Đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng một số nguồn năng lượng tái tạo tại tỉnh quảng ninh

Đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng một số nguồn năng lượng tái tạo tại tỉnh Quảng Ninh Đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng một số nguồn năng lượng tái tạo tại tỉnh Quảng Ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TẠ HOÀI THƯƠNG “ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ

NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TẠI TỈNH QUẢNG NINH”

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Anh Hùng

i

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, theo đuổi chương trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy, cô giáo Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Các thầy cô không chỉ chia sẻ những kinh nghiệm, kiến thức quý báu về chuyên môn mà còn là nguồn động lực to lớn để tôi kiên trì theo đuổi hết chương trình học và giữ vững tình yêu với môi trường Với tình cảm chân thành, tôi bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban giám hiệu, phòng Sau Đại học, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, các thầy giáo, cô giáo đã tham gia quản lý, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Dự án “Điều tra, đánh giá tiềm năng sử dụng đất đá thải, tro xỉ thải và một số loại chất thải rắn công nghiệp thông thường và đề xuất giải pháp tăng cường tái chế, tái sử dụng chất thải rắn công nghiệp góp phần sử dụng tiết kiệm hiệu quả tài nguyên, thúc đẩy phát triển kinh tế tuần hoàn tại Quảng Ninh” Đã tạo điều kiện cho tôi tham gia phục vụ công tác khảo sát thực địa các Sở ban ngành, địa phương trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

Tôi xin bày tỏ sự biết ơn đặc biệt đến thầy TS Phạm Anh Hùng đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ về khoa học để tôi hoàn thành tốt đề tài luận văn này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, song có thể còn có những mặt hạn chế, thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo và bạn bè

Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận văn

Tạ Hoài Thương

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về nguồn năng lượng tái tạo 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Tổng quan một số nguồn năng lượng tái tạo 3

1.1.3 Một số nghiên cứu về năng lượng tái tạo trên thế giới và Việt Nam 13

1.2 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội (KTXH) và định hướng phát triển nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 21

1.2.1 Thực trạng và định hướng phát triển KTXH của tỉnh 21

1.2.2 Định hướng phát triển nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 30

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu: 32

2.2.1 Phương pháp thu thập, phân tích số liệu, tài liệu 32

2.2.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng năng lượng tái tạo 33

2.2.3 Phương pháp phân tích SWOT 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Đánh giá về thực trạng phát triển năng lượng tại Quảng Ninh 36

3.1.1 Thực trạng sản xuất điện 36

3.1.2 Thực trạng Chính sách phát triển NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 38

3.2 Đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 40

3.2.1 Xây dựng bản đồ vùng loại trừ 40

3.2.2 Tiềm năng khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời 43

3.2.3 Tiềm năng khai thác và sử dụng năng lượng gió 49

3.3 Đánh giá, đề xuất khu vực ưu tiên cho phát triển một số nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 53

iii 3.3.1 Đánh giá thực trạng và xu hướng biến động quỹ đất năng lượng của tỉnh 53 3.3.2 Đề xuất các khu vực ưu tiên phát triển năng lượng tái tạo 55 3.4 Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hiệu quả các nguồn NLTT phục vụ chiến lượng tăng trưởng xanh và phát triển bền vững của tỉnh Quảng Ninh 56

3.4.1 Phân tích điểm mạnh điểm yếu của việc phát triển NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 56 3.4.2 Đề xuất một số giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý và bền vững nguồn năng lượng tái tạo 60 3.4.3 Đề xuất một số giải pháp về cơ chế chính sách phát triển NLTT trên địa bàn tỉnh 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BĐKH ĐBSH ĐBSCL GHI

GPMB KCN KTTĐ KTXH NLĐG NLMT NLTT NNK QHĐ

Biến đổi khí hậu Đồng bằng sông Hồng Đồng bằng sông Cửu Long Global Horizontal Irradiance (Bức xạ ngang toàn cầu) Giải phóng mặt bằng Khu công nghiệp Kinh tế trọng điểm Kinh tế xã hội Năng lượng điện gió Năng lượng mặt trời Năng lượng tái tạo Những người khác Quy hoạch điện

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Danh sách 96 dự án đăng ký đến năm 2022 theo các tỉnh 12

Bảng 2 Tiêu chí vùng loại trừ để đánh giá tiềm năng kỹ thuật [20] 18

Bảng 3 Cơ cấu và dịch chuyển cơ cấu VA theo ngành của cả nước, vùng ĐBSH và Quảng Ninh giai đoạn 2011-2020 (%) 28

Bảng 4 Tốc độ tăng trưởng và đóng góp cho tăng trưởng theo thành phần kinh tế của cả nước và Quảng Ninh năm 2020 29

Bảng 5 Dân số các cộng đồng dân tộc của tỉnh Quảng Ninh 30

Bảng 6 Thông tin các mảnh mô hình số độ cao DEM của vùng nghiên cứu 33

Bảng 7 Tiêu chí vùng loại trừ để đánh giá tiềm năng kỹ thuật 35

Bảng 8 Hiện trạng các nhà máy điện trong tỉnh Quảng Ninh 37

Bảng 9 Phân bố cường độ bức xạ ngang toàn cầu (GHI) trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 44

Bảng 10 Phấn bố tiềm năng kỹ thuật năng lượng mặt trời trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 47

Bảng 11 Phân vùng tiềm năng năng lượng gió theo mật độ năng lượng gió ở độ cao 100m trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 50

Bảng 12 Quy mô các vùng khả dụng cho phát triển nhà máy điện gió 52

Bảng 13 Hiện trạng và biến động sử dụng đất công trình năng lượng giai đoạn 2020 [21, 22] 53

2010-Bảng 14 Xu hướng biến động sử dụng đất công trình năng lượng giai đoạn 2020-2030 [22, 23] 54

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Bình nước nóng năng lượng mặt trời tại Trung Quốc 4

Hình 2 Sơ đồ đơn giản về hệ thống bơm sử dụng năng lượng mặt trời 5

Hình 3 Nguồn tạo ra năng lượng điện từ năm 2008-2018 7

Hình 4 Tổng công suất lắp đặt điện Mặt trời tại một số quốc gia 2015-2018 8

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý phương pháp nghiên cứu tính toán tiềm năng kỹ thuật NLMT 18

Hình 6 Ứng dụng GIS trong đánh giá tiềm năng kỹ thuật NLMT 19

Hình 7 Vị trí địa lý và mối quan hệ liên vùng của tỉnh Quảng Ninh 23

Hình 12 Sản lượng điện tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010-2022 38

Hình 13 Mô hình số hoá độ cao tỉnh Quảng Ninh 40

Hình 14 Vùng loại trừ do yếu tố độ dốc 40

Hình 15 Bản đồ vùng loại trừ đối với khu vực đô thị (trái) và khu dân cư nông thôn (phải) 41

Hình 16 Bản đồ vùng loại trừ đối với tiêu chí đất rừng, khu bảo tồn, canh tác lúa và khu vực khảo cổ 42

Hình 17 Bản đồ vùng loại trừ đối với tiêu chí mặt nước, đường bờ biển 42

Hình 18 Bản đồ vùng loại trừ đối với tiêu chí đường giao thông, lưới điện 43

Hình 19 Bản đồ vùng loại trừ đối với tiêu chí khu vực sân bay, quân sự 43

Hình 20 Bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời lý thuyết theo giá trị GHI 44

Hình 21 Phân bố nhiệt độ trung bình theo tháng trong năm tại các trạm trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh 45

Hình 21 Các vùng khả dụng và tiềm năng lý thuyết NLMT tỉnh Quảng Ninh 46

Hình 23 Bản đồ tiềm năng kỹ thuật năng lượng mặt trời vùng nghiên cứu 47

Hình 24 Tốc độ gió ở độ cao 100m trong phạm vi vùng nghiên cứu 49

Hình 25 Mật độ điện trung bình tiềm năng ở độ cao 100m 50

Hình 26 Các vùng khả dụng và tiềm năng kỹ thuật cho phát triển nhà máy điện gió tại tỉnh Quảng Ninh 51

1

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Năng lượng đóng vai trò thiết yếu đối với phát triển kinh tế, xã hội và nâng cao chất lượng cuộc sống Hiện nay, nguồn năng lượng hóa thạch, đặc biệt là dầu mỏ vẫn là nguồn năng chiếm tỷ trọng lớn nhất Tuy nhiên, đây là dạng năng lượng không tái tạo do vâỵ nguồn năng lượng này đang ngày dần cạn kiệt

Bên cạnh đó, có thể thấy việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch trong nhiều thập kỷ qua đã gây ra những hậu quả về biến đổi khí hậu ngày nay Đây thực sự là mối đe dọa đối với tất cả các quốc gia trên thế giới Những kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ thế giới đã tăng lên với tốc độ chưa từng có trong vòng 12.000 năm qua Chính hiện tượng này đã gây nên tình trạng trái đất nóng lên trong gần 40 năm trở lại đây Biến đổi khí hậu được coi là toàn cầu vì nó diễn ra ở hầu như trên thế giới Đặc biệt, Việt Nam đứng thứ 5 trong danh sách các nước bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu Do đó, nếu không có những biện pháp nhằm giảm thiểu tác hại của biển đổi khí hậu thì hậu quả sẽ khó lường

Hơn nữa, nhu cầu sử dụng điện dự kiến sẽ tiếp tục tăng Theo dự báo, xu hướng tăng thậm chí sẽ tăng tốc trong những thập kỷ tới Đến năm 2050, nhu cầu điện toàn cầu gần như tăng gấp ba lần so với mức năm 2020 Trước tình hình trên, phương thức chuyển đổi từ năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo ngày càng trở thành xu thế phát triển năng lượng trên toàn thế giới cũng như tại Việt Nam [4]

Việt Nam là quốc gia hội tụ những đặc điểm địa lý, khí hậu lý tưởng cho việc sản xuất các loại năng lượng tái tạo Với vị trí địa lý có đường biển dài, thời tiết của khu vực nhiệt đới nhận được năng lượng mặt trời tương đối lớn… đây là một trong những tiềm năng rất lớn để Việt Nam xây dựng và phát triển ngành công nghiệp năng lượng tái tạo (NLTT) như năng lượng mặt trời, năng lượng gió Việc này có ý nghĩa vô cùng to lớn trong định hướng phát triển nền kinh tế Việt Nam trong tương lai, cũng như đảm bảo an ninh năng lượng Nhận thấy tầm quan trọng hàng đầu của ngành công nghiệp NLTT, nên thời gian qua, Chính phủ đã ban hành nhiều cơ chế, chính sách nhằm khuyến khích phát triển nguồn năng lượng tái tạo Đẩy mạnh sử dụng NLTT đang là xu thế của các nước trên thế giới, đặc biệt trong bối cảnh công nghệ sản xuất điện từ NLTT đang phát triển rất nhanh, dần đảm bảo khả năng cạnh tranh với các nguồn năng lượng truyền thống Chính vì vậy, việc gia tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT là một đòi hỏi tất yếu cho sự phát triển của hệ thống điện, cần được đưa vào cụ thể hơn trong Quy hoạch nguồn điện Việt Nam Theo dự thảo quy hoạch điện VIII, tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo đạt khoảng 11,9 – 13,4% vào năm 2030 và khoảng 26,5 – 28,4% vào năm 2045 [4]

2 Quảng Ninh là tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Bắc Bộ Việt Nam, nằm ở vị trí từ 20o40’ đến 21o40’ vĩ độ Bắc; 106o26’ đến 108o31’ kinh độ Đông, có tổng số giờ nắng trong năm dao động từ 1000 – 1700 giờ/năm, do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) sẽ đem lại hiệu quả kinh tế Ngoài ra, Quảng Ninh còn có tới 250km đường biển, cùng hệ thống hạ tầng đấu nối, truyền tải điện tốt nhất cả nước, đây là cơ sở để phát triển năng lượng điện gió (NLĐG) [22]

Trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh việc giá tiềm năng năng lượng gió và năng lượng mặt trời trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh hiện chưa có đánh giá chi tiết trên địa bàn tỉnh mà sử dụng dữ liệu đánh giá toàn quốc trong quy hoạch điện VIII [4], các dữ liệu này thể hiện được tiềm năng chung của tỉnh nhưng việc phân bổ chi tiết đến từng đơn vị hành chính còn hạn chế do mức độ chi tiết dữ liệu đánh giá toàn quốc và phân cấp đến cấp tỉnh Đã có những nghiên cứu ứng dụng đánh giá tiềm năng lý thuyết và tiềm năng kỹ thuật về năng lượng gió, năng lượng mặt trời cho các địa phương khác nhau bằng việc kết hợp dữ liệu bức xạ toàn cầu, tốc độ gió và kỹ thuật hệ thống thông tin địa lý để tính toán chi tiết hơn cho cấp vùng và cấp tỉnh [7, 20, 24, 26, 28, 42]

Xuất phát từ những lý do trên cho thấy việc “Đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng một số nguồn năng lượng tái tạo tại tỉnh Quảng Ninh” là rất cần thiết để sử

dụng hiệu quả một số nguồn NLTT tại tỉnh Quảng Ninh, trong đó cần đặc biệt chú trọng đến hai nguồn NLTT là nguồn NLMT và NLĐG Đề tài sẽ góp phần trả lời cho câu hỏi “Tỉnh Quảng Ninh có tiềm năng khai thác và sử dụng các nguồn NLTT không?”, “ Các nguồn NLTT có vai trò thế nào trong chiến lược phát triển bền vững của tỉnh Quảng Ninh?”, ngoài ra các kết của nghiên cứu của đề tài cũng góp phần cung cấp thông tin khoa học để đề xuất các giải pháp sử dụng một số nguồn NLTT một cách hiệu quả hơn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được tiềm năng khai thác và sử dụng một số nguồn NLTT tại tỉnh Quảng Ninh

- Đề xuất được các khu vực ưu tiên, giải pháp sử dụng phù hợp, hiệu quả nguồn NLTT phục vụ mục tiêu tăng trưởng xanh và phát triển bền vững tỉnh Quảng Ninh

3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá thực trạng phát triển năng lượng, chính sách phát triển NLTT và tiềm năng khai thác và sử dụng nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

- Đề xuất khu vực ưu tiên cho phát triển NLTT, đề xuất các giải pháp khai thác sử dụng hiệu quả các nguồn NLTT phục vụ chiến lược tăng trưởng xanh và phát triển bền

vững của tỉnh Quảng Ninh

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguồn năng lượng tái tạo

Theo Khoản 1 Điều 43 Luật Bảo vệ môi trường 2014 có khái niệm về năng lượng

tái tạo: Năng lượng tái tạo là năng lượng được khai thác từ nước, gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, sóng biển, nhiên liệu sinh học và các nguồn tài nguyên năng lượng có khả năng tái tạo khác [13]

Mặc dù không có định nghĩa về năng lượng tái tạo nhưng trong nhiều quy định của Luật lại nhắc tới các vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo (đi kèm với năng lượng sạch) Do đó, năng lượng tái tạo có thể được hiểu là năng lượng hữu ích được thu thập từ các tài nguyên có khả năng tái tạo, được bổ sung một cách tự nhiên theo chu kỳ thời gian Bên cạnh đó, phát triển năng lượng tái tạo được hiệu quả là quá trình các chủ thể thực hiện các hoạt động khác nhau nhằm trực tiếp hoặc gián tiếp kích thích khai thác, sản xuất và sử dụng năng lượng tái tạo

1.1.2 Tổng quan một số nguồn năng lượng tái tạo

1.1.2.1 Năng lượng mặt trời a Khái quát về năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ được tạo ra nhờ mặt trời Đây là một trong các nguồn năng lượng sạch và vô tận, đồng thời nó cũng là nguồn gốc của các nguồn năng lượng khác trên trái đất Con người đã biết tận hưởng nguồn năng lượng quý giá này từ rất lâu, tuy nhiên việc khai thác, sử dụng nguồn năng lượng này một cách hiệu quả nhất thì vẫn là vấn đề mà chúng ta đang quan tâm

Mặt trời là nguồn cung cấp ánh sáng tự nhiên cho trái đất Đường kính của mặt trời vào khoảng 1.392.700 km, gấp 110 lần so với trái đất Theo một số nghiên cứu thì tâm mặt trời có nhiệt độ ước chừng 15 triệu độ C, trong khi đó nhiệt độ bề mặt bên ngoài chỉ ở mức 5537 độ C Sự chênh lệch này là do sự va chạm giữa các hạt nhân proton trong tâm của mặt trời tạo ra các phản ứng nhiệt hạch Năng lượng được tạo ra phát tán và di

4 chuyển qua các lớp của mặt trời, truyền xuống các hệ khác ở dạng hơi nóng và ánh sáng Khối lượng của mặt trời sẽ giảm dần do phát tán bức xạ vào các hành tinh khác [5]

b Hiện trạng ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới

Trung Quốc là một trong những quốc gia đang cực kì phát triển, dân số đông dẫn đến nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng nhiều Theo thống kê thì Trung Quốc là quốc gia lớn thứ 2 về việc tiêu thụ năng lượng, tạo sức ép lớn lên chính phủ Việc ứng dụng các năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường như năng lượng gió, mặt trời đang ngày càng được coi trọng nhiều hơn Tại hội nghị thượng đỉnh về khí hậu của Liên Hợp Quốc vào ngày 22 tháng 9 năm 2009 tại New York, chủ tịch của TQ đã cam kết rằng sẽ áp dụng kế hoạch sử dụng 15% năng lượng từ các nguồn tái tạo trong vòng 1 thập kỉ Ngành năng lượng tái tạo của Trung Quốc đang phát triển nhanh hơn năng lượng hóa thạch và năng lượng hạt nhân Đến nay thì Trung Quốc đã đứng đầu trên thế giới về việc sản xuất và tiêu thụ các dạng năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng mặt trời kể từ tháng 6/2015 [31]

Từ những năm 1980, bình nước nóng năng lượng mặt trời đã được sử dụng khá nhiều với tốc độ tăng trưởng bình quân khoảng 30% mỗi năm Vào cuối năm 2014 tổng công suất lắp đặt là 290 GWth , chiếm khoảng 70% tổng công suất nhiệt mặt trời được lắp đặt trên thế giới [29]

Và đến nay thì Trung Quốc đã trở thành nhà sản xuất và kinh doanh máy nước nóng năng lượng mặt trời trên toàn thế giới

Hình 1 Bình nước nóng năng lượng mặt trời tại Trung Quốc [29]

Năng lượng mặt trời còn được sử dụng để sưởi ấm trong các tòa nhà tại Trung Quốc Thông thường các tòa nhà sử dụng NLMT để sưởi ấm thường tích hợp sử dụng bình nước nóng NLMT Hệ thống sưởi ấm hầu như không cần đến chuyển đổi năng lượng do đó mà hiệu suất khá cao Phía Nam của Trung Quốc nhận được lượng bức xạ

5 mặt trời lớn nhất do đó mà các tòa nhà được thiết kế những tấm kính lớn ở hướng này Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào nhiệt sẽ cung cấp làm ấm các tòa nhà và lượng nhiệt chưa sử dụng được tích trữ trong các bức tường Nhiệt được lan tỏa bởi các hệ thống thông gió Theo tính toán thì khi sử dụng hệ thống này sẽ tiết kiệm hơn 200.000 tấn than/năm [32] Ngoài ra thì việc sử dụng điều hòa không khí bằng NLMT cũng là một cách mà Trung Quốc đang sử dụng để giảm thiểu năng lượng hóa thạch Chi phí vận hành của hệ thống này chỉ bằng 15% so với điều hòa thông thường

Tại Ấn Độ, theo khảo sát của Cục Năng lượng điện Ấn Độ điều tra năm 2011 thì có khoảng 18 triệu máy bơm đang hoạt động và cứ mỗi năm có khoảng 0,5 triệu chiếc máy bơm được lắp đặt với công suất trung bình 5 HP cho các hoạt động nông nghiệp Để giảm thiểu việc sử dụng năng lượng hóa thạch các nhà khoa học tại trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ RMK tại Ấn độ đã nghiên cứu và chạy thử nghiệm bơm chạy bằng năng lượng mặt trời Nghiên cứu này nhận được nhiều sự quan tâm do nguồn điện ở các vùng nông thôn tại Ấn Độ thường không ổn định, vậy nên việc tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch là rất cần thiết Việc sử dụng các hệ thống bơm nước bằng dầu diesel gây ra nhiều tiếng ồn, chi phí cho hoạt động khá cao và khiến không khí bị ô nhiễm Trong khi đó máy bơm sử dụng nguồn năng lượng mặt trời lại không gây ô nhiễm môi trường, chi phí thấp hơn Sơ đồ của hệ thống tưới tiêu sử dụng năng lượng mặt trời như sau: Vòi phun nước sẽ quay với tốc độ tối đa và được kết hợp với máy bơm nước vừa tích trữ nước lại làm tăng áp lực nước Năng lượng lấy từ mặt trời qua bộ chuyển đổi sẽ kết hợp với máy bơm để hoạt động Bộ chuyển đổi còn tích hợp chức năng tích điện, khi không có ánh sáng mặt trời thì máy bơm vẫn có thể hoạt động [30]

Hình 2 Sơ đồ đơn giản về hệ thống bơm sử dụng năng lượng mặt trời [30]

Từ năm 1975, Kyocera của Nhật Bản đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển năng lượng mặt trời Tuy nhiên, do Nhật Bản là một đất nước khá hẹp về diện tích đất đai bằng phẳng và không đủ diện tích để xây dựng các nhà máy điện mặt trời cỡ lớn, nên

6 công nghệ điện mặt trời chủ yếu là ứng dụng với phạm vi nhỏ hẹp như trong sản xuất điện cho đèn đường, biển báo giao thông và trạm viễn thông ở khu vực miền núi Công nghệ điện mặt trời nổi trên mặt nước ra đời đã giúp Nhật Bản giải quyết được hạn chế về địa hình vì nước Nhật Bản có tiềm năng về các hồ tích nước trong nông nghiệp, hồ kiểm soát lũ, hơn thế nữa, toàn bộ đất nước Nhật Bản bao quanh bởi đại dương bao la Rõ ràng đây là tài sản quý giá để đặt các tấm panô pin cho các nhà máy điện mặt trời kích cỡ khác nhau [9]

Với tất cả các ưu thế trên, chỉ trong một thời gian ngắn, Kyocera đã hoàn thành ba trạm điện Mặt Trời nổi trên mặt nước, trong đó trạm lớn nhất của Kyocera đặt tại hồ Sakasamaike, thành phố Kasai, tỉnh Hyogo, hoàn thành ngày 24 tháng 5 năm 2015 với công suất 2,3 megawatt (MGW), đủ đáp ứng nhu cầu điện cho 820 hộ dân Trạm điện tại Kasai lắp đặt 9.072 tấm pin năng lượng mặt trời, có tổng cộng chiều dài 333 m, rộng 77 m có tổng diện tích bề mặt hấp thụ ánh nắng 25.000 mét vuông Các tấm pin silicon trên mặt nước, có diện tích nhỏ hơn so với các tấm pin mặt trời lắp đặt trên đất liền, sẽ được một mạng lưới làm từ sợi thuỷ tinh và chất dẻo siêu nhẹ nâng nổi trên mặt nước Các tấm pin mặt trời trên mặt nước còn giúp ngăn chặn 90% nước bốc hơi, ngăn chặn sự phát triển của tảo và các sinh vật hữu cơ trong môi trường nước bằng cách giữ mát cho bề mặt nước 37 Trạm bán điện cho Công ty điện lực Kansai ở Osaka với tổng giá trị khoảng 96 triệu yên (780.000 USD)/năm Theo chuyên gia của Kyocera, chi phí và thời gian lắp đặt các trạm điện này giảm nhiều so với các trạm điện lắp đặt trên đất liền Các kết nối bền vững song không cố định mà có độ linh hoạt nên có khả năng chịu được các yếu tố thời tiết tiêu cực như bão, lốc cao hơn so với các tấm pin được lắp đặt trên đất liên Bên cạnh đó, hoạt động vận hành và bảo trì cũng không đòi hỏi nhiều công sức nên nhân lực để vận hành cho trạm điện tại Kasai chỉ có khoảng từ 4-6 người Hiện tại, Kyocera cũng đang xây dựng nhà máy điện mặt trời nổi tại hồ chứa ở tỉnh Chiba với công suất là 13,4 megawatt Kyocera hy vọng các nhà máy điện mặt trời nổi của mình sẽ đóng góp cho nỗ lực phát triển các nguồn năng lượng tái tạo của Nhật Bản [9]

c Hiện trạng ứng dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam

Việt Nam là một đất nước có tiềm năng để sản xuất năng lượng mặt trời với mức bức xạ mặt trời trung bình lên tới 5kWh/m” Từ những năm 2000 đã có rất nhiều nghiên cứu về tiềm năng của nguồn năng lượng này tại Việt Nam nhưng vẫn chưa được đầu tư chú trọng Công suất lắp đặt và sử dụng điện mặt trời những năm trước năm 2005 là không đáng kể, chỉ khoảng 1,1MWp trên toàn quốc Các ứng dụng đầu tiên về năng lượng mặt trời được sử dụng chủ yếu là dùng để chiếu sáng và sinh hoạt ở vùng sâu vùng xa hay trên biển đảo Năm 2007, chính phủ Việt Nam đã xây dựng năng lượng quốc gia chiến lược phát triển đến năm 2020 với tầm nhìn đến năm 2050 theo Quyết

7 định số 1855/QĐ-TTg [15] Tuy nhiên theo quyết định này, các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh khối chiếm tỷ lệ rất thấp (Hình 3)

Hình 3 Nguồn tạo ra năng lượng điện từ năm 2008-2018 [25]

Năm 2015, việc lắp đặt và sử dụng năng lượng mặt trời tăng lên khoảng 5MWp trên toàn quốc trong đó 20% điện được nối lưới Một số các tập toàn, doanh nghiệp lớn như tập đoàn Intel, Big C Hà Nội, Trung tâm hội nghị Quốc Gia, bộ công thương, đã trích một phần ngân sách của mình để xây dựng nên một số trạm điện có công suất trung bình khoảng 50kWp

Tính đến tháng 8/2017, tổng công suất lắp đặt điện mặt trời chỉ khoảng 28 MW, chủ yếu là nguồn điện quy mô nhỏ (hệ thống không nối lưới và một số dự án trình diễn nối lưới hạ thế - đặt tại các tòa nhà và văn phòng) Tuy nhiên, kể từ khi Chính phủ ban hành Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam và Thông tư số 16/2017/TT-BCT quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời, trong vòng hơn 3 năm đã có nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước đã tìm kiếm cơ hội đầu tư vào các dự án điện mặt trời có quy mô lớn trên toàn quốc Các dự án chủ yếu tập trung ở khu vực miền Trung và miền Nam nơi có bức xạ mặt trời cao Năm 2018 là năm điện mặt trời Việt Nam được ghi nhận có mức tăng trưởng vượt bậc so với các năm trước, tuy nhiên vẫn còn chưa cao so với một số các quốc gia cũng có tiềm năng về NLMT như Ý, Philipin, Malaysia hay Thái Lan [25] (Hình 4) Tổng công suất lắp đặt điện mặt trời tại Việt Nam là 106MWp, vẫn chưa bằng 1% so với Ý và chỉ bằng khoảng 4% của Thái Lan

8

Hình 4 Tổng công suất lắp đặt điện Mặt trời tại một số quốc gia 2015-2018 [25]

Vào cuối năm 2019, tổng công suất lắp đặt pin mặt trời đã tăng mạnh lên khoảng 5GWp bao gồm khoảng 4,5GWp nhà máy điện mặt trời được nối lưới; gần 0,4GWp hệ thống năng lượng mặt trời áp mái được lắp đặt Đối với ứng dụng năng lượng mặt trời áp mái đã ghi nhận hơn 22 nghìn hệ thống trong đó có 416 hệ thống có công suất hơn 100kWp Công suất lắp đặt tại miền Nam cao nhất với hơn 250MWp, sau đó là miền trung và miền bắc Nguyên nhân có sự chênh lệch này là do khí hậu miền Nam nóng quanh năm nên cường độ bức xạ mặt trời sẽ cao hơn, dẫn đến việc lắp đặt và sử dụng năng lượng mặt trời nhiều hơn Nhà nước cũng đã ban hành quyết định số 2/2019/QĐ-TTg để hỗ trợ phát triển năng lượng mặt trời và nhận được khá nhiều những hưởng ứng tích cực Theo báo cáo của EVN ngày 12/12/2019 và tổng hợp của Bộ Công thương, tính đến hết ngày 22 tháng 11 năm 2019, hiện tại có tổng cộng 3.705MW các dự án điện mặt trời đã được quy hoạch, trong đó có 3.037MW các dự án đã có chủ trương đầu tư, và 2.218MW các dự án điện mặt trời đã ký hợp đồng mua bán điện trước ngày 23/11/2019 Trong số này có tổng cộng 7 dự án với tổng công suất 320MW đã ký hợp đồng mua bán điện và đang triển khai thi công xây dựng (không bao gồm các dự án trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận được áp dụng cơ chế riêng) Tại Ninh Thuận, hiện có 1.932MW đã được quy hoạch, trong đó có 1.016MW đã COD, và 916,8MW chưa được COD (tính đến ngày 30/6/2019) Trong đó có 668,68MW đã ký hợp đồng mua bán điện với EVN trước ngày 22/11/2019 [6]

Đến hết năm 2020, nguồn điện mặt trời nối lưới đã được đưa vào vận hành lên tới khoảng 9.000 MW (trong đó tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận gần 3,5GW) Quy mô công suất của các dự án điện mặt trời đã được bổ sung quy hoạch là trên 13GW, tổng quy mô đăng ký xây dựng nhưng chưa được bổ sung khoảng 50GW Bên cạnh các dự án điện mặt trời dạng trang trại (lắp đặt trên mặt đất, mặt nước), các dự án điện mặt trời mái nhà cũng phát triển với tốc độ rất nhanh Cuối năm 2019 công suất lắp đặt ĐMT áp

9 mái toàn quốc mới đạt 340MWp (272MW), nhưng đến tháng 8 năm 2021 tổng công suất lắp đặt đạt tới 9.580MWp

Tại Hội nghị COP26, Chính phủ Việt Nam đã một lần nữa khẳng định cam kết của Việt Nam giảm phát thải khí carbon đạt mức bằng 0 vào năm 2050; đồng thời kêu gọi công bằng, công lý cho vấn đề biến đổi khí hậu Trước yêu cầu thực tiễn đó và định hướng phát triển kinh tế xanh, kinh tế tuần hoàn của Đảng và Nhà nước thì yêu cầu về khai thác các nguồn tiềm năng tái tạo dựa vào các tiềm năng về điều kiện tự nhiên, hạ tầng có sẵn tại các địa phương là hết sức cần thiết

1.1.2.2 Năng lượng gió a Khái quát về năng lượng gió

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển trái đất, đây là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời Năng lượng gió là một nguồn năng lượng sa ̣ch, có khả năng tái ta ̣o

Con người từ lâu đã biết sử du ̣ng năng lượng gió để di chuyển thuyền buồm, khinh khí cầu hoặc cối xay gió Ý tưởng dùng năng lượng gió để sản xuất điện hình thành sau khi ra đời các phát minh về điện và máy phát điện Từ sau cuộc khủng hoảng dầu lửa vào những năm 1970, việc nghiên cứu sản xuất năng lượng từ các nguồn khác nhau được đẩy ma ̣nh trên toàn thế giới, kể cả việc phát triển các tua-bin gió hiện đa ̣i

Cách phổ biến nhất để tạo ra điện là quay một tua-bin kết nối với máy phát điện Điều này thường được áp dụng cho nhiên liệu hóa thạch, trong đó nhiên liệu được đốt cháy, tạo ra hơi hoặc khí có áp suất làm quay tuabin và tạo ra điện Các tua-bin gió hoạt động trên cùng một tiền đề trên, nhưng chúng sử dụng sức gió Tua-bin gió khi hoạt động sẽ chuyển hóa năng lượng gió thành năng lượng cơ học để phát ra điện năng Trong lúc tiếp xúc với gió, các chuyển động này sẽ làm cho cánh quạt quay quanh rotor nối với trục chính Điều này giúp trục chính làm quay trục quay của máy phát nhằm tạo ra điện Lúc này những chuyển động khác của động cơ máy phát điện cũng sẽ quay

b Hiện trạng ứng dụng năng lượng gió trên thế giới

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh của công nghệ và nhu cầu năng lượng, cũng như ưu tiên các hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu (BĐKH), điện gió ngày càng được nghiên cứu ứng dụng, phát triển mạnh mẽ, điện gió ngoài khơi cũng là nguồn năng lượng nhận được sự quan tâm lớn nhất của các chuyên gia, chính vì vậy nên tại các vùng biển có độ sâu lên đến vài trăm mét cũng đang được nghiên cứu khai thác sử dụng Các trang trại điện gió ngoài khơi chủ yếu phát triển ở các nước Tây Âu, Trung Quốc, Biển Đông và Châu Mỹ Tại khu vực Biển Đông, khu vực phía Bắc xung quanh eo biển Đài Loan là khu vực có nhiều dự án điện gió được triển khai nhiều nhất

10 Khu vực phía Nam Biển Đông, các dự án điện gió của Việt Nam cũng được phát triển mạnh Ưu điểm chính của năng lượng gió ngoài khơi là khả năng tạo ra điện cao hơn vì tốc độ gió trên đại dương thường ổn định hơn và mạnh hơn so với trên đất liền Ngoài ra, một điểm cộng khác là thực tế không giới hạn các địa điểm ngoài khơi để triển khai trang trại điện gió mà ít hoặc không ảnh hưởng đến xung đột dân cư Hơn nữa, những tiến bộ gần đây trong công nghệ gió ngoài khơi giúp giảm chi phí vốn, lắp đặt và vận hành

Theo báo cáo tháng 10/2020 của Tổ chức Năng lượng Tái tạo Thế giới (IRENA): Các nguồn năng lượng tại tạo (NLTT) có thể tạo ra 130.000 TWh điện mỗi năm (hơn gấp đôi nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu hiện nay)

Điện gió ngoài khơi là một công nghệ đã được chứng minh và triển khai trên quy mô lớn ở nhiều quốc gia như: Trung Quốc, Đan Mạch, Đức, Hà Lan, Vương quốc Anh Đối với nhiều quốc gia, điện gió ngoài khơi hứa hẹn như một hình thức phát điện ở quy mô lớn, sạch và đáng tin cậy, với khả năng khuyến khích các lợi ích về kinh tế

Đến năm 2022 thế giới có 57,6 GW điện gió ngoài khơi được lắp đặt, trong đó đứng đầu là Trung Quốc (25,6 GW) chiếm 44%, UK (13,6 GW), Đức (8 GW), Hà Lan (3 GW) Số lượng các dự án điện gió ngoài khơi (ĐGNK) phát triển nhanh trong các năm 2021, 2022 và các năm tới Riêng tại vùng biển tại Triều Châu, Quảng Đông, Trung Quốc dự kiến 30 GW sẽ lắp đến 2030 Năm 2022, Trung Quốc chiếm 2/3 điện gió ngoài khơi, lắp đặt 6,8 GW trong 9,4 GW điện gió ngoài khơi trên toàn cầu

Báo cáo Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA) đã dự báo: Năm 2040 sẽ có 1.000 tỷ USD đầu tư vào điện gió ngoài khơi và châu Á chiếm đến hơn 60% Trung Quốc năm 2019 có 4 GW điện gió ngoài khơi, hiện nay là hơn 25,5 GW (vượt số lượng điện gió ngoài khơi của châu Âu) và dự báo 2040 là 110 GW, 2050 là 350 GW [31]

Chính sách và đạo luật về NLTT của một số quốc gia tiêu biểu như: Trung Quốc, Đan Mạch, Anh, Đức được đánh giá là khá tiên tiến và toàn diện Các nước này đều có luật NLTT và thúc đẩy phát triển NLTT nói chung và điện gió ngoài khơi nói riêng từ những năm 2000 nên đã đạt được một số thành tựu đáng kể

Đặc biệt, Đan Mạch có kế hoạch đạt mức tiêu thụ điện từ năng lượng gió ngoài khơi lên tới 50% vào năm 2030, trong khi Anh đã xây dựng thành công nhiều dự án điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới Tuy nhiên, việc xây dựng các dự án điện gió ngoài khơi cũng gặp phải nhiều khó khăn và thách thức, như tranh chấp quyền sở hữu đất đai, tài nguyên biển và vấn đề liên quan đến bảo vệ môi trường Do đó, cần có sự hợp tác giữa các quốc gia và các tổ chức quốc tế để xây dựng một hệ thống hành lang pháp lý và

11 chính sách phù hợp cho phát triển điện gió ngoài khơi, đồng thời đảm bảo quyền lợi của các bên liên quan và bảo vệ môi trường

Gần đây các quốc gia như Mỹ, Úc có chính sách cụ thể cho điện gió ngoài khơi gồm cơ quan đầu mối một cửa quản lý cấp phép điện gió ngoài khơi, Mỹ là Cục Năng lượng Đại dương (BOEM), Úc là Cục Năng lượng và Biến đổi Khí hậu và 1 số đạo luật về điện gió ngoài khơi

c Hiện trạng ứng dụng năng lượng gió tại Việt Nam

Việt Nam đã cam kết với quốc tế giảm phát thải khí carbonic về không (Net-zero) vào năm 2050 Các nguồn điện gió trên bờ, gần bờ và ngoài khơi dự tính sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng nguồn phát điện vào năm 2045 [4] Phát triển điện gió ngoài khơi, ngoài việc khai thác tiềm năng to lớn về năng lượng còn đảm bảo thực hiện tầm nhìn phát triển kinh tế biển

Xu hướng phát triển năng lượng tái tạo trên thế giới, trong đó có điện gió ngoài khơi là giải pháp đột phá Tiềm năng điện gió ngoài khơi tại Việt Nam có khoảng gần 600 GW Trong đó, tiềm năng kỹ thuật điện gió ngoài khơi: 261 GW điện gió ngoài khơi móng cố định (ở độ sâu <50 m), 338 GW của các dự án điện gió ngoài khơi móng nổi (ở vùng biển sâu hơn 50 m), có nơi tốc độ hàng năm vượt quá 10 m [31]

Tháng 12/2022, Bộ Công Thương đã dự thảo Quy hoạch phát triển điện VIII (QHĐ 8) trong đó đặt mục tiêu 7 GW điện gió ngoài khơi vào năm 2030 và 87 GW vào năm 2050 [4]

Năm 2021, Báo cáo Lộ trình Điện gió Ngoài khơi cho Việt Nam do Ngân hàng Thế giới xuất bản đưa ra một kịch bản cao 70 GW vào năm 2050, với tầm nhìn 1 quốc gia thành công trong ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi và cho rằng: Việt Nam có thể đứng thứ 3 châu Á (sau Trung Quốc, Nhật Bản) Suất đầu tư cho 1 MW điện gió ngoài khơi đã giảm mạnh từ năm 2012 với 255 USD/MWh đến hiện nay vào khoảng 80 USD/1 MWh và sau 2030 sẽ vào khoảng 58 USD/1 MWh [10]

Các chính sách lớn về về NLTT và điện gió ngoài khơi:

Để có được những định hướng chiến lược đúng đắn nhất cho việc phát triển, tận dụng nguồn năng lượng từ biển, Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XII đã ban hành Nghị quyết về Chiến lược Phát triển bền vững kinh tế biển Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, Nghị quyết đã đưa ra các đột phá về phát triển kinh tế biển, trong đó tại vị trí số 6 có nhấn mạnh về “Năng lượng tái tạo và các ngành kinh tế biển mới” [2]

12 Ngày 11/2/2020, Ban chấp hành Trung ương đã ban hành Nghị quyết số 55-NQ/TW về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, với nội dung: “… Xây dựng các chính sách hỗ trợ và cơ chế đột phá cho phát triển điện gió ngoài khơi gắn với triển khai thực hiện Chiến lược biển Việt Nam” [3]

Vấn đề cấp phép khảo sát biển cho điện gió ngoài khơi:

1 Luật Biển Việt Nam (ngày 21/6/2012) 2 Luật Tài nguyên, môi trường biển và hải đảo (ngày 25/6/2015) 3 Luật Quy hoạch số 21/2017/QH14 (ngày 24/11/2017)

4 Nghị định số 11/2021/NĐ-CP (ngày 10/02/2021) của Chính phủ quy định việc giao các khu vực biển nhất định cho tổ chức, cá nhân khai thác, sử dụng tài nguyên biển 5 Quyết định số 39/2018/QĐ-TTg (ngày 10/9/2018) của Thủ tướng Chính phủ về sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg (ngày 29/6/2011) của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam tại

Điều 8 quy định: “Khởi công xây dựng công trình điện gió: Chủ đầu tư chỉ được phép khởi công xây dựng công trình điện gió khi… có báo cáo số liệu đo gió trong khoảng thời gian liên tục ít nhất là 12 tháng”

6 Thông tư số 02/2019/TT-BCT (ngày 15/01/2019) của Bộ Công Thương quy định thực hiện phát triển dự án điện gió và Hợp đồng mua bán điện mẫu cho các dự án điện gió

Bộ Tài nguyên và Môi trường đã hoàn thiện xong dự thảo Nghị định sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 40/2016/NĐ-CP (ngày 15/5/2016) của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên, môi trường biển và hải đảo và Nghị định số 11/2021/NĐ-CP Trong đó, đã bổ sung quy định về hồ sơ, trình tự thẩm định, ban hành văn bản chấp thuận đo đạc, quan trắc, đánh giá tài nguyên biển

Bảng 1 Danh sách 96 dự án đăng ký đến năm 2022 theo các tỉnh

(Nguồn Viện năng lượng, Bộ Công Thương, 2023)

Hiện nay có 2 dự án được cấp phép đo gió: TLW Bình thuận (2.700 km2) đo gió và khảo sát tổng hợp và Bến Tre (chỉ đo gió với 36 m2) Còn 41 dự án đã có đơn xin cấp phép khảo sát năng lượng gió ngoài khơi

1.1.3 Một số nghiên cứu về năng lượng tái tạo trên thế giới và Việt Nam

1.1.3.1 Một số nghiên cứu trên thế giới

NLTT là một nguồn năng lượng sạch và vô hạn, do đó rất nhiều quốc gia trên thế giới đang tận dụng NLTT để thay thế năng lượng truyền thống nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giảm hậu quả của biến đổi khí hậu Sari và nkk, 2008 [39] nghiên cứu các yếu tố quyết định tiêu thụ NLTT từ sáu nền kinh tế mới nổi (Brazil, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Philippines và Thổ Nhĩ Kỳ) và sử dụng mô hình dữ liệu bảng FMOLS và DOLS và mô hình tự hồi quy phân phối trễ (ARDL) Kết quả nghiên cứu cho thấy thu nhập và phát thải chất ô nhiễm là động lực chính của NLTT ở Brazil, Trung Quốc,Ấn Độ và Indonesia trong khi thu nhân dường như là nhân tố tác đông duv nhất đến Ấn Độ và Indonesia trong khi thu nhập dường như là nhân tố tác động duy nhất đến NLTT ở Thổ Nhĩ Kỳ và Philippines

Sadeghi và nnk, 2012 [36] đã nghiên cứu mối quan hệ nhân quả giữa tăng trưởng kinh tế, tiêu thụ NLTT, phát thải CO2 và mở cửa thương mại ở các nước BRICS Nghiên cứu tiến hành trong giai đoạn 1971 - 2010 (1992 - 2010 đối với Nga) và sử dụng mô hình ARDL và VECM Theo kết quả thu được, có đồng liên kết giữa các biến và sự tồn tại mối quan hệ nhân quả hai chiều giữa tiêu thụ NLTT và mở cửa thương mại của Brazil

14 và Ấn Độ Zhao và Lifeng, 2020 [40] cho rằng tiêu thụ NLTT đang được cải thiện cùng với sự gia tăng GDP bình quân đầu người trong dài hạn

Sadorsky, 2009 [37] sử dụng phương pháp đồng liên kết để điều tra các yếu tố quyết định đến NLTT ở các nước G7 và cho thấy rằng GDP bình quân đầu người và phát thải CO2 bình quân đầu người có tác động tích cực đến mức tiêu thụ NLTT bình quân đầu người trong dài hạn Sử dụng cách tiếp cận tương tự, Sadorsky, 2011 [38] khám phá mối liên hệ giữa tiêu thụ NLTT và thu nhập của một nhóm các quốc gia mới nổi Tác giả đánh giá rằng tăng trưởng kinh tế và nhu cầu sử dụng năng lượng ở các quốc gia này đang tạo cơ hội tăng cường sử dụng NLTT, mặc dù nhu cầu thực tế về NLTT thấp Sadorsky, 2009 [37] chỉ ra rằng sự gia tăng thu nhập bình quân đầu người thực tế ảnh hưởng tích cực và đáng kể đến tiêu thụ NLTT bình quân đầu người, có nghĩa là tăng trưởng kinh tế cao hơn sẽ đòi hỏi nhiều NLTT hơn trong tổng mức tiêu thụ năng lượng Đặc biệt, thu nhập bình quân đầu người thực tế tăng 1% trong dài hạn làm tăng mức tiêu thụ NLTT bình quân đầu người ở các nền kinh tế mới nổi lên khoảng 3,5%

1.1.2.2 Một số nghiên cứu tại Việt Nam

Việt Nam có thể học hỏi những kinh nghiệm từ thành tựu các quốc gia trên thế giới để áp dụng và phát triển NLTT trong nước Điều này được thể hiện trong các nghiên cứu của Trần Quang Minh, 2015 [9] và Lưu Quốc Đạt và nnk, 2019 [8] Tác giả Trần Quang Minh, 2015 [9] đã đi sâu vào nghiên cứu chính sách phát triển NLTT ở Nhật Bản – là một trong những quốc gia có - nền kinh tế phát triển nhất thế giới và là nước tiêu thụ năng lượng đứng thứ năm thế giới Do là một nước nghèo tài nguyên và phải nhập khẩu các nguyên liệu từ nước ngoài nên Nhật Bản rất chú trọng phát triển NLTT để đảm bảo an ninh năng lượng Từ những kinh nghiệm của Nhật Bản, tác giả đã gợi ý những bài học kinh nghiệm mà Việt Nam có thể áp dụng trong phát triển NLTT cũng như xây dựng thị trường năng lượng công bằng, minh bạch, cho vay vốn, ưu đãi thuế để kích thích phát triển NLTT Lưu Quốc Đạt và nnk, 2019 [8] đã đánh giá thực trạng và chính sách phát triển NLTT của Đức, từ đó rút ra bài học kinh nghiệm cho Việt Nam trong phát triển NLTT như các chính sách về pháp lý, hình thành các thị trường NLTT, thành lập các quỹ NLTT

Tiềm năng phát triển NLTT ở Việt Nam được thể hiện trong các nghiên cứu của Dư Văn Toán, 2015 [16], Nguyen, 2020 [34] Dư Văn Toán, 2015 [16] trong nghiên cứu “Năng lượng tái tạo trên biển và định hướng phát triển tại Việt Nam” cho rằng Việt Nam có tiềm năng phát triển điện gió lên tới 3000 GW, do đó thị trường công nghệ điện trên biển ở Việt Nam cũng có nhiều cơ hội để phát triển Nguyen, 2020 [34] cho rằng tiềm

15 năng khai thác năng lượng mặt trời ở Việt Nam là rất lớn Tuy nhiên, việc ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam vẫn chưa phát triển, nguyên nhân là do chưa có nhiều nghiên cứu cụ thể về tiềm năng năng lượng mặt trời cũng như khả năng đầu tư xây dựng các dự án điện mặt trời Bên cạnh đó, việc tuyên truyền, quảng bá để cộng đồng hiểu rõ hơn về hiệu quả kinh tế cũng như lợi ích phát triển môi trường của năng lượng mặt trời vẫn còn hạn chế và chưa được đề cập trong các nghiên cứu gần đây tại Việt Nam

Theo ước tính tiềm năng kỹ thuật của năng lượng gió ở Việt Nam và thảo luận các chiến lược thúc đẩy sự thâm nhập thị trường của năng lượng gió trong nước cho thấy Việt Nam có tiềm năng tốt về năng lượng gió Khoảng 31 000 km diện tích đất có thể có sẵn để phát triển gió, trong đó 865 km tương đương với năng lượng gió 3572 MW có chi phí phát điện dưới 6 US cent / kWh Nghiên cứu cũng chứng minh rằng năng lượng gió có thể là một giải pháp tốt cho khoảng 300 000 hộ gia đình nông thôn chưa có điện Trong khi năng lượng gió mang lại lợi ích về sinh thái, kinh tế và xã hội, nó mới chỉ được khai thác ở mức khiêm tốn ở Việt Nam, nơi mà rào cản chính là thiểu động lực chính trị và khuôn khổ thích hợp để thúc đẩy NLTT Do đó, nhiệm vụ ưu tiên là đặt ra mục tiêu phát triển NLTT và tìm ra các công cụ để đạt được mục tiêu đỏ Các công cụ chính được đề xuất ở đây là thiết lập biểu giả đầu vào và cung cấp các ưu đãi đầu tư

Bên cạnh tiềm năng lớn để phát triển NLTT, Việt Nam cũng phải đối mặt với một số thách thức Nghiên cứu của Nguyen, 2020 [34] cho thấy Việt Nam chưa có thị trưởng cho NLTT và các hoạt động phát triển công nghệ NLTT còn rời rạc và chưa đồng bộ Nguyên nhân chính của tình trạng này là hầu hết các công nghệ NLTT thưởng quá đắt, vận hành và bảo dưỡng tương đối phức tạp, trong khi chúng thường được áp dụng cho các vùng nông thôn, miền núi xa lưới điện quốc gia, trong đó phần lớn các dân cư nông thôn sống với thu nhập rất thấp và trình độ dân trí thấp Đặc biệt, do khả năng sinh lời thấp nên sức hấp dẫn của các dự án NLTT thấp hơn nhiều so với các dự án năng lượng thương mại (điện lưới quốc gia, sản phẩm dầu và than) Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng Việt Nam đang thiếu cơ sở thể chế và chính sách thiết thực để tập trung vào phát triển NLTT trong khuôn khổ chính sách năng lượng quốc gia, thiếu cơ sở pháp lý rõ ràng và các quy định làm cơ sở cho việc điều tra, thăm dò, khảo sát, khai thác và sử dụng các nguồn NLTT, thiếu cơ chế tài chính hiệu quả để cho phép các hộ gia đình nông thôn và miền núi, các nhà đầu tư, hợp tác xã hoặc chính quyền địa phương nhận các khoản đầu tư ban đầu vào NLTT dưới hình thức tín dụng được trợ cấp hoặc các khoản vay ưu đãi thích hợp, để giúp họ vượt qua chi phí ban đầu lớn của việc phát triển công nghệ NLTT, ứng dụng và đối phó với các rủi ro Nong và nnk, 2020 [35] cho rằng mặc dù Việt Nam có nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào để phát triển điện tái tạo, tuy nhiên đất nước vẫn thiếu năng lực tài chính, công nghệ tiên tiến và nguồn nhân lực để phát triển nhanh

16 chóng NLTT Các rào cản về thể chế, chẳng hạn như cơ chế kiểm soát thị trường và các chính sách hỗ trợ không ổn định, cũng hạn chế đầu tư vào các lĩnh vực điện tái tạo Mạng lưới truyền tải và phân phối hiện nay chưa tương thích với việc xây dựng nhà máy điện, dẫn đến rủi ro cao cho nhà đầu tư Do hạn chế về tài chính và công nghệ, Việt Nam vẫn cần phát triển mạnh điện đốt nhiên liệu cùng với NLTT Do đó, mặc dù các chính sách và kế hoạch năng lượng được đặt ra theo hướng sản xuất sạch hơn, nhưng tiến độ sẽ rất chậm Việt Nam có thể cần sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các tổ chức quốc tế và chính phủ để phát triển tốt hơn năng lực tài chính, nguồn nhân lực chất lượng và công nghệ tiên tiến để chuyển đổi nhanh hơn sang nền kinh tế các-bon thấp Một chính sách năng lượng tốt hơn và mạnh mẽ hơn cũng cần được tạo điều kiện để có thể đạt được các mục tiêu về điện với chi phí thấp hơn cho quốc gia nhằm giải phóng mức phát thải thấp

1.1.3.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời và năng lượng gió a Năng lượng mặt trời

- Trên thế giới: Đã có nhiều phương pháp đánh giá tiềm năng NLMT trên thế giới Các nghiên cứu sử dụng công cụ phân tích không gian GIS để đánh giá tiềm năng mặt trời lắp mái tại Tây Ban Nha, Brasil và Mỹ [33, 41, 44] Cũng dựa trên cách tiếp cận dựa trên mô hình kết hợp với GIS, The World Bank Group đã xây dựng Alast tiềm năng NLMT toàn cầu, chi tiết đến lãnh thổ các nước dựa trên mô hình bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, mô hình tiềm năng NLMT và ứng dụng công nghệ GIS [42] Các mô hình, dữ liệu và phương pháp của The World Bank Group chi tiết như sau:

- Mô hình bức xạ mặt trời Các phương pháp được sử dụng trong mô hình bức xạ mặt trời có tính đến các yếu tố suy giảm của bức xạ mặt trời trên đường xuyên qua khí quyển cho đến khi chạm tới bề mặt đất Để tính toán các thông số tài nguyên mặt trời, mô hình Solargis sử dụng:

+ Dữ liệu đầu vào từ vệ tinh địa tĩnh + Mô hình khí tượng

Đầu tiên, bức xạ bầu trời trong (giá trị giả định không có mây) được tính toán bằng cách sử dụng mô hình bầu trời trong (the clear-sky model), xem xét vị trí của mặt trời tại mọi thời điểm cùng với ảnh hưởng của độ cao, nồng độ của sol khí (các hạt đến từ các nguồn tự nhiên và con người), hàm lượng hơi nước và ôzôn Thứ hai, dữ liệu từ vệ tinh khí tượng địa tĩnh (theo các vệ tinh bao phủ các vùng khác nhau của Trái đất) được sử dụng để định lượng hiệu ứng suy giảm của các đám mây bằng phương pháp tính toán chỉ số đám mây Bức xạ bầu trời trong được tính toán trước đó sau đó được kết hợp với chỉ số đám mây để truy xuất các giá trị bức xạ toàn bầu trời Bức xạ ngang toàn cục

17 được tính toán sơ cấp được các mô hình khác xử lý sau để có được bức xạ trực tiếp và khuếch tán và bức xạ toàn cục trên các bề mặt nghiêng

- Mô hình nhiệt độ không khí Các thông số khí tượng cũng rất quan trọng, vì chúng quyết định các điều kiện hoạt động và hiệu suất hoạt động của các nhà máy điện mặt trời Độ tin cậy của dữ liệu khí tượng quyết định độ chính xác của mọi đánh giá năng lượng mặt trời Bên cạnh bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí và do đó là nhiệt độ của các mô-đun PV, có liên quan nhiều nhất đến mô phỏng điện mặt trời Ngoài ra, tốc độ gió, hướng gió, độ ẩm tương đối, và các thông số khác cũng rất quan trọng Thông thường, dữ liệu khí tượng không có sẵn cho một địa điểm cụ thể do đó cần sử dụng các mô hình khí tượng để nội suy Dữ liệu được mô hình hóa có độ chính xác thấp hơn (đối với một địa điểm cụ thể) so với quan trắc từ một trạm khí tượng Do đó, các giá trị cục bộ từ các mô hình có thể sai lệch so với các phép đo cục bộ và độ không đảm bảo của khí tượng cũng quan trọng như đối với tài nguyên mặt trời

Dữ liệu khí tượng cho các mô hình toàn cầu có độ phân giải không gian và thời gian thấp hơn so với dữ liệu được mô hình hóa tài nguyên mặt trời Dữ liệu từ các mô hình khí tượng toàn cầu phải được xử lý sau để cung cấp các thông số có tính đại diện cho địa phương Bản đồ Mặt trời Toàn cầu hoạt động với dữ liệu dựa trên chuỗi thời gian của dữ liệu nhiệt độ không khí Độ phân giải không gian đã được thống nhất và nâng cao nhờ sự phân tổ Solargis

Để tính toán tiềm năng NLMT The World Bank Group sử dụng mô hình công suất hệ thống quang điện (Photovoltaic - PV) Điều quan trọng nhất trong số này là lượng bức xạ mặt trời rơi xuống bề mặt của các mô-đun PV, do đó phụ thuộc vào điều kiện khí hậu địa phương cũng như việc lắp đặt các mô-đun, ví dụ: cố định hoặc theo dõi, góc nghiêng, Đối với một địa điểm đã chọn, sản lượng điện tiềm năng từ hệ thống điện PV được tính toán dựa trên một số bước chuyển đổi: Chiếu xạ toàn cầu rơi trên mặt phẳng nghiêng của các mô-đun PV được tính toán từ Chiếu xạ ngang toàn cầu (GHI), Chiếu xạ bình thường trực tiếp (DNI)

- Ở Việt Nam: Hiện nay sử dụng phương pháp đánh giá của Viện Năng lượng, 2018 [20], theo đó tiềm năng lý thuyết bằng Năng lượng mặt trời tới bề mặt trái đất trừ đi năng lượng mặt trời phản chiếu trở lại không gian từ tầng khí quyển Còn tiềm năng năng lượng mặt trời kỹ thuật, được định nghĩa là lượng năng lượng có thể sản sinh được của một loại công nghệ nhất định với các giả định về hiệu suất hệ thống, hạn chế về thông số địa hình, môi trường và sử dụng đất Hạn chế về lưới điện được xem là rào cản kinh tế và sẽ được xem

18 xét trong các bước đánh giá tiếp theo Phương pháp tính toán tiềm năng kỹ thuật sẽ giả định ban đầu một số tiêu chuẩn loại trừ như sau:

- Loại trừ các vùng đất sử dụng, dựa trên kế hoạch sử dụng đất (quốc gia và cấp tỉnh) cho các khu vực bảo tồn, rừng, đất nông nghiệp, khu công nghiệp Tuỳ theo dữ liệu hiện có

- Loại trừ các khu vực cơ sở hạ tầng, các đối tượng và khu vực văn hoá - Loại trừ các khu vực quy mô nhỏ, không phù hợp để xây dựng các nhà máy điện nối lưới trên mặt đất (quy mô nhà máy > 1MW), hoặc phụ thuộc vào độ phân giải của bản đồ

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý phương pháp nghiên cứu tính toán tiềm năng kỹ thuật

NLMT (Nguyễn Anh Tuấn - Viện Năng Lượng, 2018 [7, 20])

Tổng hợp các chỉ tiêu cho tác tiêu chí loại trừ được xác định tại Bảng 2

Bảng 2 Tiêu chí vùng loại trừ để đánh giá tiềm năng kỹ thuật [20]

Độ dốc Độ cao

> 150> 2000m Khoảng cách đến khu đô thị 2000m Khoảng cách đến khu dân cư

(nông thôn)

500m Khoảng cách tối thiểu từ khu bảo tồn

thiên nhiên, rừng, đất lúa, khu khảo cổ và bờ biển

200m

Khoảng cách tối thiểu đến bờ mặt nước (đường bờ biển, sông suối chính)

100m Khoảng cách tối thiểu đến đường giao

thông, đường sắt, đường điện

50m

Hình 6 Ứng dụng GIS trong đánh giá tiềm năng kỹ thuật NLMT [20]

b Năng lượng gió

- Trên thế giới Theo tổng kết quả Tổng cục Khí tượng thủy văn, 2022 [17], hiện nay, các nước trên thế giới đều thống nhất chung về đánh giá tài nguyên năng lượng gió là dựa trên số liệu tối thiểu trung bình 10 năm liên tục và được thực hiện định kỳ giống như Báo cáo đánh giá khí hậu quốc gia Hiện nay, tập Atlas bản đồ năng lượng gió tại các nước phát triển đã được trong quy chuẩn/tiêu chuẩn phục vụ phát triển quy hoạch khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên Trong Báo cáo này, ngưỡng gió 6 m/s được sử dụng để xác định vùng phát triển điện gió

Từ những phân tích nêu trên có thể đưa ra một số nhận xét cơ bản về nghiên cứu đánh giá tiềm năng năng lượng gió như sau:

(1) Thuật toán tính toán năng lượng gió và những điều cần lưu: để chuyển đổi từ tốc độ gió, phương pháp cơ bản nhất được sử dụng là hàm phân bố mật độ năng lượng gió (Wind power density -WPD)

(2) Phân loại nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán tiềm năng năng lượng gió có thể phân thành hai lớp bài toán khác nhau: (1) Lớp bài toán đánh giá chung; (2) Lớp bài toán tính toán cho khu vực nhỏ, phục vụ triển khai thực tiễn dự án đầu tư

20 Lớp bài toán đánh giá chung: nghiên cứu đánh giá tiềm năng năng lượng gió là một chủ đề nghiên cứu về gió của ngành khí tượng Do vậy, các nghiên cứu ban đầu chủ yếu được thực hiện theo góc nhìn nghiên cứu gió là nghiên cứu ở quy mô rộng lớn, dựa trên số liệu tái phân tích và số liệu quan trắc

- Lớp bài toán tính toán cho khu vực nhỏ phục vụ triển khai thực tiễn dự án đầu tư, các mô hình tính toán năng lượng gió thương mại và các phần mềm tính toán năng lượng gió: Đây là cách tiếp cận tính toán tại một khu vực nhỏ trước khi tiến hành thực hiện dự án về năng lượng gió Ưu điểm của các mô hình và phần mềm này là không đòi hỏi máy tính cấu hình cao Gần đây, các nghiên cứu chuyển sang sử dụng mô hình thời tiết và khí hậu độ phân giải cao như mô hình WRF để thực hiện nghiên cứu cho khu vực nhỏ Ưu điểm của mô hình WRF và các mô hình thời tiết, khí hậu độ phân giải cao là có thể khắc phục được những hạn chế của các mô hình, phần mềm thương mại đã được sử dụng trước đó

(3) Đánh giá tài nguyên năng lượng gió được xem là một dạng đánh giá khí hậu, dựa trên bộ số liệu dài tối thiểu là 10 năm liên tục và được thực hiện theo chu kỳ đánh giá khí hậu quốc gia Thông tin về đánh giá tài nguyên năng lượng gió được sử dụng trong quy chuẩn/tiêu chuẩn quốc gia nhằm phục vụ công tác quy hoạch khai thác và sử dụng tài nguyên năng lượng gió

(4) Hạn chế của các nghiên cứu về đánh giá tài nguyên năng lượng gió đã được triển khai

- Hạn chế về số liệu: Do mục đích nghiên cứu là khác nhau, nên hầu hết các nghiên cứu chủ yếu sử dụng số liệu tái phân tích và tính toán trong thời gian ngắn (thời kỳ mô phỏng ngắn, thời kỳ khảo sát chỉ khoảng vài tháng hoặc một vài năm)

- Hạn chế về chất lượng: Nghiên cứu ứng dụng mô hình số độ phân giải cao là giải pháp phù hợp Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc mô phỏng và so sánh với số liệu quan trắc, mà chưa thực hiện hiệu chỉnh hậu mô hình Do vậy, kết quả đánh giá tài nguyên năng lượng gió vẫn chưa bám sát với thực tế Các nghiên cứu sử dụng số liệu tái phân tích, kết quả mới chỉ dừng lại ở việc cung cấp thông tin phổ quát về phân hóa theo không gian ở quy mô lớn

- Ở Việt Nam Arent và nnk, 2012 [24] đã sử dụng bộ dữ liệu gió ngoài khơi toàn cầu NOAA’s Blended Sea Winds, tua bin IEC Class I 3.5 MW và đã loại trừ các vùng bảo tồn biển từ dữ liệu của Protected Planet với diện tích xác định từ Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN)

21 Các giả định khác là mật độ công suất 5 MW/km2 tương ứng với khoảng cách giữa tua bin trong một trang trại là 8 lần đường kính rô-to, cũng như việc loại trừ diện tích biển thực tế để lắp dựng từ diện tích tiềm năng khảo sát, và cao đặt tua bin là 90m, độ sâu tối đa là 1.000 m, vận tốc gió trung bình năm tối thiểu là 8.0 m/s (tức là loại trừ các diện tích biển có vận tốc gió trung bình năm thấp hơn 8.0 m/s) [24]

Chương trình hỗ trợ quản lý năng lượng của Ngân hàng Thế giới (WB-ESMAP), dựa vào bản đồ gió thế giới [28] ở độ cao 100 m và trong dải 200 km từ đường bờ, và số liệu địa hình đáy biển từ GEBCO [27], đã ước tính tiềm năng kỹ thuật của điện gió ngoài khơi ở các thị trường mới nổi trong đó có Việt Nam [26]

Nghiên cứu này cũng cho thấy, khu vực Bình Thuận và Ninh Thuận có vận tốc gió trung bình hơn 10 m/s ở vùng biển sâu dưới 50 m và vùng có vận tốc gió trên 7 m/s mang lại tiềm năng điện gió cố định ngoài khơi ở vùng này lên đến 165 GW Tiềm năng điện gió nổi với độ sâu dưới 1.000 m ở các vùng biển phía Nam đến Quảng Nam đạt 175 GW Ở lãnh hải phía Bắc Việt Nam (ngoài Vịnh Bắc bộ), nơi có vận tốc gió vào khoảng 7 - 8.5 m/s và độ sâu biển dưới 50 m có tiềm năng điện gió cố định khoảng 88 GW, và độ sâu dưới 1.000 m có tiềm năng điện gió nổi lên đến 39 GW Trên vùng biển Việt Nam từ 0 - 200 km thì tổng tiềm năng kỹ thuật của ĐGNK lên tới 475 GW, trong đó móng cố định là 261 GW và móng nổi lên tới 214 GW

Nhìn chung, các đánh giá về tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam đã được nhiều tổ chức nghiên cứu đánh giá với quy mô toàn quốc Riêng trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh mới có đánh giá tiềm năng dựa trên đánh giá tiềm năng toàn tỉnh dựa trên các đánh giá chung tại Quy hoạch điện VIII, kết quả đánh giá tại quy hoạch điện VIII để thể hiện điện tổng tiềm năng trên địa bàn tỉnh, tuy nhiên việc chi tiết hóa dữ liệu để đánh giá phân vùng đến cấp hành chính nhỏ hơn (Quận, Huyện, Thị xã và Thành phố) chưa có nghiên cứu đánh giá trên địa bàn tỉnh

1.2 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội (KTXH) và định hướng phát triển nguồn NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

1.2.1 Thực trạng và định hướng phát triển KTXH của tỉnh

1.2.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên a) Vị trí địa lý

Quảng Ninh là một tỉnh nằm ở phía Đông Bắc nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam, có vị trí địa chính trị, kinh tế, đối ngoại và đặc biệt quan trọng về quốc phòng, an ninh Quảng Ninh nằm ở toạ độ địa lý từ 20o40’ đến 21o39'49,8'' độ vĩ bắc và từ 106o26’ đến 108o31’ độ kinh đông Phía bắc giáp nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa;

22 Phía nam giáp thành phố Hải Phòng; Phía đông giáp biển; Phía tây và tây bắc giáp tỉnh Lạng Sơn và Bắc Giang; Phía tây và tây nam giáp tỉnh Hải Dương

Quảng Ninh có diện tích trên 12.000 km2, bao gồm 6.206,9 km2 đất liền và diện tích mặt biển có ranh giới ngoài cách đường mép nước biển thấp nhất trung bình nhiều năm một khoảng cách 06 hải lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường xác định và công bố 80% diện tích đất của tỉnh là đất đồi núi với bề rộng 195 km từ Đông sang Tây và trải dài 102 km từ Bắc xuống Nam Tỉnh có 13 đơn vị hành chính cấp huyện gồm 04 thành phố (Hạ Long, Uông Bí, Cẩm Phả, Móng Cái), 02 thị xã (Quảng Yên và Đông Triều) và 07 huyện (trong đó có 02 huyện đảo), với tổng số 177 xã, phường, thị trấn Thành phố Hạ Long là trung tâm chính trị – hành chính – kinh tế – văn hóa của tỉnh Quảng Ninh, nơi có Di sản thế giới Vịnh Hạ Long

Với vị trí địa lý đặc thù, Quảng Ninh được xem là một cửa ngõ kết nối các liên quốc gia, liên vùng, liên tỉnh Cùng với Hà Nội và Hải Phòng, Quảng Ninh được xác định là một cực trong tam giác phát triển vùng Kinh tế trọng điểm (KTTĐ) Bắc Bộ; trong đó Quảng Ninh tiếp giáp với Hải Phòng, tạo ra một cặp địa phương bổ trợ phát triển lẫn cho nhau, hình thành một trung tâm biển mạnh của Việt Nam

Những yếu tố quan trọng này tạo điều kiện thuận lợi để Quảng Ninh phát triển các ngành công nghiệp, chế biến sản phẩm theo hướng xuất khẩu, trở thành trung tâm logistics, trung tâm dịch vụ phục vụ đắc lực cho phát triển kinh tế cả vùng Quảng Ninh là tỉnh có vị trí địa lý thuận lợi cho việc hợp tác phát triển kinh tế, công nghiệp, thương mại và du lịch trong nước và quốc tế qua đường bộ, đường thủy và đường hàng không, đặc biệt với Trung Quốc cũng như các địa phương trong vùng KTTĐ Bắc Bộ

Tuy nhiên, với vị trí biên giới cùng đường biên rộng cả ở trên biển lẫn trên bộ, Quảng Ninh phải đối diện với các vấn đề phát sinh về quốc phòng an ninh như vấn đề buôn lậu, xuất nhập cảnh trái phép, tranh chấp đường biên,…

Quảng Ninh có địa hình quần đảo ven biển là một vùng địa hình độc đáo gồm các đảo lớn nhỏ khác nhau Trong đó Vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long là những báu vật thiên nhiên, với giá trị ngoại hạng, kỳ vĩ độc đáo, có hàng ngàn đảo đá vôi, bãi cát trắng phục vụ du lịch và nguyên liệu cho công nghệ thuỷ tinh Địa hình đáy biển có những dải đá ngầm làm nơi sinh trưởng các rặng san hô đa dạng, là yếu tố thuận lợi cho phát triển du lịch biển Đặc biệt, địa hình đáy biển có lạch sâu tạo thành luồng lạch và hải cảng trên dải bờ biển kín gió nhờ những hành lang đảo che chắn tạo thuận lợi cho việc xây

Ha Noi

24 dựng, phát triển hệ thống cảng biển, đặc biệt là cảng nước sâu tiếp nhận được tàu có trọng tải lớn và cảng thuỷ nội địa đáp ứng cho việc giao lưu hàng hóa với các tỉnh trong vùng

c) Địa chất

Theo nghiên cứu, Quảng Ninh có 21 phân vị địa chất và 2 phức hệ magma Một số phân vị đã phát hiện khoáng sản liên quan phục vụ cho phát triển các ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản và sản xuất vật liệu xây dựng Hạ Long là mẫu hình tuyệt vời về karst đá vôi trưởng thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm, có một quá trình tiến hoá karst hoàn thiện nhất trải qua 20 triệu năm từ thời kỳ Miocen Về mặt địa chất-địa mạo karst thì Hạ Long - Cát Bà chỉ là một vùng duy nhất Vịnh Lan Hạ (Cát Bà - Hải Phòng) có 139 bãi cát vôi sạch, nhiều bãi cát nối liền hai khối núi đá, là điều kiện cho

liên kết, bổ sung, hỗ trợ lẫn nhau về phát triển du lịch giữa Quảng Ninh – Hải Phòng d) Khí hậu

Quảng Ninh có nhiệt độ trung bình năm 23-240C, nhiệt độ trung bình tháng giêng là 15-160C, tháng 7 là 28-290C Nền nhiệt cũng có sự phân hoá theo lãnh thổ rất rõ Vùng ven biển có nhiệt độ trung bình năm trên 220C, đạt tiêu chuẩn khí hậu nhiệt đới Nhưng mùa đông lạnh, có 2-3 tháng nhiệt độ trung bình dưới 180C, nhiệt độ trung bình tháng giêng 15-170C Đặc biệt do địa hình phân hoá mạnh, nhiều núi đồi và thung lũng nên ở nhiều vùng núi xuất hiện những ngày rất rét, nhiệt đô ̣ không khí thấp nhất tuyê ̣t đối có thể xuống dưới 10C như ở Tiên Yên - Quảng Hà

Mùa mưa ở Quảng Ninh thường kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, cũng có nơi mùa mưa đến sớm hoặc muộn hơn chút ít Quảng Ninh là một trong những tỉnh có mưa nhiều của miền Bắc với lượng mưa trung bình 1.800-3.000 mm/năm Lượng mưa tại Quảng Ninh có sự phân hóa khá rõ rê ̣t do điều kiê ̣n đi ̣a hình của tỉnh Giá tri ̣ trung bình năm lượng mưa thấp nhất ở các trạm Uông Bí vào khoảng 1.800 mm/năm, trong khi đó, ta ̣i các tra ̣m Bãi Cháy, Tiên Yên, Cô Tô, lượng mưa cao hơn với mức 2.200-2.400 mm/năm, lượng mưa ta ̣i tra ̣m Quảng Hà và Móng Cái, mức cao nhất đa ̣t gần 3.000 mm/năm Mưa chủ yếu tập trung vào mùa hè Đây là thời kỳ chịu ảnh hưởng nhiều của áp thấp, bão, dải hội tụ nhiệt đới Lượng mưa lớn nhất của một ngày có thể đạt 500-600 mm (giá trị quan trắc được tại trạm Tiên Yên và Bình Liêu ngày 26/9/2008) Lượng mưa mùa đông chỉ chiếm khoảng 10-20% tổng lượng mưa năm

c) Đa dạng sinh học

25 Quảng Ninh cũng là một trong những khu vực có tính đa dạng sinh học quan trọng đối với Việt Nam với số lượng loài động, thực vật phong phú tập trung chủ yếu ở hệ thống các khu bảo tồn và vườn quốc gia như Vườn quốc gia Bái Tử Long, khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng, rừng quốc gia Yên Tử…, có giá trị rất to lớn đối với phát triển kinh tế–xã hội (du lịch sinh thái, cung cấp lâm sản, nguồn dược liệu quý…); bảo vệ môi trường sinh thái; cung cấp nguồn gen quý phục vụ nghiên cứu khoa học

d) Rủi ro thiên tai

Quảng Ninh có đường bờ biển chạy dọc theo chiều dài của tỉnh, hàng năm thường chịu ảnh hưởng trực tiếp từ 2 đến 3 cơn bão và áp thấp nhiệt đới Trong giai đoạn 2011–2020, trên địa bàn tỉnh có sự gia tăng các trận mưa bão, gây sự cố, mất an toàn cho nhiều hồ đập và đời sống kinh tế–xã hội Ngoài ra tỉnh cũng thường xuyên chịu ảnh hưởng của các loại hình: mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lớn, rét hại Các loại hình này trong những năm gần đây xuất hiện thường xuyên hơn, gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống, kinh tế của người dân

Bão, lũ: Bão và áp thấp nhiệt đới là các hiện tượng thiên tai thường hay gặp ở vùng bờ biển Quảng Ninh với tốc độ gió mạnh nhất có thể lên tới 40 – 50m/s (cấp 13 – 16) Với trên 250 km bờ biển, Quảng Ninh là một trong những tỉnh chịu ảnh hưởng trực tiếp và nặng nề của bão lũ

Trung bình hàng năm có từ 1–2 cơn bão đổ bộ vào vịnh Bắc Bộ và tác động trực tiếp đến vùng bờ biển Quảng Ninh Bão thường xuất hiện từ tháng 7 – 9, trong đó hoạt động mạnh nhất là tháng 8 Đặc biệt bão thường kèm theo mưa lớn trên diện rộng, sóng to và nước dâng gây thiệt hại nặng nề cho sản xuất và tính mạng của người dân

 Các vụ sụt lún Hiện tượng sạt lở đất, sụt lún những năm gần đây diễn ra thường xuyên hơn trên địa bàn tỉnh, gây ảnh hưởng lớn đến đời sống, kinh tế của người dân Hiện tượng này liên quan đến quá trình địa động lực hiện đại (phá huỷ kiến tạo trong giai đoạn hiện đại) Hiện tượng này rất nguy hại cho các công trình xây dựng, các đường giao thông, cầu cống và làm gia tăng quá trình trượt lở đất đá, ảnh hưởng lớn đến môi trường

26  Tai biến địa chất

Ngoài diễn biến rủi ro thiên tai thì theo thống kê trong trên toàn tỉnh thì vẫn đề thiệt hại của tai biến địa chất do hoạt động khai thác khoáng sản cũng ảnh hưởng đến đời sống của người dân Trong đó, yếu tố con người trong khai thác khoáng sản hiện đang gây ra những tác động không nhỏ như việc sau khai thác than dẫn đến hình thành những tảng đất đá khổng lồ, đây là những khu vực có nguy cơ sạt lở cao, đe dọa cuộc sống người dân

e) Biến đổi khí hậu

Quảng Ninh là một trong các tỉnh ven biển thuộc khu vực nhạy cảm về biến đổi khí hậu (BĐKH) Trong thời kỳ từ năm 1961 đến năm 2018, nhiệt độ không khí trung bình năm ở Quảng Ninh tăng xấp xỉ 0,2oC/thập kỷ, mực nước biển trung bình cũng tăng khoảng 0,25 cm/năm theo số liệu từ các trạm hải văn và 0,33 cm/năm theo số liệu từ vệ tinh Quảng Ninh cũng đang đóng góp không nhỏ tới BĐKH với lượng phát thải khí nhà kính đáng kể từ các hoạt động khai thác than và nhiệt điện than

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng đã và đang ảnh hưởng đến các vùng trên địa bàn tỉnh Đặc biệt, các vùng dễ bị tổn thương là các xã ven biển thuộc các địa phương: Quảng Yên, Hải Hà, Đầm Hà, Tiên Yên, Vân Đồn, Hạ Long và Móng Cái Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến nhiều ngành, lĩnh vực của tỉnh Các ngành, lĩnh vực dễ bị tổn thương nhất là ngành nuôi trồng thuỷ sản (chủ yếu ở Quảng Yên, Hải Hà, Đầm Hà, Móng Cái); lâm nghiệp (Bình Liêu, Ba Chẽ, Tiên Yên, Hạ Long), ngành nông nghiệp (chủ yếu là trồng lúa ở thị xã Đông Triều, Quảng Yên, Hải Hà, Đầm Hà)

1.2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội a Quy mô và tốc độ tăng trưởng của nền kinh tế

Quy mô GRDP (theo giá hiện hành) năm 2020 của Quảng Ninh đạt gần 219,4 nghìn tỷ VND (tương ứng 9 tỷ USD), đứng thứ 3 vùng ĐBSH (sau Hà Nội, Hải Phòng) Để có được quy mô kinh tế lớn như thời gian vừa qua, trong giai đoạn 2011–2020, tốc độ tăng GRDP hàng năm của Quảng Ninh đạt 8,9%, gấp 1,5 tốc độ tăng của cả nước trong cùng thời kỳ (6,0%) và đứng thứ 4 trong vùng (sau Bắc Ninh, Hải Phòng và Hà Nam) Đáng chú ý, trong giai đoạn 2016–2020, Quảng Ninh là một trong bảy địa phương của cả nước có tốc độ tăng trưởng bình quân GRDP 10,7%/năm gấp 1,6 lần so với cả nước; gấp 1,4 lần so với các địa phương trong vùng Đồng bằng Sông Hồng mặc dù chịu ảnh hưởng của đại dịch COVID–19

27

Nguồn: Tính toán dựa trên Niên giám thống kê các địa phương

Hình 8 GRDP của các tỉnh vùng KTTĐ Bắc Bộ (đơn vị: nghìn tỷ VND) [22]

b Cơ cấu kinh tế

- Cơ cấu theo thành phần kinh tế

Nguồn: Tính toán dựa trên số liệu của Tổng cục Thống kê

Hình 9 Cơ cấu VA theo khu vực thể chế của cả nước và Quảng Ninh (đơn vị: %),

năm 2010 và năm 2020 [22]

Kinh tế Nhà nước trong nhiều thập kỷ qua luôn nắm giữ vai trò chủ đạo trong nền kinh tế của Quảng Ninh, chiếm 47,8% năm 2020 Thành phần kinh tế ngoài nhà nước chiếm 40,8%, và thành phần có vốn FDI chiếm 11,4%

- Cơ cấu theo ngành Cơ cấu của các ngành kinh tế vào GRDP tỉnh Quảng Ninh trong giai đoạn 2011–2020 tương đối ổn định, không có sự biến đổi đáng kể Về cơ bản, Quảng Ninh được “mặc định” trong nhiều thập kỷ qua là một tỉnh công nghiệp của Việt Nam và điều đó được thể hiện trong cơ cấu VA của tỉnh với tỷ trọng ngành công nghiệp–xây dựng chiếm hơn 57% trong thời kỳ 2011–2020 và có chiều hướng tăng nhẹ cho dù tỷ trọng ngành công nghiệp trong khu vực này có đôi chút giảm xuống Trên thực tế, cơ cấu nội ngành

28 công nghiệp đã có sự thay đổi mạnh mẽ theo định hướng từ “nâu” sang “xanh”, khi ngành khai khoáng giảm tới 17,1% đóng góp vào VA so với năm 2010

Trái ngược với khu vực II, khu vực I có tỷ trọng giảm dần (–2,5% trong toàn giai đoạn) và chỉ còn 6,9% vào năm 2020 Ngành dịch vụ với tỷ trọng trung bình là 34,6% trong thời kỳ và không có sự tăng/giảm rõ rệt Tiểu ngành dịch vụ có sự thay đổi mạnh nhất là bán buôn, bán lẻ, sửa chữa ô tô, xe máy khi tăng thêm 2,8%

Nhìn tổng thể, xu thế dịch chuyển các khối ngành của Quảng Ninh cũng có sự khác biệt so với vùng ĐBSH và cả nước; trong khi ĐBSH giảm dịch vụ và tăng mạnh công nghiệp – xây dựng thì cả nước lại tăng khá mạnh dịch vụ và tăng nhẹ công nghiệp Tuy nhiên, nếu xem xét cụ thể vào các ngành dịch chuyển mạnh nhất thì về cơ bản, các sự dịch chuyển này có sự tương đồng rất lớn, khi đều giảm mạnh khai khoáng; tăng phân phối điện nước, chế biến chế tạo, và bán buôn bán lẻ

Bảng 3 Cơ cấu và dịch chuyển cơ cấu VA theo ngành của cả nước, vùng ĐBSH

và Quảng Ninh giai đoạn 2011-2020 (%) [22]

29

Bảng 4 Tốc độ tăng trưởng và đóng góp cho tăng trưởng theo thành phần kinh tế

của cả nước và Quảng Ninh năm 2020 [22] Tốc độ tăng trưởng (%) Đóng góp cho tăng VA (%)

Hình 10 Các ngành có đóng góp cho tăng VA lớn nhất của Quảng Ninh (đơn vị:

%), giai đoạn 2011–2020 [22]

Riêng năm 2020, các ngành có tăng trưởng mạnh nhất lần lượt là Chế biến, chế tạo (22,82%); Xây dựng (18,78%); Y tế và hoạt động trợ giúp xã hội (11,87%) Các ngành liên quan đến dịch vụ như nghệ thuật vui chơi giải trí; hoạt động dịch vụ khác; hoạt động làm thuê có mức tăng trưởng rất thấp (dưới 3%)

c Về văn hóa, lịch sử

Quảng Ninh mang nhiều giá trị văn hóa riêng biệt, độc đáo, cùng hàng trăm di tích lịch sử, văn hóa đặc sắc, đồng thời là một trong những "cái nôi" của giai cấp công nhân Việt Nam, có truyền thống cách mạng của Công nhân Vùng Mỏ với di sản tinh thần vô giá "Kỷ luật và Đồng tâm"