Đánh giá tiềm năng năng lượng gió và mặt trời để phát điện của huyện đảo Bạch Long Vĩ thành phố Hải Phòng

Đánh giá tiềm năng năng lượng gió và mặt trời để phát điện của huyện đảo Bạch Long Vĩ thành phố Hải Phòng Đánh giá tiềm năng năng lượng gió và mặt trời để phát điện của huyện đảo Bạch Long Vĩ thành phố Hải Phòng luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA NÓ ĐỐI VỚI HUYỆN ĐẢO BẠCH LONG VĨ Năng lƣợng gió Năng lƣợng Mặt Trời Vài nét đảo Bạch Long Vĩ 15 Đánh giá tiềm năng lƣợng gió đảo Bạch Long Vĩ 20 Đánh giá tiềm năng lƣợng Mặt Trời đảo Bạch Long Vĩ 20 Chƣơng 2: GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRÌNH RETSCREEN 24 2.1.Giới thiệu chung chƣơng trình RETScreen 24 2.2 Chƣơng trình RETScreen ứng dụng 25 2.2.Các phƣơng pháp đánh giá (cơ sở lý thuyết ) phần mềm RESTcreen 28 Chƣơng 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM RETSCREEN ĐỂ PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI VỚI NGUỒN ĐIỆN DIESEL 33 3.1 Sử dụng phần mềm RETScreen để phân tích tiêu kinh tế tài chính, kỹ thuật dự án phong điện có cơng suất 1000kVA 33 3.2 Sử dụng phần mềm Retscreen để phân tích tiêu kinh tế tài chính, kỹ thuật dự án lƣợng Mặt Trời có cơng suất 1000kW 62 3.3 Ứng dụng phần mềm Retscreen phân tích tiêu nhà máy điện diessel 84 3.4 Sánh sánh mặt kinh tế, kỹ thuật xã hội dự án điện gió, điện Mặt Trời điện diesel 88 Chƣơng 4: NGHIÊN CỨU PHƢƠNG ÁN LAI GHÉP ĐIỆN GIÓ– DIESEL –MẶT TRỜI 92 4.1 Ý nghĩa nghiên cứu phƣơng án lai ghép điện gió-diesel – Mặt Trời để cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ 92 4.2 Phân tích, đánh giá dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời phần mềm RETScreen 93 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 103 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan nội dung đƣợc viết luận văn cơng trình đƣợc tác giả tổng hợp nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Lân Tráng, khơng có chép bất hợp pháp từ luận văn ngƣời khác Nếu sai tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Chu Ngọc Ánh DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa NLG Năng lƣợng gió NLMT Năng lƣợng Mặt Trời STT DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Số liệu xạ Mặt Trời VN 12 Bảng 1.2 Lƣợng tổng xạ xạ Mặt Trời trung bình ngày tháng năm số địa phƣơng nƣớc ta, (đơn vị: MJ/m2.ngày) 13 Bảng 1.3 Số nắng trung bình hàng tháng đảo Bạch Long Vĩ 21 Bảng 3.1 Thông tin ban đầu dự án 34 Bảng 3.2 Mơ hình lƣợng dự án 35 Bảng 3.3 Đánh giá sơ công suất sản lƣợng mơ hình 37 Bảng 3.4 Chi phí đầu tƣ cho dự án điện gió 38 Bảng 3.5 Chi phí hàng năm định kỳ cho dự án điện gió 39 Bảng 3.6 Các tham số tài dự án điện gió trƣờng hợp 40 Bảng 3.7 Thu nhập hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 40 Bảng 3.8 Chi phí thu nhập dự án điện gió trƣờng hợp 41 Bảng 3.9 Đánh giá khả tài dự án điện gió trƣờng hợp 41 Bảng 3.10 Dịng tiền hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 42 Bảng 3.11 Thu nhập hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 45 Bảng 3.12 Chi phí thu nhập dự án điện gió trƣờng hợp 45 Bảng 3.13 Đánh giá khả tài dự án điện gió trƣờng hợp 46 Bảng 3.14 Dòng tiền hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 46 Bảng 3.15.Thu nhập hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 48 Bảng 3.16.Chi phí thu nhập dự án điện gió trƣờng hợp 49 Bảng 3.17 Đánh giá khả tài dự án điện gió trƣờng hợp 49 Bảng 3.18 Dòng tiền hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 50 Bảng 3.19 Các tham số tài dự án điện gió trƣờng hợp 51 Bảng 3.20 Thu nhập hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 52 Bảng 3.21 Chi phí thu nhập dự án điện gió trƣờng hợp 52 Bảng 3.22 Đánh giá khả tài dự án điện gió trƣờng hợp 53 Bảng 3.23 Dòng tiền hàng năm dự án điện gió trƣờng hợp 53 Bảng 3.24 So sánh thông số dự án theo trƣờng hợp 54 Bảng 3.25 Dữ liệu khí hậu Bạch Long Vĩ 66 Bảng 3.26.Chi phí đầu tƣ cho dự án 69 Bảng 3.27.Chi phí hàng năm định kỳ cho dự án 69 Bảng 3.28 Các tham số tài 70 Bảng 3.29 Thu nhập dự án 71 Bảng 3.30 Tóm tắt chi phí tiết kiệm/thu nhập dự án 72 Bảng 3.31 Khả tài dự án 72 Bảng 3.32 Dòng tiền hàng năm dự án 73 Bảng 3.33 Các tham số tài 74 Bảng 3.34 Thu nhập dự án 75 Bảng 3.35 Tóm tắt chi phí tiết kiệm/thu nhập dự án 75 Bảng 3.36 Khả tài dự án 76 Bảng 3.37 Dòng tiền hàng năm dự án 76 Bảng 3.38 Hệ thống điện diesel đề xuất 85 Bảng 3.39 Phân tích phát thải dự án điện diesel 86 Bảng 3.40 Phân tích tài dự án điện diesel 87 Bảng 4.1 Hệ thống điện máy phát diesel 94 Bảng 4.2 Phân tích phát thải máy diesel 94 Bảng 4.3 Phân tích tài máy diesel 95 Bảng 4.4 tổng hợp chi phí cộng thêm dự án điện Mặt Trời 96 diesel vào điện gió 96 Bảng 4.5 Phân tích chi phí đầu tƣ dự án lai ghép điện gió – diesel –Mặt Trời 98 Bảng 46 Phân tích chi phí hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời 98 Bảng 4.7.Thu nhập từ bán điện diesel NLMT 98 Bảng 4.8.Tổng hợp chi phí thu nhập dự án lai 99 ghép điện gió – diesel – Mặt Trời 99 Bảng 4.9 Phân tích khả tài dự án lai 99 ghép điện gió – diesel – Mặt Trời 100 Bảng 4.10 Dòng tiền hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời 100 Bảng 4.11 Bảng so sánh dự án 101 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thống kê cơng suất lắp đặt nhà máy gió 1997-2014 Hình 1.2 Bản đồ phân vùng dự án điện gió Việt Nam Hình 2.1 Giao diện chƣơng trình RETScreen 26 Hình 2.2 Bản chất IRR 30 Hình 3.1 Dữ liệu đƣờng cong công suất lƣợng 36 Hình 3.2.Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án điện gió trƣờng hợp 43 Hình 3.3 Phân tích giảm phát thải khí nhà kính trƣờng hợp 44 Hình 3.3 Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án điện gió trƣờng hợp 47 Hình 3.4 Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án điện gió trƣờng hợp 50 Hình 3.5 Biểu đồ dịng tiền tích lũy dự án 54 Hình 3.6 Tấm pin Mặt Trời HIP-200BA3 Sanyo 62 Hình 3.7.Thơng tin ban đầu 65 Hình 3.8 Thơng tin hệ thống điện trƣờng hợp đề xuất 67 Hình 3.9.Biểu đồ dịng tiền tích lũy 73 Hình 3.10.Biểu đồ dịng tiền tích lũy 77 Hình 3.11 Phân tích rủi ro NPV 80 Hình 3.12 Phân tích rủi ro Vốn cổ đông –IRR sau thuế 81 Hình 3.13 Thơng tin dự án điện diesel 84 Hình 3.14 Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án điện diesel 88 Hình 4.1 Mơ hình hệ thống độc lập kết hợp điện gió-diesel-Mặt Trời 93 Hình 4.2 Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án lai ghép điện gió - diesel – Mặt Trời 100 MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Trong nguồn lƣợng truyền thống nhƣ than đá, dầu mỏ dần cạn kiệt, giá thành cao, nguồn cung không ổn định, việc vận chuyển khó khăn, tốn đặc biệt tới vùng sâu, xa, hải đảo… nhiều nguồn lƣợng thay đƣợc nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu đặc biệt nguồn lƣợng gió (NLG) lƣợng Mặt Trời (NLMT) Việc tiếp cận để tận dụng nguồn NLG NLMT khơng góp phần cung ứng kịp nhu cầu lƣợng xã hội mà cịn giúp giảm thiểu việc nhiễm mơi trƣờng Việt Nam số quốc gia có tiềm gió Mặt Trời tƣơng đối tốt cho phát triển, phủ Việt Nam có nhiều sách khuyến khích đầu tƣ cho nghiên cứu Ngoài ra, khu vực hải đảo Việt Nam đƣợc đánh giá khu vực có tiềm gió Mặt Trời lớn Do đó, việc ứng dụng phát triển lƣợng gió Mặt Trời vùng hải đảo cô lập với lƣới điện quốc gia việc làm ý nghĩa cần thiết cho việc phát triển kinh tế - xã hội Theo đánh giá Điện lực Hải Phòng, trạng hệ thống điện huyện đảo Bạch Long Vĩ không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng điện ngƣời dân sinh sống đảo Việc cấp điện đảo Bạch Long Vĩ phụ thuộc vào tổ máy phát điện chạy luân phiên, có cơng suất khoảng 1.000 kVA Mà theo tính tốn Điện lực Hải Phịng đến năm 2020, tổng nhu cầu sử dụng điện đảo 3.044 kW Trong đó, đảo Bạch Long Vĩ đƣợc đánh giá nơi có vị trí quan trọng việc mở rộng vùng biển phân định biển Vịnh Bắc Bộ, nhƣ chiến lƣợc phát triển kinh tế, an ninh, quốc phòng biển nƣớc ta Do đó, việc đầu tƣ, nâng cấp hệ thống điện đảo Bạch Long Vĩ cần thiết phải đƣợc thực sớm Mặt khác vị trí đảo cách đất liền tới 140 km, xa để kéo đƣợc điện lƣới đảo, nên việc tìm hiểu nghiên cứu phát triển nguồn điện đảo Bạch Long Vĩ cách dùng lƣợng gió Mặt Trời vấn đề thiết thực mang tính khả thi Đề tài nghiên cứu “ Đánh giá tiềm năng lƣợng gió Mặt Trời để phát điện huyện đảo Bạch Long Vĩ – thành phố Hải Phịng” có tính thực tiễn: Tổng hợp đánh giá nguồn lƣợng gió, Mặt Trời, trạng ứng dụng nguồn lƣợng gió Mặt Trời giới Việt Nam; Phân tích tiềm năng lƣợng gió Mặt Trời huyện đảo Bạch Long Vĩ để đƣa biện pháp sử dụng cách hợp lý hiệu nhất; Phân tích so sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật, xã hội nhà máy điện gió, nhà máy điện Mặt Trời nhà máy điện sử dụng nhiên liệu diesel 20 năm vận hành Tổng hợp, so sánh, đánh giá nhà máy rút kết luận Mục đích nghiên cứu Đánh giá tiềm năng lƣợng lƣợng gió Mặt Trời huyện đảo Bạch Long Vĩ để phục vụ cho công nghiệp phát điện tƣơng lai So sánh kinh tế, kỹ thuật xã hội nhà máy điện chạy nhiên liệu diesel với nhà máy điện gió nhà máy điện Mặt Trời khu vực huyện đảo Bạch Long Vĩ Nghiên cứu sử dụng nguồn điện lai ghép hỗn hợp gió, diezel Mặt Trời để cung cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ Nội dung đề tài Bố cục luận văn dự kiến gồm nội dung sau: Chƣơng 1.Tổng quan việc sử dụng lƣợng gió Mặt Trời cần thiết huyện đảo Bạch Long Vĩ Chƣơng Giới thiệu chƣơng trình RETScreen Chƣơng Sử dụng phần mềm RETScreen để tính tốn đánh giá so sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật, xã hội nhà máy điện gió, nhà máy điện Mặt Trời nhà máy điện sử dụng nhiên liệu diesel 20 năm vận hành Các yếu tố khác dự án Ƣu nhƣợc điểm dự án xung quan nơi đặt máy phát Đƣợc đặt nơi có lƣợng dân cƣ tổng cơng suất đặt thấp hợp lý, linh hoạt Dự án điện – diesel mang tính kinh tế đặt vùng có mật độ dân cƣ ít, tập trung, điện lƣới khơng thể đƣa tới Hầu hết dự án đặt tổ máy phát điện diesel phải bù lỗ Tính sẵn sàng dùng điện diesel liên tục Có thể đáp ứng điện 24/24 ngày 90 tới loài chim bay Dự án mang tính đột phá cơng nghệ Việt Nam Dự án điện gió chiếm diện tích đất ảnh hƣởng tiếng ồn cao nhƣng dạng lƣợng khơng có chất thải, tận dụng đƣợc tiềm to lớn lƣợng gió vùng ven biển, đảo huyện đảo Tuy nhiên, điện gió phụ thuộc lớn vào tốc độ gió Trong năm có mùa gió Trong ngày có thời điểm khơng có gió Vì việc phát điện bị gián đoạn vật Dự án mang tính đột phá cơng nghệ, bắt kịp xu hƣớng giới Dự án điện Mặt Trời tƣơng tự nhƣ dự án điện gió dạng lƣợng sạch, vơ tận khơng có chất thải, tận dụng đƣợc tiềm to lớn vùng ven biển hải đảo Cũng tƣơng tự nhƣ điện gió, điện Mặt Trời phụ thuộc lớn vào cƣờng độ xạ Mặt Trời Trong năm có mùa cƣờng độ xạ cao, có mùa cƣờng độ xạ thấp Trong ngày vào buổi tối khơng có ánh sáng Mặt Trời Vì việc phát điện bị gián đoạn không liên tục 3.6.2 Nhận xét - Dựa vào so sánh cụ thể trên, nhận thấy dự án điện gió điện Mặt Trời có nhiều lợi nhƣ nguồn lƣợng vô tận, tính kinh tế cao, việc đầu tƣ có lợi, thu lại vốn sau khoảng 1/2 thời gian vòng đời dự án Tƣơng lai, điện gió điện Mặt Trời chiếm thị phần lớn thị trƣờng cung cấp điện Việt Nam giới, vậy, với vị trí có tiềm gió Mặt Trời lớn nhƣ huyện đảo Bạch Long Vĩ việc đƣa dự án điện gió điện Mặt Trời vào thực thi cần thiết khả thi - Tuy nhiên, đặc điểm gió tự nhiên ánh sáng Mặt Trời có thay đổi biến động khơng ngừng theo ngày theo mùa Có thời điểm ngày lƣợng gió ánh sáng Mặt Trời không đạt đƣợc tốc độ cƣờng độ theo yêu cầu nên ảnh hƣởng đến việc phát điện tuabin gió pin lƣợng Mặt Trời Vì vậy, khơng có thiết bị hỗ trợ để tích lũy lƣợng việc phát điện đảo bị gián đoạn, không đảm bảo chất lƣợng cung cấp điện Trong đó, thiết bị hỗ trợ có giá thành đắt, khơng dễ dàng thay thế, sửa chữa phí cho dự án cao Từ lợi dự án điện gió điện Mặt Trời nêu việc xem xét đến phƣơng án thứ ba để cấp điện cho huyện đảo, dự án lai ghép điện gió, điện Mặt Trời điện diesel Mục đích để đảm bảo tính cung cấp điện liên tục đáp ứng đƣợc tính kinh tế tính kỹ thuật dự án 91 Chƣơng NGHIÊN CỨU PHƢƠNG ÁN LAI GHÉP ĐIỆN GIÓ– DIESEL –MẶT TRỜI 4.1 Ý nghĩa nghiên cứu phƣơng án lai ghép điện gió-diesel – Mặt Trời để cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ Theo đánh giá Điện lực Hải Phòng, trạng hệ thống điện huyện đảo Bạch Long Vĩ không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng điện ngƣời dân sinh sống đảo Việc cấp điện đảo Bạch Long Vĩ phụ thuộc vào tổ máy phát điện chạy ln phiên, có cơng suất khoảng 1.000 kVA Mà theo tính tốn Điện lực Hải Phịng đến năm 2020, tổng nhu cầu sử dụng điện đảo 3.044 kW Mặt khác vị trí cách đất liền tới 140 km, xa để kéo đƣợc điện lƣới đảo Trong đó, đảo Bạch Long Vĩ đƣợc đánh giá nơi có vị trí quan trọng việc mở rộng vùng biển phân định biển Vịnh Bắc Bộ, nhƣ chiến lƣợc phát triển kinh tế, an ninh, quốc phịng biển nƣớc ta Do đó, việc đầu tƣ, nâng cấp hệ thống điện đảo Bạch Long Vĩ cần thiết phải đƣợc thực sớm Trƣớc tiềm năng lƣợng gió Mặt Trời huyện đảo nhƣ ƣu nhƣợc điểm nhà máy điện gió, điện Mặt Trời điện diesel phân tích việc nghiên cứu sử dụng hệ thống lai ghép hỗn hợp lƣợng gió, diesel Mặt Trời để phát điện cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ nhằm tận dụng tiềm mạnh đảo đáp ứng nhu cầu Điện huyện đảo mang tính thực tiễn thiết thực Trong luận văn đƣa toán: Đánh giá khả sử dụng nguồn điện lai ghép điện gió-diesel-Mặt Trời để cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ Cụ thể, lắp đặt 01 turbine điện gió với cơng suất 1000kW; lắp đặt pin lƣợng Mặt Trời, tổng công suất 1000kW; lắp đặt 02 máy phát diesel, tổng công suất 1000KW Tổng công suất hệ thống 3000KW 92 4.2 Phân tích, đánh giá dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời b ng phần mềm RETScreen Sau mơ hình trực quan dự án, cho nhìn trực quan dự án Hình 4.1 Mơ hình hệ thống độc lập kết hợp điện gió-diesel-Mặt Trời Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo tính kinh tế nguồn điện diesel đƣợc tính tốn sử dụng vào cao điểm ngày thời điểm nguồn lƣợng gió Mặt Trời bị gián đoạn không đảm bảo cung cấp điện 4.1.1.Nguồn điện diesel Tổ máy phát điện diesel loại SA3 Series hãng sản xuất Mitsubishi Heavy Industries có cơng suất 540kW với lƣợng tiêu hao nhiên liệu 205 lít/giờ Nguồn điện diesel đƣợc sử dụng vào cao điểm thời điểm gián đoạn cung cấp lƣợng gió Mặt Trời trung bình tiếng ngày ( 2h ban ngày, h ban tối ), sản lƣợng điện năm xuất lên lƣới 1472MWh 93 Hệ thống điện trƣờng hợp đề xuất Công nghệ Máy kiểu pittơng Tính sẵn sàng để dùng Phƣơng pháp lựa chọn nhiên liệu Loại nhiên liệu Tỷ lệ nhiên liệu Máy kiểu pittông Công suất điện Điện đƣợc xuất lên lƣới Nhà sản xuất Mẫu Tỷ lệ nhiệt Hiệu suất thu hồi nhiệt Nhiên liệu cần thiết Giá bán điện 1.402 % 16,0% Nhiên liệu đơn Dầu diesel (dầu 2) - L $/L 0,770 kW 1.050 MWh 1.472 Mitsubishi Heavy Industries SA3 Series kJ/kWh 9.471 % GJ/giờ 9,9 $/MWh 120,00 (các) đơn vị triệu Btu/h $/kWh 9,43 0,120 Bảng 4.1 Hệ thống điện máy phát diesel Phân tích phát thải Hệ thống điện trƣờng hợp (Đƣờng sở) Nƣớc - v ng Việt nam Điện đƣợc xuất lên lƣới Phát thải khí nhà kính Trƣờng hợp Trƣờng hợp đề xuất Tổng giảm phát thải khí nhà kính hàng năm Chi phí giao dịch tín dụng khí nhà kính Giảm phát thải khí nhà kính thực hàng năm Thu nhập cho giảm khí nhà kính Tỷ giá tín dụng giảm khí nhà kính Thời hạn vay vợ giảm khí thải nhà kính Trƣợt giá tín dụng giảm khí thải nhà kính Hệ số phát thải khí nhà kính (khơng gồm truyền tải pp) Tổn thất truyề n tải phân phối Loại nhiên liệu Tất kiểu tCO2/MWh % 0,432 MWh 1.472 10,0% Tổn thất truyền tải phân phối 10,0% tCO2 tCO2 705,8 1.045,6 tCO2 % -339,8 5,0% tƣơng đƣơng với -59,1 tCO2 -322,8 $/tCO2 năm % 13,00 20 0,0% Hệ số phát thải khí nhà kính tCO2/M Wh 0,480 Bảng 4.2 Phân tích phát thải máy diesel 94 Khơng sử dụng ô tô xe tải nhẹ Máy phát điện diesel hoạt động thải khí nhà kính năm 322,8 tCO2 dự án trả khoản phí làm tăng khí thải nhà kính 20 năm với tổng khí nhà kính 6.456 tCO2 Phân tích tài Các tham số tài Mức lạm phát Vịng đời dự án Tỷ suất vay % năm % Các giá thành ban đầu Hệ thống điện Khác Tổng chi phí đầu tƣ Khuyến khích trợ cấp Chi phí hàng năm trả nợ Chi phí (tiết kiệm) vận hành & bảo dƣỡng Chi phí nhiên liệu - trƣờng hợp đề xuất Tổng chi phí hàng năm Tiết kiệm thu nhập hàng năm Chi phí nhiên liệu - trƣờng hợp Thu nhập từ bán điện Thu nhập cho giảm khí nhà kính - 20 năm Tổng tiết kiệm thu nhập hàng năm Khả tài IRR trƣớc thuế - tài sản Thu hồi vốn đơn giản Cổ tức 7,0% 20 0% $ $ $ $ 400.000 400.000 $ $ $ 1.000 279.645 280.645 $ $ $ $ 176.602 -4.196 172.405 % năm năm âm -3,7 > dự án Bảng 4.3 Phân tích tài máy diesel 4.1.2 Nguồn điện lai ghép gió – diesel - Mặt Trời Từ bảng phân tích tài cho thấy cần phải cộng thêm khoản thu chi điện diesel điện Mặt Trời vào điện gió - Những khoản chi phí cộng thêm là: + Chi phí đầu tƣ 2.592.628 $ + Chi phí vận hành, bảo dƣỡng 10.136$/năm + Chi phí nhiên liệu 279.645 $/năm + Thu nhập làm giảm khí thải nhà kính 3300 $/năm - Thu nhập từ bán điện 345.355 $/năm 95 Hạng mục 400.000 Điện Mặt Trời (1000kW) 2.192.628 2.592.628 1000 9.136 10.136 279.645 279.645 - 4.196 7.496 3300 1.472 1.406 2.878 176.602 168.753 345.355 diezel(1000kW) Chi phí đầu tƣ ($) Chi phí vận hành bảo dƣỡng ($/năm) Chi phí nhiên liệu ($/năm) Chi phí làm tăng khí thải nhà kính ($/năm) Điện xuất lên lƣới (MWh) Thu nhập từ bán điện ($/năm) Tổng Bảng 4.4 tổng hợp chi phí cộng thêm dự án điện Mặt Trời diesel vào điện gió Chi phí Giá thành ban đầu (tín dụng) Đơn vị Số lƣợng Đơn giá Số lƣợng tƣơng đối Khảo sát trƣờng p-ng $ 300 $ 1.500 Đánh giá tài nguyên dự án $ 100 $ 100 Đánh giá môi trƣờng p-ng $ 100 $ 100 Thiết kế sơ p-ng $ 500 $ 1.000 Dự toán chi tiết p-ng $ 100 $ 100 $ - Nghiên cứu tính khả thi Nghiên cứu đƣờng sở GHG & MP dự án Chuẩn bị báo cáo p-ng $ 50 $ 50 Quản lý dự án p-ng $ 1.000 $ 1.000 p-chuyến 10 $ 300 $ 3.000 $ - $ - $ 6.850 Đi lại Ngƣời sử dụng - xác định chi phí Tổng: Phát triển Đàm phán hợp đồng p-ng $ 250 $ 250 Cho phép & phê duyệt p-ng $ 500 $ 500 dụng đất p-ng $ 500 $ 500 Đánh giá GHG & đăng ký dự án $ 300 $ 300 Tài dự án p-ng $ 1.000 $ 1.000 Hợp pháp & kế toán p-ng $ 1.000 $ 1.000 p-ng $ 1.000 $ 1.000 p-chuyến $ 300 $ 1.800 $ - Khảo sát vị trí & quyền sử Quản lý dự án Đi lại Ngƣời sử dụng - xác định chi phí 96 0,1% Tổng: $ - $ 6.350 0,1% Kỹ thuật Thiết kế công trƣờng & tòa nhà p-ng $ 300 $ 300 Thiết kê khí p-ng $ 300 $ 300 Thiết kế điện p-ng $ 300 $ 300 Thiết kế dân dụng p-ng $ 100 $ 100 Đấu thầu hợp đồng p-ng $ 100 $ 100 Giám sát xây dựng p-ng $ 100 $ 100 $ - $ - $ 1.200 Ngƣời sử dụng - xác định chi phí Tổng: 0,0% Hệ thống điện $ Tua bin gió kW 1.000,00 $ 1.850 Xây dựng đƣờng km $ 50.000 $ 100.000 Đƣờng dây truyền tải km $ 10.000 $ 10.000 dự án $ 20.000 $ 20.000 Trạm biến áp 1.850.000 Chi phí cộng thêm Các biện pháp tiết kiệm lƣợng dự án Ngƣời sử dụng - xác định chi phí $ 5.000 $ 5.000 $ - $ 2.592.628 $ 4.577.628 Tổng chi phí đầu tƣ điện diesel điện Mặt Trời chi phí $ 2.592.628 Tổng: Cân b ng hệ thống 92,3% chi phí khác Chi phí dự án cụ thể Lắp đặt tuabin gió Nền móng tuabin gió tuabin $ 200 $ 200 Xây lắp tuabin gió tuabin $ 300 $ 300 Xây dựng tòa nhà & sân m² 500 $ 50 $ 25.000 Phụ kiện % 3,0% $ 1.850 $ 56 dự án $ 5.000 $ 5.000 p-ng $ 2.000 $ 2.000 $ - Vận chuyển Đào tạo nghiệm thu Ngƣời sử dụng - xác định Những việc ngẫu nhiên chi phí % 5,0% $ 4.624.584 $ 231.229 $ 4.855.813 $ 101.163 $ 364.947 (các) Tiền lãi xây dựng 10,00% tháng Tổng: 7,4% $ Tổng chi phí đầu tƣ 4.956.975 97 100,0% Bảng 4.5 Phân tích chi phí đầu tƣ dự án lai ghép điện gió – diesel –Mặt Trời - Chi phí dự án lai ghép điện gió – diesel- Mặt Trời : 4.956.975 $ a) Phân tích chi phí đầu tư dự án điện gió-diesel- Mặt Trời Đơn Số vị lƣợng Thuê đất & thuê tài nguyên dự án $ 10.000 $ 10.000 Thuế tài sản dự án $ 400 $ 400 Phí bảo hiểm dự án $ 50 $ 50 Phụ kiện & lao động dự án $ 10.000 $ 10.000 Theo dõi kiểm tra khí nhà kính dự án $ 100 $ 100 Lợi ích tập thể dự án $ 300 $ 300 Tổng hợp & quản trị % 10,0% $ 20.850 $ 2.085 Mua nhiên liệu, vận hành bảo dƣỡng chi chi phí phát thải phí $ 286.481 $ 286.481 Những việc ngẫu nhiên % 10,0% $ 309.416 $ 30.942 $ 340.358 Chi phí hàng năm (tín dụng) Vận hành Đơn giá bảo trì Tổng: - Số lƣợng Bảng 4.6 Phân tích chi phí hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời Từ bảng ta thây chi phí hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời : 340.358 $ b) Chi phí thu nhập hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel - Mặt Trời Thu nhập hàng năm dự án tƣơng tự nhƣ thu nhập hàng năm dự án điện gió (TH4) cịn có thêm khoản thu nhập khác từ việc bán điện diesel điện Mặt Trời cho dân Thu nhập khác (chi phí) Năng lƣợng MWh Tỷ lệ Thu nhập khác (chi phí) Độ bền lâu $/MWh 120,000 $ 345.360 năm Tỷ giá leo thang 2.878 % 20 7,5% Bảng 4.7.Thu nhập từ bán điện diesel NLMT 98 Nhƣ vậy, ta có bảng tóm tắt chi phí tiết kiệm/thu nhập dự án Tóm tắt chi phí tiết kiệm/thu nhập dự án Các giá thành ban đầu Nghiên cứu tính khả thi Phát triển Kỹ thuật Hệ thống điện Cân hệ thống & chi phí khác Tổng chi phí đầu tƣ Chi phí hàng năm trả nợ Vận hành & bảo trì Chi phí nhiên liệu - trƣờng hợp đề xuất Trả tiền vay - 10 năm Tổng chi phí hàng năm 0,1% 0,1% 0,0% 92,3% 7,4% 100,0% Chi phí định kỳ (tín dụng) Ngƣời sử dụng - xác định - năm Tiết kiệm thu nhập hàng năm Chi phí nhiên liệu - trƣờng hợp Thu nhập từ bán điện Thu nhập cho giảm khí nhà kính - 20 năm Thu nhập tăng thêm khách hàng (giảm giá) Thu nhập khác (chi phí) - 20 năm Lợi tức từ sản xuất N.L.S - năm Tổng tiết kiệm thu nhập hàng năm $ $ $ $ $ $ 6.850 6.350 1.200 4.577.628 364.947 4.956.975 $ $ $ $ 340.358 529.321 869.679 $ $ 15.000 15.000 $ $ $ $ $ $ $ 266.566 11.841 345.360 623.767 Bảng 4.8.Tổng hợp chi phí thu nhập dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời c) Khả tài dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời Khả tài IRR trƣớc thuế - vốn cổ đơng IRR trƣớc thuế - tài sản Vốn cổ đông - IRR sau thuế Tài sản - IRR sau thuế Thu hồi vốn đơn giản Cổ tức Giá trị (NPV) Tiết kiệm chi phí vịng đời dự án hàng năm Tỷ lệ Vốn - lãi (B-C) Dịch vụ hoàn trả tiền vay Chi phí sản xuất lƣợng $/MWh 10,3% 2,9% 10,3% 2,9% 17,5 13,1 87.834 10.317 1,07 0,58 117,51 Chi phí giảm khí nhà kính $/tCO2 (11) % % % % năm năm $ $/năm Bảng 4.9 Phân tích khả tài dự án lai 99 ghép điện gió – diesel – Mặt Trời d) Dịng tiền hang năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời D ng tiền hàng năm Năm Trƣớc thuế # $ -1.239.244 -223.843 -199.999 -174.240 -146.412 -137.389 -83.880 -48.806 -10.922 29.993 10 15.168 11 651.226 12 702.762 13 758.414 14 818.508 15 842.011 16 953.458 17 1.029.104 18 1.110.774 19 1.198.946 20 1.178.043 Sau thuế $ -1.239.244 -223.843 -199.999 -174.240 -146.412 -137.389 -83.880 -48.806 -10.922 29.993 15.168 651.226 702.762 758.414 818.508 842.011 953.458 1.029.104 1.110.774 1.198.946 1.178.043 L y tích $ -1.239.244 -1.463.087 -1.663.086 -1.837.326 -1.983.738 -2.121.127 -2.205.007 -2.253.813 -2.264.735 -2.234.742 -2.219.574 -1.568.347 -865.585 -107.171 711.337 1.553.348 2.506.807 3.535.910 4.646.684 5.845.630 7.023.672 Bảng 4.10 Dòng tiền hàng năm dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời e) Biểu đồ dịng tiền tích lũy dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời Hình 4.2 Biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án lai ghép điện gió - diesel – Mặt Trời 100 4.1.3 Đánh giá dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời Trên sở tính tốn phân tích ta có bảng tổng hợp so sánh dự án điện gió, diesel, điện Mặt Trời dự án lai ghép hỗn hợp điện gió- diesel điện Mặt Trời nhƣ sau: Hạng mục Chi phí đầu tƣ ($) Suất đầu tƣ Chi phí vận hành bảo dƣỡng ($/năm) Chi phí nhiên liệu ($/năm) Chi phí làm giảm khí thải nhà kính ($/năm) Thu nhập từ bán điện ($/năm) Vốn cổ đông IRR sau thuế (%) Tài sản IRR sau thuế (%) Thời gian hồn vốn đơn giản (năm) Thời gian cổ đơng có cổ tức (năm) Giá trị – NPV ( USD) Tỷ lệ Vốn/Lãi (B/C) Tiết kiệm chi phí vịng đời dự án hàng năm ( $/năm) Chi phí sản xuất lƣợng ($/MWh) Điện gió (1000kW) diezel(1000kW) Điện Mặt Trời (1000kW) 2.178.002 2.178 25.229 400.000 400 2.192.628$ 2.192 Lai ghép (điện gió 1000kWdiesel 1000kW-điện Mặt Trời 1000kW) 4.956.975 1.652 2000 9.136 35.365 1.714.827 279.645 -25.703 7.496 15.141 1.081.685 168.753 611.921 Âm 14,8 10,3 Âm 5,3 2.9 Âm 13,1 17,5 11,3 13,1 Âm 550.195 87.8334 Âm 2,00 1,07 Âm 64.626 10.317 190,24 95,31 117,51 11.841 266.566 26,7 11,1 8,6 6,0 1.906.852 4,50 223.9778 65,84 > dự án Bảng 4.11 Bảng so sánh dự án Dựa vào bảng phân tích thu chi tài biểu đồ dịng tiền lũy tích dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời cho huyện đảo Bạch Long Vĩ, ta có nhận xét nhƣ sau: - Dự án lai ghép thu hồi vốn với thời gian thu hồi đơn giản 17,5 năm; cổ đơng có cổ tức sau 13,1 năm - Giá trị – NPV dự án: 87.834 $ - Tỷ lệ vốn/ lãi – B/C: 1,07 - Chi phí sản xuất điện thấp giá bán: 117,51 $/MWh < 120 $/MWh 101 Nhận xét: Khả thu hồi vốn dự án lai ghép khơng tốt so với dự án điện gió điện Mặt Trời nhiên ƣu điểm dự án lai ghép đảm bảo đƣợc độ tin cậy cung cấp điện, yếu tố dự án điện gió điện Mặt Trời chƣa đáp ứng đƣợc Nhƣ vậy, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện đặc biệt đảm bảo an ninh biển đảo việc đảm bảo cung cấp điện liên tục cho huyện đảo Bạch Long Vĩ cần thiết phƣơng án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời phù hợp với điều kiện cung cấp điện nơi huyện đảo xa đất liền đƣa điện lƣới đƣợc 102 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Hệ thống điện Việt Nam phát triển nhanh năm gần nhƣng chƣa thể phủ kín tới vùng đảo xa nhƣ Bạch Long Vĩ Trong bối cảnh nguồn lƣợng truyền thống nhƣ dầu mỏ, than đá… ngày dần cạn kiệt, giá thành cao gây nhiểm mơi trƣờng việc nghiên cứu sử dụng nguồn lƣợng tái tạo nhƣ NLG NLMT thiết thực cần thiết Đề tài sử dụng phần mềm RETScreen để tính tốn phân tích so sánh kinh tế, kỹ thuật xã hội nhà máy điện chạy nhiên liệu diesel với nhà máy điện gió nhà máy điện Mặt Trời khu vực huyện đảo Bạch Long Vĩ Từ đƣa giải pháp cấp điện tối ƣu cho huyện đảo đáp ứng tiêu độ tin cậy cung cấp điện tính kinh tế sử dụng nguồn điện lai ghép điện gió, diesel điện Mặt Trời để cấp điện cho huyện đảo tƣơng lai Đây chủ trƣơng cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ tƣơng lai đƣợc Bộ công thƣơng phê duyệt thực thời gian tới Kiến nghị Sau thực xong đề tài, tác giả xin đƣa số kiến nghị sau: Cần tiếp tục sâu nghiên cứu phát triển đề tài quy mô lớn để kết đem lại có ý nghĩa mặt thực tiễn, có khả ứng dụng cao Nhà nƣớc cần quan tâm lĩnh vực nghiên cứu thực dự án ứng dụng nguồn lƣợng tái tạo, đặc biệt NLG NLMT vùng xa có cƣờng độ gió xạ Mặt Trời cao chƣa kết nối đƣợc với điện lƣới quốc gia nhƣ đảo Bạch Long Vĩ Cần có sách khuyến khích đầu tƣ hỗ trợ vốn ban đầu cho chủ đầu tƣ lĩnh vực phát triển dự án phát điện sử dụng lƣợng tái tạo nói chung NLG, NLMT nói riêng Hƣớng phát triển đề tài Nghiên cứu giải pháp công nghệ để xây dựng hệ thống phát điện kết hợp điện gió-diesel Mặt Trời huyện đảo Bạch Long Vĩ Tp Hải Phòng 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO Viện Năng Lƣợng (2010), Quy hoạch phát triển điện lực Tỉnh Hải Phòng giai đoạn 2011 – 2015 có xét đến năm 2020, Hà Nội Trần Bách (2008), Lưới điện hệ thống điện Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Lân Tráng (2004), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2006), Cơ s lượng tái tạo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống (2005), Năng lượng mặt trời ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống (2008), Pin mặt trời ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội ... tiềm năng lƣợng gió Mặt Trời để phát điện huyện đảo Bạch Long Vĩ – thành phố Hải Phịng” có tính thực tiễn: Tổng hợp đánh giá nguồn lƣợng gió, Mặt Trời, trạng ứng dụng nguồn lƣợng gió Mặt Trời. .. điện 3.3.1 Hiện trạng lƣới điện a) Nguồn điện Nguồn điện cấp điện đảo Bạch Long Vĩ có nguồn : điện gió diezel nhiên trạm điện gió đảo Bạch Long Vĩ (850kW), hoạt động từ năm 2004 Đây tua bin gió. .. nghiên cứu phƣơng án lai ghép điện gió- diesel – Mặt Trời để cấp điện cho huyện đảo Bạch Long Vĩ 92 4.2 Phân tích, đánh giá dự án lai ghép điện gió – diesel – Mặt Trời phần mềm RETScreen