Nghiên ứu mô hình lai ghép các nguồn năng lượng mới và tái tạo đối với các khu tái định cư và vùng sâu vùng xa

Do vậy, việc cung cấp năng lượng cho vựng sõu, vựng xa trong chương trỡnh n ng lă ượng nụng thụn cần tập trung nghiờn cứu phương ỏn khai thỏc và sử dụng hiệu quả cỏc nguồn thủy n ng nhỏ,

Ngêi híng dÉn khoa häc: ts NGUYÔN L¢N TR¸NG

hµ néi 2005

Để hoàn thành bản luận văn này, tác giả vô cùng biết ơn sự hớng dẫn và chỉ đạo tận tình của TS Nguyễn Lân Tráng, bộ môn Hệ Thống Điện tr– ờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tác giả cũng xin ch n th nh câ à ảm ơn s giự úp

MỞ ĐẦU

Cho tới nay và nhiều n m sau nữa, diện tích và quy mô dân số ở nông ăthôn Việt Nam vẫn chiếm tỷ trọng lớn trên tòan quốc Như vậy nhu cầu tiêu thụ n ng lượng ở các khu vực này chiếm một phần áng kể nhu cầu của cả ă đnước Tuy nhiên hiện nay họ vẫn dùng các dạng năng lượng tại chỗ như: chất đốt sinh vật, sức kéo ộng vật và của con người và chỉ đ được hỗ trợ một phần bởi n ng lượng thương mại: iện, than, dầu Hiện nay vẫn còn rất nhiều ă đvùng sâu vùng xa hay các hải ảo xa xôi nguồn iện lưới không thể kéo tới đ đ

được hoặc ến ược nhưng không đảm bảo điều kiện về các chỉ tiêu kinh tế đ đTrong những năm vừa qua nước ta ã ạt đ đ được những tiến bộ áng kể đtrong công cuộc xóa đói giảm nghèo và phát triển xã hội Tuy nhiên Việt Nam vẫn là một quốc gia nghèo với hơn 78% tổng số dân và 90% dân nghèo tập trung ở nông thôn Chính phủ Việt Nam ã nhận thức rõ rằng dịch vụ cung đcấp điện n ng là một công cụ quan trọng giúp người dân nông thôn cải thiện ăchất lượng cuộc sống và t ng thu nhập Vì vậy nă ăng lượng chiếm vị trí rất quan trọng và quyết định đối với việc phát triển kinh tế xã hội Nhằm đá- p ứng nhu cầu năng l ợng ngày càng tư ăng cho nền kinh tế ất nđ ước, ngoài việc

áp dụng công nghệ mới trong sản xuất, biến ổi và sử dụng nđ ăng lượng, đòi hỏi phải a dạng hoá nguồn đ cung cấp, khai thác tối đa các nguồn n ng l ợng ă ưtrong nước một cách có hiệu quả

Bên cạnh việc đầu t và mở rộng thêm các khu công nghiệp khai thác ưcác nguồn năng l ợng sơ cấp(than, dầu, khí ốt), xây dựng thêm các nhà máy ư đđiện mới sử dụng các nguồn thủy năng, n ng lưă ợng hoá thạch và năng lượng nguyên tử thì việc phát triển các nguồn iện sử dụng năng lượng mới và tái đtạo có quy mô vừa và nhỏ (như các nhà máy điện ịa nhiệt, thủy iện nhỏ, đ đnăng lượng gió, năng lượng mặt trời, sinh khối, ) đang được khuyến khích

Đây cũng là xu h ớng mới trên thế giới nhằm khắc phục sự cạn kiệt dần các ưnguồn tài nguyên thiên nhiên, giảm bớt sự ô nhiễm và các ảnh h ởng xấu tác ư

động ến môi tr ờng chung của sự sống toàn nhân loại đ ư

Tiềm năng của n ớc ta về các nguồn năng lượng mới và tái tạo là rất ưlớn và được phân bố tương đ đối ồng ều trên tất cả các vùng Trong , tiềm đ đó

năng về thủy iện nhỏ, nđ ăng l ợng gió, n ng lư ă ượng mặt trời và khí sinh học chiếm vị trí đáng kể Do vậy, việc cung cấp năng lượng cho vùng sâu, vùng

xa trong chương trình n ng lă ượng nông thôn cần tập trung nghiên cứu phương

án khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn thủy n ng nhỏ, nă ăng lượng mặt trời, năng lượng gió, khí sinh học…Trước mắt, cần ưu tiên giải quyết vấn đề cung cấp chất ốt và cung cấp iện cho phụ tải khu vực nông thôn đ đ

Ở Việt nam hiện nay, iện khí hoá nông thôn là một chính sách lớn của đ

Đảng và Nhà n ớc Trong quá trình thực hiện, nhiều ư địa phương miền núi nằm cách xa lưới iện quốc gia, ịa hình rất khó kh n, phức tạp H n nữa, đ đ ă ơdiện tích lãnh thổ của các xã miền núi th ờng là rất lớn (có những xã có diện ưtích gần bằng một tỉnh ồng bằng), các bản dân c rải rác nên có thể bản ở đ ư trung tâm xã dễ kéo iện lđ ưới ến nhđ ưng các bản còn lại trong xã thì không thể kéo iện lđ ư đới ến do địa hình quá khó khăn, phức tạp và iều kiện kinh tế đkhông cho phép Thậm chí, một số khu vực ưa dân ến tái đ đ định c ể xây ư đdựng công trình thủy iện Hòa Bình đ đã thực hiện cách đây hàng chục năm

nh ng ư đến nay vẫn chưa có nguồn iện sử dụng, mặc dầu công trình thủy điện đnày đã cung cấp l ợng iện rất lớn ư đ cho hệ thống điện quốc gia ó là một Đthực tiễn cần phải được quan tâm giải quyết dứt điểm

Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng iện ngày càng cao cần phải nghiên đcứu kết hợp phát triển lưới điện quốc gia với việc sử dụng các dạng năng

lượng khác (nh thủy iện nhỏ, iện mặt trời, iện gió, khí sinh học ).ư đ đ đ

Với những kiến thức tiếp thu được trong thời gian học tập, nghiên cứu tại lớp Cao học khoá 2003 - 2005, ngành Hệ Thống Điện của Trung tâm đào tạo Sau Đại học thuộc tr ờng ư Đại học Bách khoa Hà Nội qua sự giảng dạy của các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sỹ thuộc Trung tâm và ặc biệt là sự đ

hướng dẫn tận tình của thầy giáo, Tiến sỹ Nguyễn Lân Tráng giảng viên Bộ – môn Hệ Thống iện, Tr ờng ại học Bách khoa Hà nội cùng với các thầĐ ư Đ y cô giáo trong khoa và Trung tâm Năng lượng mới và tái tạo-Viện Năng Lượng, học viên ã mạnh dạn viết luận v n tốt nghiệp với ề tài: “đ ă đ Nghiên cứu mô hình lai ghép các nguồn năng lượng mới và tái tạo ối với các khu tái đ định

c ư và vùng sâu vùng xa”

Nội dung của bản luận văn gồm 4 chương:

Chương I: Đánh giá tổng quan về nguồn năng lượng mới và tái tạo Chương II: Mô hình lai ghép các nguồn phát iện có sử dụng năng đlượng mới và tái tạo

Chương III: Ứng dụng các mô hình lai ghép sử dụng năng lượng mới

và tái tạo đối với các khu tái định c và vùng sâu vùng xa ư

Chương IV: Kết luận và kiến nghị

Khuôn khổ chuyên đề có thể ch a ư đề cập hết các nội dung cần quan tâm, bài viết có thể còn những khiếm khuyết mắc phải, học viên viết đề tài xin được lượng thứ

Xin chân thành cảm ơn

CH ƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NĂ NG

L ƯỢNG MỚI

-

1.1 Khái quát tình hình khai thác, sử dụng một số nguồn năng

lượng mới và tái tạo

Các nguồn năng lượng mới và tái tạo (renewable energy resources) là các nguồn năng lượng luôn được sinh ra, luôn được tái tạo theo thời gian bởi những hoạt ộng của tự nhiên và nếu không được khai thác thì nó sẽ tự tiêu đhủy và có thể gọi ó là sự lãng phí Nđ ăng lượng mới và tái tạo còn được biết

đến d ới những tên gọi khác theo những tính chất u việt của ư ư nó đối với môi trường và xã hội nh : năng lượng xanh (green energy), năư ng l ợng sạch ư(clean energy) Tiềm n ng các nguồn nă ăng lượng mới và tái tạo trên thế giới

có thể coi là vô tận nh ng phân bố không ồng ều, tùy thuộc vào các ư đ đ điều kiện địa lý, điều kiện tự nhiên của từng khu vực trên trái đất

Có nhiều dạng năng lượng mới và tái tạo, tuy nhiên hiện nay mới có một số dạng đang được nghiên cứu sâu h n, ứng dụng nhiều h n và phát triển ơ ơrộng hơn như: thủy năng (hydraulic energy); năng lượng gió (wind energy); năng lượng mặt trời (solar energy); năng lượng sinh khối (biomass); khí sinh học (biogas); ịa nhiệt (geothermal energy), nđ ăng lượng thủy triều (tidal energy) Hầu hết các dạng năng lượng này đều được khai thác dưới dạng điện năng, nhiệt n ng hoặc n ớc nóng ă ư

Phạm vi ứng dụng của các nguồn năng lượng mới và tái tạo cũng rất rộng và hầu hết trong các ngành kinh tế (nh : khoa học vũ trụ, iện lực, thông ư đtin liên lạc, bảo ảm hàng hải, y tế, hóa chất, du lịch ) và phục vụ đ đời sống sinh hoạt của nhân dân, đặc biệt là các vùng nông thôn, miền núi

Các nguồn năng lượng mới và tái tạo hiện càng ngày càng được các quốc gia, các tổ chức trên thế giới quan tâm nhiều h n trong nghiên cứu, phát ơ

triển khai thác và ứng dụng Việc khai thác các nguồn năng lượng này, ngoài vấn ề phụ thuộc vào iều kiện tự nhiên của từng vùng, từng khu vực còn tùy đ đtheo điều kiện kinh tế xã hội và chính sách của từng quốc gia, vùng lãnh thổ - Trong 10 năm trở lại ây những công ty n ng lượng hàng ầu thế giới như đ ă đSell (USA), Siemens (Đức), BP (Anh), Kyocara, Sanyo (Nhật) đã có những đầu tư rất lớn cho những nguồn NLM&TT vì họ xác định NLM&TT là thị trường chính của thế kỷ 21 Các quốc gia công nghiệp phát triển cũng định hướng nguồn n ng lượng tương lai là nguồn NLM&TT.ă

1.1.1- Trên thế giới

1.1.1.1- Năng lượng gió

Từ những n m 60 của thế kỷ tră ước, các turbine gió phát điện đã ợc đưnghiên cứu, ứng dụng với qui mô công suất nhỏ và ngày càng lớn dần Mỹ là

nước i đầu trong việc phát triển ứng dụng turbin gió phát iện, tiếp đ đ đến là các nước: Hà lan, an mạch, Cộng hoà liên bang Đ Đức, Ấn ộ, Tây ban nha đCác turbine gió phát điện th ờng có công suất khá lớn, từ 50 kW ến 1.000 ư đ

kW Ở Mỹ đã chế tạo thử nghiệm một số turbine gió có công suất từ 2.000

kW đến 3.000 kW Song cho ến nay, loại turbine gió phát iện có công suất đ đ

từ 250 kW ến 650 kW được ứng dụng phổ biến nhất Các turbine gió thđ ường được xây dựng thành cụm mà người ta thường gọi là cánh đồng gió phát điện

với qui mô công suất thường từ 20 MW đến 100 MW

Khoảng 30 năm sau , đó một số quốc gia châu Âu, Mỹ và Ấn ộ đãđ có

sự đột biến mạnh mẽ trong việc phát triển ứng dụng ộng cđ ơ gió phát điện

Nước ức đã dẫn đĐ ầu thế giới về tổng công suất lắp ặt Tính ến n m 2000, đ đ ă

Đức có tổng công suất lắp ặt là 6.113 MW, tiếp theo là Mỹ với 2.495 MW, đTây ban nha: 2.481 MW, Đan mạch: 2.301 MW và Ấn ộ là 1.109 MW.đ

Số liệu tại bảng 1.1 dưới đây cho thấy công suất các dự án iện gió đãđlắp đặt của các nước trên thế giới, tính đến n m 2002 (số liệu của RE World ăReview và Wind power Monthly 2002)

Bảng 1.1: Công suất các dự án iện gió đ đã lắp ặt trên thế giới đ đ ến n m 2002 ă

TT Tên nước

Tổng công suất [ MW]

TT Tên nước

Tổng công suất [ MW]

Úc Các nước Pacific Các nước Bắc Phi Trung đô ngCác nước SNG

21

(Nguồn: Viện N ăng lư ợng)

1.1.1.2- Pin mặt trời

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng khổng lồ, vô tận Hàng năm, nguồn năng lượng này cấp xuống trái đất một lượng n ng lượng gấp 20.000 ălần nhu cầu tiêu thụ năng lượng của con người Song đến nay, việc khai thác

sử dụng nguồn năng lượng này còn quá nhỏ bé so với tiềm n ng Từ ngàn xă ưa con người đã biết sử dụng n ng lượng mặt trời để phục vụ cho cuộc sống của ămình như: phơi, sấy các nông, lâm và hải sản sau thu hoạch Tuy là nguồn năng lượng lớn song lại không tập trung, mà phân bố rải rác đôi khi không liên tục Vì vậy, việc khai thác, sử dụng nguồn năng lượng này phải đòi hỏi nghiên cứu ứng dụng ở trình độ công nghệ cao Một trong những kỹ thuật được nghiên cứu ứng dụng thành công nhất và phát triển mạnh nhất là công nghệ pin mặt trời Công nghệ này đã phục vụ cho nhiều ngành khoa học tiên tiến nh nghiên cứu vũ trụ, thông tin liên lạc, dự báo thời tiết và phục vụ ư thiết thực trong việc cung cấp điện năng cho sản xuất và sinh hoạt của cuộc sống con người Các nước nh Mỹ, Nhật bản, Ấn ộ, Trung quốc, Italy, ư đInđônêsia, Thái lan, Philípin là những n ớc có sản lư ượng sản xuất và ứng dụng pin mặt trời nhiều nhất trên thế giới

Tổng công suất lắp ặt ứng dụng pin mặt trời trên thế giới tính đ đến cuối

năm 2001 (số liệu từ Viện N ng lượng) là 1.950 MW, trong đóă 6 nước nhiều nhất là: Nhật bản: 465 MW; ức: 200 MW; Mỹ: 185 MW; Ấn ộ : 96 MW; Đ đ

thoát lên gần bề mặt qua các vết rạn trong lòng đất và được giữ lại trong những khối á (các hang giữa những khối á không thấm nđ đ ước) và được gọi

là những hồ địa nhiệt (geothermal reservoir) Đây chính là những nguồn địa

nhiệt năng có thể khai thác để sử dụng ịa nhiệt nĐ ăng được sản xuất dưới dạng nước và h i nóng Đơ ịa nhiệt n ng cũng được sử dụng ể sản xuất iện ă đ đNguyên lý sản xuất iện từ ịa nhiệt đưđ đ ợc biểu hiện tại các sơ đồ: hình 1.1; hình 1.2; hình 1.3 và hình 1.4 dư đới ây:

Hình 1.1- S ơ đồ nhà máy iện đ địa nhiệt

(Nguồn: U.S Department of Energy, http://www.eia.doe.gov/kids/renewable/geothermal.html)

Hình 1.2- Điện ịa nhiệt hơi khô đ

Hình 1.3- Điện ịa nhiệt nước nóng đ

(Nguồn: National Renewable Energy Laboratory, US (NREL))

Hình 1.4- Điện ịa nhiệt chu trình đôi đ

(Nguồn: National Renewable Energy Laboratory, US (NREL))

Năm 1960, nhà máy điện địa nhiệt lớn đầu tiên được khai trương và vận hành tại Geysers (California Mỹ) với công suất 11 MW Tính đến n- ăm

2000, có khoảng 20 quốc gia trên thế giới ứng dụng điện địa nhiệt với tổng công suất vào khoảng 8.000 MW (chiếm 0,25% tổng công suất iện toàn thế đgiới) Mỹ là quốc gia dẫn ầu, tiếp ến là Philippines, Italy, Meexico, đ đIndonesia (xem bảng 1.2 dư đới ây)

Bảng 1.2: Công suất ặt của các nhà máy iện đ đ địa nhiệt trên thế giới

Tên nước 1995

(MW)

2000 (MW) Tên nước

1995 (MW)

2000 (MW)United States 2,817 2,228 Kenya 45 45

là những quốc gia dẫn ầu về việc sản xuất biogas.đ

Biogas được sản xuất từ nhiều nguyên liệu khác nhau như: phân gia súc, gia cầm; giấy báo, cỏ, lá cây Trong luận v n chỉ ă đề cập ến các nguyên đliệu phân gia súc, phân gia cầm và phân người

Tiềm năng lý thuyết được xác ịnh trên c sở số lưđ ơ ợng àn gia súc, gia đcầm và dân số của từng vùng, từng quốc gia trong từng thời kỳ với các thông

Tỷ lệ chất khô (%)

Hiệu suất sinh khí (lít/kg khô)

Sản lượng khí sinh học (m3/n m.con)ă

(Nguồn: Viện năng lư ợng)

1.1.1.5- Năng lượng thủy triều:

Thủy triều là dao ộng tuần hoàn của mực n ớc biển do sức hút của đ ưmặt trăng, mặt trời và các lực hướng tâm bởi sự quay của trái đất

Vào thế kỷ 18, nhiều nước nh ưPháp, Canada, Mỹ, Nga, Ý, Anh đã lợi dụng thủy triều để làm quay các cối xay Năm 1967, nhà máy điện thủy triều

đầu tiên trên thế giới được xây dựng ở La-r ng-x (Pháp) với công suất 544 ă ơ

MW được đưa vào vận hành (biên ộ thủy triều trung bình ở đ đây là 8,5 mét) Năm 1968, Liên xô (cũ) đã đưa vào vận hành nhà máy điện thủy triều công suất 800 kW (2 tổ máy 400 kW) tại vịnh Ki xla trên bờ biển Ba- -ren (biên độ thủy triều ở đây là 4 mét) Các quốc gia khác như Mỹ, Na-uy, Trung quốc, Canada cũng đã xây dựng một số nhà máy loại nhỏ với mục ích nghiên cứu, đthử nghiệm

Theo đánh giá của các chuyên gia, trên trái ất có khoảng 100 vùng bờ đbiển có thể xây dựng các nhà máy thủy triều với tổng sản l ợng hàng nư ăm

khoảng 26 triệu MWh Những n i thích hợp ể xây dựng phải có biên ơ đ độ thủy triều trên 4 mét và địa hình thuận lợi ể xây dựng ập (cửa sông, vịnh, vũng).đ đ

1.1.2- Tại Việt nam

Ở nước ta, việc phát triển năng lượng mới và tái tạo đã trải qua trên 20 năm Trong giai đoạn còn tồn tại chương trình 52C (1985 - 1990), với nguồn kinh phí ít ỏi, chương trình tập trung nghiên cứu và phát triển nhằm mục tiêu:

"triển khai ứng dụng rộng rãi các thành tựu khoa học kỹ thuật về lĩnh vực năng lượng mới và tái tạo nh khí sinh học, sinh khối, nư ăng lượng mặt trời, thủy iện nhỏ, nđ ăng lượng gió và ịa nhiệt nhằm giải quyết một phầnđ khan hiếm năng l ợng ở nư ước ta, nâng cao một bước đời sống tinh thần và vật chất của người dân ở các vùng nông thôn và vùng rừng núi hải ảo xa xôi hẻo đlánh, góp phần chống tệ nạn phá rừng, bảo vệ sinh thái và môi tr ờng vốn đãư

bị tàn phá nặng nề trong chiến tranh, góp phần cải thiện bộ mặt văn hóa - xã hội nông thôn"

Chương trình bao gồm 6 nội dung: iều tra tài nguyên bức xạ mặt trời đ

và gió; khí sinh học và sinh khối; năng lượng mặt trời; năng lượng gió và thủy điện; nghiên cứu năng lượng địa nhiệt; những yếu tố kinh tế kỹ thuật - - xã hội của việc ứng dụng năng lượng mới và tái tạo

Đây là một chương trình nghiên cứu chủ yếu cho ịa bàn nông thôn Từ đkhi chương trình kết thúc (năm 1990), n ng lă ượng mới và tái tạo phát triển không theo một ịnh hđ ướng nào Các c ơquan thực hiện các ề tài nghiên cứu đhoặc dự án triển khai theo h ớng riêng của mình và phụ thuộc nhiều vào ưngười cấp vốn Không có một tổ chức quốc gia nào quản lý lĩnh vực này 1.1.2.1- Thủy iện nhỏ:đ

Tính đến nay, chúng ta đã xây dựng và đưa vào khai thác trên toàn quốc h n 500 trạm thủy iện nhỏ (mini hydropower) có công suất từ 5 ơ đ đến

10.000 kW/trạm, tổng công suất lắp đặt hơn 80 MW, sản l ợng hàng nư ăm vào khoảng 120 ến 150 triệu kWh Hiện nay, số trạm còn hoạt ộng khoảng 130 đ đ(30% số lượng trạm đã xây dựng) Công suất còn hoạt động khoảng 50 MW (chiếm 60% công suất xây dựng) Các trạm này chủ yếu có công suất lắp đặt trên 100 kW

Tổng hợp hiện trạng thủy điện nhỏ các tỉnh được giới thiệu ở bảng 1.4

NguyÔn H÷u Minh Hà nội-09/2005

Bảng 1.4- Hiện trạng thủy điện nhỏ ở Việt Nam

< 50kW 50 100kW- 100 500kW- > 500kW Tổng cộng

Số trạm

Tổng công suất (kW)

Số trạm

Tổng công suất (kW)

Số trạm

Tổng công suất (kW)

Số trạm

Tổng công suất (kW)

Số trạm

Tổng công suất (kW)

-Ngoài thủy iện nhỏ, theo số liệu đ ước tính từ Viện N ng lă ượng, hiện nay

có khoảng 120.000 tổ máy thủy iện cực nhỏ (micro hydropower) với công suất đ

từ 0,1 kW/tổ ến 5 kW/tổ đã đưđ ợc lắp đặt Tổng công suất khoảng từ 20 MW

đến 25 MW và sản l ợng iện hàng n m từ 18 ư đ ă đến 20 triệu kWh

Số liệu thống kê của một số vùng được giới thiệu ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Hiện trạng lắp đặt các tổ máy thủy điện cực nhỏ ở một số vùng-

(Nguồn: Viện n ăng lư ợng)

Cho đến nay, khai thác nguồn năng lượng thủy iện nhỏ đưđ ợc đánh giá là kinh tế nhất trong một số dạng năng lượng mới và tái tạo Tuy nhiên, việc khai thác còn chưa có hiệu quả bởi một số tồn tại sau:

+ Số liệu quan trắc khảo sát về thủy văn, địa chất, địa hình Việc thi công

và lắp đặt chưa tuân thủ theo quy trình, quy phạm nên khi đưa vào vận hành thì hiệu quả kém

+ Các công trình thủy công chưa đạt được yêu cầu an toàn cao, thiết bị chắp vá, khâu khảo sát thiết kế còn mang tính tạm thời nên sau khi xây dựng - xong, nhiều công trình không thể đưa vào sử dụng hoặc khai thác kém hiệu quả Hơn nữa, công tác quản lý kỹ thuật, bảo dưỡng, sửa chữa chưa được quan tâm + Lượng nước bị thiếu hụt do rừng bị khai thác

+ Năng lực trong nước về sản xuất thiết bị thủy điện cũng như đáp ứng phụ tùng thay thế cho các trạm thủy điện nhỏ là hạn chế và chất lượng còn kém, giá thành cao Các thiết bị thủy điện nhỏ gồm nhiều chủng loại và nhiều nơi sản xuất và chưa được tiêu chuẩn hóa

+ Đối với thủy điện cực nhỏ quy mô hộ gia đình, do việc tự đầu tư, không

có quản lý hướng dẫn kĩ thuật nên không đảm bảo kĩ thuật an toàn điện Rất nhiều tai nạn chết người đã xảy ra ở hầu hết các địa phương có lắp đặt

1.1.2.2 Năng lượng mặt trời

a/ Dàn đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời

Một số mẫu của thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời đã được nghiên cứu và lắp đặt thử nghiệm tại một số cơ sở như: bệnh viện, trường mẫu giáo, nhà trẻ, nhà ăn tập thể và trung tâm điều dưỡng Một số mẫu thiết bị đun nước dùng cho hộ gia đình cũng được nghiên cứu ứng dụng và đã đưa bán ở thị trường tại một số khu vực Qui mô thiết bị đun nước tập thể thường có diện tích mặt thu bức xạ từ 10 ến 50mđ 2, tương ứng với lượng nước nóng được cung cấp

từ 1 ến 5mđ 2, ở nhiệt độ từ 50 ến 70đ 0C Đối với gia đình, thường có diện tích bộ thu từ 1 ến 3 mđ 2 và cung cấp được từ 100 đến 300 lít nước nóng, ở nhiệt độ từ

45 đến 600C Các bộ thu bức xạ của thiết bị đun nước nóng được ứng dụng ở Việt nam có hai loại chính: bộ thu phẳng và bộ thu ống gắn cánh

Thiết bị đun nước nóng bằng NLMT là một trong những thiết bị ứng dụng NLMT đạt hiệu quả nhất Kết cấu thiết bị đơn giản và chi phí đầu t ưthấp

HiÖn t¹i ë níc ta c¸c thiÕt bÞ ®un níc b»ng NLMT trêi hÇu hÕt sö dông lo¹i dµn èng cã g¾n c¸nh thu nhiÖt Hai lo¹i thiÕt bÞ ®îc øng dông nhiÒu nhÊt lµ:

* Thiết bị đun nớc bằng NLMT gia đình, có gắn với bình tích nớc, hoạt

động theo chế độ đối lu tự nhiên Diện tích mặt thu nhiệt thờng từ 1m2 - 2m2,

có năng suất từ 90 lit/ ngày đến 180 lit/ngày ở nhiệt độ từ 50-70 oC (Xem hình 1.5)

Hình 1.5: Sơ đồ TB đun nớc nóng hệ gia đình, đối lu tự nhiên

* Thiết bị đun nớc bằng NLMT dùng cho hộ tập thể (nhà trẻ, bệnh viện, nhà điều dỡng, khách sạn ) Qui mô của loại thiết bị này thờng có diện tích

bộ thu từ 10 40 m- 2 Với loại hệ thống này thờng dùng thêm bơm đẩy cho hiệu suất cao hơn là để hoạt động theo chế độ đối lu tự nhiên (xem hình 1.6 )

Hình 1.6 Thiết bị đun nớc bằng NLMT dùng cho hộ tập thể

Sử dụng hệ thống đun nớc nóng bằng NLMT nhằm góp phần tiết kiệm sử dụng điện năng và các chất đốt khác Đây là loại thiết bị sử dụng NLMT có hiệu quả nhất, có thể ứng dụng ở hầu hết các khu vực, đặc biệt là vùng thành thị có nhu cầu sử dụng nớc nóng rất cao

Để đánh giá hiệu quả kinh tế của thiết bị đun nớc nóng bằng NLMT, ta

sẽ so sánh giữa thiết bị này với thiết bị đun nớc nóng bằng điện cho gia đình, hiện đang dùng phổ biến ở khu vực thành thị

b/ Thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời

Một số mẫu thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời đó được nghiờn cứu và lắp đặt ứng dụng thử, phục vụ cho việc sấy cỏc sản phẩm: Nụng nghiệp (sấy nhón, vải, chuối, thức ăn gia sỳc, thúc), Dược liệu, Hải sản, Cột bờ tụng ly tõm

Các thiết bị sấy đã ứng dụng, chủ yếu gồm 2 loại:

b.1/ Thiết bị sấy công nghiệp:

Các hệ thống này đều có bộ thu bức xạ mặt trời được phủ kín, với diện tích từ 40 đến 200m2 và nối với buồng sấy qua quạt

b.2/ Thiết bị sấy đơn giản:

Các thiết bị này có bộ thu chung với buồng sấy Lớp phủ trên bộ thu thường là plastic mỏng Qui mô của các thiết bị này khoảng từ 2 đến 4m2 Do có kết cấu đơn giản nên giá thành rất rẻ, song hiệu suất lại rất thấp Tuổi thọ của loại thiết bị này cũng thấp Theo ớc tính từ Viện ư Năng lượng, ến nay chỉ có đkhoảng 10 hệ sấy công nghiệp và trên 60 thiết bị sấy đơn giản được lắp đặt ứng dụng trong cả nước

c/ Hệ thống chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời

Các thiết bị này được nghiên cứu và triển khai ứng dụng nhằm cung cấp nước ngọt cho nhân dân vùng hải đảo và vùng nước chua phèn, đặc biệt là cung cấp nước ngọt cho bộ đội ở đảo Ngoài ra, nước được chưng cất còn phục vụ cho công nghiệp tráng gương, sản xuất ắc qui Có 2 loại thiết bị chưng cất:

+ Hệ thống thiết bị xây tại chỗ Hệ thống này sử dụng nguyên lý mao dẫn bằng cát trộn hấp thụ Năng suất khoảng từ 3 ến 4 lít/mđ 2/ngày về mùa đông và 4 đến 5 lít/m2/ngày về mùa hè Qui mô các hệ thống này thường từ 10 đến 40 m2 + Thiết bị dạng khay, có thể di chuyển được Năng suất khoảng từ 4 đến 5 lít/m2/ngày về mùa đông và 5 ến 6 lít/mđ 2/ngày về mùa hè, rất thuận tiện cho việc cung cấp nước ngọt cho bộ đội trên đảo Diện tích bộ thu của thiết bị này thường là 1m2 Có khoảng 8 hệ thống chưng cất nước loại cố định và khoảng 50 thiết bị chưng cất nước dạng khay đã được lắp đặt ứng dụng

d/ Hệ thống pin mặt trời

Vào đầu những năm 1990, các hệ thống pin mặt trời mới được ứng dụng ở nước ta Đến năm 1994, việc triển khai ứng dụng các thiết bị này phát triển khá mạnh mẽ Đi đầu trong việc phát triển ứng dụng là ngành Bưu chính viễn thông

và ngành Bảo đảm hàng hải

Các tỉnh phía Nam ứng dụng trước, tiếp theo là các tỉnh miền Bắc phục vụ thắp sáng và sinh hoạt văn hóa dân cư tại một số vùng nông thôn xa lưới điện Các trạm điện mặt trời với công suất đỉnh từ 500 đến 1000 Wp được lắp đặt ở các trung tâm xã để nạp điện vào ắc qui cho các gia đình đưa về nhà sử dụng Các dàn pin mặt trời có công suất ỉnh từ 250 ến 500 Wp phục vụ thắp sáng đ đcho các bệnh viện, các trạm xá và các cụm văn hóa thôn, xã Công suất của các dàn dùng cho hộ gia đình từ 40 ến 55 Wp, dùng cho các trạm biên phòng từ 75 đđến 400 Wp và dùng cho cụm văn hóa hoặc trạm xá xã là từ 165 ến 220 Wp.đTheo số liệu từ Viện Năng lượng, tổng công suất lắp đặt ứng dụng các dàn pin mặt trời trên phạm vi toàn quốc đến cuối năm 1999 là: 502.652 Wp

Quá trình triển khai ứng dụng cũng gặp phải một số khó khăn: bị hỏng ắc quy do không tuân theo qui trình vận hành (đấu tắt không qua bộ điều khiển hoặc công suất dàn pin nhỏ nh ng lại sử dụng phụ tải quá lớn lớn); giá thành cao.ư1.1.2.3 Năng lượng gió:

a/ Động cơ gió bơm nước:

Từ năm 1975, hàng loạt các loại động cơ gió bơm nước dạng cánh buồm được ứng dụng tại các đồng muối Văn Lý (Nam Định), Tam Kỳ, Hội An (Quảng Nam) Các động cơ gió này có kết cấu đơn giản, chỉ hứng gió một chiều, không

có bộ phận điều khiển theo hướng gió Các máy công tác đều là guồng nước dân

gian nên hiệu suất thấp Từ năm 1980, các động cơ gió bơm nước đã được nghiên cứu ứng dụng ở mức độ công nghệ cao hơn và chủng loại cũng đa dạng hơn Từ chỗ chỉ bơm nước phục vụ cho cánh đồng muối, các động cơ gió đã được ứng dụng để bơm nước sinh hoạt cho các nhà cao tầng, bơm nước từ các giếng sâu, bơm nước phục vụ cho công nghiệp và nông nghiệp

b/ Động cơ gió phát điện

Động c gió phát điện đã được nghiên cứu, ứng dụng ở nươ ớc ta từ ầu đnhững n m 80 của thế kỷ tră ước thuộc chương trình Quốc gia về nghiên cứu ứng dụng các dạng năng lượng mới và tái tạo Các c quan tham gia nghiên cứu và ơ lắp đặt thử nghiệm về lĩnh vực này lúc đó là: Viện Năng lượng, Bộ Giao thông vận tải, Viện C giới (Bộ quốc phòng), Các trung tâm nghiên cứu năng lượng ơ mới và tái tạo của trường ại học Bách khoa Hà nội và Đ Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Hầu hết các cơ quan này đều nghiên cứu, thử nghiệm loại turbine gió có công suất nhỏ (từ 150 W ến 5 kW) đ

Trong những năm gần đây, trường Đại học Bách khoa Hà nội, Viện kỹ thuật giao thông, Viện Thiết kế c giới, Phân viện công nghệ năng lượng thuộc ơ Trung tâm khoa học tự nhiên quốc gia, Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt và năng lượng tái tạo (Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh) cũng đã phát triển ứng dụng một số mẫu động cơ gió phát điện dùng cho các hộ gia đình với công suất từ 150W ến 500W:đ

Quá trình triển khai ứng dụng cũng gắp phải một số khó khăn sau:

+ Các số liệu không được chính xác vì tất cả các trạm đo gió đều đo bằng máy cầm tay ở độ cao 12 mét (ở độ cao này gió bị che khuất nhiều) Phần lớn trong đất liền có tốc độ gió thấp, không phù hợp cho việc ứng dụng động cơ gió,

trừ một số nơi có gió địa hình với vận tốc gió khá tốt Ven biển và hải đảo có tốc

độ gió cao, song thường xuyên có bão và sự xâm thực của nước biển

+ Giá thành ban đầu tuy có thấp hơn so với pin mặt trời, song tuổi thọ của thiết bị thấp và thường xuyên phải được bảo dưỡng nên giá thành điện năng sử dụng vẫn cao so với mức độ đời sống của người dân địa phương

c/ Một số dự án gió phát điện có công suất trên 1000 W ở n ớc ta: ư

+ Năm 1999, trong một ch ng trình do Nhật Bản tài trợ, một ộng cươ đ ơ gió phát điện có công suất 30 kW (lớn nhất đầu tiên ở n ớc ta) ư được lắp đặt tại

xã Hải thịnh, huyện Hải hậu, tỉnh Nam ịnh Tuy nhiên, nó hầu nhđ ư không vận hành do cột tháp ỡ quá thấp (12m) đ

+ Một máy phát iện gió thứ 2 có công suất 2 kW đã đưđ ợc lắp đặt vào cuối n m 2000 tại huyện ă Đắc Hà, tỉnh Kon tum với sự tài trợ từ Công ty TOHUKU (Nhật bản) Đến nay, máy phát iện gió này ang hoạt ộng tốt đ đ đ

+ Dự án gió tại Khánh hoà với tổng công suất là 20 MW, do Hãng VENTIS của Cộng hoà liên bang Đức ầu t theo hình thức BOT đ ư

+ Dự án gió phá iện tại Qui nh n với tổng công suất dự kiến 30 MW, t đ ơ

do Công ty Cổ phần Năng lượng sạch đầu t theo hình thức BOT ư

+ Dự án điện gió tại huyện Ninh ph ớc, tỉnh Ninh thuận với công suất ư

625 kW Đây là dự án thử nghiệm, trên cơ sở hợp tác với Chính phủ Ấn Độ Phía

Ấn Độ tài trợ 55% vốn đầu tư, phần còn lại từ Tổng Công ty Điện lực Việt Nam

+ Dự án điện gió tại Bạch Long Vĩ với công suất 800 kW do Chính phủ Việt nam đầu t Hiện tại, dự án ư đã bắt ầu triển khai thực hiện đ đầu t ư

1.1.2.4 Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối hiện là một nguồn năng lượng quan trọng ở Việt nam và là nguồn năng lượng duy nhất mà người nông dân có thể với tới (có sẵn hoặc tự đi kiếm) Theo ước tính từ Viện N ng lưă ợng, hiện nay có khoảng hơn 70% dân số còn bị phụ thuộc vào năng lượng sinh khối và có lẽ tình trạng này còn kéo dài trong nhiều năm tới, cho ến cả khi kinh tế đ đất nước phát triển Bởi

lẽ các nguồn năng lượng thay thế khác hoặc là quá đắt đối với người nghèo, hoặc chưa thể phổ cập rộng rãi đến các vùng nông thôn

Tổng tiêu thụ năng lượng sinh khối hàng n m ở Việt nam vào khoảng 13,3 ătriệu TOE Trong đó, sử dụng năng lượng sinh khối cho đun nấu của các hộ gia đình chiếm gần 80% của tổng tiêu thụ năng lượng sinh khối trong cả nước Tổng lượng sinh khối (c bản là bã mía) sử dụng cho phát ơ điện là 357,1 KTOE với công suất lắp đặt đang đưa vào vận hành khoảng 122,5 MW

1.1.2.5 Khí sinh học

Công nghệ khí sinh học đã được nghiên cứu và ứng dụng tại Việt nam từ những n m 60 của thế kỷ tră ước ở cả miền Bắc lẫn miền Nam Đến 1976, Phân viện năng lượng (Bộ iện và Than) đã soạn thảo " ề án sử dụng khí sinh học ở Đ ĐViệt Nam" Năm 1977, Bộ iện và Than giao cho Viện Quy hoạch và Thiết kế Đđiện (nay là Viện Năng lượng) chủ trì ề tài "Nghiên cứu ứng dụng hầm ủ lên đmen sinh khí metan"

Trong kế hoạch năm năm 1981 1985 và kế hoạch n– ăm n m 1986 – 1990, ăcông nghệ khí sinh học đã trở thành một trong những lĩnh vực ưu tiên của chương trình nghiên cứu Nhà nước về Năng lượng mới và tái tạo Các đề tài nghiên cứu về khí sinh học trong chương trình lúc đầu được giao cho Viện

Nghiên cứu KHKT Điện chủ trì Sau đó công tác nghiên cứu đã dần dần thu hút thêm nhiều cơ quan tham gia: Phân viện quy hoạch và thiết kế điện (Công ty Điện lực II), Đại học Xây dựng Hà Nội, Đại học Nông nghiệp I, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Cần Thơ, Trung tâm Năng lượng (Công ty Điện lực II), Trung tâm Kỹ thuật hạt nhân thành phố Hồ Chí Minh, Viện Kinh tế Kỹ thuật Cao Su…

Sản phẩm đã nghiên cứu thành công là: các loại thiết bị khí sinh học nắp nổi bằng tông, bể phân huỷ xây bằng gạch và cổ bể có gioăng nước của Viện Năng lượng (VNL), thiết bị nắp cố định vòm cầu xây bằng gạch của VNL và thiết bị nắp cố định hình trụ bằng xi măng lưới thép của Đại học Cần Thơ; các loại bếp và đèn của Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh sử dụng các loại thực vật làm nguyên liệu nạp để thay thế, bổ sung cho phân động vật của VNL; qui trình chế biến, bảo quản bã thải của VNL

Sau khi kết thúc kế hoạch 1986 1990, chương trình 52C bị giải thể Tuy - vậy, Viện Năng lượng vẫn tiếp tục các đề tài trong khuôn khổ cấp Bộ và Tổng công ty về sử dụng khí sinh học để phát điện, chạy tủ lạnh, bảo quản rau quả, ứng dụng công nghệ khí sinh học để xử lý nước thải công nghiệp

Tại Đồng Nai, một nhóm dịch vụ tư nhân được hình thành tiếp tục phát triển xây dựng các công trình khí sinh học trên địa bàn tỉnh và một số tỉnh bạn Tính tới nay, tổng số công trình khí sinh học ở tỉnh này lên tới khoảng 2000 Trung tâm Năng lượng mới và tái tạo (Đại học Cần Thơ) tiếp tục phát triển công nghệ khí sinh học ở phía nam với loại thiết bị nắp cố định vòm cầu xây bằng gạch theo thiết kế của chương trình hợp tác Thái Lan - Đức

Nhóm cộng tác thuộc dự án SAREC VIE 22 gồm Viện chăn nuôi, Trường Đại học Cần Thơ, trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh và

Trường đại học Nông nghiệp Huế đã triển khai một loạt các thiết bị dạng túi chất dẻo mô phỏng theo kiểu của Đài Loan và được áp dụng ở Columbia Loại này nhanh chóng được phát triển

Tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long, từ năm 1992, nhóm nghiên cứu chuyển giao kỹ thuật khí đốt sinh vật của Trường đại học Nông Lâm Thành phố

Hồ Chí Minh ã triển khai chương trình của mình tới cả Tây nguyên và chọn loại đtúi để phát triển Trường ại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh ã công bố Đ đ

đã lắp đặt trên 6000 túi và các trung tâm khuyến nông của các tỉnh cũng triển khai phổ biến rộng trong cả nước

Năm 1994, nhờ sự giúp đỡ của các tổ chức như FAO, UNICEF, JIVC (Nhật Bản) và Oxfam Quebec, VACVINA đã tiếp tục triển khai rộng rãi công nghệ khí sinh học và cũng chọn loại túi làm giải pháp kỹ thuật chính Cho đến nay, VACVINA công bố đã triển khai ở khoảng 33 tỉnh với số lượng khoảng

2000 túi

Năm 1996, Chương trình quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường cũng phát triển khí sinh học thông qua Trung tâm tư vấn hỗ trợ phát triển nông thôn (Hội Xây dựng) Tổ chức này phát triển loại thiết bị nắp cố định có vòm cầu làm bằng composite hoặc xi măng lưới thép, đặt trên phần hình trụ xây bằng gạch ở dưới Loại thiết bị này phát triển được khoảng vài trăm công trình chủ yếu ở Hà Tây và Nam Định bằng kinh phí tài trợ của chương trình Năm 1999, chương trình tập trung phát triển khí sinh học ở một huyện điểm là Đan Phượng,

Hà tây với 1000 công trình được xây dựng

nTheo ước tính từ Viện N g lưă ợng, ến nay số lượng công trình khí sinh đhọc tại Việt nam ã có khoảng trên 15.000 công trình, trong đó khoảng trên đ12.000 túi ni lông, 2.300 nắp cố định và 700 nắp nổi

Hiện nay, có 3 loại thiết bị được ứng dụng rộng rãi là: thiết bị khí sinh học nắp nổi có gioăng nước (chủ yếu ở các tỉnh phía Nam); thiết bị khí sinh học nắp

cố định vòm cầu xây bằng gạch với 3 kiểu: của Viện Năng lượng, của Đại học Cần Thơ và của Trung tâm tư vấn hỗ trợ phát triển nông thôn (phần vòm chế tạo sẵn bằng composite/xi măng lưới thép); thiết bị khí sinh học bằng túi chất dẻo

Về nguyên liệu nạp, ngoài phân gia súc còn sử dụng cả các loại thực vật như bèo, rơm rạ, cây phân xanh…Khí được sử dụng chủ yếu để đun nấu Một số người còn dùng khí để thắp sáng Dùng khí để phát điện chưa được phát triển Viện Năng lượng cũng đã nghiên cứu, triển khai ứng dụng thành công một số dự

án phát điện bằng khí sinh học nh ng mới ở mức sử dụng cho các hộ gia ư đình.1.1.2.6- Địa nhiệt:

Ở Việt nam, vấn đề sử dụng ịa nhiệt n ng cũng được quan tâm sớm cho đ ămục đích chữa bệnh, n ớc uống, nuôi thủy sản Việc iều tra, nghiên cứu cho ư đmục đích n ng l ợng mới chỉ ă ư được ngành địa chất triển khai trong khoảng hơn chục năm gần ây với sự giúp đ đỡ của các chuyên gia Pháp, Mỹ và New Zealand

Đối t ợng nghiên cứu mới chỉ là những nguồn n ớc nóng xuất hiện trên mặt ư ư đất hoặc trong lỗ khoan địa chất Quá trình nghiên cứu địa nhiệt tại Việt nam có thể tóm lược nh ưsau:

+ Năm 1965, đã thống kê được 52 suối nước nóng ở miền Bắc Việt Nam + Năm 1981, Tổng cục ịa chất đã xác ịnh và liệt kê 125 suối nước nóng đ đ

ở Việt Nam có nhiệt ộ bề mặt lớn hđ ơn 30 oC, trong đó có 5 suối nước nóng có nhiệt ộ nđ ước ở bề mặt từ 79 đến 101 oC phân bố dọc theo bờ biển miền Trung Tại miền Nam, đá bazan tuổi ệ tứ nguồn gốc núi lửa cũng đãđ được phát hiện

+ Năm 1993, các chuyên gia của Viện nghiên cứu ịa chất và khoáng sản Đcùng các chuyên gia nước ngoài đã khảo sát, thu thập các mẫu nước và mẫu đátại 8 suối nước nóng ở miền Trung Các ịa iểm là: Cam Ranh, Ninh Hoà, đ đ đó

Tu Bông, Đảnh Thạnh (tỉnh Khánh Hoà), Mộ ức, Nghĩa Thắng (tỉnh Quảng ĐNgãi), Hội Vân (tỉnh Bình định), Lệ Thủy (tỉnh Quảng bình)

+ Năm 1996, qua tổng hợp các kết quả nghiên cứu tr ớc ó, đã khẳng ư đ

định Việt nam có gần 300 nguồn ịa nhiệt và sự biểu hiện bề mặt là các suối đnước nóng, các lỗ phun khí ở miệng núi lửa và các núi lửa phun bùn đất Các nghiên cứu tiếp theo đã tiến hành khảo sát sơ bộ về các ặc tính lý - hoá, l u đ ưlượng, thành phần các i-on chính và đã lập bản ồ 1:1.000.000 thể hiện các đnguồn địa nhiệt này Trên c sở các ơ điều kiện địa chất - kiến tạo và ịa lý, có thể đchia ra 6 khu vực ịa nhiệt tại Việt nam nhđ ư sau:

(1) Khu vực ịa nhiệt Tây Bắc, đ được giới hạn từ đ ứt gãy sông Hồng tới đứt gãy sông Mã, là khu vực có tiềm năng địa nhiệt lớn nhất với khoảng 100 nguồn địa nhiệt đã đư ợc phát hiện, trong ó 17 nguồn có nhiệt ộ lớn h đ đ ơn 50 oC

(2) Khu vực địa nhiệt Đông Bắc được phân cách với khu vực ịa nhiệt Tây đ bắc bởi ứt gãy sông Hồng Khu vực này không có nhiều nguồn đ địa nhiệt, chỉ phát hiện được 10 ịa iểm, tro đ đ ng đ ó có Bắc Quang (71 oC, tỉnh Hà Giang) và

Mỹ Lâm (64 oC, tỉnh Tuyên Quang)

(3) Khu vực đ ịa nhiệt ồng bằng Bắc bộ, trong quá trình khảo sát với 31 đ

lỗ khoan, đã tìm thấy n ớc nóng với nhiệt ư đ ộ từ 30 đến 155 oC Nét đ ặc tr ng ư của khu vực địa nhiệt này là trư ờng nhiệt đ ộ biến ổi lớn (2,87 ến 4 đ đ oC/100m)

(4) Khu vực địa nhiệt Bắc Trung bộ, được giới hạn từ đứt gãy sông Mã

đ ến ứt gãy Bạch Mã ( đ Đà Nẵng) Trong khu vực này, có 30 nguồn địa nhiệt với

nhiệt ộ từ 30 ến 105 đ đ oC Trong đó, 10 nguồn có nhiệt ộ tr đ ên 50 oC, đặc biệt

nguồn địa nhiệt tại Lệ Thủy nhiệt ộ lên tới 105 đ oC

(5) Khu vực địa nhiệt Nam Trung bộ (các tỉnh từ Đà nẵng ến Bà Rịa đ

-Vũng Tàu) đã phát hiện và khảo sát đư ợc 70 nguồn đ ịa nhiệt Trong đó, có 8 nguồn có nhiệt ộ bề mặt lên tới 70 đ oC, đặ c biệt nguồn ịa nhiệt Bình Châu có đ nhiệt ộ 83 đ oC và Hội Vân là 85 oC

(6) Khu vực địa nhiệt Nam bộ, ã tiến hành 60 lỗ khoan nh ng chỉ phát đ ư hiện được một số nguồn có nhiệt ộ khoảng 30 đ -40 oC, đ iều ó chứng tỏ tiềm đ

năng địa nhiệt của khu vực này rất nhỏ

1.1.2.7- Năng lượng thủy triều:

Hiện nay, Tổng công ty iện lực Việt nam tiến hành quy hoạch phát triển Đnăng lượng thủy triều Một số vùng nh Vịnh Bắc bộ, ảo Phú quốc và ư đ đảo Cô

tô ang đ được khảo sát, nghiên cứu

1.2- Đánh giá tiềm năng năng lượng mới và tái tạo ở các địa phương

1.2.1 Thủy điện nhỏ

1.2.1.1 Khái quát chung

Hệ thống sông ngòi Việt nam có tiềm năng lý thuyết khoảng 300 tỉ kWh, trong đó tiềm năng có thể khai thác được khoảng 80 tỉ kWh Hiện nay, chúng ta chỉ mới khai thác khoảng 15% trữ năng này bằng các nhà máy thủy điện lớn: Hòa Bình 1.920 MW, Thác Bà 120 MW, Trị An 400 MW, Đa Nhim 160 MW, Thác Mơ 150 MW, Vĩnh Sơn 66 MW, Yaly 720 MW, Hàm Thuận - Đa Mi 475

MW, Sông Hinh 66 MW… Tổng công suất lắp đặt thủy điện hiện có vào khoảng

4100 MW, sản lượng thủy điện hàng năm khoảng 12 tỷ kWh, chiếm 60% tổng

sản lượng điện Nếu tính cả các nhà máy đang xây dựng, sẽ vận hành thì tổng công suất lắp đặt của thủy điện sẽ xấp xỉ 4500 MW

Một vài đặc điểm của thủy điện ở Việt Nam:

- Giá thành điện năng rẻ nhất, hầu hết các nhà máy thủy điện đều ở các vùng thưa dân cư và có các chỉ tiêu kinh tế tương đối tốt

- Sử dụng tổng hợp nguồn nước a mục tiêuđ

- Tiềm năng được phân bố đều trên cả 3 miền, chế độ thủy văn tại các miền chênh lệch nhau từ 1 - 2 tháng nên có điều kiện hỗ trợ nhau

1.2.1.2 Sơ lược về đặc điểm tự nhiên của Việt nam

a/ Hệ thống sông ngòi Việt nam

Việt nam có 2360 sông suối (chiều dài mỗi sông lớn hơn 10 km), trong đó

có 106 hệ thống sông chính (cấp 1), được phân bố khá đều trong cả nước Mật độ sông suối trung bình là 0,6 km/km2 Trong đó, có nhiều vùng lãnh thổ đạt đến 1,5km/km2 Hầu hết các sông ngòi đều đổ ra biển Đông, bình quân 23km bờ biển

có một cửa sông (kể cả hệ thống sông Kỳ Cùng - Bằng Giang qua Trung Quốc, sông Sêrêpok, Nậm Rốm, Sê San chảy qua Lào hoặc Căm pu chia) Cấu trúc sông ngòi khác nhau tuỳ theo từng khu vực, tương ứng với quá trình phân hóa của khí hậu và cấu trúc của địa chất Sông nhỏ ở n ớc ta chiếm 90% tổng số các ưcon sông Có 9 hệ thống sông lớn và 2 nhánh lớn của sông Mê Công có diện tích lưu vực của mỗi sông trên 10.000km2 (bảng 1.6)

Bảng 1.6: L ưu v ực một số sông trong hệ thống sông ngòi Việt Nam

TT Hệ thống sông Diện tích lưu vực km2

(Nguồn: Viện N ăng lư ợng)

Hàng năm, mạng lưới sông vận chuyển ra biển một lượng nước 869 km3, tương ứng với lưu lượng bình quân 37.500 m3/s

b/ Đặc điểm địa hình

- Đất nước ta chạy dài 1630 km từ phía Bắc đến phía Nam, chiều rộng lớn nhất ở phía Bắc là 600 km, phía Nam 375 km, chỗ hẹp nhất (Đồng Hới) là 50km; đồi núi và cao nguyên chiếm 4/5 diện tích Nước ta được chia thành bảy vùng lãnh thổ: Vùng đồng bằng sông Hồng, vùng miền núi phía Bắc, ven biển Bắc Trung Bộ, cao nguyên miền Trung, ven biển Nam Trung Bộ, vùng đồng bằng Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long Chỉ có các vùng đồng bằng: sông Hồng, miền Nam (trừ dọc sông Đồng nai) là ít tiềm năng khai thác thủy iện.đ

c/ Đặc điểm khí tượng thủy văn

- Việt Nam ở vào khu vực nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều, nóng và ẩm Độ

ẩm bình quân khoảng 80% Lượng mưa bình quân 2000 mm/năm, nơi nhiều nhất: 4000 đến 5000 mm/năm, nơi ít nhất 1000 mm/năm Lượng bốc hơi ít nên lượng nước tương đối lớn

- Lượng mưa trung bình hàng năm ở nước ta thay đổi không lớn nhưng thay đổi giữa mùa mưa và mùa khô tương đối lớn Lượng nước chủ yếu tập trung vào mùa mưa với tổng lượng chiếm từ 70 ến 80% lượng mưa cđ ủa cả năm

- Nước ta có sự phân chia mùa mưa, khô ở khu vực phía Bắc, phía Nam và Cao nguyên miền Trung gần giống nhau Riêng khu vực ven biển Nam Trung

bộ, mưa bắt đầu chậm hơn 2 ến 3 tháng và vùng Bắc Trung bộ mưa bắt đầu đchậm hơn một vài tháng Phân bố mùa mưa và mùa khô khác nhau có tác dụng

hỗ trợ nhau trong hệ thống các nhà máy thủy điện ở cả 3 miền

- Tiềm năng lý thuyết qua nghiên cứu, xác định khoảng 300 tỉ kWh/năm, (miền Bắc là 181 tỉ kWh, miền Trung là 89 tỉ kWh, miền Nam là 30 tỉ kWh)

- Tiềm năng kinh tế kỹ thuật (năng lượng có thể khai thác được về kỹ - thuật và có hiệu ích về kinh tế) qua nghiên cứu đã xác định được vào khoảng 80

tỉ kWh/năm (miền Bắc có 51 tỉ kWh, miền Trung có 18,5 tỉ kWh, miền Nam có 10,6 tỉ kWh) với 154 nhà máy có công suất lắp máy trên 10 MW (loại có công suất lắp đặt > 500 MW: 8 nhà máy; loại có công suất lắp đặt 200 - 500 MW: 13 nhà máy: loại có công suất lắp đặt từ 50 200 MW: 56 nhà máy; loại có công - suất lắp đặt từ 10 - 50 MW: 81 nhà máy)

1.2.1.3 Tiềm năng thủy điện nhỏ.

Theo đánh giá của Viện Năng lượng, tiềm năng thủy điện nhỏ Việt nam về công suất lắp đặt vào khoảng 1600 2000 MW (tính với các trạm có công suất - lắp đặt d ới 10 MW/trạm), chiếm 7 ư đến 10% tổng trữ năng nguồn thủy điện

Có thể phân theo quy mô công suất lắp đặt của các trạm như sau:

+ Loại thủy điện nhỏ có công suất lắp đặt từ 100 ến 1000 kW/trạm gồm đ

500 trạm với tổng công suất 1800 MW (chiếm 90% công suất thủy điện nhỏ) + Loại thủy điện nhỏ có công suất từ 5 ến 100 kW/trạm có 2500 trạm vớđ i tổng công suất lắp đặt khoảng 150 MW (chiếm 7% công suất thủy điện nhỏ) + Loại thủy điện cực nhỏ (công suất tổ máy dưới 5 kW/tổ) có khoảng 1.000.000 địa điểm, với tổng công suất lắp đặt 50 MW (chiếm khoảng 3%)

1.2.2 Bức xạ mặt trời

Tiềm năng năng lượng mặt trời được đánh giá chủ yếu căn cứ vào tổng xạ

cả năm trung bình, được biểu thị bởi kcal/cm2/năm hoặc kWh/m2/năm Theo cách phân loại tiềm năng bức xạ mặt trời của Trung quốc với 4 mức sau:

- Mức I: Khu vực có tổng xạ trung bình trên 150 kcal/cm2/năm (1744,5

kWh/m2/năm, hoặc 4,8 kWh/m2/ngày): tiềm năng dồi dào

- Mức II: Khu vực có tổng xạ trung bình 120 150 kcal/cm- 2/năm (1395,6 -

1744,5 kWh/m2/năm hoặc 3,8 - 4,8 kWh/m2/ngày): thích hợp để ứng dụng

- Mức III: Khu vực có tổng xạ trung bình 100 120 kcal/m - 2/năm (1163 -

1395,6 kWh/m2/năm hoặc 3,2 - 3,8 kWh/m2/ngày): không thích hợp ể ứng dụng đ

- Mức IV: Khu vực có tổng xạ trung bình dưới 100 kcal/cm2/năm (1163

kWh/m2/năm hoặc 3,2 kWh/m2/ngày): năng lượng yếu, không khai thác được

có thể sơ bộ phân vùng bức xạ mặt trời ở Việt nam thành 4 vùng tương ứng:

+ Vùng I: gồm các tỉnh ở khu vực phía Nam Trung Bộ, phía Bắc Nam Bộ và Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng tàu, Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Đồng Nai

+ Vùng II: gồm hầu hết lãnh thổ còn lại của cả nước

+ Vùng III: gồm một giải các tỉnh nằm ở giữa Bắc Bộ: Hà Giang, Lào Cai, Tuyên Quang, Yên Bái, Phú Thọ, Hòa Bình

+ Vùng IV: gồm một số khu vực cao của các tỉnh Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái

1.2.3 Năng lượng gió

Tốc độ gió trung bình là một chỉ tiêu quan trọng đặc trưng cho chế độ gió của một địa phương Đối với việc khai thác năng lượng gió, người ta quan tâm tới sự phân bố của tốc độ gió nằm trong giới hạn hoạt động của động cơ gió Những tốc độ này gọi là tốc độ gió hữu hiệu

Nhìn chung, Việt nam là nước có tiềm năng năng lượng gió vào loại trung bình so với các nước trên thế giới và trong khu vực Hầu hết trong đất liền tốc độ gió thấp, vào khoảng 2 3m/s Chế độ gió này không phù hợp cho việc ứng dụng - các loại động cơ gió, đặc biệt các loại động cơ gió phát điện, ngoại trừ một vài vùng có gió địa hình tốt như vùng Tây trang (Tỉnh Lai Châu) vùng đồi núi ven dãy Hoàng Liên Sơn có tốc độ gió trung bình 4 5m/s hoặc một số khu vực ven - các hồ, sông suối (4 5m/s) có thể ứng dụng các loại động cơ gió phát điện.- Ngoài ra, Việt nam có dải bờ biển dài (khoảng hơn 3000 km) có tốc độ gió khá tốt (từ 4 5 m/s), đặc biệt là vùng hải đảo với tốc độ gió từ 5 - - 8 m/s, khá thuận tiện cho việc ứng dụng nguồn năng lượng này

1.2.4 Năng lượng sinh khối

1.2.4.1 Năng lượng gỗ

Hầu hết nguồn năng lượng gỗ đều là sản phẩm của cây cối Vì vậy để đánh giá tiềm năng nguồn và khả năng cung cấp hiện tại cũng như trong tương lai cần phải xem xét đối với từng loại cây, loại sử dụng đất như: ất nôđ ng nghiệp, đất lâm nghiệp và các loại đất khác Cơ sở dữ liệu cần thiết để tính toán khả năng cung cấp nhiên liệu sinh khối từ mỗi loại cây trồng, loại sử dụng đất là diện tích đất, trữ lượng, sản lượng sinh khối, tỷ lệ sinh khối được sử dụng làm nhiên liệu

a/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ rừng tự nhiên

Tổng diện tích đất tự nhiên của nước ta khoảng 33 triệu ha, trong đó có tới gần 19 triệu ha đất lâm nghiệp Thế nhưng chỉ có 9,3 triệu ha là có rừng che phủ còn lại 9,7 triệu ha chủ yếu là đất trống đồi núi trọc (đất không rừng)

b/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ rừng trồng

Tổng diện tích rừng trồng khoảng 1.049,7 nghìn ha Giả định rằng lượng tăng trưởng bình quân là 10 m3/ha/năm, lượng củi lấy ra là 50% lượng tăng trưởng với khối lượng riêng trung bình là 0,7 tấn/m3 thì tổng lượng gỗ củi lấy ra

từ rừng trồng là 3.525,3 nghìn tấn/năm

c/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ đất không rừng

Đây là loại đất rừng đã bị khai thác hết gỗ chỉ còn được che phủ bằng thực

bì thấp như trảng cỏ cây bụi, cây mọc rải rác v.v… Theo số liệu từ Viện năng lượng, nếu khoanh nuôi tái sinh bảo vệ tốt, loại rừng này sẽ phát triển và cho sản lượng gỗ củi khoảng 0,5 tấn/ha/năm Tổng lượng gỗ củi lấy ra từ đất không rừng

là 5.176,3 nghìn tấn

d/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ cây trồng phân tán

Cây trồng phân tán gồm các loại cây lâm nghiệp, cây ăn quả, cây đặc sản trồng phân tán trong các thôn xóm, đường giao thông, bờ kênh rạch… với mục đích tận dụng mọi loại đất để trồng cây Lượng tăng trưởng bình quân đối với các loại cây là 5m3/ha/năm, tỷ lệ sử dụng làm củi là 50% Như vậy, cây trồng phân tán có khả năng cung cấp 6.049,5 nghìn tấn/năm (3 tỷ cây phân tán tương đương gần 3 triệu ha)

e/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ cây công nghiệp và cây ăn quả

- Cây cao su: từ nay đến 2010 cần thay thế trồng lại bình quân mỗi năm

5000 ha Sản lượng lấy ra 100m3/ha/năm Phần sử dụng làm củi là 50%, tương đương là 35 tấn/ha/năm Ngoài ra, những diện tích chưa thay thế cho lượng củi bình quân là 0,5 tấn/ha/năm

- Cây chè: Từ việc tỉa cành cũng có 1 lượng củi là 0,5 tấn/ha/năm

- Cây điều, cà phê: từ 0,5 1 tấn/ha/năm-

- Cây dừa: mỗi ha có 150 160 cây, mỗi cây hàng năm cho 13 lá, mỗi - cuống khô nặng 1 kg Ngoài cuống lá còn có vỏ, gáo dừa cũng là nguồn chất đốt đáng kể, bình quân mỗi ha dừa cho 6,5 7 tấn củi/năm Tổng lượng củi lấy từ - nguồn này là trên 2,39 triệu tấn

f/ Khả năng cung cấp gỗ củi từ phế liệu, phế thải gỗ

Phế thải trong chế biến gỗ bao gồm: mùn cưa, bìa bắp, đầu mẩu, vỏ bào, lượng phế thải này chiếm 60% lượng gỗ tròn được đưa vào chế biến hàng năm Lượng gỗ xẻ thành khối khoảng 800.000m3, lượng phế thải tương đương

là 800.000 tấn

Ngoài lượng phế thải trên, hàng năm còn có thể tận thu củi gỗ từ các nguồn khác nhau như: gỗ xây dựng (cốp pha) hàng rào, nhà cửa v.v… Theo tính toán từ Viện Năng lượng, tổng lượng phế thải, phế liệu có thể sử dụng làm nhiên liệu là 1.648,5 nghìn tấn

1.2.4.2 Phụ phẩm nông nghiệp

Nguồn phụ phẩm nông nghiệp thụ thuộc vào sản lượng của từng loại cây trồng, bao gồm những cây chính như: lúa, mía, cà phê, ngô, đậu, lạc, sắn, cây bông v.v… Nước ta là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm khá dồi dào, ngoài sử dụng làm chất đốt còn được sử dụng làm phân bón làm thức ăn gia súc v.v

Ngoài lúa, Việt nam cũng là một quốc gia có sản lượng lớn về mía

Theo các tài liệu từ nước ngoài do Viện năng lượng thu thập và kết quả điều tra thực tế tại một số nhà máy đường ở Việt nam thì khi ép 1 tấn mía cây sẽ thải ra khoảng 300kg bã mía có độ ẩm 50% với nhiệt trị khoảng 1850kcal/kg 1.2.4.3 Nguồn rác thải sinh hoạt

a/ Khái quát

Ở nước ta, RTSH hiện đang là mối quan tâm lớn của toàn xã hội, đặc biệt

là ở thành phố Hà Nội (TPHN) và thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) Đây là hai trung tâm có lượng RTSH lớn nhất cả nước Do vậy, chúng ta sẽ tiến hành đánh giá tiềm năng nguồn RTSH ở hai thành phố này và xem xét thành phần có khả năng sử dụng làm chất đốt cho sản xuất điện năng

Rác đô thị có thể chia thành 4 loại chính là: rác thải sinh hoạt (RTSH); rác xây dựng; rác bệnh viên; rác công nghiệp Trong 4 loại này, chỉ có RTSH là đối tượng xem xét trong lĩnh vực cung cấp năng lượng

Theo số liệu từ Bộ xây dựng, phần lớn RTSH tập trung ở hai thành phố lớn là Hà Nội và TP HCM chiếm khoảng gần 40% cả nước

b/ Rác thải sinh hoạt

b.1/ Khu vực Hà Nội

Theo số liệu từ Công ty môi trường đô thị Hà Nội (CTMTĐTHN), chỉ tính riêng các quận nội thành, RTSH hiện nay trung bình một ngày đêm thải ra gần 2.000 tấn nhưng mới chỉ thu gom được 63% tổng lượng phế thải phát sinh (khoảng 2.500m3 và chỉ đáp ứng được khoảng 70% diện tích nội thành)

b.2/ Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

Lượng RTSH tại TP Hồ Chí Minh mỗi ngày khoảng 5.000 tấn và dự báo mức tăng trưởng RTSH hàng năm trung bình vào khoảng 10%

c/ Tổng tiềm năng RTSH từ hai thành phố lớn

RTSH có thể sử dụng làm nhiên liệu là phần chất cháy được và không độc hại, gồm ba loại chính là: giấy các loại; gỗ, lõi ngô, bã mía; lá, vỏ cây các loại Tổng cơ cấu của 3 loại trên chiếm từ 16 đến 17% thành phần của RTSH

Bảng 1.7: Tiềm năng lý thuyết và thực tế nguồn nhiên liệu từ RTSH

Tiềm năng lý thuyết (bằng tổng lượng

rác thải ra x tỷ lệ % chất cháy) 0,12 0,25 0,14 0,32