượng có sẵn không thể tái tạo có thể kể đến như: xăng dầu, khí tự nhiên, than đá và hạt nhân Hiện nay những dạng năng lượng than đá xăng dầu đang dần cạn kiệt do sự khai thác quá mức của con người

Năng lượng tái tạo: là dạng năng lượng có thể tái tạo lại dễ dàng sau quá trình khai thác có thể kể đến như: thủy điện, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt Năng lượng tái tạo là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng trong lịch sử phát triển của loài người

1.2 Các thông số chính

1.2.1 Cường độđiện trên GDP

Để đánh giá được hiệu quả sử dụng năng lượng đối với mỗi quốc gia, người

ta đưa ra Cường độ điện GDP Cường độ điện GDP được định nghĩa là sự tiêuthụ năng lượng điện để tạo ra 1000USD đóng góp vào tổng thu nhập quốc dânGDP

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 0

Cường độ GDP của Việt Nam(kWh/1000USD)

Hình: Cường độ điện trên GDP của Việt Nam(kWh/1000USD) [7]

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

Cường độ điện trên GDP của Việt Nam có xu hướng tăng lên, điều này chỉ

ra rằng việc sử dụng năng lương của chúng ta chưa được hiệu quả Có hai nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng này đó là:

+Ngành nông nghiệp hiện sử dụng nhiều máy móc cơ khí và tiêu thụ nhiều năng lượng Mặt khác, lợi ích của ngành nông nghiệp đối với GDP vẫn còn rất thấp

+Sử dụng điện đang thay thế than và củi Để nấu ăn, phần lớn người dân chuyển sang sử dụng bếp điện thay vì than củi và bình ga Các phương tiện sửdụng điện thay vì xăng dầu cũng ngày càng phổ biến

Mal

aysia

Phili

ppines

Sing

apore

Thái

Lan

Hoa Kỳ

Vi

Nam (2017)

Vi

Nam (2019) 0

Việt Nam có giá trị cao gấp 1,65 lần so với Trung Quốc và 6.28 lần so với Nhật Bản khi so sánh chỉ số cường độ điện trên GDP Điều này cho thấy rằng chúng ta phải nhanh chóng đưa ra các chính sách khuyến khích sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm

1.2.2 Công suất và công suất điện

Công suất: Công suất được định nghĩa là tốc độ thực hiện công, hoặc là tốc

độ để năng lượng được chuyển từ đối tượng này sang đối tượng khác, hoặc từ dạng này sang dạng khác

vị là J/s Tuy nhiên, để tưởng nhớ đến kỹ sư cơ khí người Scotland, James

Luận văn thạc sĩ Kinh tế

Watt (1736-1819) nên hiện nay theo đơn vị chuẩn quốc tế thì công suất có đơn vị là W.

Công suất theo cơ học: là công thực hiện khi dịch chuyển một đối tượng

theo đơn vị thời gian

Công suất điện : công suất điện cũng tương tự như công suất cơ học, năng

lượng được truyền theo các phần tử của mạch điện Theo định nghĩa, điện áp

là sự chênh lệch điện thế giữa 2 điểm khác biệt trên một đơn vị điện tích Từ

đó ta có năng lượng truyền thông qua mạch có điện áp V(V) sẽ là:

Ở đây :I là dòng điện chạy trong mạch (A)

Bảng Quy đổi đơn vị công suất

1.3 Cấu trúc và thành phần chính của hệ thống diện

Hệ thống điện của Việt Nam bao gồm ba thành phần chính: nguồn điện, lướiđiện và phụ tải Hệ thống này sản xuất, truyền tải và phân phối điện cho 64 tỉnh thành trên toàn quốc

Hình Thành phần chính của hệ thống điện

1.3.1 Nguồn điện [8]

Nguồn điện là khái niệm được dùng để chỉ những vật, thiết bị có khảnăng cung cấp điện cho các thiết bị, máy móc sử dụng điện trong đời sống sinh hoạt cũng như trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, nghiên cứu khoa học của con người Trong mỗi nguồn điện đều tồn tại hai cực đó là cực âm (–) và cực dương (+)

Năm 2020, hệ thống điện của Việt Nam có tổng công suất hơn 60.000 MW

từ các nguồn điện khác nhau như thủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí, nhiệt điện dầu, điện mặt trời, điện gió và điện sinh khối., trong đó tỷ trọng các loại nguồn như sau:

Hình Tỷ trọng các loại nguồn điện năm 2020

Sự phân bố và đặc thù của các nguyên liệu sơ cấp là một trong những yếu tốchính tạo nên sự phân bố của các nguồn điện Chủ yếu thủy điện được tạo ra

ở miền Bắc và miền Trung, nơi có nhiều sông ngòi và địa hình lý tưởng Miềnbắc với các mỏ than đặc biệt là than Quảng Ninh và miền Nam có nhiều cảng biển lớn thuận lợi trong việc nhập khẩu than Miền Trung và miền Nam ở gầnxích đạo , tồn tại những vùng khô nắng nhiều gió là điều kiện phù hợp làm điện gió và điện mặt trời Trong gần 9.000MW điện mặt trời thì gần

6.000MW ở miền Nam và 2.600MW ở miền Trung Nguồn tuabin chạy khí

Luận văn thạc sĩ Kinh tế