Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng mặt trời và đề xuất các giải pháp tăng cường sử dụng loại năng lượng này trong hệ thống năng lượng nước ta

LỜI CẢM ƠN Được phân công Viện Môi trường Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam đồng ý Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Ngô Kim Định, em thực đề tài: “Đánh giá tình hình sử dụng lượng mặt trời đề xuất giải pháp tăng cường sử dụng loại lượng hệ thống lượng nước ta” Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, đặc biệt thầy cô Viện Môi Trường Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Ngơ Kim Định tận tình, chu đáo hướng dẫn em thực luận văn Do đề tài mới, khả nhận thức kinh nghiệm hạn chế nên em tránh khỏi sai sót Em mong thầy giáo cho ý kiến, nhận xét để luận văn em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Thùy Linh i MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1Error! Bookmark not defined CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SẠCH – NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm 1.2 Những ứng dụng lượng mặt trời 1.2.1 Điện mặt trời 1.2.2 Nhiệt mặt trời 1.2.2.1 Bình nước nóng lượng mặt trời 1.2.2.2 Bếp nấu lượng mặt trời 11 1.2.2.3 Hệ thống sấy dùng lượng mặt trời 15 1.2.2.4 Thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời 15 1.2.2.5 Động Stirling chạy lượng mặt trời 16 1.2.2.6 Thiết bị làm lạnh điều hòa khơng khí dùng lượng mặt trời 17 1.2.2.7 Nhà máy nhiệt điện sử dụng lượng mặt trời 17 1.2.3 Điều kiện biến đổi lượng mặt trời thành lượng sử dụng cho người 19 1.3 Lợi ích, nhược điểm hệ thống lượng mặt trời 20 1.3.1 Lợi ích 20 1.3.1.1 Lợi ích kinh tế: 20 1.3.1.2 Lợi ích mơi trường 21 1.3.1.3 Lợi ích xã hội 21 1.3.2 Nhược điểm 21 CHƢƠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƢỜNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 23 2.1 Tiềm tình hình sử dụng lượng mặt trời giới 23 2.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời Việt Nam 25 2.2.1 Tiềm 25 2.2.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời Việt Nam 32 CHƢƠNG GIẢI PHÁP TĂNG CƢỜNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TRONG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG VIỆT NAM 37 ii 3.1 Rào cản việc phát triển lượng mặt trời Việt Nam 37 3.1.1 Kinh tế tài 37 3.1.2 Cơ chế sách 38 3.1.3 Các rào cản khác 38 3.2 Giải pháp 39 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 iii CSP MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI : công nghệ lượng mặt trời tập trung ĐNNNLMT : đun nước nóng lượng mặt trời NLMT : lượng mặt trời NLTT : lượng tái tạo DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 2.1 Tốc độ tăng trưởng trung bình (%) cơng suất phát 25 điện lượng tái tạo giai đoạn 2008-2013 2.2 Tổng lượng xạ mặt trời trung bình tháng 31 số địa phương Việt Nam (kWh/m /ngày) 2.3 Số nắng trung bình tháng số địa 31 phương Việt Nam (giờ/ngày) 2.4 Chi phí sản xuất điện lượng mặt trời 37 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 Tên hình Trang Dải xạ điện từ Hiệu hai mức lượng Các vùng lượng Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Tinh thể Silic Bán dẫn loại n Bán dẫn loại p Hệ thống cung cấp nước nóng lượng mặt trời Cấu tạo Collector hấp thụ nhiệt Hệ thống nước nóng mái nhà 10 Hệ thống nước nóng dùng khách sạn 10 Sơ đồ hệ thống hâm nóng bể bơi 10 Nguyên lý cấu tạo bếp 12 Thao tác lúc nấu 14 Nguyên lý cấu tạo bếp 14 Nấu thức ăn 15 Nướng cá, thịt 16 Thiết bị chưng cất đơn giản 17 Hệ thống lạnh hấp thụ dùng lượng mặt trời 19 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiệt nhà máy nhiệt 19 điện mặt trời iv 1.21 2.1 2.2 2.3 Tháp lượng mặt trời Trạm đo xạ mặt trời Bức xạ mặt trời trung bình ngày năm Bình nước nóng NLMT hộ gia đình 20 28 29 33 2.4 Trạm pin mặt trời nối lưới Trung tâm Hội nghị Quốc gia Dàn pin mặt trời Đảo Trường Sa Chiến sỹ đảo Sinh Tồn Đông bảo dưỡng hệ thống pin mặt trời 35 2.5 2.6 v 35 35 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với tình hình dân số cơng nghiệp phát triển khơng ngừng, lượng ngày thể rõ vai trò quan trọng trở thành yếu tố thiếu sống Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng lượng ngày gia tăng nguồn lượng truyền thống khai thác sử dụng hàng ngày dần cạn kiệt trở nên khan Trước tình hình việc tìm kiếm khai thác nguồn lượng lượng gió, lượng địa nhiệt lượng mặt trời hướng quan trọng kế hoạch phát triển lượng, nước phát triển mà với nước phát triển Việt Nam So với nguồn lượng khai thác sử dụng lượng mặt trời coi nguồn lượng rẻ, vô tận, nguồn lượng không gây hại cho môi trường Việt Nam nước có lợi lớn lượng mặt trời, việc nghiên cứu, triển khai tăng cường sử dụng loại lượng hệ thống lượng nước ta cần thiết Xuất phát từ vấn đề trên, em chọn đề tài: “Đánh giá tình hình sử dụng lượng mặt trời đề xuất giải pháp tăng cường sử dụng loại lượng hệ thống lượng nước ta” Mục đích đề tài - Từ việc khảo sát, thu thập số liệu thông tin liên quan đến tổng xạ mặt trời, cường độ xạ số nắng ta đánh giá tiềm Việt Nam lượng mặt trời Điều chứng tỏ nước ta có lợi lớn nguồn lượng - Đề xuất, đưa giải pháp để tăng cường ứng dụng hệ thống lượng mặt trời cách phù hợp hiệu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu, đánh giá tiềm năng lượng mặt trời toàn lãnh thổ Việt Nam - Các giải pháp tăng cường sử dụng lượng mặt trời hệ thống lượng nước ta Phƣơng pháp nghiên cứu a Phương pháp thu thập thông tin Tiến hành tập hợp, thu thập, tổng hợp liệu liên quan đến đối tượng đề tài như: + Bản đồ tổng lượng xạ mặt trời, cường độ xạ, số nắng + Các báo cáo khoa học liên quan b Phương pháp tổng hợp số liệu Từ số liệu thu thập tiến hành phân tích đánh giá tiềm năng lượng mặt trời tình hình sử dụng loại lượng nước ta Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Một phần nhằm làm rõ thêm khái niệm liên quan đến lượng mặt trời, cung cấp cách nhìn cụ thể hệ thống lượng mặt trời sống sinh hoạt người - Ý nghĩa thực tiễn: Thực tế cho thấy lượng mặt trời dần phổ biến toàn giới ngày có tác động tích cực lĩnh vực môi trường, kinh tế, xã hội việc thực nghiên cứu khoa học có giá trị thực tiễn Là sở cho đề xuất giải pháp, lựa chọn phương án kỹ thuật, quy hoạch giải pháp hợp lý, hiệu khác Đề tài giúp giải nhiều vấn đề quan trọng việc chuẩn bị nội dung cần thiết cho nghiên cứu, thực sách phát triển lượng đất nước Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đẩu, kết luận, tài liệu tham khảo luận văn chia làm chương: - Chương Tổng quan lượng – lượng mặt trời - Chương Tình hình sử dụng giải pháp tăng cường sử dụng lượng mặt trời Việt Nam - Chương Giải pháp tăng cường sử dụng lượng mặt trời hệ thống lượng nước ta CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SẠCH – NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm Năng lượng mặt trời (NLMT) lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ mặt trời cộng với phần nhỏ lượng từ hạt nguyên tử khác phóng từ mặt trời Chỉ phần nhỏ lượng mặt trời có sẵn sử dụng Trong toàn xạ mặt trời, xạ liên quan trực tiếp đến phản ứng hạt nhân xảy nhân mặt trời không 3% Bức xạ 𝛾 ban đầu qua 5.105km chiều dày lớp vật chất mặt trời bị biến đổi mạnh Tất dạng xạ điện từ có chất sóng chúng khác bước sóng Bức xạ 𝛾 có bước sóng ngắn sóng (hình 1.1), từ tâm mặt trời va chạm tán xạ mà lượng chúng giảm chúng ứng với xạ có bước sóng dài Như xạ chuyển thành xạ Rơnghen có bước sóng dài Gần đến bề mặt mặt trời nơi có nhiệt độ đủ thấp để tồn vật chất trạng thái nguyên tử biến đổi theo chế khác Đặc trưng xạ mặt trời truyền khơng gian bên ngồi mặt trời phổ rộng cực đại cường độ xạ nằm dải 10-1 - 10μm nửa tổng lượng mặt trời tập trung khoảng bước sóng 0,38 0,78μm vùng nhìn thấy phổ [3, 6] Hình 1.1 Dải xạ điện từ Đây nguồn lượng phong phú dồi tất nguồn lượng có sẵn tự nhiên Nhờ mà nhìn thấy vật nhờ sức nóng mà người bao đời qua sưởi ấm, hong khô quần áo, trồng cây, phơi lúa… Cho đến ngày mà nguồn tài nguyên lượng giới ngày cạn kiệt việc tìm giải pháp sử dụng nguồn lượng mặt trời quan trọng Ánh sáng mặt trời ln nguồn lượng vơ tận, mang đến cho chúng nguồn lượng vô lớn vượt xa suy nghĩ người Trong mười phút truyền xạ, Trái Đất tiếp nhận nguồn lượng xấp xỉ 5x1020J Lượng tương đương với lượng tiêu thụ vòng năm tồn thể nhân loại Hơn nữa, lượng mặt trời không phát sinh loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính loại khí nhiễm mơi trường Nếu người biết cách khai thác sử dụng nguồn tài nguyên dạng lượng có Trái Đất mơi trường cải thiện rõ rệt 1.2 Những ứng dụng lƣợng mặt trời NLMT biết đến sử dụng từ sớm, chủ yếu cách sử dụng trực tiếp việc ứng dụng NLMT quy mơ rộng cơng nghệ, thiết bị bắt đầu vào cuối kỷ 18, thường tập trung nơi dồi NLMT hay vùng sa mạc Thế giới từ xảy khủng hoảng lượng chuyển hướng quan tâm sang NLMT đầu nghiên cứu nước công nghiệp phát triển Ứng dụng từ NLMT bao gồm hai lĩnh vực điện nhiệt Thứ nhất, lượng mặt trời biến đổi trực tiếp thành điện nhờ tế bào quang điện bán dẫn, hay gọi pin mặt trời Các pin mặt trời sản xuất điện cách liên tục chừng có xạ mặt trời chiếu tới Lĩnh vực thứ hai sử dụng lượng mặt trời dạng nhiệt năng, đây, dùng thiết bị thu xạ nhiệt mặt trời tích trữ dạng nhiệt để dùng vào mục đích khác 1.2.1 Điện mặt trời Pin mặt trời Pin mặt trời phương pháp sản xuất mà điện tạo trực tiếp từ lượng mặt trời qua thiết bị biến đổi quang điện Ưu điểm gọn nhẹ, vị trí lắp đặt nơi có mặt trời chiếu tới Các ứng dụng dạng ngày phát triển, đặc biệt nước phát triển Mỹ, Trung Quốc, Đức Hiện người ứng dụng pin mặt trời vào lĩnh vực hàng không vũ trụ, để chạy xe sinh hoạt để dần thay cho nguồn lượng truyền thống Nguyên lý hoạt động pin mặt trởi biến đổi trực tiếp lượng xạ mặt trời thành điện nhờ hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện phát minh vật lý to lớn Einstein Hiệu ứng mô tả khả ánh sáng (quang) chiếu lên bề mặt vật liệu hấp thụ photon đánh bật điện tử (điện) khỏi bề mặt Để giải thích hiệu ứng quang điện nêu trên, Einstein cho chiếu chùm ánh sáng gồm photon lên vật liệu, điện tử hóa trị từ nguyên tử vật liệu nhận lượng photon bị tách thành điện tử tự Sự chuyển động có hướng dòng điện tử tạo dòng quang điện Hiệu ứng quang điện Xét hệ vật liệu quang điện trạng thái bình thường, điện tử hóa trị chiếm mức lượng thấp E1 Khi nhận xạ mặt trời, photon có lượng h𝜗 (trong h số Planck, 𝜗 tần số ánh sáng) bị điện tử mức E1 hấp thụ chuyển lên mức lượng E2 Ta có phương trình cân lượng: ε = h𝝑 = E2 – E1 Hình 1.2 Hiệu hai mức lượng Trong vật thể rắn, tương tác mạnh mạng tinh thể lên điện tử vòng ngồi, nên mức lượng bị tách nhiều mức lượng sát tạo thành vùng lượng (hình 1.3) Vùng lượng thấp bị điện tử chiếm đầy trạng thái cân gọi vùng hóa trị, mà mặt có mức lượng Ev Vùng lượng phía tiếp hồn tồn trống bị chiếm phần gọi vùng dẫn, mặt vùng có lượng Ec Cách ly Các kết nghiên cứu công bố cho thấy: + Vùng Tây Bắc: Tây Bắc không bị ảnh hưởng nhiều gió mùa nên xem vùng có tiềm NLMT vào loại so với nước hồn tồn sử dụng công nghệ dùng NLMT khu vực Bức xạ mặt trời trung bình năm từ 4,1-4,9 kWh/m2/ngày với số nắng trung bình năm đạt từ 1800-2100 nắng, vùng có số nắng cao thuộc tỉnh Điện Biên, Sơn La Thời điểm khai thác hiệu NLMT vào tháng 3, 4, 5, tháng Các tháng 6, nắng, mây mưa nhiều Lượng tổng xạ trung bình ngày lớn vào khoảng 6,241 kW/m2/ngày + Vùng Bắc Bộ Bắc Trung Bộ: Ở Bắc Bộ nắng nhiều vào tháng 5, Bắc Trung Bộ sâu phía Nam thời gian chiếu nắng lại sớm, nhiều vào tháng thời điểm này, lượng xạ trung bình cao Tháng 2,3 hai tháng có số nắng trung bình thấp khoảng 2h/ngày, vào tháng nhiều với khoảng – 7/h/ngày trì mức cao từ tháng Các tỉnh Bắc Trung Bộ có số nắng cao phải kể đến Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh + Vùng Tây Nguyên Nam Trung Bộ: Là vùng có lượng mặt trời vào loại cao Tổng khoảng 150 – 175 kcal/cm2/năm, có số nắng trung bình từ 2000 – 2600 giờ/năm, tương đương nắng/ngày + Vùng Nam Bộ: Là vùng gần xích đạo, nắng dồi quanh năm Vào tháng 1, 3, Nam Bộ thường có nắng từ 7h sáng đến 17h Tổng xạ khoảng 130 – 150kcal/cm2/năm, số nắng trung bình từ 2200 – 2500 giờ/năm, tương đương nắng/ngày 30 Bảng 2.2 Tổng lƣợng xạ mặt trời trung bình tháng Việt Nam [2] Đơn vị: (kWh/m2/ngày) Tháng Khu vực Cao Bằng 2.2 2.4 4 10 11 12 Năm 5.3 5.3 5.9 5.8 5.2 4.2 3.2 2.8 4.1 2.1 2.2 2.3 3.3 5.3 5.5 5.7 5.2 4.8 4.1 3.4 3.9 Nghệ An 1.8 2.2 3.1 2 3.4 Đà Nẵng 3.5 4.3 5.2 5.8 6.4 6.4 6.5 4.7 5.2 4.2 2.5 4.8 4.8 4.5 4.3 4.6 5.2 4.7 5.5 5.9 5.6 4.5 4.5 4.6 4.2 4.2 3.9 4.2 4.4 4.7 Hà Nội 3.3 5.1 5.1 5.7 4.7 TP.HCM 5.1 6.3 6.6 5.7 Cần Thơ 5 5.1 Bảng 2.3 Số nắng trung bình tháng số địa phƣơng Việt Nam [2] Đơn vị: giờ/ngày Tháng Khu vực 1.9 10 11 12 Năm 2.4 3.7 5.3 4.5 5.4 5.8 5.5 4.2 3.6 2.9 3.9 Hà Nội 2.2 1.6 1.4 2.7 5.3 5.2 5.9 5.3 5.4 5.3 4.2 3.5 4.9 Nghệ An 2.6 1.7 2.3 4.6 7.3 6.7 7.6 5.8 5.2 4.6 3.2 2.8 4.5 Đà Nẵng 4.4 5.1 3.4 6.9 8.3 7.9 8.3 6.7 5.8 4.7 3.6 5.8 TP.HCM 7.9 8.8 8.8 7.7 6.3 5.7 5.8 5.6 5.4 5.9 6.7 7.2 6.8 Cần Thơ 8.3 8.9 9.3 8.8 6.9 5.9 Cao Bằng 31 5.8 5.6 5.7 6.3 6.7 2.2.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời Việt Nam Năng lượng mặt trời Việt Nam có sẵn quanh năm, ổn định phân bố rộng rãi vùng miền khác đất nước Đặc biệt, số ngày nắng trung bình tỉnh miền Trung miền Nam khoảng 300 ngày/năm Theo giáo sư, tiến sĩ khoa học Nguyễn Tiến Khiêm, nguyên viện trưởng Viện Cơ học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tất nguồn lượng tái tạo, lượng mặt trời phong phú biến đổi thời kỳ biến đổi khí hậu Việt Nam với lợi nước nằm giải phân bố ánh nắng mặt trời nhiều năm đồ xạ mặt trời giới, với dải bờ biển dài 3000km, có hàng nghìn đảo có cư dân sinh sống nhiều nơi khơng thể đưa điện lưới đến Vì sử dụng lượng mặt trời nguồn lượng chỗ để thay cho dạng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu vùng dân cư giải pháp có ý nghĩa nhiều mặt Tuy nhiên, việc ứng dụng lượng mặt trời Việt Nam chưa thực phát triển Nếu so với số nước châu Phi hay Nam Á có hồn cảnh, Việt Nam sau họ Tại Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc, Hàn Quốc từ nhiều năm coi hướng phát triển lượng tái tạo quốc sách lượng mặt trời có tăng trưởng mạnh chiếm tỷ lệ đáng kể cấu phân bố điện Với tiềm lớn NLMT, Việt Nam nước có nhiều ưu việc phát triên sử dụng thiết bị dùng NLMT Trong đó, đun nước nóng ứng dụng hiệu Tuy nhiên nước ta, NLMT chủ yếu ứng dụng quy mô nhỏ hộ gia đình, làng mạc vùng sâu vùng xa hay khách sạn, nhà hàng… Đối với quy mơ lớn cơng nghiệp hạn chế Với phát triển mạnh mẽ năm vừa qua, nhu cầu điện Việt Nam tăng thêm khoảng 15% năm Tuy nhiên lĩnh vực điện chủ yếu dựa vào nhiệt điện thủy điện Sự thiếu hụt nguồn cung cấp điện Việt Nam gia tăng, đặc biệt mùa khô phụ thuộc lớn vào thủy điện Cả nước có khoảng 2,5 triệu bình đun nước nóng điện có cơng suất khoảng đến kW, hàng năm tiêu tốn khoảng 3,6 tỷ kWh điện 32 tăng nhanh theo tốc độ xây dựng nhà ở, dịch vụ du lịch Khi thay toàn thiết bị lượng mặt trời, năm tiết kiệm khoảng tỷ kWh điện, tương đương nửa lượng điện nhập 11 tháng đầu năm 2009 từ Trung Quốc, chiếm khoảng 1,5% lượng điện tiêu thụ toàn quốc Đây số lớn cho thấy thị trường đầy tiềm thiết bị bình đun nước nóng lượng mặt trời Hình 2.3: Bình nước nóng NLMT hộ gia đình Về tổng thể, điện mặt trời chiếm phần nhỏ tổng lượng điện toàn quốc chủ yếu sản xuất để áp dụng khu vực nông thôn miền núi, vùng sâu vùng xa biển đảo Hiện hệ thống pin mặt trời có mặt 38 tỉnh thành số bộ, ngành Bộ Giao thông vận tải, Bộ Quốc phòng, Bộ Thơng tin Truyền thơng, Tập đồn điện lực Việt Nam (EVN)… Các nguồn điện pin mặt trời không nối lưới, trừ hệ thống pin mặt trời 150kW Trung tâm Hội nghị Quốc gia có nối lưới Tổng cơng suất đặt pin mặt trời Việt Nam đến khoảng 1,4MW Hiện Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất sản phẩm từ pin mặt trời, tất nhu cầu nước nhập chủ yếu từ Đức Nhật, hai cường quốc đầu giới công nghệ sản xuất ứng dụng pin mặt trời Xu hướng chuyển giao công nghệ, gia công phân công sản xuất dịch chuyển dần việc gia công pin mặt trời từ nước châu Âu, châu Mỹ sang khu vực châu Á Mục tiêu chung nước đặt đóng góp từ đến 15% lượng vào cấu 33 lượng sơ cấp họ Từ tạo tiền đề cho phát triển lượng mặt trời toàn giới Tiềm phát triển điện mặt trời từ nguồn nhiên liệu vơ tận gió, nắng Việt Nam lớn, khơng phải quốc gia có Để điện mặt trời phát triển bền vững, đòi hỏi có quan tâm chiến lược phát triển lâu dài Bên cạnh đó, Nhà nước cần có sách ưu đãi để thu hút doanh nghiệp nước tham gia đầu tư vào lĩnh vực Gần có dự án phát điện ghép pin mặt trời thủy điện nhỏ, công suất 125kW lắp đặt xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai dự án phát điện lai ghép pin mặt trời động gió với cơng suất 9kW đặt làng Kongu 2, huyện Đắc Lắc, tỉnh Kon Tum, Viện Năng lượng (EVN) thực hiện, góp phần cung cấp điện cho khu vực đồng bào dân tộc thiểu số Từ thành công dự án này, Viện Năng lượng trung tâm Năng lượng tiếp tục triển khai ứng dụng giàn pin mặt trời nhằm cung cấp điện cho số hộ gia đình trạm biên phòng đảo Cô Tô (Quảng Ninh), đồng thời thực dự án Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu vùng xa xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn Dự án hoàn thành vào tháng 11/2002 Bên cạnh dự án khác dự án Ứng dụng thí điểm đèn báo hiệu sử dụng lượng mặt trời luồng giao thông đường thủy nội địa PGS.TS Trần Đắc Sửu triển khai năm 2010 nghiên cứu hoàn thiện để đưa vào sử dụng rộng rãi Tiềm nhiều, lợi ích lớn nhiên ứng dụng NLMT chưa triển khai rộng rãi mà hầu hết tập trung nông thôn, miền núi - nơi mức sống tương đối thấp Hiện nước ta có 3000 hộ dân vùng sâu vùng xa điện khí hóa hệ điện mặt trời gia đình, 8500 hộ sử dụng điện mặt trời qua trạm sạc acquy Tại Hà Nội, số cơng trình sử dụng pin mặt trời đếm đầu ngón tay như: trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt mái nhà làm việc Bộ Cơng Thương, hệ thống pin mặt trời hòa vào mạng điện chung Trung tâm Hội nghị Quốc gia, hai cột đèn lượng mặt trời kết hợp lượng gió lắp đặt Ban quản lý dự án Cơng nghệ cao Hòa Lạc… 34 Hình 2.4 Trạm pin mặt trời nối lưới Trung tâm Hội nghị Quốc gia Hình 2.5 Dàn pin mặt trời Đảo Trường Sa Hình 2.6 Chiến sỹ đảo Sinh Tồn Đông bảo dưỡng hệ thống pin mặt trời 35 Hiện Việt Nam khởi công xây dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời huyện Mộ Đức (Quảng Ngãi) với tổng vốn đầu tư xây dựng 826 tỷ đồng, diện tích 24ha với cơng suất thiết kế 19,2MWp, áp dụng công nghệ quang điện mặt trời Thái Lan Dự kiến đến tháng 7/2016, nhà máy hồn thành vào hoạt động, hòa vào lưới điện quốc gia 28 triệu kWh điện/năm Đây dự án có cơng suất lớn Việt Nam, sử dụng thiết bị công nghệ đại, không gây ô nhiễm môi trường kể bụi, tiếng ồn nước thải Hình 2.7 Lễ khởi cơng dự án nhà máy điện mặt trời Quảng Ngãi 36 CHƢƠNG GIẢI PHÁP TĂNG CƢỜNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TRONG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG VIỆT NAM 3.1 Rào cản việc phát triển lƣợng mặt trời Việt Nam 3.1.1 Kinh tế tài Khó khăn lớn việc triển khai sản phẩm ứng dụng lượng mặt trời bắt nguồn từ vấn đề kinh phí Dù lượng mặt trời dạng ngun liệu thơ, chi phí đầu tư để khai thác, sử dụng lại cao công nghệ, thiết bị sản xuất sử dụng nguồn vốn tài trợ vốn vay nước Hơn nữa, việc tiếp cận nguồn tài gặp khó khăn Tuy có nguồn tín dụng từ tổ chức tài quốc tế mức hạn chế cấp sở tính khả thi dự án Đối với khoản vay lớn, cần phải có bảo lãnh phủ Bên cạnh đó, ngân hàng thương mại nước nhỏ ngân hàng khơng thể cung cấp đủ tài cho dự án điện mặt trời lớn Hơn nữa, ngân hàng nước phần lớn thiếu kinh nghiệm việc đánh giá thẩm định dự án lượng tái tạo Chính vậy, có vài tổ chức, viện nghiên cứu trường đại học tham gia, phía doanh nghiệp, cá nhân chưa mặn mà với việc ứng dụng, sản xuất sử dụng thiết bị NLMT Tuy nhiên nguồn lượng chiến lược mang tính khả thi cao thân thiện với mơi trường Đặc biệt, nhiều nước giới đạt thành đáng khích lệ sử dụng dạng lượng nên 10 – 20 năm tới lượng mặt trời cần nhà nước định hướng giài pháp hệ thống lượng quốc gia, góp phần tích cực vào việc đảm bảo an ninh lượng quốc gia Ngồi giá thành trở ngại lớn việc triển khai ứng dụng rộng rãi lượng Giá điện từ NLMT cao giá điện từ lượng truyền thống Việt Nam chưa tự sản xuất nguồn thiết bị phụ trợ cho hệ thống Trong mức thu nhập người dân thấp, đặc biệt dân cư vùng sâu vùng xa 37 Bảng 3.1 Chi phí sản xuất điện từ lƣợng mặt trời [7] Giá thành Thủy điện nhỏ Gió Pin mặt trời Địa nhiệt VND/KWh 300-1000 1200-1800 3600-6000 1100-1600 3.1.2 Cơ chế sách Việc phát triển lượng tái tạo nước ta gặp nhiều khó khăn chưa có đầy đủ hệ thống sách (hoặc có chưa đủ mạnh) phát triển lượng tái tạo nói chung, lượng mặt trời nói riêng Một số tổ chức, qũy đầu tư nhà đầu tư nước quan tâm đến việc đầu tư vào dự án phát triển lượng mặt trời Việt Nam với quy mô lớn Tuy nhiên, số nhà đầu tư phản ánh, trở ngại lớn đầu tư, phát triển dự án lượng nằm sách Các dự án đầu tư lượng Việt Nam chưa có cam kết cao từ phía Chính phủ, mơi trường pháp lý chưa hình thành đầy đủ… Hiện chưa có văn quy phạm pháp luật mức cao (luật, nghị đinh) để khuyến khích nhà đầu tư phát triển lượng mặt trời, chưa có chiến lược/quy hoạch/mục tiêu cụ thể phát triển lượng cấp quốc gia Hiện chưa có quan nhà nước chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực Trong đó, cơng suất đầu tư cho phát triển lượng tái tạo mặt trời thường lớn so với lượng truyền thống, hỗ trợ nhà nước vốn thấp so với nước giới, lợi nhuận thấp khơng có Điều dẫn đến nhiều khó khăn để nhà đầu tư triển khai dự án 3.1.3 Các rào cản khác Ngoài số vướng mắc, bất cập thiếu đơn vị tư vấn, nhân lực có chun mơn sâu NLMT, thiếu nhận thức xã hội NLMT, công nghiệp hỗ trợ cho dạng lượng tái tạo chưa trọng phát triển, mâu thuẫn lợi ích phát triển dự án lượng tái tạo với quy hoạch phát triển ngành kinh tế khác, rào cản kỹ thuật việc đấu nối nguồn lượng tái tạo bất ổn định với hệ thống điện khu vực điện mặt trời 38 3.2 Giải pháp + Giải pháp sách Sự phát triển nhanh chóng kinh tế, bùng nổ dân số thúc đẩy nhu cầu lượng Mặc dù nguồn lượng hóa thạch đóng vai trò thống lĩnh ngành lượng suốt thời gian qua ngày hạn chế trở thành mối nguy hại, đe dọa đến an ninh lượng, mơi trường trị nước giới Do đó, xu hướng phát triển cho lượng toàn cầu nguồn lượng tái tạo Nhận thức tính ưu việt tầm quan trọng lượng tái tạo, Việt Nam năm gần bắt đầu nghiên cứu sử dụng nguồn lượng Về tiềm năng, Việt Nam nước có tiểm dồi dạng lượng tái tạo, đặc biệt lượng mặt trời Tuy nhiên, việc nghiên cứu đánh giá xác dạng lượng tái tạo nước ta chưa có, gây nhiều khó khăn việc nghiên cứu đánh giá, đầu tư quy hoạch phát triển Về định hướng giải pháp phát triển, Việt Nam thời gian qua coi phát triển lượng tái tạo mục tiêu quan trọng sách phát triển quốc gia Tuy nhiên khung pháp lý sách cho quy hoạch phát triển NLTT chưa đầy đủ đồng Trong nước khu vực Trung Quốc có Luật phát triển lượng tái tạo (2006); Thái Lan chuyển sang bước đầu tư thứ liệt hơn, kể việc phụ thu 4cent/lit xăng nhập để làm quỹ hỗ trợ phát triển lượng sạch, nước ta phát triển lượng tái tạo dừng chủ trương, chưa trở thành sách cụ thể Để phát triển NLTT thời gian tới, Chính phủ Việt Nam cần phải có biện pháp cụ thể thích hợp, đặc biệt quan trọng xây dựng hoàn thiện sở pháp lý, sách cho phát triển NLTT đưa sách cụ thể cho loại lượng Nhà nước cần luật hóa định hướng luật sử dụng lượng Đây chìa khóa mở phát triển nguồn lượng Đồng thời, điều kiện tiên để thúc đẩy lượng tái tạo phát triển, tạo hội thuận lợi để hình thành thị trường cơng nghệ, xã hội hóa đầu tư, nâng cao nhu cầu mở rộng phạm vi sử dụng 39 + Giải pháp tài chính:  Tăng cường đầu tư, huy động nguồn vốn từ ngân sách nước nhà, nguồn vốn tự có đơn vị sở, quan ngành Bên cạnh cần đẩy mạnh thu hút nguồn vốn tài trợ từ tổ chức, cá nhân nước  Tăng đầu tư nguồn vốn ngân sách nhà nước cho dự án lượng nơng thơn, miền núi, hải đảo để góp phần phát triển kinh tế xóa đói, giảm nghèo cho khu vực  Xem xét thành lập quỹ phát triển lượng để hỗ trợ đầu tư cho phát triển lượng tái tạo Nhằm nâng cao khuyến khích đầu tư phát triển dự án điện mặt trời để vừa khai thác tài nguyên thiên nhiên cung cấp điện phát triển kinh tế, vừa giảm thiểu nhiễm mơi trường, Chính phủ đưa nhiều sách ưu tiên phát triển sử dụng nguồn điện lượng điện mặt trời Để tạo hành lang pháp lý hỗ trợ dự án, Bộ Công Thương dự thảo Quyết định chế hỗ trợ phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam Theo dự thảo, dự án điện mặt trời ưu đãi vốn đầu tư, thuế đất đai ví dụ nhà đầu tư miến thuế nhập miễn thuế sử dụng đất khoảng thời gian Tuy nhiên ưu đãi hành chưa đủ để hình thành nên điều kiện phù hợp cho việc lập kế hoạch triển khai dự án lượng tái tạo bán sản phẩm lượng tái tạo Việt Nam + Giải pháp đầu tư khoa học công nghệ Một yếu tố quan trọng việc thúc đẩy phát triển lượng tái tạo đầu tư vào nghiên cứu công nghệ lượng tái tạo để từ áp dụng cơng nghệ phù hợp cho việc khai thác sử dụng lượng tái tạo với vùng, miền Việt Nam Đồng thời giúp chủ động cơng nghệ q trình khai thác, sử dụng lượng tái tạo  Đầu tư xây dựng sở vật cho trung tâm nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ tiết kiệm lượng  Đầu tư nhân lực cho trung tâm, viện nghiên cứu 40  Đầu tư nghiên cứu, sản xuất, triển khai loại sản phẩm mới, vật liệu nhằm tiết kiệm lượng tài nguyên, cải thiện góp phần bảo vệ mơi trường  Hỗ trợ đầu tư cho chương trình điều tra, nghiên cứu, chế thử, xây dựng điểm điển hình, mơ hình, dự án thí điểm sử dụng NLTT  Các nghiên cứu khoa học vật liệu chuyển đổi lượng mặt trời cần định hướng theo hướng giảm giá thành sản phẩm, tăng chất lượng + Giải pháp đào tạo  Tăng cường giáo dục, tuyên truyền phổ biến thông tin, nâng cao nhận thức lượng tái tạo-NLMT Tổ chức tuyên truyền thông qua phương tiện thông tin đại chúng (xây dựng chương trình, phóng sự, thơng tin) để nâng cao nhận thức cho người dân  Tổ chức đào tạo, tập huấn, hội thảo kiện ứng dụng lượng tái tạo cho đội ngũ cán quản lý, cán kỹ thuật người dân nhằm nâng cao ý thức sử dụng NLTT  Lồng ghép nội dung giáo dục tài nguyên, lượng tái tạo vào chương trình giảng dạy cấp trung học phổ thông, trung cấp, cao đẳng, đại học nhằm cung cấp thông tin, nâng cao hiểu biết, kiến thức nguồn lượng - lượng mặt trời + Giải pháp hợp tác quốc tế Đẩy mạnh, mở rộng hợp tác quốc tế, tăng cường quan hệ với nước, đặc biệt nước khu vực, tận dụng hội để học hỏi kinh nghiệm, huy động chuyên gia, nguồn lực từ bên ngồi hỗ trợ cơng tác nghiên cứu, tìm hiểu lượng mặt trời Thúc đẩy liên minh, liên kết, hợp tác song phương, đa phương sở bên có lợi Đẩy mạnh việc tham gia, cử cán tham gia tổ chức quốc tế, diễn đàn khu vực giới lượng nhằm nâng cao tầm ảnh hưởng vai trò ngành lượng tái tạo nói chung, lĩnh vực lượng mặt trời nói riêng 41 KẾT LUẬN Sau vào tìm hiểu đề tài luận văn: Đánh giá tình hình sử dụng lượng mặt trời đề xuất giải pháp tăng cường sử dụng loại lượng hệ thống lượng nước ta em xin có số nhận xét sau: Thơng qua tình hình nghiên cứu ứng dụng NLMT giới Việt Nam cho thấy NLMT loài người sử dụng từ lâu đời dạng tự nhiên, mật độ lượng thấp Ngày nay, với tiến phát triển khoa học công nghệ cho phép người chế tạo sử dụng thiết bị, hệ thống biến đổi quang mặt trời thành nguồn lượng với mật độ cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng người Dạng trang thiết bị biến đổi NLMT đa dạng, phong phú chủ yếu biến đổi NLMT thành điện (thiết bị/ hệ thống điện) thành nhiệt (thiết bị/ hệ thống nhiệt) Các hệ thống sử dụng lượng mặt trời nhiều nhược điểm như: Chưa cho phép sử dụng thuận lợi vào ban đêm, vào ngày mùa có cường độ ánh sáng thấp, giá thành lượng chuyển đổi cao, … lâu dài, với lợi ích mà mang lại hướng giải pháp chiến lược lượng cho tương lai Hiện nay, giới sử dụng NLMT dần phổ biến trở thành xu Tiềm năng, tình hình sử dụng NLMT nước ta: Do đặc điểm địa lý Việt Nam có tiềm lợi lớn lượng mặt trời Tuy nhiên, nguồn lượng tiềm tàng nước ta mức độ nghiên cứu, khảo sát, thí điểm, chưa phổ biến Các ứng dụng lượng mặt trời người dân biết đến, sử dụng hầu hết quy mô công suất nhỏ Các giải pháp tăng cường sử dụng lượng mặt trời hệ thống lượng nước ta: Năng lượng mặt trời chưa sử dụng phổ biến nước ta gặp nhiều rào cản sách pháp luật; sách tài chính; đầu tư khoa học công nghệ; giải pháp đào tạo; giải pháp hợp tác quốc tế, … sử dụng NLMT Nội dung luận văn đề xuất, kiến nghị Nhà nước có sách khắc phục rào cản nêu nhằm khuyến khích toàn xã hội người dân sử dụng ngày nhiều NLMT vào sống sản xuất; góp phần giảm tỷ 42 trọng sử dụng lượng không tái tạo (các dạng lượng hóa thạch) tổng chi phí lượng đất nước; đóng góp vào tăng trưởng xanh, giảm phát thải khí nhà kính chống biến đổi khí hậu 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Dáo (2012) Ứng dụng lượng mặt trời để làm lạnh kỹ thuật điều hòa khơng khí Tạp chí Khoa học Ứng dụng số 18 Hiệp hội Năng lượng Việt Nam Niên giám lượng Việt Nam 2011-2012 Hoàng Dương Hùng (2007) Năng lượng mặt trời – Lý thuyết ứng dụng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lê Đình Quang (2007) Những dạng tài ngun khí hậu với việc khai thác, sử dụng lượng tái tạo Việt Nam Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 – Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Môi trường Lê Thanh Quang (2013) Dự án Áp dụng công nghệ xanh, tiết kiệm lượng sử dụng hệ thống điều khiển thông minh tòa nhà trung tâm hành thành phố Đà Nẵng Trần Đắc Sửu (2010) Dự án Ứng dụng thí điểm đèn báo hiệu sử dụng lượng mặt trời luồng giao thông đường thủy nội địa Nguyễn Anh Tuấn (2013) Chính sách giải pháp thuế thúc đẩy phát triển lượng tái tạo Việt Nam Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam số Tiếng Anh Maps of solar resource and potential in Viet Nam Ministry of industry and trade of the socialist republic of VietNam 44 ... CHƢƠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƢỜNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 23 2.1 Tiềm tình hình sử dụng lượng mặt trời giới 23 2.2 Tình hình sử dụng lượng mặt trời Việt... lớn lượng mặt trời, việc nghiên cứu, triển khai tăng cường sử dụng loại lượng hệ thống lượng nước ta cần thiết Xuất phát từ vấn đề trên, em chọn đề tài: Đánh giá tình hình sử dụng lượng mặt trời. .. tăng cường sử dụng lượng mặt trời Việt Nam - Chương Giải pháp tăng cường sử dụng lượng mặt trời hệ thống lượng nước ta CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SẠCH – NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm Năng