phát triển điện gió tại việt nam (3)

MỞ ĐẦU Dù manh mún phát triển từ cuối năm 90 kỷ trước, ngành công nghiệp điện gió Việt Nam tới giống “người trường đua” Trong đó, giới ngành lượng phát triển mạnh mẽ, thay phần cho nguồn lượng truyền thống Theo dự báo Bộ Công Thương, đến năm 2030, nhu cầu lượng nước tăng khoảng lần so với Hiện ln tình trạng thiếu điện phải nhập điện (chủ yếu từ Trung Quốc), dự báo sau năm 2015, phải nhập than để sản xuất điện Trước tình hình trên, việc phát triển nguồn lượng tái tạo cấp bách Nhưng câu hỏi lớn đặt làm để phát huy tiềm điện gió lớn Việt nam mà sách phát triển lượng chưa tạo sức hấp dẫn nhà đầu tư lĩnh vực điện nói chung điện gió nói riêng Đề tài xác định ngưỡng giá thâm nhập điện gió Việt nam thể qua số vùng gió tiềm giới hạn cơng nghệ tuabin gió cụ thể, đồng thời xem xét sách trợ giá phủ có số đề xuất hỗ trợ phát triển điện gió Việt nam Đây vấn đề quan tâm nhiều giai đoạn Mục lục Danh mục từ viết tắt EVN Tập đoàn điện lực Việt Nam BOT Xây dựng, Vận hành, Chuyển giao CfD Hợp đồng tài CTPĐ Cơng ty phát điện CTĐL Công ty điện lực CTTTĐ Công ty truyền tải điện IPP Công ty phát điện độc lập PPA Hợp đồng mua bán điện TTĐ Thị trường điện CTMBĐ Công ty mua bán điện MO Đơn vị vận hành TTĐ SO Đơn vị vận hành hệ thống điện MSO Đơn vị vận hành hệ thống TTĐ NMĐ Nhà máy điện TVTT Thành viên tham gia thị trường TTPĐTĐThị trường phát điện cạnh tranh thí điểm ĐVPĐTT Đơn vị phát điện trực tiếp tham gia TTPĐTĐ ĐVPĐGT Đơn vị phát điện gián tiếp tham gia TTPĐTĐ D Ngày giao dịch D -/+ i Ngày trước / sau ngày D i ngày ĐGANHT Đánh giá an ninh hệ thống Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan Trong năm gần đây, sách mở cửa kinh tế phủ Việt Nam đem lại kết tỉ lệ tăng trưởng GDP cao tăng cao nhu cầu điện Nhu cầu điện toàn quốc dự báo tăng 17% năm giai đoạn từ 2006 đến 2015 (theo QHĐ6), vượt xa tốc độ tăng trưởng GDP Thực tế thách thức lớn với ngành Điện lực Việt Nam (EVN) doanh nghiệp điện hoạt động lĩnh vực Nhu cầu điện tăng cao dẫn đến gánh nặng lớn việc đầu tư mở rộng hệ thống điện mới, tình hình ngân sách nhà nước hạn hẹp Những năm qua, khô hạn kéo dài lực dự phòng biên phụ thuộc lớn vào cơng suất thủy điện sẵn có, Việt Nam phải nhập điện từ số quốc gia láng giềng để bổ sung cho nhu cầu phụ tải ngày tăng cao Theo quy hoạch tổng thể phát triển ngành điện Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, giai đoạn từ 2006-2015 có 54 dự án sản xuất điện quy hoạch xây Đến nay, có dự án hồn thành, với công suất xấp xỉ 2.000 MW đạt 5,6% kế hoạch Khó khăn thứ việc phát triển nguồn điện do: Với nguồn nhiệt điện nhiên liệu hóa thạch ngày khan hiếm; Với nguồn thủy điện khơ hạn kéo dài cộng với nguy ảnh hưởng tới thay đổi môi trường; Nguồn điện hạt nhân hồi sinh sau nhiều thập kỷ thối trào ạt để thay cho nhiên liệu hóa thạch chứa đựng rủi ro tiềm ẩn Theo số liệu khảo sát cơng bố Việt nam biết quy hoạch phát triển tốt nguồn lượng đầy tiềm điện gió, điện mặt trời tương lai tạo nguồn lượng bù đắp đáng kể, bền vững Khó khăn thứ hai khơng hấp dẫn đầu tư vào sản xuất điện, chế giá điện Việt nam chưa thu hút nhà đầu tư có lực tham gia xây dựng nguồn điện Ngoài việc mong muốn bỏ chi phí thấp để xây dựng nguồn điện dẫn đến việc mua sắm công nghệ lạc hậu thuê phải nhà thầu có lực không tốt dẫn đến chậm trễ đầu tư thi công, xây dựng nguồn điện Mọi hoạt động sản xuất, kinh doanh lĩnh vực dựa kỳ vọng lợi nhuận nhà đầu tư lĩnh vực Cũng ngành nghề kinh doanh khác Điện loại hàng hố có nét đặc thù riêng biệt có ảnh hưởng tác động toàn diện đến mặt toàn hoạt động sản xuất kinh doanh, đời sống xã hội văn hoá nên thay đổi dù nhỏ tác động đến tồn xã hội Trước yêu cầu phát triển bền vững ngành điện khả sớm bù đắp phần lượng điện thiếu hụt tương lai nhờ vào nguồn lượng điện gió, Bộ Cơng thương cố gắng ban hành quy định giá mua điện gió sau nhiều năm chậm trễ để có hướng dẫn kích thích nguồn điện tiềm (trích số dự thảo quy định) 1.2 Mục tiêu nghiên cứu: Vấn đề tính tốn đưa mức giá điện gió hấp dẫn nhà đầu tư đòi hỏi nhiều nghiên cứu chuyên sâu, nhiều vấn đề cần xem xét khó thực khn khổ luận văn Vì vậy, mục đích luận văn giới hạn việc tính tốn chi phí, giá thành sản xuất điện gió số vùng cụ thể lãnh thổ Việt nam tương ứng với cơng nghệ tuabin gió lựa chọn, so sánh với giá mua điện gió dự kiến phủ từ xem xét hội khả khai thác nguồn điện gió tiềm Việt nam 1.3 Phương pháp nghiên cứu: Việc đưa mức giá điện gió hợp lý có liên quan tới nhiều vấn đề, bao gồm tiềm gió Việt nam bù đắp tới sản lượng điện thiếu hụt, khung pháp lý, sách tài chính, thương mại, sách phủ Trong phạm vi giới hạn đề tài này, phương pháp sử dụng để nghiên cứu là: • Từ tiềm gió vùng cơng nghệ lựa chọn xác định mức giá điện gió điểm chi phí biên cho vùng • So sánh mức giá với giới Việt nam • Phân tích hình thức trợ giá phủ cho dự án điện gió • Kiến nghị đề xuất 1.4 Thu thập số liệu: Các số liệu sử dụng nghiên cứu thu thập từ tài liệu EVN, Wind Resource Atlas of Southeast Asia báo cáo khảo sát WorldBank tài trợ Ngoài cịn có số liệu lấy từ tạp chí quốc tế, từ mạng internet Chi tiết liệt kê phần Tài liệu tham khảo 1.5 Cấu trúc luận văn: Luận văn gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài: lý thuyết nguồn gió, phân loại cơng nghệ turbine gió, lý thuyết phân tích tài xác định ngưỡng giá cạnh tranh Tổng quát đánh giá trạng ứng dụng lượng gió Việt nam Các sách hỗ trợ điện gió phủ Việt nam Chương 3: Phân tích tài xác định giá cạnh tranh số dự án mẫu: Bản đồ lượng gió tính tốn giá điện gió điểm chi phí biên số vùng miền Việt nam So sánh với giá điện gió giới Việt nam Chương 4: Đánh giá kiến nghị CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 2.1 Cơ sở lý thuyết lượng gió: 2.1.1 Lý thuyết lượng gió a) Định nghĩa Năng lượng Cơng lưu trữ hệ thống khả hệ thống để thực Cơng (Ví dụ: lượng học dạng động năng, năng, nhiệt năng, lượng dính kết) Đơn vị hệ lượng theo hệ đơn vị chuẩn SI Joule (J) Đối với thiết bị phát điện sức gió (WEA) thường áp dụng đơn vị sau để biểu thị cho lượng kWh hay MWh Công suất lượng hay Công đơn vị thời gian Đơn vị công suất theo hệ đơn vị chuẩn SI watt (W) b) Cơng suất gió Theo định luật lực Newton (Định luật Newton) thì: F = ma [N] (1) Với F - Lực, m - Khối lượng a - Gia tốc Cơng tích phân qng đường lực nên có cơng thức Et = ½ m v² [Ws] (2) Với v - vận tốc Đối với cơng suất gió cơng thức (2) có nghĩa lượng khơng khí với khối lượng m chuyển động với vận tốc v có động Et đơn vị thời gian Hình 1: Dịng khơng khí Từ hình thể tích khơng khí V qua tiết diện ngang A với vận tốc v là: V = A.v [m³/s] (3) Khối lượng khơng khí m mật độ khơng khí ρquan hệ theo biểu thức (4) m = ρv A [kg/s] (4) Do có cơng thức (5) Et = ½ ρv³A [W] (5) Cơng suất P0 lượng lượng Et đơn vị thời gian theo định nghĩa P0= ½ ρv A [W] (6) Từ cơng thức (5), (6) rút kết luận quan trọng cơng suất gió tỷ lệ với lũy thừa bậc vận tốc gió Hình 2: Đường cong Cơng suất gió theo vận tốc gió Hình biểu đường cong cơng suất gió theo vận tốc gió trường hợp mật độ khơng khí ρ =1,225 kg/m³ (Đây mật độ khơng khí khơ áp suất khí chiều cao mặt nước biển với nhiệt độ khơng khí 15°C) c) Cơng suất máy phát điện gió (WEA) Để xác định cơng suất thiết bị WEA cần phải áp dụng định luật sau: • Phương trình tính liên tục dạng phương trình (4) m = ρ.v.A [kg/s] (7) • Định luật lực Newton (Định luật Newton) dạng phương trình (2) Et = ẵ m.v [W] ã Rỳt t nh luật bảo tồn động lượng theo hình 3: v v2  (v /s) (9) - Với: v1 - Vận tốc gió trước gặp thiết bị WEA v2 - Vận tốc gió sau gặp thiết bị WEA v - Vận tốc gió gặp (tại) thiết bị WEA (8) Phần lượng sử dụng thiết bị WEA đơn vị thời gian hay nói cách khác công suất P tạo thiết bị WEA hiệu số phần cơng suất gió trước gặp sau gặp thiết bị WEA E = E1– E2 = P =½mv1² - ½mv2² = ½ m (v1² - v2²) [W] (10) Hình 3: Bảo tồn động lượng Từ phương trình (10) thấy E đạt giá trị lớn v2 = 0, nhiên điều mặt vật lý khơng thể v2 = theo phương trình tính liên tục v1 phải Sẽ hợp lý mặt vật lý có tỷ lệ tối ưu v1 v2 với tỷ lệ tối ưu cơng suất thiết bị WEA lớn Nếu sử dụng phương trình (7), (9) (10) ta có: P = ¼ρA (v1 + v2)(v1² - v2²) [W] (12) Nếu so sánh mặt tỷ lệ P với công suất tổng cộng P0 gió thổi qua bề mặt có diện tích A mà khơng gặp phải cản trở (6) ta có: P / P0 = ẳ F(v1 + v2)(v1 - v2)/(ẵ Av1) (12) Với vài biến đổi đơn giản ta thu được: P / P0 = ½ (1– (v2 / v1)²)(1 + (v2 / v1)) (13) Nếu biểu diễn P/P0 hàm số v2/v1 thu đồ thị biểu diễn hình P/P 16/27 v2 /v 1/3 Hình 4: Biểu diễn tỷ lệ công suất P/P0 theo tỉ lệ vận tốc gió v2/v1 Từ hình nhận thấy giá trị lớn tỷ lệ P/P0 16/27 đạt giá trị v2/v1 = 1/3 Điều có nghĩa là, cơng suất lớn thiết bị WEA đạt v2/v1 = 1/3, hiệu suất khoảng 59% Hệ số công suất thực tế đạt thiết bị WEA cỡ lớn (tuy nhiên trường hợp hệ số cơng suất lớn 0,5) Việc rút vấn đề dựa theo cơng trình cơng bố từ năm 1922 đến năm 1925 Albert Betz (kỹ sư khí người Đức) cịn gọi định luật Betz`sches CHƯƠNG THỰC TRẠNG NGÀNH ĐIỆN VIỆT NAM VÀ CÁC BƯỚC CHUYỂN ĐỔI NHẰM CẢI CÁCH NGÀNH ĐIỆN 3.1 Thực trạng ngành điện Việt Nam: CHƯƠNG THỊ TRƯỜNG PHÁT ĐIỆN CẠNH TRANH THÍ ĐIỂM CHƯƠNG V MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM HOÀN THIỆN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN PHÁT ĐIỆN CẠNH TRANH THÍ ĐIỂM ... xuất điện gió số vùng cụ thể lãnh thổ Việt nam tương ứng với cơng nghệ tuabin gió lựa chọn, so sánh với giá mua điện gió dự kiến phủ từ xem xét hội khả khai thác nguồn điện gió tiềm Việt nam 1.3... tắt EVN Tập đoàn điện lực Việt Nam BOT Xây dựng, Vận hành, Chuyển giao CfD Hợp đồng tài CTPĐ Cơng ty phát điện CTĐL Công ty điện lực CTTTĐ Công ty truyền tải điện IPP Công ty phát điện độc lập PPA... nguồn gió, phân loại cơng nghệ turbine gió, lý thuyết phân tích tài xác định ngưỡng giá cạnh tranh Tổng quát đánh giá trạng ứng dụng lượng gió Việt nam Các sách hỗ trợ điện gió phủ Việt nam Chương