TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUTECH University THÁI QUỐÓC CƯỜNG Đề tài:
Trang 2Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Huỳnh Châu Duy
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM
ngay 4: thang 2 nam“
Thành phản Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng châm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng ¬ ae Chi tich 2 [trẻ CC Đà V2 du#na Phản biện 1 3 TT N uuY Phản biện 2
4 Lê: TT cv 4 Mm Ủy viên
SPT teeth weekly Mu? Uy vién, Thu ky
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nêu có)
Trang 3Tp.HCM, ngày |Š tháng Ä ăm 20
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: THÁI QUỐC CƯỜNG Giới tính: NAM
Ngày, tháng, năm sinh: 22/3/1975 Nơi sinh: LONG AN
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1341830001
I- Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CÁC CƠ HỘI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN HIỆU QUA
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Nghiên cứu tổng quan về tình hình sử đụng các dạng năng lượng hiệu quả - Nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả
- Nghiên cứu và điều khiển hiệu quả năng lượng điện của hệ thống truyền động
động cơ không đồng bộ
III- Ngày giao nhiệm vụ: 18/8/2014
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/01/2015
V- Cán bộ hướng dẫn: TS HUỲNH CHÂU DUY
CÁN BỘ HUỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
Trang 4Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng đuợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã đuợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc
Học viên thực hiện Luận văn
¬
Trang 5LOI CAM ON
Lời cảm ơn đầu tiên, tôi xin trân trọng gửi tới TS Huỳnh Châu Duy đã tận
tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn, sự khuyến khích, động
viên liên tục và những kiến thức chuyên sâu của Thầy đã giúp tôi vượt qua những
khó khăn trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới quý thầy, cô giáo Ban Giám hiệu, Ban Chủ
nhiệm Khoa của Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh, quý thầy cô đã
giảng dạy, phản biện luận văn, giúp tôi có những định hướng rõ ràng hơn trong quá
trình thực hiện và hoàn thành luận văn
Tôi cũng nhận được sự giúp đỡ của các bạn cùng khóa, cùng lớp, các bạn
sinh viên trường Trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM Các bạn đã đóng góp cho
tôi những ý kiến và những tài liệu giá trị Xin gửi đến các bạn lời cảm ơn chân
thành của tôi
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc và quý đồng nghiệp tại Sở Công
Thương Long An, là cơ quan tôi đang công tác đã động viên và tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn này
Trang 6TÓM TẮT
Luận văn tập trung nghiên cứu các vân đề liên quan đến, "Nghiên cứu các cơ
hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả" mà bao gồm các nội dung như sau: + Chương l: Giới thiệu
+ Chương 2: Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng và các giải pháp phục
vụ cho việc sử dụng năng lượng điện hiệu quả
Trang 7This thesis focuses on issues related to, "Research on opportunities for using electrical energy efficiently" which includes the following contents:
+ Chapter 1: Introduction
+ Chapter 2: Literature review of energy usages and solutions for using electrical energy efficiently
+ Chapter 3: Opportunities for using electrical energy efficiently in power systems + Chapter 4: Opportunities for using electrical energy efficiently in lighting systems + Chapter 5: Opportunities for using electrical energy efficiently in electrical machines
+ Chapter 6: Research on energy efficient control of induction machines
+ Chapter 7: Simulation results
Trang 80o0e 09) i I9 Ne.9 Ni ii I9) 00y-Vld iii ôn TV 0/572 Vv DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 5: St the viii M08 7.(e:09 (e7 c1 ix Chương l - Giới thiệu chư Hrhrhrhrrrrdtrrritriiie 1 NẴ.-Ặ aậ: 1 1.2 Tính cấp thiết của để tài chia 2 1.3 Đối tượng nghiên cứu .-ccccccccnnhsierrirttrrerrrrrrtrrrrridrrirre 3
1.4 Phạm vi nghiên cỨu .cccccsnhhhhhhnHHHhhregHiiireie 3 1.5 Mục đích nghiên cứu . .-cn chen ere 3 1.6 Nội dung nghiên cứu +sc share 3
1.7 Phương pháp nghiên cỨu .c-c sinh nhi 4
1.7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết . .cccceeerrrrrrrrrie 4
1.7.2 Phương pháp thu thập và xử lý thông tin ren 4
1.8 Bố cục của luận văn .-s Shin hy tt 4
1.9 Kết luận . -22c22 v22 22212211 2T E1 me 5
Chương 2 - Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng và các giải pháp
phục vụ cho việc sử dụng năng lượng điện hiệu quả -c sen 6 bàn ca ẽỐ 6 2.2 Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện trên thế giới và tại 0.011 ốc 7 QQ THE nh e 7 ; 84:0 0 10
2.3 Kiểm toán năng lượng . cccccnrrrrrrrrrerrrirrrrirerrie 24 Chương 3 - Các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả trong hệ thống điện 26
SN na 26
Trang 93.3 Hệ thống truyền tải điện c: nnenhrhehrrrehiriie 28
3.4 Hệ thống cung cấp điện .-ccccnirererrrerrrrrrrrrrerree 32
3.5 Giới thiệu về DSM c2 2H rrrrrene 40 ENN ‹ ca n .ẻ 40 Em can 41 3.5.3 Nội dung các chiến lược của DSM .ceseirerrrrrrirrrrree 4l 3.5.4 Các mô hình thực hiện DSM ccnnnhehererrrrrrerrrerre 5] 3.5.5 Những rao can đối với chương trình DSM ở Việt Nam 53 Chương 4 — Các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả trong hệ thống chiếu sáng
¬— 54
4.1 Tổng quan về chiếu sáng_ -: :-ccccterhhrrherrrrrrrrrerrrrre 54 4.2 Các loại đèn thường dùng coc sành 54 4.3 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho chiếu sáng 56
4.3.1 Lựa chọn đèn có hiệu suất năng lượng cao -.-cc set 56 4.3.2 Sử dụng bộ đèn và phương pháp chiếu sáng thích hợp 58 4.3.3 Chiếu sáng đường giao thông .eccrrnrrrrrirrrreirrrre 60
4.3.4 Sử dụng chấn lưu điện từ tổn hao thấp và chắn lưu điện tử 60
4.3.5 Sử đụng ánh sáng tự nhiên . .-ccnnenhrrrrrerrirrrrrrrrrmrrrrrre 63
4.4 Điều khiển hệ thống chiếu sáng đẻ tiết kiệm năng lượng .- 66 4.4.1 Giới thiệu về điều khiển chiếu sáng . -5-scctieriererrre 66
4.4.2 Các phương pháp điều khiển chiếu sáng để tiết kiệm
năng ÌƯỢng - Ăn HH HH2 TH kh hà H0 1171111110111 66 Chương 5 — Các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả trong các
máy điỆN - + SH HH HH HH4 2 mg 2121110011171 10n 75
Sân s8 75
5.1.1, Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp .- -eee: T5
Trang 105.2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều 83
5.2.4 Tiết kiệm năng lượng khi thiết kế tính toán và sử dụng động cơ một chiều 84 5.3 May dién dong na 85 5.3.1 Mô tả máy điện GOng BO wee ccesecsseseeeecreeessessseeevessnesssteesencsseecsneneseenaseness 85
5.3.2 Tiết kiệm điện năng trong thiết kế và vận hành sử dụng
máy điện đồng bộ -. -2 22c 2212221 E222 T122 re 86
Chương 6 — Nghién cru điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động co không i00 ố.ố.ố (ồ 87
SN e 87
6,2 Hệ tọa độ sử dụng trong phương trình toán bọc động cơ
3/1001: /01-01 11000777 89
6.3 Mô hình động cơ không đồng bộ lý tưởng . cccrrerrrre 95
6.4 Điều khiển định hướng từ thông rofor -. -ccerrrrrrree 98
GAL co 0 98
6.4.2 Nguyên lý điều khiển định hướng từ thông TotOr . -: :-++-+ 98
6.5 Điều khiển biệu quả năng lượng điện động cơ không đồng bộ bằng phương
0Ñ 85 8 ố 104
6.5.1 Giới thiệu Ăn ghi 104 6.5.2 Quan hệ giữa các thông số động cơ .ccieenrrerrrrrree 106
6.5.3 Mô hình tổn hao động cơ .ccccccnhenherrrrrrrrererrrrree 107 6.5.4 Tối ưu công suất đầu vào ác con mrrrrrrrrie 108 6.5.5 Dòng stator nhỏ nhất 5.57 < 1 3222211121111 111111 109 Chương 7 —- Mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động cơ không đồng bộ - tt hnhnH2222271221222121 1 1 re 111 tr can 111 7.2 Kết quả mô phỏng . -c-cc2cc>cesrervrer 311911 x kg HH cư tư 115 r0 6 1.1 nố 120 Chương 8 — Kết luận và hướng phát triển tương lai - ccccceceesrerrrre 124 c6 sẽ 124
8.2 Hướng phát triển tương lai - c5 c2 thtrrtrrrrrrirrrrrrriie 125
Trang 11DANH SACH HINH VE
ii E8 no 8n 26 Hinh 3.2 Hệ thống truyền tải và phân phối điện ccccceererrrrrre 28
Hình 3.3 Đồ thị phụ tải ngày và kéo đài trong nam cece eee etna 29
Hình 3.4 Đồ thị phụ tải ngày và năm vẽ theo bậc thang ccceece 30
Hình 3.5 Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thông điện occcciesrierrrerie 31 Hinh 3.6 Bù cosọ bằng tụ điện che 35 Hình 3.7 Phân tích phổ của một số tải phi tuyến cceceeiieiirrrrrrre 38 Hình 3.8 Sơ đồ mô tả các giải pháp để thực hiện chiến lược 1 42 Hình 3.9 Sơ đồ mô tả các giải pháp đề thực hiện chiến lược 2 45
Hình 3.10 Sơ đồ mô tả các biện pháp để thực hiện giải pháp điều khiển trực
tiếp dòng điện St HH re 46
0n neo 1 46 Hình 3.12 Lấp thấp điểm . 7(S 2+ n2 222 ttrridiirrie 47 Hình 3.13 Chuyển địch phụ tải .- ch nrrrrererirrrirrimre 47 Hình 3.14 Biện pháp bảo tồn . - St cs2nnitrrrtrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrirr 48
Hình 3.15 Tăng trưởng có hiệu quả dòng điện -. - + 48
Hình 3.16 Biểu đồ phụ tải linh hoạt s5 nt2ttrretrrirerirrrrirrriirrirrri 49
Hình 3.17 Các mô hình thực hiện DSM - nhat 31
Hình 4.1 Chấn lưu điện từ và chân lưu điện tử c5ccccscrrerrrrrertrrrirre 62
Hình 4.2.a Chiếu sáng tự nhiên bằng mái che cacbon tổng hợp - 63
Hình 4.2.b Chiếu sáng tự nhiên bằng cửa mái vòm FRP cre 64 Hình 4.3 Điều khiển sử đụng cảm biến 5-55 ccerierrrrrrerrerrrrrie 68 Hình 4.4 Cảm biến siêu âm : nhe 69
Hình 4.5 Vùng cảm nhận của bộ cảm biến siêu âm ccccerirterrrrrieerree 69
Trang 12Hình 4.10 Điều khiển chiếu sáng bằng bộ vi điều khiển -.cc: 73 Hình 5.1 Máy biến áp một pha . cc- cành reo 75
Hinh 5.2, 5— = fk) img voi 5=; 1; T đc đeo 80 Ss P, 2°3'°4°5' 6
Hinh 5.3 Nguyén ly may dién mét chidu .eceececcesceesseessnesseeessneestesensennneeaneeenes 82 Hình 5.4 Sơ đồ động cơ điện một chiều occ esesessessesseeeseeseesneeiseeeeeeene 83 Hình 5.5 Máy phát điện đồng bộ kích từ bán dẫn eccnnsererre 85 Hình 6.1 Sơ đồ cuộn day va dién ap stator của động cơ không đồng bộ 3 pha 89
Hình 6.2 Thiết lập vector không gian từ các đại lượng pha 90
Hình 6.3 Hệ tọa độ œB cố định 5c theo 91
Hinh 6.4 Vector khong gian trén hé toa d6 tir théng rotor (hé toa d6 dq) 92
Hình 6.5 Sơ đồ thay thế tương đương động cơ không đồng bộ lý tưởng 96
Hình 6.6 Hệ tọa độ định hướng từ thông rotor (REOC) -ò.cceceeie 99
Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý điều khiển định hướng tir théng rotor truc tiép 103 Hình 6.8 So đồ nguyên lý điều khiển định hướng từ thông rotor gián tiếp 104
Hình 6.9 Mạch tương đương một pha cà cenhnnhhnhưhrrrrdrrrrrr 106
Hình 6.10 Đặc tuyến đòng điện stator theo từ thông khe hở không khi của động cơ
không đồng bộ 3 pha, 1 hp 2-5522 t2rrtrrtrrerrrrrrrrrirrrrrirriirre 110
Hình 6.11 Đặc tuyến dòng điện stator theo từ thông khe hở không khí của động cơ
không đồng bộ 3 pha, 100 hp nh rrehrhhhie 110 Hình 7.1 Sơ đồ mô phỏng điều khiển hướng từ thông cho động cơ không đồng
In - 112
Hình 7.2 Sơ đồ mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động cơ không
b0 .ốố Ốc na 112
Hình 7.3 Sơ đồ mô phỏng động cơ không đồng bộ -c on 113 Hình 7.4 Sơ đồ mô phỏng phương pháp điều khiển FOC 113 Hình 7.5 Giải thuật của phương pháp tìm kiếm điều khiển hiệu quả năng lượng điện động cơ không đồng bộ 522-522 tre 114
Hình 7.6 Cường độ dòng điện 3 pha động cơ không đồng bộ, lạpc với tải 0,1 Mạ, 115 Hình 7.7 Moment của động cơ với tải 0,1 Mụ 116
Trang 13Hình 7.11 Từ thông của động cơ với tải 0,5 M ìeiihehrrrrrerrrre 118
Hình 7.12 Cường độ dòng điện 3 pha động cơ không đồng bộ, lạ, với tải Mạ 119
Trang 14Bảng 2.1 Bang 2.2 Bang 2.3 Bang 2.4 Bang 2.5 Bang 2.6 Bang 3.1 Bang 3.2 Bang 4.1 Bang 4.2 Bang 4.3 Bang 4.4 Bang 7.1 Bang 7.2 Bang 7.3
DANH SACH BANG
Tiềm năng năng lượng sơ cập của Việt Nam . s.ccrecrretrerrsrre 11
Tình hình sản xuất than Việt Nam giai đoạn 2000-2012 12
Tình hình khai thác và sử dụng dầu khí Việt Nam ĐH He hờ 12 Tình hình sản xuất điện năng Việt Nam quang 12 Tiêu thụ điện và nhiệt năng cho công nghệ sản xuất xi măng ¬— 19
Các cơng đoạn sản xuất giấy và năng lượng tiêu thụ 20
Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện c- 34 Hệ số khi tải sử đụng hệ số công suất thấp .- c-ccceeerre 37 Thông số của một số loại đèn thông dụng -scsecreerrre 55 Cac phuong phap chiếu sáng trong nhà .-cccccneererrrrerire 58 Nâng cấp hệ thông chiếu sáng xí nghiệp may - csrree 65 Chi dẫn lựa chọn thiết bị điều khiển chiếu sáng .- 67
So sánh kết quả của trường hợp động cơ mang tải 0,1Mh 121
So sánh kết quả của trường hợp động cơ mang tải 0,5M, 122
Trang 15Giới thiệu
1.1 Giới thiệu
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đời sống
nhân dân ngày một nâng cao Do đó, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng
tăng nhanh Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng:
+ Nguy cơ cạn kiệt và khan hiếm của các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống ngày càng gia tăng
+ Tình trạng sử dụng năng lượng lãng phí và kém hiệu quả ở nước ta so với các nước khác trong khu vực và thế giới là rất cao, với nhiều nguyên nhân khác nhau như: quản lý chưa tốt, người sử dụng chưa quan tâm đúng mức đến
sử dụng năng lượng hiệu quả, sự lạc hậu của các trang thiết bị sử dụng năng lượng và công nghệ sản xuất
Vì vậy, nguy cơ thiếu hụt năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng ngày càng đáng lo ngại và không thê tránh khỏi Hiện nay, tình trạng
thiếu điện vào mùa khô đã và đang xảy ra, đã gây thiệt hại cho sản xuất và gây
khó khăn cho đời sống của người dân
Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều năng lượng sẽ làm gia tăng lượng phát thải SO;, CO,, NO,, ra môi trường và gây hiệu ứng nhà kính Với ước tính
80% các phát thải CO; do con người gây ra đều do sự đốt các nhiên liệu hóa
thạch, việc sử dụng năng lượng của thế giới đã trở thành tiêu điểm của các cuộc
thảo luận về thay đổi khí hậu toàn cầu Dự báo phát thải CO; sẽ tăng từ 7,9 tỷ tấn carbon tương đương năm 2010 lên 9,9 tỷ tắn năm 2020
Trước tình hình đó, việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu
quả luôn được đặt ra và là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm nhằm đảm bảo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng Góp phần trong vấn đề nêu trên thì việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả là rất cần thiết Đây cũng là lý do chính của việc chọn đề tài nghiên cứu, "Nghiên cứu các cơ hội sử
Trang 16quá trình sản xuất, lao động cũng như sinh hoạt của con người Từ công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ thậm chí đến nghiên cứu khoa học, khám phá
thiên nhiên đều cần năng lượng, đặc biệt là năng lượng điện
Điện năng là nguồn năng lượng cực kỳ quý báu cho sản xuất và đời
sống Chúng ta đều biết tại các nhà máy sản xuất, chỉ phí điện năng chiếm một
t¡ lệ rất lớn Vì thế, việc tìm ra những giải pháp tiết kiệm năng lượng là điều
quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất nhằm giảm chỉ phí, giảm giá thành và
nâng cao được tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường Đồng thời, kết quả nghiên cứu này cũng giúp giảm được sự tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên và góp phân tích cực vào việc bảo vệ môi trường
Trong những năm gần đây, nhận định chung hiện trạng hệ thống năng lượng Việt Nam quy mô của các ngành điện, than, dầu khí đều đã có những
tiến bộ vượt bậc, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước Tuy nhiên, các thành tựu vẫn chưa đủ để đưa các ngành năng lượng vượt
qua tình trạng:
+ Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp;
+ Đầu tư phát triển năng lượng còn thấp;
+ Hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh chưa cao;
+ Tỷ lệ phát triển giữa các phân ngành năng lượng chưa hợp lý
Nhận thức rõ và để giải quyết những vấn đề trên, Đảng và Nhà nước ta
đã đặc biệt quan tâm và có nhiều chủ trương liên quan đến các vấn đề sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; cụ thể các văn bản quy phạm pháp luật để triển khai thực hiện đã được ban hành: Quốc Hội Nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ
Nghĩa Việt Nam, khoá XII đã ban hành Luật số 50/2010/QH12 về việc Sử
dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được áp dụng từ ngày 01/01/2011 [1] Chính phủ ban hành Nghị định số 21/2011/NĐ-CP ngày 29/3/2011 quy định
Trang 17Như vậy, sự cấp thiết để tiến hành nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng
lượng hiệu quả không chỉ là nhiệm vụ mà còn là chiến lược của quốc gia và cần
phải được quan tâm đúng mức Thông qua việc thực hiện các hoạt động về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, các tổ chức, đơn vị, doanh nghiệp có cơ hội và có trách nhiệm kiểm tra lại tình hình sản xuất kinh doanh của mình, từ
đó tìm ra các giải pháp nhằm giảm mức tiêu hao năng lượng, mang lại hiệu quả
về mặt kinh tế, môi trường cho bản thân doanh nghiệp và quốc gia Mỗi người
dân sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cũng sẽ mang lại lợi ích kinh tế
cho chính bản thân, gia đình và cho xã hội
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu việc sử dụng năng lượng điện trong sản xuất và trong sinh hoạt đời sống
1.4 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các cơ hội và đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng điện
hiệu quả trong các nhà máy, xí nghiệp và trong sinh hoạt đời sống 1.5 Mục đích nghiên cứu
Mục đích của việc nghiên cứu là để nâng cao hiệu quả sử dụng năng
lượng điện nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cho các nhà máy, xí nghiệp, công
ty, trường học,
Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu cũng góp phần cải thiện môi
trường và giải quyết các vấn đề về biến đổi khí hậu
1.6 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về tình hình sử dụng các dạng năng lượng hiệu
quả
Trang 181.7 Phương pháp nghiên cứu
1.7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu về việc sử dụng năng lượng hiệu quả của Việt
Nam và các nước trên thế giới
- Phân tích và tổng hợp các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả
trong sản xuât và sinh hoạt đời sông
1.7.2 Phương pháp thu thập và xử lý thông tin
- Khảo sát các hệ thống cung cấp năng lượng điện, cũng như các dây chuyển sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp,
- Thu thập tài liệu và số liệu của các nhà máy, xí nghiệp,
- Xử lý dữ liệu, phân tích và dự báo để đưa ra các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả
1.8 Bố cục của luận văn
Bố cục của luận văn gồm 8 chương:
+ Chương 1: Giới thiệu
+ Chương 2: Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng và các giải pháp
phục vụ cho việc sử dụng năng lượng điện hiệu quả
Trang 19+ Chương 8: Kết luận và hướng phát triển tương lai
1.9 Kết luận
Sự cần thiết của việc nghiên cứu và áp dụng các cơ hội sử dụng năng
lượng điện hiệu quả cho các nhà máy, xí nghiệp, đã được Nhà nước và Xã
hội nêu rõ Vì vậy, việc nghiên cứu và các kết quả đạt được của luận văn
Trang 20Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng và các giải
+
pháp phục vụ cho việc sử dụng năng lượng điện hiệu quá
2.1 Giới thiệu
Năng lượng là nguồn động lực, là cơ sở vật chất chủ yếu, đảm bảo cho phát triển kinh tế - xã hội Sự thiếu hụt nguồn năng lượng trong một thời gian
dài sẽ là nhân tố kìm hãm sự phát triển liên tục của nền kinh tế quốc dan Dé
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, dự báo tốc độ tăng nhu cầu sử dụng năng
lượng thương mại đến năm 2025 nằm trong khoảng từ 8,6% đến 9,7%/năm Mặt khác, theo dự báo với tốc độ gia tăng mức khai thác năng lượng như
hiện nay, đến cuối thế kỷ này, các nguồn năng lượng của Việt Nam sẽ trở nên
khan hiếm, các mỏ dầu và khí đết sẽ cạn kiệt trong vòng 40 - 60 năm tới
Bên cạnh đó, tình trạng lãng phí năng lượng trong trong sản xuất công nghiệp, xây dựng dân dụng và giao thông vận tải của nước ta còn rất lớn
Nhận thức rõ và để giải quyết những vấn đề trên, Đảng và Nhà nước đã đặc biệt quan tâm và đã có nhiều chủ trương liên quan tới vấn đề về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; cụ thể các văn bản quy phạm pháp luật dé
triển khai thực hiện đã được ban hành: Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ
nghĩa Việt Nam khoá XII đã ban hành Luật số 50/2010/QH12 về việc Sử dụng
Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được áp dụng từ ngày 01/01/2011 Chính phủ
ban hành Nghị định số 21/2011/NĐ-CP, ngày 29/03/2011 quy định chỉ tiết và
biện pháp thi hành luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; Quyết định
số 1427/2012/QĐ-TTg ngày 02/10/2012 của Thủ Tướng Chính phủ phê duyệt
Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2012 — 2015
Thông qua việc thực hiện các hoạt động về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, các tổ chức, đơn vị, doanh nghiệp có cơ hội và có trách
nhiệm kiểm tra lại tình hình sản xuất kinh doanh của mình, từ đó tìm ra các giải
Trang 21thân, gia đình và cho xã hội
2.2 Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện trên thế giới và tại Việt Nam
2.2.1 Thế giới
a Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện
Thế giới đang đối mặt với nhiều thách thức như tăng dân số, các nguồn
năng lượng cạn kiệt dần, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu ngày càng tăng
Ngay những ngày đầu của cuộc cách mạng công nghiệp mở ra, tài nguyên thiên nhiên được sử dụng rất nhiều trong quá trình sản xuất, con người đã cé gắng sử dụng tài nguyên có hiệu quả Cùng với nhân công, vốn và nguyên vật liệu, năng lượng là một trong những yếu tố hàng đầu vào cơ bản của sản xuất Trong lịch sử chỉ phí năng lượng chiếm tỷ lệ 5% - 10% giả thành
sản phâm
Tý lệ giữa mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp (PEC) và tổng sản phẩm
quốc nội (GDP) là chỉ tiêu nói lên kết quả cải tiến công nghệ
Tại Mỹ, hàng năm tỷ lệ PEC/GDP giảm 1% Theo các tài liệu được
công bố bởi cơ quan quản lý năng lượng Mỹ, nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ ting 44% sau 20 năm nữa Nhìn từ góc độ ngắn, viễn cảnh mờ của nên kinh tế khiến cho nhu cầu năng lượng toàn cầu giảm sút, nhưng từ sau năm 2010 nên kinh tế toàn cầu khôi phục, nhu cầu năng lượng của các nước sẽ dần tăng lên
Trong giai đoạn 2010 đến 2025, dự báo trung bình hàng năm tiêu thụ năng lượng cơ bản tăng 1,3%, riêng điện năng tăng 1,8% Dự báo nhu cầu điện năng tăng trưởng chậm là do nổ lực của nhiều quốc gia tăng hiệu quả sử dụng và tiết
kiệm điện tốt hơn
Theo cơ quan này, trong những nhu cầu về năng lượng, sự phụ thuộc
vào dầu thô là rất lớn Dự kiến cùng với sự khôi phục của kinh tế toàn cầu, giá
Trang 22năm được tăng lên từ con số 84 triệu thùng thành 107 triệu thùng Đến năm
2030, nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ chiếm 32% lượng cung ứng
Theo nhận định của các chuyên gia phân tích thì đến năm 2030 các nước
đang phát triển chiếm 75% tống mức tăng nhu cầu sử dụng năng lượng toàn
cầu, đặt biệt là Brazil và Trung Quốc [4]
b Chính sách tiết kiệm năng lượng
Chính sách năng lượng là cách thức mà các Quốc gia đã quyết định dé
giải quyết các vấn đề của phát triển năng lượng bao gồm cả sản xuất năng
lượng, phân phối và tiêu thụ Các thuộc tính của chính sách năng lượng có thể
bao gồm pháp luật, điều ước quốc tế, ưu đãi để đầu tư, hướng dẫn bảo tồn năng
lượng, thuế và chính sách kỹ thuật khác
Chính sách năng lượng của một quốc gia bao gồm một hoặc nhiều biện
pháp sau:
+ Pháp luật về kinh doanh năng lượng
+ Pháp luật tác động đến sử dụng năng lượng, chăng hạn như ban hành các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng, tiêu chuẩn khí thải,
+ Tuyên bố chính sách quốc gia về vấn đề quy hoạch năng lượng, phát
điện, truyền tải và tiêu thụ
+ Khuyến khích và ưu đãi các nghiên cứu và phát triển việc thăm đò nguồn năng lượng mới
+ Chính sách tài chính liên quan đến sản xuất và dịch vụ năng lượng
(thuế, miễn giảm thuế, trợ cấp, .)
Sau đây khái quát một số chính sách vẻ tiết kiệm năng lượng của một số
nước trên thế giới [4]
i My
Từ những năm 1920 đến nay, chính phủ Mỹ đã ban hành nhiều chính
Trang 23Trong đó, quy định các ưu đãi về thuế và bảo lãnh cho vay vốn để tạo ra
các nguồn năng lượng mới, đầu tư các công nghệ tiên tiến để giảm khí thải ra
môi trường, nâng cao hiệu suất lò phản ứng hạt nhân, sản xuất than sạch và tái
tạo năng lượng
Ngày 21/06/2007, Thượng viện Mỹ đã thông qua các đạo luật về “Độc
lập và an ninh năng lượng của nước Mỹ”, Tổng thống Bush đã ký thành luật vào ngày 19/12/2007 Với mục tiêu là tăng cường khả năng độc lập và an ninh năng lượng của nước Mỹ, tăng cường sản xuất năng lượng tái tạo, tăng hiệu
quả sử dụng của các sản phẩm tiêu thụ năng lượng
Năm 2008, Thượng viện Mỹ đã thông qua luật về bảo tồn năng lượng
trong các lĩnh vực về thực phẩm (ngày 18/06), cải thiện và mở rộng các nguồn
năng lượng (ban hành ngày 03/10), tăng nguồn viện trợ cho việc nghiên cứu
năng lượng tái tạo, các nguồn năng lượng mới như Ethanol Xenlulo, phát triển
dầu Diesel sinh học, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, thủy nhiệt và địa
nhiệt
Ngày 29/06/2009, Tổng thống Mỹ Obama đã công bố tiêu chuẩn bóng
đèn chiêu sáng mới ii Nhật
Ngày 22/06/1979, Chính phủ Nhật đã ban hành Đạo luật về sử dụng
năng lượng hiệu quả Trong đó, chủ yếu nêu ra biện pháp cơ bản và tiêu chuẩn qui định áp dụng cho từng lĩnh vực tiêu thụ năng lượng
Ngày 14/06/2002, Chính phủ Nhật ban hành chính sách năng lượng
Trong đó, nêu lên nhiệm vụ của nhà nước, các tổ chức địa phương và người
dân đối với các biện pháp quản lý về cung cấp và sử dụng năng lượng nhằm
đảm bảo về môi trường và sự phát triển bền vững của nền kinh tế Nhật, thể
Trang 24Tháng 03/2007, Cơ quan tài nguyên năng lượng (ANRE) và Bộ Kinh tẾ, Thương mại và Công nghiệp (METI) đã ban hành các chính sách và biện pháp bảo tồn năng lượng, đưa ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng cho từng lĩnh
vực cụ thể phủ hợp với điều kiện tại Nhật Bản
Ngày 31/03/2009, Bộ Kính tế, Thương mại và Công nghiệp đưa ra bảng
tiêu chuân áp dụng cho các lĩnh vực kèm theo đó là bảng tiêu chuẩn, hiệu suất
sử dụng và giá trị mục tiêu cho việc vận hành các thiết bị, từ các thiết bị đơn giản đến cả các thiết bị phức tạp
Ngoài ra, Chính phủ Nhật Bản còn ban hành các chính sách hỗ trợ như:
+ Hỗ trợ tài chính bằng hệ thống cho vay vốn
+ Hỗ trợ tài chính bằng các biện pháp miễn giảm thuế
+ Hỗ trợ tài chính bằng các biện pháp trợ cấp cho các dự án nghiên cứu
phát triển các hệ thống tiêu thụ năng lượng hiệu suất cao, các đề tài nghiên cứu
về tiết kiệm năng lượng
2.2.2 Việt Nam
2.2.2.1 Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện
Việt Nam đã và đang khai thác các dạng năng lượng sơ cấp: than, đầu khí và thủy điện Năm 1990, tổng năng lượng khai thác 7,1 TOE (Tonne of Ơil Equivalent — Tấn dầu tương đương) Đến năm 2003, đã là 35,1 triệu TOE Nguồn năng lượng mới và tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt, đang sử dụng như là một bước thử nghiệm Theo tổng hợp của chương trình KHCN-09 (12/2001) thì trữ lượng nguồn năng lượng sơ cấp ở Việt Nam được
Trang 25Bảng 2.1 Tiềm năng năng lượng sơ cấp của Việt Nam Trữ lượng Tổng Dầu (triệu m”) 2329,8 Khí đồng hành (tỷ m”) 593,3 Khi ty do (ty m’) 1046,6 Than antraxit (triệu tân) 6600 Than mỡ (triệu tấn) 21,2 Than nâu (triệu tân) 318,6
Thủy điện TWH/năm 82
Uranium du ding cho 9000 MW
Dia nhiét 472 MW
Sinh khối 43-46 MTOE/năm
Để phục vụ phát triển kinh tế ngành năng lượng Việt Nam tăng trưởng
với tốc độ cao trong giai đoạn gần đây trong tất cả các lĩnh vực: khảo sát thăm
dò, khai thác nguồn, truyền tải phân phối, xuất, nhập khẩu năng lượng Tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều vấn để yếu kém trong ngành năng lượng là:
+ Năng lực sản xuất còn thấp, còn tổn tại nhiều công nghệ cũ, lạc hậu, hiệu suất sử dụng thấp
+ Gây ô nhiễm môi trường
+ Hiệu quả kinh doanh của ngành thấp
+ Giá năng lượng cô định không thích hợp
+ Đầu tư cho ngành năng lượng còn thấp so với yêu cầu, thủ tục đầu tư rườm tà
+ Sản xuất than tăng từ 7,82 triệu tấn năm 1995 lên 45,84 triệu tấn năm
2006 với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 17,4%, xuất khẩu than tăng
23,9% Từ năm 2007, chính phủ hạn chế xuất khâu than nên sản xuất than năm
Trang 26Bảng 2.2 Tình hình sản xuất than Việt Nam giai đoạn 2000-2012
Năm 2000 |2001 |2002 | 2003 |2004 | 2005 | 2008 | 2012
San xuat than | 12,3 | 13,7 (triệu tấn) 16,0 | 20,0 | 26,6 | 33,7 | 45,8 | 37,0
Dầu khí tăng trưởng với tốc độ nhanh và được cho trong bảng 2.3
Bảng 2.3 Tình hình khai thác và sử dụng đầu khí Việt Nam Năm 2008 2012 Dầu (triệu tấn) | 15 18 Khí (triệu m) |12 14
Tiềm năng thủy điện ở Việt Nam cũng rất dồi dào và phân bố trên hầu
khắp các vùng lãnh thổ Với 2.200 sông suối lớn nhỏ có chiều dài từ 10 km trở
lên, đã sản sinh ra tổng tiềm năng kỹ thuật vào khoảng 120 tỷ kWh với công
suất tương đương 30.000 MW Điện năng tăng trưởng với tốc độ 15% và được
cho trong bảng 2.4 sau đây
Bảng 2.4 Tình hình sản xuất điện năng Việt Nam Năm 2000 |2005 |2008 |2010 |2015 |2020 Công suất đặt ( MW) |4500 | 11000 | 14500 |20000 | 34000 | 50000 Điện năng (TWh) 27 53 74 97 170 |250 Ngoài ra, Việt Nam còn có tiềm năng dồi đào về các dạng năng lượng khác
+ Năng lượng địa nhiệt: với 300 nguồn nước khoáng nóng có nhiệt độ từ
30°C — 105°C, tập trung ở Tây Bắc và Trung Bộ
+ Năng lượng mặt trời: với số giờ nắng trung bình khoảng 2000 - 2500 ø1ờ/năm
Trang 27+ Năng lượng gió: được đánh giá vào khoảng 800 - 1400 kWh/m”/năm, tại các hải đảo, từ 500-1000 kWh/m”/năm tại các vùng duyên hải và Tây Nguyên
2.2.2.2 Tác động của việc sử dụng năng lượng đến môi trường
Việc gia tăng mức độ sử dụng năng lượng, luôn kèm theo nguy cơ gây ô
nhiễm môi trường tại khu vực hoạt động năng lượng và góp phần làm suy giảm
chất lượng môi trường toàn cầu Hơn 80% nguồn năng lượng sử dụng của nước ta là nhiên liệu hoá thạch, nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ Quá trình cháy của
nhiên liệu hóa thạch tạo nên điôxit cácbon, CO; và métan, CHy ca hai là chất
khí gây hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân thay đổi khí hậu và làm nóng toàn cầu Việc sử dụng năng lượng đóng góp khoảng 25% lượng phát thải CO; và khoảng 15% tổng lượng khí nhà kính sinh ra do hoạt động của con người Quá
trình cháy nhiên liệu nói riêng và hoạt động năng lượng nói chung là nhân tố
quan trọng gây ô nhiễm môi trường
Theo thống kê trong số các chất khí gây hiệu ứng nhà kính CO; chiếm
54%, mêtan 12%, ôzon 7% Than là nhiên liệu phát thải CO; nhiều nhất, trung
bình 1 kg than phát thải 1,83 kg CO; Như vậy, các nhà máy nhiệt điện than
trên thế giới hàng năm tạo nên 3,7 ty tin CO;, 10.000 tắn sunfua điôxit, SO; - nguyên nhân chính gây mưa axit, 10.200 tấn NO,
+ Xăng phát thải 2,22 kg CO,/lit nhién liệu + Dầu điêzen phát thải 2,68 kg CO,/lit nhién liệu + Khí hóa lỏng phát thải 1,66 kg CO¿z/lít nhiên liệu
Các nguồn năng lượng hóa thạch phát thải tro bụi chứa thủy ngân,
uranium, thorium, asen và các kim loại nặng khác là nguyên nhân gây ung thư và các bệnh hơ hấp Ngồi ra, việc sử dụng năng lượng còn gây ô nhiễm môi
trường nước thải, gây tiếng ồn
Ở Việt Nam, theo số liệu của Tổng cục khí tượng thủy văn trong vòng 50 năm qua nhiệt độ trung bình tăng 0,7C, mực nước biển tăng 20 cm, nhiều
Trang 282.2.2.3 Chính sách năng lượng của Việt Nam [Š] a Quan điểm và chính sách
Quan điểm và chính sách năng lượng của Việt nam dựa trên sự hài hòa giữa hiệu quả kinh tế, an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường Cụ thể là:
+ Khai thác đa dạng, hợp lý và có hiệu quả nguồn tài nguyên trong nước, kết hợp với xuất nhập khâu hợp lý trên cơ sở giảm dần, tiến đến không xuất khẩu nhiên liệu sơ cấp, đáp ứng nhu cầu năng lượng cho phát triển kinh tế xã hội, bảo tồn nhiên liệu và đảm bảo an ninh năng lượng cho tương lai
+ Phát triển các công trình mới đồng thời với việc cái tạo nâng cấp các
công trình cũ Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các khâu từ sản
xuất, truyền tải, chế biến và sử dụng năng lượng
+ Phát triển năng lượng đi đôi với bảo tồn tài nguyên, bảo vệ môi trường sinh thái Đảm bảo phát triển bền vững ngành năng lượng
+ Từng bước hình thành thị trường cạnh tranh, đa dạng hóa phương thức đầu tư và kinh doanh ngành năng lượng Nhà nước chỉ độc quyền những khâu
then chốt để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia
+ Đây mạnh chương trình năng lượng nông thôn Nghiên cứu phát triển
các dạng năng lượng mới và tái tạo để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng năng
lượng, đặc biệt đối với các hải đảo, vùng sâu, vùng xa
+ Phát triển nhanh ngành năng lượng theo hướng đồng bộ, hiệu quả, trên cơ sở phát huy nguồn nội lực, kết hợp với hợp tác quốc tế
+ Phát triển dựa trên cơ sở sử dụng hợp lý, có hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng mỗi miền, đảm bảo cung cấp đầy đủ, liên tục, an toàn cho nhu cầu
năng lượng của tất cả các vùng trong toàn quốc
+ Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia phát triển nguồn điện
trên cơ sở tiểm năng năng lượng sẵn có của Việt Nam, hạn chế phụ thuộc vào
năng lượng nhập khẩu
b Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Trang 29hoạt động của các phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng mà vẫn đảm bảo
nhu cầu năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt
Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình phát triển năng lượng Thực hiện tốt công tác này sẽ góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc
dân, đồng thời bảo vệ được môi trường Khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên
năng lượng giúp tiết kiệm ngoại tệ, phát triển kinh tế - xã hội một cách bền
vững
Tính toán cho thấy nếu giảm hệ số đàn hồi (tỷ số giữa tốc độ tăng tiêu thụ năng lượng/tốc độ tăng trưởng GDP trong cùng giai đoạn) từ 1,46 hiện nay
xuống 0,9 vào năm 2010 và 0,8 vào năm 2020 và các năm sau thì có thể tiết
kiệm được khoảng l triệu TOE, tương đương với khoảng 250 triệu USD vào năm 2010 và 2 triệu TOE khoảng 500 triệu USD vào năm 2020
Mục tiêu giảm hệ số đàn hồi trước hết là nhằm vào công nghiệp và giao
thông vận tải - hai ngành tiêu thụ năng lượng chính (chiếm khoảng 38% và
35% nhu cầu năng lượng), tiếp đến là ngành thương mại, dịch vụ và dân dụng
Biện pháp thực hiện đối với các ngành như sau:
* Đối với các doanh nghiệp sản xuất công nghiệp:
+ Thực hiện các biện pháp công nghệ; cải tiến quản lý sửa chữa phục
hồi, cải tiến thiết bị
+ Đổi mới, nâng cấp thiết bị; thay thế các thiết bị có hiệu suất thấp; đổi
mới công nghệ, sử dụng thiết bị hiện đại có hiệu suất năng lượng cao
+ Thực hiện các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm thiết kế chế tạo
các trang thiết bị và phương tiện sử dụng năng lượng
Trang 30* Đối với ngành giao thông vận tải:
+ Sử dụng có hiệu quả mạng lưới đường bộ, đường sắt, đường thủy, đường hàng không; khai thác tối đa năng lực của phương tiện, thiết bị; giảm
thiểu lượng nhiên liệu tiêu thụ; hạn chế lượng phát thải vào môi trường
+ Tăng cường vận tải hành khách và hàng hóa bằng đường sắt thay cho
đường bộ
+ Nghiên cứu phát triển hệ thống tàu điện ngầm tại Hà Nội và Thành
Phố Hồ Chí Minh
+ Tăng cường sử dụng các loại xe có hiệu suất năng lượng cao; loại bỏ các phương tiện cũ và hiệu suất thấp
+ Xây dựng quy hoạch giao thông trong các thành phố và quốc gia để xác định các tuyến vận tải hơp lý
+ Đầu tư để phát triển hệ thống phân phối và phương tiện sử dụng khí hóa lỏng
* Đối với ngành chiếu sáng:
+ Thực hiện tốt chương trình quốc gia Chiếu sáng tiết kiệm và hiệu quả + Xây dựng hệ thống mới; cải tạo hệ thống chiếu sáng cũ; gia tăng chất
lượng chiếu sáng; đồng thời tìm cách giảm nhu cầu năng lượng cho chiếu sáng
+ Thực hiện các hoạt động chuyển giao kỹ thuật sẽ hỗ trợ ngành chiếu
sáng Việt Nam để đáp ứng những thị trường mới
+ Nâng cao chất lượng thiết kế và lắp đặt các thiết bị chiếu sáng
Hơn 10 năm qua, cường độ năng lượng của Việt Nam không ngừng tăng lên, trong khi cường độ năng lượng của các nước phát triển giảm xuống Do đó, cần phải sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả Giảm tiêu thụ
năng lượng thông qua chính sách sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả sẽ
giảm gánh nặng về nhập khâu năng lượng, giảm sức ép vốn đầu tư và tiết kiệm
Trang 31ce Tổng quan các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả [6]-
[7]
* Tăng cường quản lý của nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm va hiệu quả, tô chức hệ thông quản lý về tiết kiệm năng lượng
+ Hoàn thiện khung pháp lý về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất công nghiệp, trong quản lý các công trình xây dựng, trong
sinh hoạt đời sống và đối với các trang thiết bị sử đụng năng lượng
+ Thành lập Ban chỉ đạo thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
+ Soạn thảo, trình quốc hội thông qua luật về sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả
* Tăng cường giáo dục, tuyên truyền phổ biến thông tin, vận động cộng đồng, nâng cao nhân thức, thúc đấy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, bảo vệ môi trường
+ Tuyên truyền, truyền thông, nâng cao nhận thức về sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả trong nhân dân
+ Đưa các nội dung về giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào hệ thống giáo dục quốc gia
+ Triển khai thí điểm cuộc vận động xây dựng mô hình "Sử dụng tiết kiệm điện trong gia đình"
* Phát triển, phỗ biến các tiểu chuẩn và trang thiết bị hiệu suất cao, tiết kiệm
năng lượng, từng bước loại bỏ các trang thiết bị hiệu suất thấp
+ Phát triển các tiểu chuẩn và tem chứng nhận sản phẩm tiết kiệm năng lượng cho một số sản phẩm tiết kiệm năng lượng
+ Hỗ trợ kỹ thuật đối với các nhà sản xuất trong nước tuân theo các tiêu
Trang 32* Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các doanh nghiệp san xuất công nghiệp
+ Xây dựng mô hình quản lý và sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả trong các doanh nghiệp
+ Hỗ trợ các doanh nghiệp sản xuất công nghiệp thực hiện nâng cấp, cải tiên, hợp lý hóa dây chuyền công nghệ nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
* Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các tòa nhà
+ Nâng cao năng lực và triển khai hoạt động sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả trong thiết kế xây dựng và quản lý các tòa nhà
+ Xây dựng mô hình và dựa vào hoạt động có nề nếp công tác quản lý
sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các tòa nhà
* Sứ dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hoạt động giao thông vận
tải
+ Khai thác tối ưu năng lực của phương tiện, thiết bị giao thông, giảm thiểu nhiên liệu tiêu thụ, hạn chế lượng phát thải vào môi trường
2.2.2.4 Năng lượng trong các ngành công nghiệp điển hình [5] a Công nghệ sản xuất xi măng
XI măng là một sản phẩm đòi hỏi tiêu phí nhiều năng lượng Trong một nhà máy sản xuất xi măng, năng lượng thường chiếm khoảng 20-25% tổng giá
thành sản xuất Có 4 công nghệ cơ ban sản xuất xi măng:
+ Công nghệ ướt: Nguyên liệu thô hòa trộn với 30-40 % nước và được
nung trong lò Công nghệ ướt tiêu tốn nhiều năng lượng hơn các công nghệ
khác
+ Công nghệ bán ướt: Nguyên liệu thô được chuẩn bị theo công nghệ
ướt sau đó được sấy và cấp vào lò đưới dạng hạt nhỏ thành một khối khô
+ Công nghệ bán khô: Nguyên liệu được nghiền theo quy trình khô và
Trang 33+ Công nghệ khô là công nghệ của các lò nung hiện đại trong đó nguyên
liệu cấp dưới đạng bột khô
Quá trình sản xuất xi măng sử dụng hai dạng năng lượng sơ cấp: nhiệt
năng dùng nhiên liệu than hoặc khí đốt và năng lượng cơ được truyền động bằng điện Nhiệt năng chiếm khoảng 87% tổng năng lượng Hai cụm tiêu thụ
năng lượng nhiều nhất trong quá trình sản xuất xi măng là quá trình sản xuất
clinker và quá trình nghiền Tiêu thụ năng lượng điển hình cho sản xuất xi
măng được cho trong bảng 2.5
Bảng 2.5 Tiêu thụ điện và nhiệt năng cho công nghệ sản xuất xi măng Công nghệ Nhiệt năng (GJ/ tấn) | Điện năng (kWh/tấn) Công nghệ ướt 5,02-5,03 70-125 Céng nghé ban wét 3,15-3,86 70-125 Công nghệ khô 2,88-3,40 110-125 Công nghệ bán khô | 3,10-3,50 110-125
Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong sản xuat xi mang:
Giai phap dai han va trung han: chuyển từ công nghệ cũ sang công nghệ mới hoặc công nghệ có hiệu suất cao, tái sử đụng nguyên liệu và nhiệt thải Hệ
thống lọc bụi tốt giảm tốn thất nguyên liệu.Mỗi phần trăm nguyên liệu ton thất
sẽ tiêu thụ năng lượng thêm 42 MJ/ tan clinker
- Giải pháp ngắn hạn:
+ Kiểm sốt khơng khí cháy (giảm 10% hệ số không khí thừa có thể tiết kiệm duge 35-85 MJ/tan clinker)
+ Tăng cường cách nhiệt của lò nung
+ Kiểm soát các thành phần cấu tạo của nguyên liệu thô + Bịt kín không cho không khí lọt vào
Trang 34- Các giải pháp ngắn hạn: có thể tiết kiệm 10-15% năng lượng b Công nghệ giấy
Nguyên liệu đầu vào chủ yếu của ngành giấy là gỗ, tre, nứa, bã mía,
rơm Các công đoạn sản xuất giấy và năng lượng tiêu thụ được cho trong bảng 2.6 Bảng 2.6 Các công đoạn sản xuất giấy và năng lượng tiêu thụ Công đoạn Nhiệt năng tiêu thụ | Điện năng tiêu thụ GJ/tan kWh/tan
Chuẩn bị nguyên liệu 30,3
Tạo bột, giải phóng sợi xenlulô | 4,4 406 Tây trắng 4,3 159 Sây bột 4,5 155 Chế tạo giấy thành phẩm 0,7 274 Định hình và ép 238 Sây thành phẩm 10 21
Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong công nghệ giấy:
- Giải pháp thu hồi vốn nhanh với mức tiết kiệm khoảng 5% lượng hơi
tiêu thụ mà không cần đầu tư hoặc đầu tư ít ,
+ Điều khiển chính xác thiết bị bốc hơi và nổi nấu
+ Điều khiến chính xác tiêu thụ nước
+ Tái sử dụng nước trắng và quản lý tốt sử dụng nước nóng + Tăng công suất thiết bị bốc hơi
- Giải pháp có thời gian thu hồi vốn ngắn hạn dưới 2 năm có thể giảm
tiêu thụ 5-10% hơi liên quan đến tận dụng nhiệt có nhiệt độ cao để tận dụng lò hơi:
+ Thu hồi nhiệt từ nước ngưng của thiết bị bốc hơi, nhiệt thải của
Trang 35- Giải pháp tiết kiệm năng lượng có thời gian thu hồi vốn trung bình từ
2-4 năm cho phép giảm tiêu thụ 10-15% hơi đi kèm với việc thiết kế lại hệ
thống trao đổi nhiệt:
+ Tận dụng nhiệt của quá trình công nghệ, của nồi nấu, của lò
hơi
+ Thiết kế lại phần trao đổi nhiệt thiết bị bốc hơi
- Giải pháp tiết kiệm năng lượng có thời gian thu hồi vốn từ 4-6 năm cho phép tiết kiệm 25 % năng lượng:
+ Đầu tư hệ thống đồng phát nhiệt điện
+ Tăng cường hiệu quả của thiết bị bốc hơi
+ Thu hồi nhiệt khí thải
+ Tận dụng nhiệt của nồi tỉnh chế
c Công nghệ sản xuất thép
Ngành công nghiệp sắt thép tiêu tốn rất nhiều năng lượng, chiếm khoảng
20-45% tổng yêu cầu năng lượng công nghiệp Dựa vào nguyên liệu thô và quá
trình chế biến có thể chia các nhà máy luyện thép gồm 4 công đoạn chính:
+ Cốc hóa than
+ Sản xuất gang
+ Chuyển hóa gang thành thép
+ Đúc khuôn và hoàn thiện Các loại lò thường được sử dụng:
Trang 36Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là mở rộng việc sử dụng
năng lượng phụ và giảm thiểu nhu cầu về các nguồn năng lượng chính Những yếu tố ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng trong nhà máy thép liên hợp điển hình:
+ Tập huấn vận hành những trang thiết bị đòi hỏi sử dụng nhiều năng
lượng
+ Tắt các động cơ và thiết bị nhiệt khi không sử dụng
Việc đầu tư mức thấp bao gồm:
+ Tăng cường sử đụng thép viên nhỏ trong lò cao Năng lượng tiết kiệm 1,15 GJ/tan thép + Sử dụng than cốc có hàm lượng lưu huỳnh và tro ít hơn + Tăng dung tích lò + Tăng cường sử dụng cảm ứng nhiệt với những thanh thép Năng lượng tiết kiệm 1,37GJ/tấn thép
+ Cải tạo cách nhiệt của lò và đường hơi
+ Giảm hệ số không khí thừa, sử dụng cảm biên ôxi
Đối với giải pháp trung hạn cần chuyển sang công nghệ mới hiệu quả
hơn
Giải pháp dài hạn là sản xuất thép trực tiếp, quặng sắt được biến đổi
thành thép bằng một phản ứng đơn giản Quá trình này dễ điều khiển, giảm thời
gian chuyển đổi và ít gây ảnh hưởng với môi trường
Chương trình quản lý năng lượng cần thiết lập một trung tâm năng
lượng để giám sát điều kiện vận hành của năng lượng tiêu thụ, sản xuất và phân phối, cải thiện vận hành băng cách sử dụng tối đa sản phẩm phụ, ổn định nguồn cung cấp
d Công nghệ thực phẩm
Công nghiệp thực phẩm bao gồm nhiều lĩnh vực rất đa đạng:
Trang 37+ Công nghệ sản xuât đô hộp
+ Công nghệ chê biên sữa và các sản pham stra + Công nghệ chế biến rượu, bia, đồ uống
Việc chế biến thực phẩm có nhiều tiềm năng tiết kiệm năng lượng như
sử dụng nhiệt phục vụ cho việc say, nấu, cô đặc, làm lạnh, dung hơi nước cho
các quá trình Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong nghành công nghiệp thực phẩm phụ thuộc vào dây chuyền cụ thể Đó là các biện pháp tổng hợp về
hệ thống cơ điện, nhiệt, chiếu sáng Sau đây là một số biện pháp quan trọng:
+ Đối với hệ thống hơi cần đảm bảo áp suất hơi phù hợp + Hệ thống truyền dẫn cần đám báo bảo ôn tốt
+ Có thu hồi nước ngưng
+ Hiệu suât của lò hơi
e Công nghiệp xây dựng
Theo Bộ Xây dựng tốc độ tăng trưởng của ngành là từ 12-16% mỗi năm và tiêu thụ khoảng 20-24% tổng năng lượng quốc gia Vấn đề tiết kiệm và sử
dụng có hiệu quả nguyên nhiên liệu đầu vào và năng lượng có ý nghĩa quan
trọng trong việc giảm giá thành và nâng cao sức cạnh tranh của các doanh nghiệp
Công tác xây dựng không tuân thủ quy tắc kiến trúc khí hậu sinh hoạt
truyền thống, cách nhiệt không tốt, kém thơng thống, khơng che chắn trực xạ gây lãng phí năng lượng dé dam bảo tiện nghỉ tối thiểu Để khắc phục tình
trạng này cần thực hiện các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả sau đây:
- Tận dụng các điều kiện tự nhiên hoặc các giải pháp cấu tạo kiến trúc
thích hợp nhằm giảm tiêu hao năng lượng cho chiếu sáng, thông gió, làm mát,
và sưởi ấm
- Sử dụng các vật liệu cách nhiệt được sản xuất theo tiêu chuẩn tiết kiệm
Trang 38- Sử dụng các thiết bị được chế tạo theo tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng
để lắp đặt trong tòa nhà
- Bế trí các trang thiết bị nhằm đạt được hiểu quả cao theo hướng tiết
kiệm năng lượng
2.2.2.5 Năng lượng trong sinh hoạt đời sống
Trong khu vực sinh hoạt tiềm năng tiết kiệm năng lượng còn rất lớn Đặc biệt đối với khu vực hành chính công, cần tăng cường tuyên truyền và có biện pháp khoán gọn tiêu thụ điện trong khu vực hành chính công Giải pháp sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sinh hoạt là:
- Sử dụng các trang thiết bị có hiệu suất cao thay thế trang thiết bị có chỉ tiêu năng lượng lạc hậu, nhằm giảm chỉ phí năng lượng và góp phần thực hiện
chính sách tiết kiệm năng lượng của nhà nước
- Áp dụng chính sách giá năng lượng hợp lý trong sinh hoạt nhằm thúc
đây việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quá
- Ap dung cac chi dẫn của Bộ Xây dựng về sử dụng các vật liệu xây dựng và các trang thiết bị sử dụng nhiều năng lương như: máy điều hòa không
khí, các thiết bị cơ khí dùng cho mục đích thông gió, thiết bị chiếu sáng, thiết
bị cùng cấp nước nóng, thang máy lắp đặt trong nhà ở để đạt mục đích sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
- Hạn chế tối đa sử dụng các thiết bị điện công suất lớn vào các giờ cao
điểm của biểu đồ phụ tải hệ thống điện
2.3 Kiếm toán năng lượng
Kiểm toán năng lượng là quá trình khảo sát, phân tích và đánh giá thực trạng các hoạt động tiêu thụ năng lượng nhăm xác định mức tiêu thụ năng
lượng của đơn vị kinh doanh dịch vụ, các nhà máy sản xuất hay hộ gia đình, đồng thời tìm ra các lĩnh vực sử dụng năng lượng lãng phí, đưa ra các cơ hội
bảo tồn năng lượng và biện pháp mang lại tiết kiệm năng lượng
Trang 39- Đánh giá được tình hình sử dụng năng lượng của đơn vị trong hiện tại - Từ các phân tích về thực trạng sử dụng năng lượng ta có thể nhận biết được các cơ hội bảo tồn năng lượng và tiềm năng tiết kiệm chi phí trong hệ
thống sử dụng năng lượng dựa trên thực trạng sử dụng năng lượng của đơn vị
- Kiểm tra tổng thể đơn vị, đồng thời kiểm tra chỉ tiết các hệ thống tiêu thụ năng lượng và các bộ phận liên quan để xác định tiềm năng tiết kiệm chỉ phí năng lượng
- Sau khi phân tích số liệu về khía cạnh tiêu thụ năng lượng của đơn vị, ta sẽ đánh giá về cả mặt kỹ thuật và mặt kinh tế của các cơ hội bảo tồn năng
lượng và tiềm năng tiết kiệm chỉ phí trong hệ thống sử dụng năng lượng thông
qua các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
- Đưa ra các giải pháp nhằm mang lại tiết kiệm chỉ phí sử dụng năng
Trang 40Chương 3
Các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả trong
hệ thông điện
3.1 Hệ thống điện [8]
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, đường đây truyền tải và phân
phối đảm bảo cung cap điện năng an toàn và liên tục và én định đến các hộ tiêu thụ như hình 3.1
Đối với hệ thông điện, vấn đề tiết kiệm và sử dụng năng lượng điện hiệu quả phải được theo dõi và giảm sát một cách thường xuyên trong tất cả các giai đoạn từ thiết kế, lắp đặt, vận hành sử dụng, quản lý và bảo dưỡng Tối ưu hóa
một hệ thống lớn như hệ thống điện đòi hỏi những công cụ và phương pháp
tính toán hiệu quả Phát Phân phối Phụ tải Khu dân cư Khu thương mại Khu công nghiệp Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống điện
Điện năng có những đặc điểm quan trọng như sau:
+ Điện năng có thể sản xuất tập trung với công suất lớn trong các nhà