Năng lượng thủy điện, còn được gọi thủy điện hoặc thủy năng, là một dạng năng lượng khai thác sức mạnh của nước trong chuyển động, chẳng hạn như nước chảy qua thác, để tạo ra điện.. Thủy
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG
BÀI TIỂU LUẬN MÔN: Năng lượng cho phát triển bền vững
Đề tài: Thủy điện có vai trò như thế nào trong hệ thống cung cấp năng lượng điện hiện tại Việt Nam? Ảnh hưởng của thủy điện tới các vấn đề kinh tế xã hội, môi trường ? Theo bạn có nên mở rộng phát triển thủy điện hơn nữa hay không và vì sao?
Họ và tên:………
Mã sinh viên:………
Lớp: D18QTDVDL&LH1
Trang 2MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
A Tổng quan về thuỷ điện 4
I Thuỷ điện là gì? Cách thức vận hành 4
1 Thuỷ điện là gì? 4
2 Cấu tạo và quy trình vận hành của nhà máy thủy điện 5
II.Vai trò của thủy điện trong cung cấp năng lượng điện hiện nay 6
1 Thúc đẩy các khả năng kinh tế 6
2 Bảo tồn các hệ sinh thái 6
3 Linh hoạt 6
4 Tương đối sạch 7
5 Góp phần vào phát triển bền vững: 7
6 Giảm phát thải 7
7 Sử dụng nước đa mục tiêu 7
8 Góp phần phát triển cơ sở hạ tầng 8
9 Cải thiện công bằng xã hội 8
III Thủy điện và cơ chế phát triển sạch (CDM) 8
IV Kinh tế dự án thuỷ điện 9
B Ảnh hưởng của thủy điện tới các vấn đề kinh tế xã hội, môi trường 10
I Ảnh hưởng tích cực 10
1 Thủy điện là nguồn năng lượng sạch, quan trọng và sử dụng phổ biến 10
2 Thủy điện góp phần phát triển kinh tế địa phương 11
3 Thủy điện bảo vệ môi trường và giảm phát thải 11
4 Thủy điện góp phần cắt, giảm lũ và điều tiết nguồn nước hiệu quả 11
5 Bảo tồn các hệ sinh thái 12
6 Cải thiện công bằng xã hội 12
II Những ảnh hưởng tiêu cực 12
1 Rừng đầu nguồn biến mất 12
2 Dòng chảy cạn kiệt 13
3 Thay đổi dòng chảy 13
4 Ngăn dòng trầm tích 13
5 Hạn chế cấp nước cho các mục tiêu khác 13
6 Thay đổi xấu chất lượng nước 14
7 Một trong những nguyên nhân gây lũ lụt 14
8 Mất đất sản xuất nông nghiệp, tái định cư cho người dân 14
9 Sạt lở, xói mòn bờ sông 14
10 Ảnh hưởng cuộc sống của người dân vùng hạ lưu 15
C.Có nên mở rộng phát triển thủy điện hơn nữa hay không? 15
TỔNG KẾT 17
TÀI LIỆU THAM KHẢO 18
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Trang 4A Tổng quan về thuỷ điện
I Thuỷ điện là gì? Cách thức vận hành
1 Thuỷ điện là gì?
Năng lượng thủy điện, còn được gọi thủy điện hoặc thủy năng, là một dạng năng lượng khai thác sức mạnh của nước trong chuyển động, chẳng hạn như nước chảy qua thác, để tạo ra điện
Con người đã sử dụng lực lượng này trong nhiều thiên niên kỷ Hơn hai nghìn năm trước, người dân ở Hy Lạp đã sử dụng nước chảy để quay bánh xe của nhà máy xay lúa mì thành bột Vào đầu thế kỷ 21, thủy điện là dạng năng lượng tái tạo được sử dụng rộng rãi nhất; vào năm 2019, nó chiếm hơn 18% tổng công suất phát điện của thế giới
Thủy điện mang lại tiềm năng đáng kể trong việc giảm phát thải carbon, vì lượng phát thải khí nhà kính (GHG) nói chung là rất thấp, thường dưới 1% lượng phát thải từ các nhà máy điện than Thủy điện có thể cung cấp cả dịch vụ quản lý năng lượng và nước, đồng thời cũng giúp hỗ trợ các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi khác như gió và mặt trời, bằng cách cung cấp các dịch vụ lưu trữ và cân bằng tải
Ảnh minh hoạ đập thuỷ điện (nguồn: Internet)
Trang 52 Cấu tạo và quy trình vận hành của nhà máy thủy điện
a Cấu tạo thuỷ điện
Về cơ bản, nhà máy thủy điện được cấu tạo gồm các thành phần chính như sau:
Quy trình vận hành nhà máy thuỷ điện (nguồn: Internet)
chiếc đĩa lớn với những cánh cong Trung bình khối lượng một chiếc tuabin khoảng 172 tấn, tốc độ vòng quay 90 vòng/phút Về thiết kế, tuabin sẽ được gắn liền với máy phát điện ở phía trên thông qua trục
cuộn dây đồng
điện xoay chiều AC và chuyển đổi thành dòng điện có điện áp cao hơn
một dây trung tính
sông
Trang 6b Quy trình vận hành của nhà máy thuỷ điện
Nguyên lý hoạt động của nhà máy thuỷ điện: Biến sự chênh lệch tiềm năng của nước thành điện năng bằng cách chuyển nó giữa hai điểm ở độ cao khác nhau
Để làm được điều này, một dòng nước bị ép qua một mạch thủy lực nối hai điểm ở các độ cao khác nhau gọi là mớn nước, trong đó nước tăng tốc độ khi thế năng được chuyển hóa một phần thành động năng Tua bin biến động năng này thành cơ năng, sau đó máy phát điện biến thành điện năng Cuối cùng, dòng nước rời tuabin
và được xả trở lại sông, hầu như không có tốc độ và với thế năng tương ứng với độ cao của cửa xả
Quy trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính:
là ống dẫn nước có áp tạo ra các cột nước khổng lồ với áp lực lớn đi vào bên trong nhà máy
lượng cơ học được chuyển hóa thành điện năng
điện và truyền về các thành phố
II.Vai trò của thủy điện trong cung cấp năng lượng điện hiện nay
Thủy điện xuất hiện cách đây trên 70 năm và trở thành niềm hy vọng của nhân loại trên nhiều phương diện, đặc biệt là cung cấp nguồn năng lượng tái tạo và tương đối sạch Hiện nay, thủy điện là nguồn năng lượng chính đáp ứng nhu cầu điện quốc gia Đến nay, các công trình thuỷ điện đã khai thác được khoảng 4.238
MW, chiếm hơn 40% tổng công suất lắp máy của toàn hệ thống điện quốc gia (khoảng 10.445 MW) Lượng nước sử dụng để phát điện từ dung tích hữu ích của các hồ chứa thuỷ điện khoảng 13,6 tỉ m3 Theo quy hoạch thuỷ điện trên lưu vực sông chính, dự kiến thuỷ điện sẽ cung cấp khoảng 16.200MW, chiếm 62% trong tổng số 26.000MW cần bổ sung đến năm 2020 Trong giai đoạn sau đó, tỷ trọng, khi tiềm năng thủy điện đã cơ bản được sử dụng, thì tỷ trọng thủy điện sẽ giảm xuống
1 Thúc đẩy các khả năng kinh tế
Thông thường các công trình thuỷ điện có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng kéo dài, song hiệu quả cao và tuổi thọ đến 100 năm hoặc hơn Về lâu dài mà nói thì không có công nghệ năng lượng nào rẻ bằng thuỷ điện Các chi phí vận hành và bảo dưỡng hàng năm là rất thấp, so với vốn đầu tư và thấp hơn nhiều các nhà máy điện khác Các dự án nhỏ và phân tán sẽ đóng vai trò quan trọng trong chương
Trang 7trình điện khí hoá nông thôn trên khắp thế giới Khai phóng tiềm năng thủy điện sẽ mang lại nguồn lợi lớn cho địa phương và cả nước Thông qua việc phát triển thủy điện, kết cấu hạ tầng khu vực cũng sẽ được đầu tư xây dựng đồng bộ, và hiện đại với tốc độ rất nhanh
2 Bảo tồn các hệ sinh thái
Thuỷ điện sử dụng năng lượng của dòng nước để phát điện, mà không làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng không làm biến đổi các đặc tính của nước sau khi chảy qua tua bin
3 Linh hoạt
Trong cung cấp điện năng, thủy điện là nguồn cung ứng linh hoạt, bởi khả năng điều chỉnh công suất Nhờ công suất phủ đỉnh của thủy điện, có thể tối ưu hóa biểu đồ phụ tải chạy nền bởi các nguồn kém linh hoạt hơn (như các nhà máy nhiệt điện hoặc điện hạt nhân) Nhà máy thủy điện tích năng làm việc như acquy, trữ khổng lồ bằng cách tích và xả năng lượng theo nhu cầu hệ thống điện Một ưu điểm của thủy điện là có thể khởi động và phát đến công suất tối đa chỉ trong vòng vài phút, trong khi nhiệt điện (trừ tua bin khí - gas turbine) phải mất vài giờ hay nhiều hơn trong trường hợp điện nguyên tử Do đó, thủy điện thường dùng để đáp ứng phần đỉnh là phần có yêu cầu cao về tính linh hoạt mang tải
4 Tương đối sạch
So với nhiệt điện, thủy điện cung cấp một nguồn năng lượng sạch, hầu như không phát khí thải gây hiệu ứng nhà kính
5 Góp phần vào phát triển bền vững:
Về khía cạnh bền vững, thuỷ năng có tiềm năng rất lớn về bảo tồn hệ sinh thái, cải thiện khả năng kinh tế và tăng cường sự công bằng xã hội
6 Giảm phát thải
Bằng cách sử dụng nguồn nước thay vì các loại nhiên liệu hoá thạch (đặc biệt
là than), thuỷ điện giảm bớt ô nhiễm môi trường, giảm bớt các trận mưa axít, giảm axít hoá đất và các hệ thống thủy sinh Thuỷ điện thải ra rất ít khí hiệu ứng nhà kính so với các phương án phát điện quy mô lớn khác, do vậy làm giảm sự nóng lên của trái đất Lượng khí nhà kính mà thuỷ điện thải ra nhỏ hơn 10 lần so với các nhà máy tua bin khí chu trình hỗn hợp và nhỏ hơn 25 lần so với các nhà máy nhiệt điện than Nếu tiềm năng thuỷ năng thực tế còn lại mà được sử dụng thay cho các nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hoá thạch thì hằng năm còn có thể tránh được h
tỷ tấn khí thải nữa Điều này tương đương với việc mỗi năm tránh được 1/3 các chất khí do con người thải ra hiện nay, hoặc ba lần các khí thải của xe hơi trên hành tinh
Trang 87 Sử dụng nước đa mục tiêu
Thuỷ điện không tiêu thụ lượng nước mà nó đã dùng để phát điện, mà xả lại nguồn nước quan trọng này để sử dụng vào những việc khác Hơn nữa, các dự án thuỷ điện còn sử dụng nước đa mục tiêu Trên thực tế, hầu hết các đập và hồ chứa đều có nhiều chức năng như: cung cấp nước cho sản xuất lương thực Hồ chứa còn
có thể cải thiện các điều kiện nuôi trông thủy sản và vận tải thủy Tuy nhiên, lợi ích cục bộ của một nhà máy thủy điện đôi lúc mâu thuẫn với chức năng căn bản của một hồ chứa
Ví dụ, trong mùa khô hạn, nhà máy có thể quyết định ngưng phát điện trong một thời gian nào đó (nghĩa là không xả nước về hạ lưu) vì nhiều lý do khác nhau (ví dụ để sửa chữa tua bin) Tương tự trong mùa lũ, nhà máy có thể giữ mực nước
hồ cao (để tăng công suất phát điện) do đó làm giảm khả năng điều tiết lũ của hồ chứa Để phát cộng thêm yếu tố bất định từ dự báo giá điện, bài toán tối ưu vận hành nhà máy huy được tối đa tài nguyên nước, các cơ quan chức năng với vai trò
là người quản lý tài nguyên và điều hòa lợi ích chung cho cả khu vực - cần có những quy định hợp lý trong việc vận hành các nhà máy thủy điện để bảo đảm tài nguyên nước được sử dụng một cách công bằng và hiệu quả cho toàn xã hội
Lưu lượng tối thiểu được quy định dựa trên nhu cầu và lợi ích của hạ lưu, được cân bằng với thiệt hại của nhà máy điện, làm sao để đảm bảo lợi ích chung của xã hội Lưu lượng tối thiểu được xác định qua các nghiên cứu về môi trường
và nhu cầu khác nhau của hạ lưu, và có thể thay đổi tùy theo lượng mưa trên lưu vực của hồ chứa
Quy định về lưu lượng tối thiểu của dòng sông đặc biệt quan trọng khi nhà máy thủy điện (là nơi xả nước về hạ lưu) không nằm cùng dòng sông với hồ chứa (chuyển nước) (như trường hợp nhà máy thủy điện Đa Nhim) Trong trường hợp này hồ chứa phải xả nước thường xuyên qua đường hầm ở chân đập để duy trì lưu lượng tối thiểu trong sông ở phía hạ lưu của hồ chứa
8 Góp phần phát triển cơ sở hạ tầng
Ngoài ra, thu nhập nhờ bán điện còn cho phép tài trợ cho các nhu cầu hạ tầng
cơ sở cơ bản khác, cũng như để xoá đói giảm nghèo cho những người dân bị ảnh hưởng bởi việc xây dựng thuỷ điện, và cộng đồng dân cư nói chung
9 Cải thiện công bằng xã hội
Thuỷ điện có tiềm năng rất lớn trong việc cải thiện công bằng xã hội trong suốt thời gian dự án được triển khai và quản lý theo cách thức đẩy mạnh sự công bằng giữa các thế hệ hiện tại và tương lai, giữa các cộng đồng bản địa và trong khu vực, giữa các nhóm bị thiệt hại và toàn xã hội nói chung Do chi phí đầu tư ban đầu cao cho các nhà máy thủy điện đã được các thế hệ hiện tại trang trải, nên các thế hệ tương lai sẽ nhận được nguồn điện trong thời gian dài với chi phí bảo trì rất thấp
Trang 9Doanh thu của các nhà máy thủy điện thường "gánh thêm" phần chí phí cho các ngành sử dụng nước khác như: nước sinh hoạt, tưới và chống lũ, do vậy nó trở thành công cụ để chia sẻ nguồn tài nguyên chung một cách công bằng Các dự án thuỷ điện còn có thể là một công cụ để thúc đẩy sự công bằng giữa các nhóm người bị thiệt hại và toàn xã hội nói chung, khi thực hiện cả những chương trình di dân và tái định cư được quản lý tốt dẫn đến một sự chia sẻ lợi nhuận để bảo đảm rằng những người bị thiệt hại sẽ có cuộc sống tốt hơn sau khi dự án hoàn thành so với trước kia
III Thủy điện và cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism)
Thủy điện là một nguồn năng lượng tái tạo, sạch và có thể cung cấp điện năng
ổn định và liên tục Thủy điện cũng có thể được sử dụng để kiểm soát lũ lụt, cấp nước cho nông nghiệp và công nghiệp, và tạo ra việc làm
Cơ chế phát triển sạch (CDM) là một cơ chế của Nghị định thư Kyoto, cho phép các nước phát triển đầu tư vào các dự án giảm phát thải khí nhà kính (GHG)
ở các nước đang phát triển để bù đắp cho lượng phát thải của mình
Thủy điện có thể được áp dụng cho cơ chế CDM vì nó có thể giúp giảm phát thải GHG theo một số cách, bao gồm:
dầu, bằng thủy điện
chứa thủy điện
và xây dựng cần thiết để ứng phó với lũ lụt
Thủy điện đã được áp dụng thành công cho cơ chế CDM tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam Tại Việt Nam, có hai dự án thủy điện đã được đăng ký thành công theo cơ chế CDM, đó là:
dựng từ năm 2008 đến năm 2013 Dự án này đã giúp giảm phát thải GHG khoảng 1,9 triệu tấn CO2 mỗi năm
năm 2007 đến năm 2011 Dự án này đã giúp giảm phát thải GHG khoảng 0,4 triệu tấn CO2 mỗi năm
Việc áp dụng cơ chế CDM cho các dự án thủy điện có thể mang lại nhiều lợi ích cho các nước đang phát triển, bao gồm:
Trang 10Giảm thiểu phát thải GHG và ứng phó với biến đổi khí hậu.
Tuy nhiên, việc áp dụng cơ chế CDM cho các dự án thủy điện cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo rằng các dự án này thực sự mang lại lợi ích về môi trường và xã hội
IV Kinh tế dự án thuỷ điện
Kinh tế dự án thủy điện là tổng thể các chi phí và lợi ích của dự án thủy điện Các chi phí chính của dự án thủy điện bao gồm chi phí xây dựng, chi phí vận hành
và bảo dưỡng, chi phí môi trường Các lợi ích chính của dự án thủy điện bao gồm sản lượng điện, kiểm soát lũ lụt, cấp nước và tạo việc làm
Chi phí xây dựng là chi phí lớn nhất của dự án thủy điện Chi phí này bao gồm chi phí đào đắp đập, xây dựng nhà máy điện, đường dây tải điện và các công trình phụ trợ khác Chi phí xây dựng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm quy mô của dự án, địa hình, địa chất và điều kiện khí hậu
Chi phí vận hành và bảo dưỡng là chi phí phát sinh trong quá trình vận hành
và bảo dưỡng nhà máy thủy điện Chi phí này bao gồm chi phí nhân công, chi phí vật tư, chi phí sửa chữa và bảo trì Chi phí vận hành và bảo dưỡng chiếm khoảng 10-15% chi phí tổng thể của dự án thủy điện
Chi phí môi trường là chi phí phát sinh do tác động của dự án thủy điện đến môi trường Chi phí này bao gồm chi phí tái định cư, chi phí cải thiện chất lượng môi trường và chi phí khắc phục hậu quả các sự cố môi trường Chi phí môi trường
có thể chiếm khoảng 5-10% chi phí tổng thể của dự án thủy điện
Sản lượng điện là lợi ích chính của dự án thủy điện Sản lượng điện của dự án thủy điện phụ thuộc vào công suất của nhà máy điện, lưu lượng nước và thời gian vận hành Sản lượng điện của các nhà máy thủy điện ở Việt Nam thường đạt 30-40% công suất thiết kế
Kiểm soát lũ lụt là lợi ích thứ hai của dự án thủy điện Các hồ chứa thủy điện
có thể tích trữ nước trong mùa mưa để xả ra trong mùa khô, giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra
Cấp nước là lợi ích thứ ba của dự án thủy điện Nước từ các hồ chứa thủy điện
có thể được sử dụng để tưới tiêu cho cây trồng, sản xuất công nghiệp và cung cấp nước sinh hoạt cho người dân
Tạo việc làm là lợi ích thứ tư của dự án thủy điện Xây dựng và vận hành các nhà máy thủy điện tạo ra nhiều việc làm cho người dân
Trang 11Tổng lợi ích của dự án thủy điện được tính bằng tổng sản lượng điện, giá trị kiểm soát lũ lụt, giá trị cấp nước và giá trị tạo việc làm Tổng lợi ích của dự án thủy điện phải lớn hơn tổng chi phí của dự án thì dự án mới có hiệu quả kinh tế Tính hiệu quả kinh tế của dự án thủy điện được đánh giá bằng các chỉ tiêu như:
dự án
ròng (NPV) của dự án bằng 0
Tại Việt Nam, thủy điện là nguồn cung cấp điện năng quan trọng, chiếm khoảng 40% tổng sản lượng điện Chính phủ Việt Nam đang có kế hoạch phát triển thủy điện để đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng của đất nước Tuy nhiên, cần phải có sự quy hoạch và phát triển thủy điện một cách hợp lý để giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường
B Ảnh hưởng của thủy điện tới các vấn đề kinh tế xã hội, môi trường
I Ảnh hưởng tích cực
1 Thủy điện là nguồn năng lượng sạch, quan trọng và sử dụng phổ biến
Thủy điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước Đa số năng lượng thủy điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay tubin nước
và máy phát điện Việc sản xuất điện dựa trên năng lượn g nước được mô tả là một dạng của năng lượng sạch Quá trình sản xuất điện không thải ra các chất độc hại, hoặc các khí độc hại vào bầu khí quyển của trái đất giống như các nhà máy điện đốt hóa thạch và than để sản xuất điện
Theo điều chỉnh quy hoạch thủy điện giai đoạn 2011-2020 tầm nhìn 2030 thì thủy điện là một trong ba nguồn năng lượng chính (than, nhiệt điện) đáp ứng nhu cầu điện Quốc gia Điều này tiếp tục được thể hiện trong NQ số 55-NQ/TW năm
2020 của Bộ chính trị về định hướng chiến lược phát triển năng lượng Quốc gia của Việt Nam đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2045
Với giá thành phải chăng, không phải phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu và dễ dàng đáp ứng sự thay đổi nhanh chóng về tiêu thụ điện, các tổ máy phát điện có thể vận hành hoặc ngưng lại một cách tương đối nhanh chóng và dễ dàng làm cho dạng năng lượng này càng phổ biến và được sử dụng nhiều nhất Điển hình như các ngành công nghiệp quy mô nhỏ đến các nhà máy sản xuất lớn, công nghiệp nặng đều phụ thuộc vào thủy điện để vận hành máy móc sản xuất