Tiểu luận: tiềm năng phát triển năng lượng từ nước mặt của nước ta

Các nhà khoa học trên thế giới đang nghiên cứu và phát triển các công nghệ sản xuất năng lượng tái tạo từ những nguồn năng lượng có sẵn từ thiên nhiên như: ánh sáng mặt trời, gió, địa n

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội

Khoa Môi Trường Môn Kỹ thuật năng lượng tái tạo đại cương

TIỂU LUẬN

NHẬN ĐỊNH VỀ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG

TỪ NƯỚC MẶT Ở NƯỚC TA

Nhóm tác giả: Phạm Trung Kiên

Bùi Minh Tùng

Lê Đức Trung

Lê Đức Phú Nguyễn Tuấn Anh Lorxo Vue

Hà Nội – 2014

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

TÓM TẮT

Nguồn năng lượng từ nước mặt đang là một nguồn năng lượng tái tạo được thế giới và cả Việt Nam đặc biệt quan tâm Ở nước ta, tài nguyên nước mặt tương đối phong phú, đa dạng, có tiềm năng phát triển năng lượng rất lớn Hiện nay, thủy điện đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia của Việt Nam Tuy nhiên thủy điện bên cạnh các ưu điểm vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm Dù còn mang nhiều hạn chế đó nhưng phát triển thủy điện vẫn là hướng đi cần thiết cho đất nước Nhiệm vụ được đặt ra hiện nay là có thể phát huy được tiềm năng của thủy điện, đồng thời hạn chế những ảnh hưởng bất lợi của nó

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển.[1] Nước mặt là nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo Nguồn nước mặt, thường được gọi là tài nguyên nước mặt, tồn tại thường xuyên hay không thường xuyên trong các thuỷ vực ở trên mặt đất như: sông ngòi, hồ tự nhiên, hồ chứa (hồ nhân tạo), đầm lầy, đồng ruộng và băng tuyết Tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố quyết định sự phát triển kinh

tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia, được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất Một trong những ứng dụng quan trọng của tài nguyên nước là dùng để sản xuất năng lượng

Hiện nay, vấn đề năng lượng là một vấn đề nóng bỏng, được toàn thế giới chú ý Các nguồn năng lượng truyền thống không tái tạo như: than, dầu mỏ, khí đốt… đang ngày càng cạn kiệt, đòi hỏi tìm ra nguồn năng lượng thay thế Vì thế năng lượng tái tạo đang là nguồn năng lượng mà toàn thế giới đang hướng đến để sử dụng trong tương lai Các nhà khoa học trên thế giới đang nghiên cứu và phát triển các công nghệ sản xuất năng lượng tái tạo từ những nguồn năng lượng có sẵn từ thiên nhiên như: ánh sáng mặt trời, gió, địa nhiệt, năng lượng từ nước mặt, năng lượng sinh khối… Trong đó, nguồn năng lượng từ nước mặt đang là một hướng phát triển mạnh

Việt Nam là một quốc gia giàu tiềm năng về năng lượng tái tạo, trong đó có năng lượng từ nước mặt Việc đánh giá đúng tiềm năng phát triển của năng lượng nước mặt sẽ giúp chúng ta có cái nhìn toàn cảnh đúng đắn về hướng đi sau này của đất nước trong ngành công nghiệp năng lượng

II. TỔNG QUAN

1 Tài nguyên nước mặt ở Việt Nam

Tài nguyên nước mặt của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia là tổng của lượng dòng chảy sông ngòi từ ngoài vùng chảy vào và lượng dòng chảy được sinh ra trong vùng (dòng chảy nội địa)

Nếu xét chung cho cả nước, thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi đó diện tích đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới.[7] Việt Nam có một mạng lưới sông ngòi dày đặc (2.360 con sông dài trên 10 km), chảy theo hai hướng chính là Tây Bắc- Đông Nam và vòng cung Hai sông lớn nhất

là sông Hồng và sông Mê Công tạo nên hai vùng đồng bằng rộng lớn và phì nhiêu [2]

Tổng lượng dòng chảy sông ngòi trung bình hàng năm của nước ta bằng khoảng

847 km3, trong đó tổng lượng ngoài vùng chảy vào là 507 km3 chiếm 60% và dòng chảy nội địa là 340 km3, chiếm 40%

Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân phối không đều trong năm) và còn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông và các vùng

Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500 km3, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước, sau đó đến hệ thống sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3 (4,3%), sông Mã,

Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km3 (2,3 -2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng

9 km3 (1%), các sông còn lại là 94,5 km3 (11,1%)

Một đặc điểm quan trọng nữa của tài nguyên nước sông nước ta là phần lớn nước sông (khoảng 60%) lại được hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngoài, trong đó hệ thống sông Mê Kông chiếm nhiều nhất (447 km3, 88%) Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sông được hình thành trong lãnh thổ nước ta, thì hệ thống sông Hồng có tổng lượng dòng chảy lớn nhất (81,3 km3) chiếm 23,9%, sau đó đến

hệ thống sông Mê Kông (53 km3, 15,6%), hệ thống sông Đồng Nai (32,8 km3, 9,6%).[7]

2 Tình hình phát triển thủy điện trên thế giới và ở Việt Nam

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 tuốc bin nước và máy phát điện Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng năng lượng động lực của nước hay các nguồn nước không bị tích bằng các đập nước như năng lượng thuỷ triều.[5] Ở đây chúng tôi tập trung đến năng lượng thủy điện từ thế năng nước, loại năng lượng thủy điện hiện nay đang phổ biến nhất, và gọi tắt là thủy điện

• Trên thế giới

Thủy điện đang là nguồn năng lượng tái tạo được sử dụng nhiều nhất trên toàn thế giới với công suất cực kì lớn Với ưu điểm là ít tốn kém chi phi về nhiên liệu và thân thiện với môi trường nên rất nhiều nước trên thế giới đã xây dụng và phát triển nguồn năng lượng này

Hiện nay trên thế giới có khoảng 20% năng lượng điện được sản xuất từ các nhà máy thủy điện và chiếm tỷ trọng khoảng 88% lượng điện lấy từ các nguồn năng lượng tái tạo.Na Uy sản xuất toàn bộ lượng điện của mình bằng sức nước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu của họ (2004), Áo sản xuất 67% số điện quốc gia bằng sức nước (hơn 70% nhu cầu của họ) Canada là nước sản xuất điện từ năng lượng nước lớn nhất thế giới và lượng điện này chiếm hơn 70% tổng lượng sản xuất của họ

Tổ hợp La Grande tại Québec, Canada, là hệ thống nhà máy thủy điện lớn nhất thế giới Bốn tổ máy phát điện của tổ hợp này có tổng công suất 16.021 MW Chỉ riêng nhà máy Robert Bourassa có công suất 5.616 MW Tổ máy thứ chín (Eastmain-1) hiện đang được xây dựng và sẽ cung cấp thêm 480 MW Một dự án khác trên Sông Rupert, hiện đang trải qua quá trình đánh giá môi trường, sẽ có thêm hai tổ máy với tổng công suất 888 MW

Khi cuộc cách mạng công nghiệp phát triển mạnh, máy thủy điện đầu tiền trên thế giới đã ra đời vào năm 1878, tại Northumberland, Anh Nhà máy năng lượng thủy điện Edison đầu tiên ở Vulcan Street Plant đã bắt đầu hoạt động vào này 30 tháng 9 năm 1882 tại Appleton, Wissonsin, Hoa Kì với công suất 12,5kW.[5]

Nhà máy Quốc gia Năm xây dựng Công suất tối đa

Guri Venezuela 1986 10,200 MW 46 TW-hours

Sayano

Bảng II.1: Một số nhà máy thủy điện lớn trên thế giới

• Việt Nam

Với nguồn tài nguyên nước mặt phong phú, Việt Nam rất có tiềm năng phát triển năng lượng từ nước mặt Và với việc ¾ diện tích đất nước là đồi núi, các con sông có độ dốc lớn là một lợi thế trong việc phát triển thủy điện ở Việt Nam

Tiềm năng thủy điện về lý thuyết khá lớn với tổng công suất khoảng 35.000MW

và điện lượng khoảng 300 tỉ kWh/năm, trong đó miền Bắc chiếm khoảng 60%, miền Trung chiếm khoảng 27% và miền Nam chiếm khoảng 13% Tuy nhiên, nếu tính toán về mức độ khả thi, có thể khai thác được khoảng 26.000MW (khoảng 100

tỉ kWh/năm), phân bố theo các hệ thống sông như sau: sông Đà 33%, sông Đồng Nai 13,8%, sông Sê San 10%, sông Vu Gia - Thu Bồn 5,2%, sông Srêpốk 4%, sông

Lô - Gâm - Chảy 3,8%, sông Ba 2,4%, sông Cả 1,9% và các sông khác 22,3%.[4] Thủy điện đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia Riêng năm 2012, các nhà máy thủy điện đã đóng góp tới 48,26% công suất (13.000MW) và 43,9% (53 tỉ kWh) điện lượng cho hệ thống điện.[4]

Theo các quy hoạch đã được phê duyệt, cả nước hiện có 815 dự án thủy điện có tổng công suất 24.324,3MW Trong đó, đã vận hành phát điện 268 dự án (14.240,5MW); đang thi công xây dựng 205 dự án (6.198,8MW), dự kiến đưa vào vận hành khai thác từ nay đến năm 2017.[4] Hơn 14 nhà máy thủy điện lớn cung cấp điện năng cho sinh hoạt và sản xuất Trong tháng 8/2014, sản lượng điện toàn

hệ thống đạt 12,83 tỷ kWh, sản lượng điện trung bình đạt 413,9 triệu kWh/ngày Sản lượng cao nhất đạt 457,15 triệu kWh, công suất cao nhất đạt 21.778 MW Lũy

kế 8 tháng, sản lượng toàn hệ thống đạt 95,68 tỷ kWh, tăng 9,98% so với cùng kỳ năm trước.[3]

Hình II.1: Đập thủy điện Chiêm Hóa

Hình II.2: Nhà máy thủy điện ở Sơn La Nhà máy thủy điện đầu tiên ở Việt Nam là nhà máy thủy điện Ankroet nằm tại

xã Lát, huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng, được khởi công xây dựng từ năm 1943, hoàn thành năm 1944 Nhà máy thủy điện Ankroet nằm ở phía thượng nguồn sông

Đa Dung, là phụ lưu cấp 1, bờ phải của sông Đồng Nai, có công suất 2.300kW Đến tháng 12 năm 2005, Việt Nam cho khởi công xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La tại tại xã Ít Ong, huyện Mường La, tỉnh Sơn La trở thành nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam và cả khu vực Đông Nam Á với công suất 2.400 MW Ngoài ra còn một số nhà máy thủy điện lớn khác như: Hòa Bình, Yaly, Trị An, Thác Bà, Đa Nhim …

III. THẢO LUẬN

1 Đánh giá ưu, nhược điểm của năng lượng thủy điện

Năng lượng thủy điện đã có công nghệ hoàn hảo và được sử dụng ở khắp nơi trên thế giới Sản xuất thủy điện đã chiếm đến 20% tổng sản lượng điện trên thế giới Tuy nhiên hệ thống thủy điện bên cạnh các ưu điểm vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm

• Ưu điểm

Ưu điểm lớn nhất là của thủy điện là về kinh tế Thủy điện không phải dùng nhiên liệu, mà sử dụng thế năng của dòng nước Đây là nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo, giá thành rẻ hơn so với các nguồn điện khác

Hệ thống thủy điện có tuổi thọ cao hơn so với các nhà máy chạy bằng than đốt Việc hình thành các hồ chứa thủy điện cũng góp phần quan trọng trong việc chủ động tích trữ để xả nước cho nhu cầu dân sinh, nông nghiệp và tham gia cắt giảm lũ cho hạ du, cải tạo môi trường, phát triển du lịch sinh thái, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy [6]

Đặc biệt, với tổng dung tích các hồ chứa lên tới hàng chục tỉ m3 nước, thủy điện cũng đã đóng vai trò quan trọng trong việc chủ động tích trữ để bổ sung lưu lượng, cấp nước về mùa khô và cắt giảm lũ phục vụ sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môi trường cho hạ du Và đây là nguồn dung tích trữ nước cực kỳ quan trọng, trong những năm qua đã góp phần quan trọng bảo đảm an ninh nguồn nước, đóng vai trò chủ chốt, đảm bảo chủ động điều tiết cấp nước và chống, giảm lũ cho hạ du đặc biệt

là khu vực miền Bắc.[4]

• Nhược điểm

Trên thực tế, thủy điện chịu ảnh hưởng rất nhiều của chế độ thủy văn các sông cũng như yếu tố khí hậu Việc bơm xả nước rất phức tạp, khi yêu cầu tưới tiêu có thể xảy ra không trùng với thời điểm yêu cầu điện lên mức cao nhất Những thời điểm hạn hán có thể gây ra các vấn đề rắc rối, bởi vì mức bổ sung nước không thể tăng kịp với mức yêu cầu sử dụng Còn vào mùa mưa, việc xả nước có thể gây lũ lụt cho vùng hạ lưu Hơn nữa, khi có ít mưa do biến đổi khí hậu, dòng chảy của sông ít nước sẽ thiếu nước để dự trữ trong hồ Như vậy hồ sẽ nhanh bị xuống cấp và hư hại

do nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến trạm thủy điện

Những nhà môi trường đã bày tỏ lo ngại rằng các dự án nhà máy thủy điện lớn

có thể phá vỡ sự cân bằng của hệ sinh thái xung quanh Quá trình xây dựng các dự

án thủy điện sẽ cướp đị một diện tích rất lớn rừng, gây ảnh hưởng nặng nề đến nhiều hệ cây thực vật, động vật; có thể làm mất cân bằng sinh thái Còn trong quá trình hoạt động, khi chạy các tuôc-bin lớn và khi xả nước sẽ xảy ra các chấn động, gây tiếng ồn lớn làm ảnh hưởng đến dân cư và hệ sinh thái quanh vùng đập

Sự phát điện của nhà máy thủy điện cũng có thể ảnh hưởng đến môi trường của lưu vực dưới hạ lưu Nước chảy qua tuôc-bin thông thường chứa rất ít phù sa, như

vậy có ảnh hưởng khá nhiều tới nguồn phù sa, nguồn cá ở phía dưới sông và không bồi đắp phù sa cho đất trồng trọt phía dưới hạ lưu Lượng oxi chưa hòa tan của nước

có thể làm thay đổi chất lượng nước so với trước đó Bên cạnh đó nước chảy qua tuôc-bin nóng hơn nước bình thường, nó có thể làm thay đổi điều kiện sống của nhiều loài thực vật, động vật sống trong nước sông.[5],[ 6]

Một cái hại nữa của các đập thủy điện là việc tái định cư dân chúng sống trong vùng hồ chứa Việc này không chỉ gây tốn kém về kinh tế, mà đôi khi còn gây bất

ổn xã hội

Nhược điểm lớn nhất của thủy điện là các đập nước có thể gây tai họa khi nó bị

vỡ do nhiều nguyên nhân như xây dựng kém chất lượng, chiến tranh, mưa lũ Vỡ đập thủy điện là một thảm họa kinh hoàng có thể cướp đi mạng sống của hàng ngàn người trong chớp mắt Thế giới đã từng được chứng kiến những thảm họa đáng sợ như vụ vỡ đập South Fork (Pennsylvania, Mỹ) năm 1889, vỡ đập Machchu-2 nằm trên sông Machhu (Morbi, Ấn Độ) năm 1979 hay còn được biết đến với tên gọi Thảm họa Morbi, vỡ đập thủy điện Bản Kiều (Hà Nam, Trung Quốc) năm 1975 Bên cạnh đó một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước sông nước ta là phần lớn nước sông (khoảng 60%) lại được hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngoài Điều này gây nên sự không ổn định nguồn nước cung cấp cho thủy điện, dẫn tới sự phụ thuộc an ninh năng lượng với nước ngoài

Hình III.3: Một trận lụt do vỡ đập thủy điện

2 Giải pháp cho năng lượng thủy điện

Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện Việt Nam và đóng vai trò quan trọng cho an ninh năng lượng quốc gia.Trong tương lai, khi nhu cầu về điện ngày càng tăng, vai trò của thủy điện càng trở nên quan trọng Dù còn mang nhiều hạn chế nhưng phát triển thủy điện vẫn là hướng đi cần thiết cho đất nước Nhiệm vụ được đặt ra hiện nay là có thể phát huy được tiềm năng của thủy điện, đồng thời hạn chế những ảnh hưởng bất lợi của nó

Để phát triển thủy điện một cách bền vững, trách nhiệm đầu tiên thuộc về Nhà nước Việc quy hoạch phát triển thủy điện cần được Nhà nước quyết định xem xét lại một cách thận trọng, hạn chế sự phát triển thuỷ điện tràn lan - giảm thiểu những tác động tiêu cực cho môi trường, sinh thái của dòng sông, đời sống của các cộng đồng ven sông hôm nay và mai sau

Các công trình đập thủy điện phải đảm bảo có quy trình tích nước, xã lũ an toàn, đảm bảo chức năng của các hồ đập thủy điện trong việc điều tiết lượng nước, cung cấp nước vào mùa khô, cắt lũ trong mùa mưa

Phải có kịch bản liên quan đến các sự cố đập và các phương án phòng tránh và giảm nhẹ thiệt hại cho người dân trong phạm vi ảnh hưởng ở hạ du Việc phát triển thủy điện cần phải đặc biệt chú ý đến chính sách tái định cư cho người dân bị di dời, nơi ở mới phải thỏa mãn các nhu cầu về cả văn hóa tinh thần và vật chất., không để xảy ra bất ổn xã hội

IV. KẾT LUẬN

Tiềm năng phát triển năng lượng từ nước mặt, mà đặc biệt là thủy điện ở Việt Nam hiện nay là rất lớn Nếu có định hướng đúng đắn, nguồn tài nguyên này sẽ mang lại nguồn năng lượng rất lớn cũng như những ích lợi khác cho sự phát triển của đất nước

Mặt khác năng lượng nước mặt là nguồn tài nguyên phong phú và dồi dào, tuy nhiên để khai thác tốt cần có những biện pháp kiểm soát và bảo vệ để tránh gây những tác động xấu cho môi trường sinh thái cũng như đời sống con người